山西省五寨縣黃芪生長(zhǎng)氣象條件及栽培技術(shù)

馬子平，王志偉，郝紋進(jìn)，鄭秀文，劉麗英

(1.山西省忻州市氣象局，山西 忻州034000； 2.山西省氣候中心，山西 太原030000；3.山西省忻州市科技情報(bào)與戰(zhàn)略研究中心，山西 忻州034000)

0 引言

晉北芪是山西省五寨縣道地中藥材農(nóng)民專(zhuān)業(yè)合作社注冊(cè)的“晉北”牌野生撫育黃芪。2017年，“晉北”商標(biāo)獲山西省著名商標(biāo)。五寨縣地處晉西北腹地，氣候條件與土壤條件奠定了中藥材生產(chǎn)和種植的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是黃芪等多種中藥材的道地產(chǎn)區(qū)。1995年，中醫(yī)藥管理局和山西省醫(yī)藥總公司經(jīng)過(guò)大量調(diào)查研究，決定在五寨縣建立全國(guó)性的中藥材種植基地。2012年，該基地被山西省科技廳定為“中藥材種植科技示范基地”；2018年5月，天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院、北京盛世龍藥業(yè)有限公司與山西省五寨縣“精準(zhǔn)扶貧——三方共建黃芪種植基地”揭牌暨簽約儀式在山西省五寨縣舉行。

近幾年，隨著中醫(yī)藥管理局和五寨縣扶貧工作的不斷推進(jìn)，黃芪、黨參等中藥材種植已形成一定規(guī)模。2019年，五寨縣中藥材種植基地通過(guò)了中藥材共建共享聯(lián)盟的“‘三無(wú)一全’(中藥材無(wú)硫加工、無(wú)黃曲霉毒素、無(wú)高毒農(nóng)藥及全程可追溯)基地”認(rèn)證。中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所質(zhì)檢分析，五寨產(chǎn)兩年生移栽黃芪有效成份甲苷含量為0.082%(國(guó)標(biāo)為0.040%)，直播4年生半野生黃芪甲苷含量為0.158%，接近國(guó)標(biāo)的4倍，各種有效成分名列全國(guó)黃芪產(chǎn)區(qū)前茅。目前，五寨縣有6 000多人從事中藥材生產(chǎn)，覆蓋貧困戶766戶、貧困人口2 221人，種植面積3 350 hm2左右，種植收益可達(dá)到2.7萬(wàn)元/hm2以上。中藥材產(chǎn)業(yè)已成為五寨縣的支柱產(chǎn)業(yè)，助力脫貧攻堅(jiān)、精準(zhǔn)扶貧。

關(guān)于黃芪的研究，姜娜等[1]統(tǒng)計(jì)了1998—2018年黃芪文獻(xiàn)數(shù)量，指出近20年來(lái)，國(guó)際黃芪研究論文的數(shù)量整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是近5年呈顯著增長(zhǎng)。研究方向大多集中在藥理、品種、產(chǎn)地、土壤和栽培等對(duì)品質(zhì)的影響方面，其中，藥理學(xué)占65%，分子學(xué)占52%，而黃芪生長(zhǎng)與氣候關(guān)系方面的文獻(xiàn)很少[1-5]。吳亮等[6-8]論述了恒山特殊的地理環(huán)境和獨(dú)特的氣候條件為黃芪的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供了不同生育期的需求。羅小梅等[9]對(duì)臨夏地區(qū)黃芪生態(tài)氣候適應(yīng)性和產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型進(jìn)行初步探討，指出黃芪在不同生長(zhǎng)階段對(duì)氣象條件的要求有明顯差異。本文依托山西省科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃(農(nóng)業(yè)部分)《野生黃芪撫育及規(guī)范化種植》項(xiàng)目創(chuàng)新成果，結(jié)合氣象資料，分析五寨縣適宜黃芪生長(zhǎng)的氣象條件，以期了解黃芪生長(zhǎng)特性，旨在將野生黃芪撫育栽培技術(shù)和種植范圍擴(kuò)大到周邊各縣，為精準(zhǔn)扶貧、脫貧攻堅(jiān)制定可行方案提供依據(jù)，為保證黃芪品質(zhì)提供氣象保障服務(wù)。

1 晉北芪

晉北芪是五寨縣道地中藥材農(nóng)民專(zhuān)業(yè)合作社通過(guò)野生黃芪撫育技術(shù)人工種植的黃芪，也叫五寨黃芪。黃芪原名黃耆，為多年生豆科草本植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根。野生黃芪撫育種植是選擇以蘆芽山山脈和恒山山脈為主的原生、野生蒙古黃芪種子，摻入10%與黃芪種子顆粒大小相似的砂粒均勻攪拌，用脫米機(jī)粗過(guò)一遍，然后將砂粒選出，用播種機(jī)播種，使其在合理的株行中自然生長(zhǎng)撫育，達(dá)到野生藥材的質(zhì)量。五寨縣道地中藥材農(nóng)民專(zhuān)業(yè)合作社于2017年8月申請(qǐng)了該技術(shù)的專(zhuān)利。

關(guān)于黃芪的藥用價(jià)值和功效，據(jù)《中國(guó)藥典》記載：黃芪性微溫，味甘，有補(bǔ)氣固表、止汗脫毒、生肌、利尿和退腫之功效[10]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究和臨床試驗(yàn)表明，黃芪還具有利尿降壓、消炎鎮(zhèn)痛、強(qiáng)心、抗氧自由基生成及提高機(jī)體免疫功能等多種藥理作用[11-12]。五寨黃芪自古以來(lái)品質(zhì)上乘，20世紀(jì)50年代，相關(guān)專(zhuān)家在《藥用黃芪本草學(xué)及生藥學(xué)的研究》中指出，頭等正品一號(hào)紅藍(lán)芪主產(chǎn)山西五寨，二號(hào)紅藍(lán)芪產(chǎn)渾源等地[13]。2006年，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所對(duì)五寨黃芪藥材進(jìn)行檢驗(yàn)，育苗1年、移栽1年黃芪的有效成分甲苷含量為0.082%，直播3年黃芪的甲苷含量測(cè)定為0.158%，超過(guò)了全國(guó)其他黃芪產(chǎn)區(qū)的有效成分含量。

2 黃芪品質(zhì)上乘的條件

2.1 自然條件

五寨縣平均海拔1 400 m，南高北低、東西多山坡地、中心為小盆地，有“兩山、兩梁、一川”的地理形勢(shì)，全縣12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中有11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布在“兩山兩梁”的山區(qū)或半山區(qū)，山坡地的坡度大多數(shù)在20°以上，為植物的最佳有效用光群體結(jié)構(gòu)，土質(zhì)多為透水力強(qiáng)、酸堿度為中性的沙質(zhì)土壤，適合黃芪生長(zhǎng)。

2.2 氣候條件

五寨縣氣候四季分明，冬季寒冷、干燥，夏季雨水充足，春秋季天氣涼爽。年平均氣溫5.0 ℃，春、夏、秋、冬季平均氣溫分別為6.9、18.8、5.3和-11.0 ℃，氣溫年較差和日較差大。白天氣溫高，作物根系吸收能力強(qiáng)，有利于干物質(zhì)形成；夜間地面長(zhǎng)波有效輻射加大，氣溫下降，植物呼吸作用減弱，可減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，有利于干物質(zhì)和糖分的積累。五寨縣歷年平均日照時(shí)間2 775.6 h，日照充足；年降水量平均453.9 mm，降水集中在夏季，占全年降水量的75%，冬季降水最少。溫度、降水、日照均符合黃芪喜冷涼、耐寒、耐旱、怕熱和怕澇的生長(zhǎng)特性。

3 黃芪各生長(zhǎng)期氣候條件

3.1 萌發(fā)期

試種觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，黃芪種子一般在地溫達(dá)到5 ℃時(shí)即可發(fā)芽，發(fā)芽適宜溫度14～15 ℃。最適宜的土壤水分含量為18%～24%。五寨人工栽培的黃芪從4月末開(kāi)始至處暑以前都可以播種，直播黃芪4月末5月初可下種，15 d左右出苗；移栽黃芪5月中旬可下種，播后10～12 d出苗。夏季隨時(shí)都可播種，當(dāng)?shù)販卦?0～25 ℃時(shí)下種，一般7～8 d出苗；當(dāng)溫度25 ℃時(shí)發(fā)芽最快，僅需3～4 d。對(duì)于無(wú)灌溉條件的農(nóng)田來(lái)說(shuō)，要求在雨水集中的時(shí)段下種。如果冬季播種，一般在處暑之前下種，次年春季發(fā)芽。由于五寨冬季降水多數(shù)年份偏少，大風(fēng)日數(shù)偏多，容易造成種子風(fēng)干，影響出苗，一般不選擇這一時(shí)段播種。

3.2 幼苗生長(zhǎng)期

從子葉出土到花芽形成前稱為幼苗生長(zhǎng)期。幼苗出土到出現(xiàn)5片子葉一般需要18～20 d，這一時(shí)期幼苗根系未發(fā)育完全，入土淺、吸收能力差且生長(zhǎng)緩慢，此時(shí)怕高溫、干旱，對(duì)氣溫和降水要求比較嚴(yán)格，氣溫不能長(zhǎng)時(shí)間(3～5 h)高于32 ℃，無(wú)效降水(<0.5 mm)時(shí)間不能超過(guò)20 d。五寨縣5—6月最高氣溫為33.7 ℃，但出現(xiàn)的天數(shù)極少，降水量為50～60 mm，正常年份該階段光、熱、水基本滿足黃芪生長(zhǎng)需求。

3.3 枯萎越冬期

地表以上的部分開(kāi)始枯萎到次年返青前稱為枯萎越冬期。五寨黃芪一般在9月中旬葉片開(kāi)始變黃枯萎，地下部分越冬芽開(kāi)始形成，從當(dāng)年的9月下旬到次年4月中旬均為枯萎越冬期，時(shí)間200～210 d。黃芪正常越冬的極端最低氣溫可達(dá)-40 ℃，五寨縣1957年極端最低氣溫為-38 ℃。隨著全球氣候變暖，近10年來(lái)，極端最低氣溫為2013年的-31.6 ℃，比黃芪正常越冬閾值高8.4 ℃。

3.4 返青期

春天當(dāng)?shù)乇頊囟冗_(dá)到5～10 ℃時(shí)，黃芪開(kāi)始返青，返青初期的生長(zhǎng)速度比較慢，受溫度和水分影響較大。五寨縣冬季(11月至次年3月)漫長(zhǎng)寒冷，凍土層較厚，最大凍土層148 cm，黃芪大多種植在半山區(qū)，當(dāng)?shù)孛鏈囟冗_(dá)到8～13 ℃時(shí)開(kāi)始進(jìn)入返青期，比其他產(chǎn)區(qū)的黃芪對(duì)地面溫度要求高，具體時(shí)間在4月中旬至5月上旬前期。該階段的熱量條件可滿足黃芪返青需要，若水分滿足需要，可順利返青，若發(fā)生春旱，則返青期推遲。

3.5 孕蕾開(kāi)花期

孕蕾開(kāi)花期指從葉腋花芽形成到果實(shí)出現(xiàn)之前的時(shí)期，兩年生長(zhǎng)以上的植株一般在6月出現(xiàn)花芽逐漸膨大，花梗抽花、花蕾逐漸形成，7月初花蕾開(kāi)放，花期20～25 d。兩年生黃芪春季返青后，植株抵御外界氣候條件的能力顯著增強(qiáng)，其喜冷涼、耐寒、耐旱、怕熱和怕澇的特性顯露出來(lái)，對(duì)氣候條件的要求沒(méi)有幼苗、返青時(shí)期嚴(yán)格。五寨黃芪一般在6月上旬出現(xiàn)花芽，7月上旬開(kāi)花。五寨黃芪分布區(qū)6、7月平均氣溫為18.3、19.9 ℃，日照時(shí)間263.9、244.8 h，降水量69.2、109.6 mm，光熱水條件可滿足其生長(zhǎng)需求。

3.6 結(jié)果種熟期

影響黃芪結(jié)果、種熟的是熱量和水分條件，該階段如遇到高溫干旱，隨著土壤相對(duì)含水量的降低，黃芪葉片相對(duì)含水量逐漸降低，而其中丙二醛含量升高，其根莖干質(zhì)量也降低，使結(jié)果種熟期提前，且種皮常呈不透性，硬實(shí)率增加，種子皮質(zhì)降低[4]。8月中旬至9月中旬，五寨縣出現(xiàn)高溫天氣的概率較小，發(fā)生干旱的頻率也低于春季，再加上多雨期，土壤墑情比較好，因此熱量和水分條件滿足黃芪結(jié)果種熟期的要求。

3.7 根部生長(zhǎng)期

黃芪為多年生草本植物，一般3～5年根長(zhǎng)成可采挖。在整個(gè)生育期，其根部生長(zhǎng)經(jīng)歷養(yǎng)分吸收、積累和儲(chǔ)存的過(guò)程，適宜的光熱水條件對(duì)黃芪根的生長(zhǎng)，藥材的產(chǎn)量、質(zhì)量等都十分有利?！吨袊?guó)藥典》記載，黃芪這一時(shí)期所需氣候條件為分布區(qū)80%保證率≥10 ℃積溫在1 500 ℃以上，生長(zhǎng)季4—9月降水量220～300 mm，日照時(shí)間1 500 h以上。7、8月日較差對(duì)根部物質(zhì)積累有較大影響，日較差大，根部物質(zhì)積累充足，對(duì)根部生長(zhǎng)、入藥品質(zhì)有利[10]。五寨黃芪根部生長(zhǎng)期一般在4月下旬至9月中旬，此階段分布區(qū)80%保證率≥10 ℃積溫超過(guò)1 600 ℃，大部分地區(qū)積溫在2 000 ℃以上，4—9月降水總量314.2 mm，日照時(shí)間1 487.8 h，滿足黃芪根部生長(zhǎng)所需光熱水條件。五寨黃芪分布區(qū)7、8月氣溫日較差為12～14 ℃，日較差條件較好。

4 黃芪人工栽培技術(shù)

4.1 篩選品種

五寨縣適宜種植的黃芪品種為蒙古黃芪，蒙古黃芪具有棍條長(zhǎng)、不打叉、糟頭小、皮嫩、斷面粉性足、柴性小和油性大等優(yōu)點(diǎn)。五寨縣≥10 ℃的積溫不能充分滿足膜莢黃芪生長(zhǎng)需要，人工栽培的膜莢黃芪產(chǎn)量低于蒙古黃芪，因此不宜栽培膜莢黃芪。

4.2 種植

(1)育苗移栽。蒙古黃芪種子的種皮較硬，播種前需對(duì)種子進(jìn)行催芽處理，即將選好的種子放在50 ℃溫水中攪拌至涼，再加涼水沒(méi)過(guò)種子浸泡6～12 h，撈出種子裝入布袋放在11～15 ℃適溫下催芽。育苗地要求土壤疏松、腐殖質(zhì)含量高、肥力狀況好、pH值7～8且通氣透水性能佳。移栽可在5月進(jìn)行，最好邊起邊栽，選取條長(zhǎng)、粗壯、無(wú)斷損和無(wú)病蟲(chóng)害的秧苗移栽。

(2)露地直播。五寨黃芪露地直播宜在春、夏季進(jìn)行，春季可在土壤解凍后搶墑適時(shí)直播，春旱較重時(shí)可在伏天多雨季節(jié)播種，處暑以后不宜直播。

4.3 選好土壤、合理輪作

蒙古黃芪根系發(fā)達(dá)，入土較深，喜肥沃土壤，怕田間積水受澇。要求選擇土層深厚、結(jié)構(gòu)良好、排灌便利和富含腐殖質(zhì)的黑壚土或黃綿土，質(zhì)地中壤為宜。前茬以玉米類(lèi)作物為好，輪作周期要求3年以上。

4.4 合理密植

五寨黃芪一般采用壟栽方式，在整好的移栽地按行距30～45 cm開(kāi)溝(要求開(kāi)第1條溝擺好苗后再開(kāi)2條溝，同時(shí)將第1條溝覆蓋)，然后按株距15～20 cm進(jìn)行斜擺或相嵌排列，平放后覆土、澆水。栽植密度18萬(wàn)～22.5萬(wàn)株/hm2(1.2萬(wàn)～1.5萬(wàn)株/畝)。

4.5 田間管理

(1)黃芪幼苗苗全后要及時(shí)淺鋤除草；不易過(guò)早間苗，當(dāng)幼苗5片復(fù)葉出現(xiàn)后，可結(jié)合中耕進(jìn)行疏苗；苗高15～20 cm時(shí)，條播的按20～30 cm株距定苗，穴播的按1～2株/穴留苗。定苗后視情況再進(jìn)行1～2次中耕除草。

(2)黃芪在幼苗期和返青期需水較多，應(yīng)注意及時(shí)灌水。直播第3年或育苗移栽后，植株抗旱性能顯著增強(qiáng)，抗?jié)衬芰Σ睿瑧?yīng)盡量少澆水。雨季注意排水，以防根部腐爛。

(3)黃芪的主要病害有根腐病、白粉病和銹病等。防治措施：合理密植，注意田間排水，發(fā)病前可用50%多菌靈可濕性粉劑或70%甲基托布津1 000～1 500倍液灌根或噴灑；可噴敵銹鈉防治銹病。蟲(chóng)害主要有黃芪籽蜂、蚜蟲(chóng)和蕪青等，可用40%樂(lè)果乳油1 000～1 500倍液或50%磷胺乳油1 500倍液防除。

4.6 防凍拔措施

黃芪在種植過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)凍拔現(xiàn)象。凍拔是指在緯度高的寒冷地區(qū)，土壤含水量過(guò)高時(shí)結(jié)凍膨脹而升起，連帶植物抬起。夏春季解凍時(shí)，土壤下沉而植物留在原位，造成植物根部裸露死亡。每年的黃芪種植都有不同程度的凍拔現(xiàn)象，為了解決這一問(wèn)題，科研人員探索出防止凍拔的方法，翻地滅草后用小四輪帶上地輥將土壤壓踏實(shí)，然后再播種，次年早春土壤解凍時(shí)，如發(fā)現(xiàn)還有拔起的種苗，及時(shí)再用小四輪帶地輥碾壓。

5 結(jié)束語(yǔ)

五寨縣獨(dú)特的地理環(huán)境和自然條件給黃芪生長(zhǎng)提供了優(yōu)質(zhì)的土地資源，與黃芪生長(zhǎng)特性匹配的氣候?yàn)辄S芪生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)上乘提供了保障。本文研究了五寨黃芪不同生長(zhǎng)發(fā)育期的溫度、降水、日照等氣候條件，給推廣野生撫育種植黃芪提供了依據(jù)，為氣候條件相似地區(qū)精準(zhǔn)扶貧找到一條可行之路。

五寨黃芪采用野生黃芪撫育種植技術(shù)，選擇以蘆芽山山脈和恒山山脈為主的原生、野生蒙古黃芪種子進(jìn)行種植，在種植技術(shù)和管理上進(jìn)行改革創(chuàng)新。黃芪播種前要關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，適時(shí)掌握下雨日期，雨前播種出苗率提高30%。采用播種機(jī)播種，使耕作成行、便于鋤草松土，達(dá)到高產(chǎn)高效。3年后收獲用深耕犁挖起，凈挖率達(dá)到90%以上。