虎杖人工栽培研究綜述

劉開桃 韋順能 陳建祥

黔東南苗族侗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，貴州 凱里 556008

0 引言

蓼科虎杖屬植物虎杖（Reynoutria japonicaHoutt.）是一種傳統(tǒng)中藥材和民族藥材，在我國有著悠久的藥用歷史。因市場需求漸盛，野生虎杖被大量采挖，產(chǎn)品漸漸供不應(yīng)求。為保證市場供需平衡，部分學(xué)者開始研究虎杖人工栽培技術(shù)。為全面了解該領(lǐng)域的研究情況及所得成果，為尋找下一步此領(lǐng)域研究準(zhǔn)確的發(fā)力點(diǎn)，筆者對中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫中與虎杖相關(guān)的論文、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并對虎杖栽培相關(guān)的文章逐篇研讀，縱向勾勒出我國虎杖栽培研究的歷史演化趨勢，橫向展現(xiàn)虎杖栽培的主要研究成果，從中分析虎杖栽培研究的熱點(diǎn)及薄弱環(huán)節(jié)。

1 研究熱度變化趨勢

圖1 是筆者對中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫歷年收錄的關(guān)于虎杖研究的文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計（萬方數(shù)據(jù)庫收錄的數(shù)據(jù)包含大量相關(guān)專利信息，統(tǒng)計中剔除了此部分?jǐn)?shù)據(jù)）。從圖1 可以看出，相關(guān)研究從20 世紀(jì)50 年代開始，之后年發(fā)文量以較慢的速度增長；20 世紀(jì)90 年代后，年發(fā)文量增長速度明顯提升，并持續(xù)保持在較高的水平。

圖2 是筆者對中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫歷年收錄的與虎杖人工栽培相關(guān)的文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計。從圖2 可以看出，與虎杖栽培相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)布量也呈現(xiàn)出與圖1 相似的變化趨勢。

圖1 1958—2022年與虎杖研究相關(guān)的文獻(xiàn)數(shù)量變化趨勢

圖2 1958—2022年與虎杖栽培相關(guān)的文獻(xiàn)數(shù)量變化趨勢

2 虎杖栽培相關(guān)研究熱度和深度分析

筆者從中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫查詢到與虎杖栽培相關(guān)的論文（論著）70 篇。筆者將虎杖栽培過程分為種質(zhì)資源調(diào)查和篩選、種苗繁育、田間管理、病蟲害防治等4 個環(huán)節(jié)，并對這4 個環(huán)節(jié)相關(guān)發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計，詳見圖3。從圖3 可以看出，田間管理類文章最多（32篇，占虎杖栽培發(fā)文總數(shù)的45.72%），其次種苗繁育類（27 篇，占虎杖栽培發(fā)文總數(shù)的38.57%），然后是種質(zhì)資源調(diào)查和篩選類（7 篇，占虎杖栽培發(fā)文總數(shù)的10.00%），最后是病蟲害防治類（4 篇，占虎杖栽培發(fā)文總數(shù)的5.71%）。

圖3 虎杖栽培各環(huán)節(jié)研究發(fā)文量

3 虎杖栽培技術(shù)主要研究成果

3.1 種質(zhì)資源調(diào)查和篩選方面

劉開桃等［1］調(diào)查發(fā)現(xiàn)，虎杖在貴州省黔東南苗族侗族自治州全境、遵義市東部及貴州省、湖南省、湖北省、重慶市交界地帶分布密度最大，在貴陽市、畢節(jié)市、六盤水市、安順市一帶分布稀少，在黔南布依族苗族自治州西部、黔西南布依族苗族自治州及云南省曲靖市、昭通市中南部未發(fā)現(xiàn)有分布。佘瑤瑤［2］研究發(fā)現(xiàn)，虎杖野生資源在湖北省各地均有分布，產(chǎn)地較為分散，主要分布于十堰、黃岡、恩施、宜昌等市（縣），在海拔5～1 860 m均有分布；同時，湖北省已開始人工栽培虎杖，并初步篩選出松滋市、公安縣、房縣軍店鎮(zhèn)、英山縣龍?zhí)额泊宓鹊夭杉幕⒄确N苗可作為優(yōu)質(zhì)種源。薛斌等［3］在太原市汾河公園內(nèi)發(fā)現(xiàn)有虎杖分布，這是山西省境內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)有虎杖分布。朱勤等［4］介紹了虎杖新品種皖虎杖1 號的選育過程、品種性狀、栽培技術(shù)及采收貯藏技術(shù)。劉自華等［5］研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)的虎杖質(zhì)量存在差異，英山縣、蘄春縣、松滋市等地的虎杖質(zhì)量較優(yōu)，白藜蘆醇和大黃素-8-O-β-D-葡糖為差異性成分。馬云桐等［6］采用RAPD、ISSR 和SRAP 標(biāo)記對虎杖種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析及品質(zhì)評價，發(fā)現(xiàn)虎杖種質(zhì)資源在分子水平上確實(shí)存在較大遺傳差異。甘曉燕等［7］研究發(fā)現(xiàn)，虎杖種質(zhì)資源在分子水平上存在較大差異，基于iPBS 標(biāo)記的虎杖基因型與地理屬性有密切關(guān)系。

3.2 種苗繁育方面

尚斌等［8］以虎杖根莖作為繁殖材料，研究不同根莖節(jié)數(shù)、不同生根粉（ABT8）溶液濃度、不同浸泡時間對虎杖根莖繁殖效果的影響，發(fā)現(xiàn)將每段帶3 個節(jié)的根莖用400 mg/kg 生根粉（ABT8）溶液在常溫下浸泡4 h、陰干后穴植，出苗率最高（達(dá)85%）。湖北省市場監(jiān)督管理局、十堰市市場監(jiān)督管理局從選地與整地、種子采集與處理、播種、田間管理、病蟲害防治、種苗出圃標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)檔案管理等方面制定了虎杖種子育苗技術(shù)規(guī)程［9-10］。鄧友軍等［11］研究發(fā)現(xiàn)，虎杖采用種子繁殖方法時，播種前去除宿存花被，用400 mg/L 吲哚乙酸浸泡24 h、40 ℃溫水浸泡2 h、超聲波（600 W，40 kHz）處理1 h可顯著促進(jìn)虎杖種子萌發(fā)，提高發(fā)芽率。張俊等［12］研究發(fā)現(xiàn)，生長3 a以上的虎杖種子更適宜作為有性繁殖材料，虎杖種子采集后應(yīng)保留宿存花被進(jìn)行貯存，播種時應(yīng)將宿存花被去除。張俊等［13］研究發(fā)現(xiàn)，適宜的水溫和足夠的浸泡時間有利于虎杖種子萌發(fā)，溫度過高、過低均不利于種子萌發(fā)；虎杖種子為需光性種子，種子萌發(fā)時必須保證光照充足；覆蓋透明塑料地膜提高地溫的方式可使田間虎杖種子快速發(fā)芽；虎杖種子萌發(fā)前及幼苗生長前期不宜施用尿素等速效肥料。張來軍等［14］研究發(fā)現(xiàn)，各種濃度的外源褪黑素（MEL）對虎杖的生長都有明顯影響，低濃度的MEL（3.6 μmol/L）有助于虎杖莖、根生長，MEL濃度為6 μmol/L時虎杖的根長、根數(shù)、莖高、葉面積、生根率均達(dá)到最大或較大值，高濃度MEL（24 μmol/L）對虎杖生長有抑制作用。楊金庫等［15］研究發(fā)現(xiàn)，利用全光噴霧育苗技術(shù)繁殖虎杖，在生長季可育苗四五批。該方法具有成本低、易操作、速度快等優(yōu)勢，將其與壓條繁殖相互補(bǔ)充，可提高繁殖系數(shù)。王宇等［16］研究了虎杖嫩莖愈傷組織誘導(dǎo)和分化、不定芽的分化和生根、試管苗移栽和扦插及田間栽培所需要的條件，結(jié)果表明MS+6-BA 0.4 mg/L+NAA 1.2 mg/L 是誘導(dǎo)形成具有分化能力愈傷組織的理想培養(yǎng)基，MS+AgNO30.8 mg/L+6-BA 0.3 mg/L+NAA 0.1 mg/L 是愈傷組織和不定芽分化的理想培養(yǎng)基，1/3MS+IAA 0.4 mg/L+NAA 0.1 mg/L 是不定芽生根培養(yǎng)和試管苗生根繼代培養(yǎng)的理想培養(yǎng)基，爐灰渣是試管苗移栽和扦插的理想基質(zhì)；移植的試管苗具有長勢旺盛、春季發(fā)芽早、秋季枯萎晚、根系發(fā)達(dá)等特點(diǎn)，其他各種性狀保持不變。王慶等［17］將虎杖枝條直接埋入濕沙以繁育新苗，成活率在98%以上。該方法具有繁殖材料豐富易得、移栽易成活且見效快等優(yōu)點(diǎn)，是一種新的快速繁殖虎杖的好方法。夏海武［18］以虎杖莖段為試驗(yàn)材料，研究虎杖組織培養(yǎng)與快速繁殖的適宜條件，結(jié)果表明虎杖在MS+6-BA 0.5 m/L+NAA 1.0 m/L+3%蔗糖+0.7%瓊脂培養(yǎng)基上誘導(dǎo)愈傷組織效果最好，誘導(dǎo)愈傷組織的平均時間為11 d，誘導(dǎo)率為100%；在MS+KT 2.0 mg/L+NAA 0.4 m/L+3%蔗糖+0.7%瓊脂培養(yǎng)基上不定芽分化率達(dá)100%，平均每塊愈傷組織再生4.2個不定芽；不定芽伸長生長的最適培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L。宋慶安等［19］研究發(fā)現(xiàn)，虎杖組培苗移栽宜在疏松保水的苗圃進(jìn)行，成活率可達(dá)93%；在溫室大棚內(nèi)移栽，并間歇噴霧，其成活率（96.25%）高于室外；組培苗移栽后覆蓋薄膜成活率得到提高（達(dá)到95%），生長量也得到提高；是否進(jìn)行消毒對虎杖組培苗移栽成活率影響不大；在水分多、空氣濕度大的地方，移栽虎杖組培苗可提高成活率。宋慶安等［20］研究表明，用ABT6溶液浸泡，對虎杖組培苗瓶外扦插生根有很好的促進(jìn)作用，濃度為50 mg/L 時效果最佳（扦插成活率達(dá)100%），且扦插成活率隨溶液濃度的增加而下降；用NH4NO3和KH2PO4溶液噴灑葉面，有助于虎杖生長，NH4NO3主要對葉片數(shù)量和面積增長起作用，而KH2PO4對苗高生長起決定作用。易靄琴等［21］研究了虎杖組織培養(yǎng)與快速繁殖的適宜條件，發(fā)現(xiàn)0.2 mg/L IBA 最有利于芽分化，0.5 mg/L IBA最有利于根分化與生長，而NAA則不利于虎杖芽分化與根形成，且容易造成組培苗黃化。于樹宏［22］篩選并確定了誘導(dǎo)虎杖幼芽分化的培養(yǎng)基為MS+0.05 mg/L TDZ+0.5 mg/L NAA，促進(jìn)幼苗生長的培養(yǎng)基為MS+0.1 mg/L CPPU+1.0 mg/L NAA+0.5%活性炭，快速生根及壯苗的培養(yǎng)基為1/2MS+1.0 mg/L NAA+0.5%活性炭；以無菌組培苗幼芽為材料，經(jīng)過器官增殖培養(yǎng)途徑，兩三周內(nèi)可獲得發(fā)育良好的完整植株，繁殖系數(shù)為5～7，煉苗移栽成活率為100%。

3.3 栽培管理方面

王強(qiáng)等［23］研究肥料種類和施肥量對虎杖生長的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“油菜枯+雞糞”的肥料配方可以有效促進(jìn)虎杖根莖生長，促進(jìn)有效成分虎杖苷與大黃素合成。周佳民等［24］研究發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)光條件下虎杖出苗快，適當(dāng)?shù)恼陉幱欣诨⒄戎仓晟L發(fā)育，明顯提高虎杖產(chǎn)量。潘標(biāo)志［25］在杉樹林下開展虎杖栽培試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同郁閉度、不同坡位和林地清理方式對虎杖株高與干物質(zhì)積累都有影響，其中郁閉度影響最大，其次為坡位，再次為清理方式。陳玉嫻等［26］研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械作業(yè)在虎杖栽培各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用能大幅節(jié)省成本，并提升工作質(zhì)量。例如，在種子采收中，采用大型收割機(jī)作業(yè)，可節(jié)省成本約90%；在整地深翻中，機(jī)械作業(yè)不僅速度快、效果好，667 m2成本僅160 元；人工進(jìn)行廂面、溝渠整理費(fèi)時費(fèi)工、成本高，機(jī)械作業(yè)能有效解決這些問題，667 m2成本僅130 元。余志芳［27］研究發(fā)現(xiàn)，虎杖在全分枝期前地上部分生長茂盛、生物量積累最快，其地上部分氮、磷、鉀元素含量也高于地下部分，分別占全株氮、磷、鉀元素積累量的72.7%、71.1%、68.4%，隨后3 種元素含量開始下降；在全分枝期后，地下部分氮、磷、鉀元素含量開始增加，枯萎期達(dá)到最大。虎杖對氮、磷、鉀元素的敏感性為鉀>氮>磷。施氮量在30.000～330.000 kg/hm2時，虎杖產(chǎn)量正相關(guān)增加；施磷量小于400.005 kg/hm2時，虎杖產(chǎn)量正相關(guān)增加，但是增幅較小；施鉀量小于220.005 kg/hm2時無助于產(chǎn)量增加，大于220.005 kg/hm2時虎杖產(chǎn)量隨施肥量的增加而大幅增加；3 種肥料的互作效應(yīng)結(jié)果顯示，隨著氮和磷施用量的增加，虎杖產(chǎn)量增加，其中當(dāng)施氮量為30.000～70.005 kg/hm2時產(chǎn)量增長幅度較小，施氮量大于70.005 kg/hm2時產(chǎn)量呈明顯的正相關(guān)增加；氮和鉀對虎杖產(chǎn)量的互作效應(yīng)顯示，施鉀量較低時虎杖產(chǎn)量隨著施氮量的增加而明顯增加，施鉀量較高時虎杖產(chǎn)量未隨施氮量的增加而明顯增長；磷和鉀的互作效應(yīng)顯示，施鉀量低于220.005 kg/hm2時虎杖產(chǎn)量趨于穩(wěn)定，施鉀量較高時虎杖產(chǎn)量隨著施磷量的增加而大幅度增加。余志芳等［28］采用HPLC法測定虎杖中虎杖苷、白藜蘆醇、大黃苷、大黃素及大黃素甲醚的含量，研究不同栽培年限虎杖發(fā)育過程中有效成分含量的變化規(guī)律，確定最佳采收時間，發(fā)現(xiàn)無論2年生虎杖還是3年生虎杖，虎杖苷和大黃苷含量2 次高峰期均出現(xiàn)在幼苗期和果期，白藜蘆醇含量在花期和枯萎期時最高，大黃素和大黃素甲醚含量在秋季達(dá)到最高，得出虎杖采收在栽植后2年或3年均可進(jìn)行的結(jié)論；從有效成分考慮，虎杖可在春季采挖；從產(chǎn)量考慮，虎杖應(yīng)在秋季采挖。馬云桐等［29］研究發(fā)現(xiàn)，在虎杖的生育進(jìn)程中及時補(bǔ)充速效性氮、磷、鉀元素，保持土壤養(yǎng)分均衡供給是確?；⒄绕焚|(zhì)的基礎(chǔ)條件。陳靜［30］研究了生長1～4 a的虎杖中虎杖苷、白藜蘆醇、大黃素和大黃素甲醚含量的變化，發(fā)現(xiàn)隨著生長年限的增加，虎杖苷含量先升后降，在第2 年達(dá)到峰值，但與第1年差異不明顯；白藜蘆醇含量第1年至第3年逐漸下降；大黃素和大黃素甲醚含量在第1年至第3年均呈現(xiàn)升高趨勢，第3年達(dá)到峰值，第4年下降。

3.4 病蟲害防治方面

劉自華等［31］研究發(fā)現(xiàn)，虎杖葉斑病病原菌為大黃莖點(diǎn)霉；該病原菌最佳的生長溫度為25 ℃，pH 值為7～10 時生長狀況較好，全黑暗或全光照環(huán)境適合該病原菌生長，使用偏酸性的肥料可破壞其適宜的生長條件；丁子香酚、丙環(huán)唑、喹啉銅等藥劑對該病原菌具有顯著的抑制效果，其中丁子香酚可作為首選推廣藥劑。魏士杰等［32］對秦巴山區(qū)藥用植物虎杖根部腐爛的致病菌進(jìn)行分離，篩選出致病菌株并鑒定為微球菌科微球菌屬藤黃微球菌（Micrococcus luteus）。梁萍等［33］研究發(fā)現(xiàn)，虎杖葉斑病即銹病，其病原菌為兩棲蓼柄銹菌；虎杖銹病多發(fā)生在其生長中后期，目前僅見危害葉片，莖與葉柄未見病斑。

4 討論

在虎杖栽培研究中，種苗繁育和栽培管理是研究熱點(diǎn)。在熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，許多學(xué)者做了大量重復(fù)工作，發(fā)表了許多內(nèi)容重復(fù)的文章；而其他方面的研究卻明顯偏少，得出的成果不多，對于支撐虎杖栽培發(fā)展有所不足。同時，種苗繁育和栽培管理是技術(shù)難度小、生產(chǎn)實(shí)踐中不存在難題的兩個環(huán)節(jié)，將研究重點(diǎn)集中于此是對科研資源的一種浪費(fèi)。從未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求來看，今后學(xué)者應(yīng)將對虎杖人工栽培的研究重點(diǎn)放在種質(zhì)資源調(diào)查和篩選、新品種培育等方面。