中藥材—玉米間作種植模式研究

中藥資源是治病救人、康復(fù)保健的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在人們對健康的追求及中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展環(huán)境下，中藥材種植迎來了大發(fā)展。中藥材種植需要堅持“生態(tài)優(yōu)先，生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益并重，以短養(yǎng)長、長短結(jié)合”及道地性原則，因地制宜。由于多年單一化種植造成連作障礙，使中藥材產(chǎn)量、藥效成分含量下降，土壤質(zhì)量退化，限制了中藥材產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，所以，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)是中藥農(nóng)業(yè)的必由之路。間作作為一種生態(tài)農(nóng)業(yè)種植模式，運用群落的空間結(jié)構(gòu)原理，建立植物間互補共生的關(guān)系，能提高種植環(huán)境生物多樣性，改變地上、地下微環(huán)境，減少了連作障礙，提高了產(chǎn)量和品質(zhì)。

我國很多地區(qū)都可以種植玉米，在原有中藥材種植模式下間作適應(yīng)性強的玉米，能增加糧食產(chǎn)出，提高中藥材品質(zhì)。本文綜述了中藥材—玉米間作發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了已經(jīng)成熟的間作模式，分析了間作的目的意義，探究了間作提質(zhì)增產(chǎn)的機理，展望了間作未來發(fā)展方向，為未來中藥材間作產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了經(jīng)驗參考和理論依據(jù)。

一、中藥材—玉米間作的發(fā)展現(xiàn)狀

間作即對某些植物加以種植組合，于同一土地上成行或分帶種植生長季節(jié)接近的兩種或兩種以上的植物。采取合理的間作模式可以促進植物充分利用光、熱、水、氣、肥等自然資源，增加植物生物量，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。

間作在國內(nèi)外都有實踐，在產(chǎn)量和品質(zhì)提升方面均有很好的表現(xiàn)。間作在我國有很多案例，體現(xiàn)了中國農(nóng)業(yè)的智慧經(jīng)驗。我國有關(guān)間作的記錄最早出現(xiàn)在漢代，《汜勝之書》中記載了瓜豆間作。歷經(jīng)兩千多年的發(fā)展演變，可間作的植物種類和應(yīng)用也越來越多，蔬菜、糧食作物、果樹等之間開展了廣泛的間作試驗。間作在非洲及南美洲廣泛流行，近年歐美也逐漸采用間作代替部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?？茖W(xué)家們從深層機理方面對間作進行研究，更好地利用好間作這種生產(chǎn)方式。

有關(guān)玉米間作有蔬菜—玉米間作、經(jīng)濟作物—玉米間作、食用菌—玉米間作等。中藥材—玉米間作是近些年發(fā)展起來的藥—糧間作模式。華中地區(qū)大力推廣半夏—玉米間作模式，這種模式在湖北省面積近500 hm2。在西南地區(qū)建立了天冬—玉米間作復(fù)合生態(tài)種植示范基地，天冬—玉米間作比天冬單作增收20%以上，比玉米單作增收500%以上，實現(xiàn)了“一地兩收益”。在河南省洛陽市也存在大面積的柴胡—玉米間作模式。

中藥材—玉米間作備受推崇，是因為間作模式提高了土地復(fù)種指數(shù)，除了保證正常的中藥材產(chǎn)出，還增加了糧食產(chǎn)量，同時獲得了短期土地效益，讓土地收益最大化。中藥材—玉米間作解決了連年單作種植、過度施用農(nóng)藥和化肥造成中藥材質(zhì)量顯著下降、藥性降低等問題。

二、中藥材—玉米間作的案例

（一）玉米為中藥材生長遮陰

玉米作為一年生高大草本植物，體形高大，葉片扁平寬大，和其他耐陰矮生中藥材進行間作后，玉米在為中藥材提供適宜的蔭蔽條件，小環(huán)境的溫度降低、濕度提高，更適合中藥材生長。目前，不光是生長周期短的柴胡、板藍根、桔梗、半夏等中藥材適于和玉米間作，生長周期長的黃精、白及、芍藥等中藥材也適用于和玉米間作。

1.柴胡—玉米間作。柴胡單作時，種子發(fā)芽慢，很難一播全苗。第一年正常種植玉米，于夏季在玉米地間播種柴胡種子，高大的玉米葉為柴胡苗提供遮陰庇護，顯著提高了柴胡出苗率。于第一年秋季時，收獲第一季玉米。第二年，仍然正常種植玉米，對柴胡正常進行田間管理，秋季時收獲第二季玉米和柴胡種子，第二年秋冬至第三年清明節(jié)前收獲柴胡根莖。這樣形成二年三收（或二收）的柴胡—玉米間作模式，可大幅提升柴胡、玉米的收益，間作的柴胡產(chǎn)量遠超單作的柴胡產(chǎn)量，同時還可以收獲兩季玉米，土地經(jīng)濟效益在3萬元·hm-2以上。

2.蒼術(shù)—玉米間作。蒼術(shù)—玉米進行間作，玉米莖葉抵擋陽光直射蒼術(shù)，有效減緩蒼術(shù)植株夏季枯死情況。此外，由于嚴密寬大的玉米葉的封蓋，阻止了雜草生長速度。蒼術(shù)利用地下部分的根際作用和固氮作用，增產(chǎn)明顯，蒼術(shù)倍半萜類揮發(fā)油的含量也顯著提高。

3.半夏—玉米間作。玉米與中藥材半夏間作，可以有效提高土地利用率。玉米為半夏生長初期和中期提供良好遮陰環(huán)境，在半夏生長后期還能有效延緩半夏倒苗，減輕病害的發(fā)生。秋收后，玉米秸稈粉粹覆蓋還田，可以保溫保濕，增加土壤有機質(zhì)，改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。良好的土壤微環(huán)境能促使半夏健康生長，緩解了半夏的連作障礙。

4.黃精—玉米間作。野生黃精通常生長在半陰半陽的山林中，一般5年以上才能收獲。黃精與玉米間作人工栽培，玉米為黃精遮陰，促進黃精生長，夏季延緩黃精倒苗時間，促進黃精地下根莖生物量增加。間作的玉米，每年多收獲一季，提高了短期效益，減少了種植黃精周期過長可能面對的風(fēng)險。

5.白及—玉米間作。白及喜陰涼濕潤環(huán)境，栽種3年以后才能采收，大田種植一般需采用遮陰措施。白及與玉米間作，清明前后種植白及，5月開始種玉米，至6月上旬玉米長高后為白及遮陰，8月收獲玉米。由于沒有使用遮陽網(wǎng)、支架，降低了種植成本，又增加了玉米種植產(chǎn)生的額外收入；避免了遮陽網(wǎng)殘留、破損對土壤生態(tài)環(huán)境的影響，取得了極佳的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

6.芍藥—玉米間作。由于夏季光線較強，種植高稈直立作物玉米可在芍藥生長過程中起到遮陰作用，讓芍藥免受強烈日光的灼傷從而推遲其葉枯黃期，同時對雜草生長有抑制作用。芍藥—玉米間作種植的芍藥經(jīng)檢測，芍藥苷含量高于藥典要求。間作提高了芍藥長期種植的前期種植效益。

7.野酸棗—玉米間作。夏天干熱風(fēng)易造成酸棗落花落果，甚至絕收。在酸棗地種植玉米，通過玉米遮陰阻擋干熱風(fēng)，能減少酸棗葉片的蒸騰作用， 同時，有利于酸棗地保濕保墑，減少干熱天氣對酸棗花果造成的不利影響。

8.板藍根—玉米—柴胡間作。晉北地區(qū)創(chuàng)制了板藍根—玉米—柴胡間作的新模式，實現(xiàn)了玉米前期為板藍根遮陰、后期為柴胡遮陰的雙重作用。具體操作如下：4月中旬播種板藍根，行距20～30 cm，播種4行板藍根，留出2行玉米地，于5月初播種玉米，田間常規(guī)管理，7月底收獲板藍根后播種柴胡種子，秋季玉米成熟后收獲，進行柴胡越冬管理。第二年4月上旬柴胡返青，5月初播種玉米，10月下旬采收玉米，當(dāng)年秋冬或者第三年春季收獲柴胡的根莖。

（二）玉米為中藥材生長提供支撐

中藥材—玉米間作，藤蔓類中藥材能將玉米稈作為攀附支架，立體利用光、熱、水、肥等資源。

1.葛根—玉米間作。采取間作的模式種植玉米和葛根，葛藤利用玉米植株進行攀爬，降低了葛根搭架的成本，提高了葛根的產(chǎn)量，間作的玉米可以選擇甜糯玉米品種，以提高經(jīng)濟效益。粉葛也可以與青貯玉米品種間作，在玉米乳熟末期，采用農(nóng)業(yè)機械收獲葛藤和青貯玉米地上部分進行混合，制成青貯飼料。粉葛—玉米間作充分利用了葛根地上部分莖葉的營養(yǎng)物質(zhì)，解決了青貯玉米飼料蛋白質(zhì)含量低、額外添加蛋白飼料經(jīng)濟成本高、葛藤廢棄不能有效利用等問題。通過間作，粉葛根瘤菌的固氮作用能夠提高土壤的有機質(zhì)和氮素含量，起到改良土壤的作用。

2.何首烏—玉米間作。何首烏的生長需要爬藤，且何首烏根莖采收期較長，與生育期短的甜玉米間作，玉米的伴生減少了高溫強光對何首烏葉片的傷害，用甜玉米莖稈作為何首烏滕蔓生長的架子，降低了何首烏栽培的搭架成本。

3.桔梗—玉米間作。桔梗種植怕風(fēng)害，易倒伏，與玉米間作，高大的玉米植株能阻擋風(fēng)害，并利用玉米稈支撐桔梗植株，減輕桔梗倒伏。玉米收獲后留地上1 m左右的玉米稈繼續(xù)作為桔梗支撐，可使桔梗更好地利用光照，促進根莖膨大。

三、中藥材—玉米間作的目的

（一）減少成本，增加收益

目前，成功開展的中藥材—玉米間作，玉米為中藥材生長提供遮陰條件或為中藥材生長提供支撐作用，省去了搭遮陰網(wǎng)、搭架子等投入品的成本，降低了中藥材生產(chǎn)成本。另外，生長期較長的中藥材，前3～5年沒有效益，中藥材—玉米間作實現(xiàn)每年能多收一季玉米，增加了短期的收益。

（二）解決糧藥爭地矛盾

基于糧食安全和耕地紅線的保護政策，糧食種植面積需要加強鞏固和擴大。我國耕地面積有限，采用間作栽培模式是最大程度提高耕地利用率的有效辦法之一。通過糧食作物與藥材間作技術(shù)，充分利用土地、光熱、空氣和水肥等自然資源，發(fā)揮間作的互利作用，減少化肥、農(nóng)藥的投入，達到糧藥雙豐收的目的，有效解決糧藥爭地的矛盾。

（三）提高藥效成分含量

中藥材的品質(zhì)與產(chǎn)量同樣重要。中藥材的品質(zhì)是由中藥材次生代謝產(chǎn)物含量決定的。單一種植模式破壞了土壤微環(huán)境的平衡，降低了微環(huán)境中有益微生物的多樣性和活性，產(chǎn)生了連作障礙，降低了中藥材的品質(zhì)和產(chǎn)量。間作可以改變作物初級代謝和次級代謝產(chǎn)物的含量，使藥效成分含量增加。高稈喜陽玉米與矮稈喜陰中藥材間作，高稈植物為喜陰植物營造了弱光遮陰環(huán)境，空間生態(tài)位置得到合理分配。間作也屬于擬境栽培，接近自然生態(tài)模式生長，藥材質(zhì)量接近野生水平，間作時藥效成分含量明顯高于單作。

四、中藥材—玉米間作的提質(zhì)增產(chǎn)機理

中藥材—玉米間作能提高各類資源利用率，調(diào)節(jié)種間小環(huán)境，促進種間分層次、分時間吸收水分，分種類吸收養(yǎng)分；改善土壤微環(huán)境和微生物群落結(jié)構(gòu)、提高土壤酶活性，增強植物抗性，減少植株病蟲害發(fā)生，從而緩解連作障礙，解決中藥材產(chǎn)量與品質(zhì)下降的問題。

（一）調(diào)節(jié)種間小環(huán)境

根際效應(yīng)和邊界效應(yīng)影響土壤質(zhì)量，冠層微環(huán)境影響作物生長。冠層微環(huán)境是指作物間的小環(huán)境，主要包括溫濕度、光照、二氧化碳等要素。光照影響地上部分植物生長，高矮結(jié)合的間作系統(tǒng)更有利于截取和利用光能，實現(xiàn)光能的分層和立體高效利用，降低植物的蒸騰作用，增加種間的環(huán)境濕度。同時，間作根際效應(yīng)和邊界效應(yīng)發(fā)揮了形態(tài)互補、生育期互補、生態(tài)互補和邊緣優(yōu)勢，影響了地下部分土壤的質(zhì)量，形成了藥糧共生提質(zhì)增效的雙贏。

（二）降低病蟲害發(fā)生

間作能提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是生物防治病蟲害的方法之一，可以降低病蟲害發(fā)生率30%左右。通過間作，增加地上部分生物多樣性，提高間作作物群體的抗性，以達到自然控制病蟲害的目的。其原理是通過種間傳遞的化學(xué)物質(zhì)，誘導(dǎo)植物作出化學(xué)防御行為，產(chǎn)生茉莉酸甲酯、乙烯、水楊酸甲酯，有助于驅(qū)散害蟲。同時，間作減少了植物自毒物質(zhì)的分泌，抑制了病原菌的產(chǎn)生，提高了植物抗病性，降低了地下病害的發(fā)生。

（三）改善根際微環(huán)境

合理間作通過種間互補作用、種間促進作用，改善土壤微環(huán)境。間作模式下根系分泌物種類增多，根際微生物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，提高了土壤微生物群落的多樣性，提高了土壤微生物的代謝活性，使植物與微生物間互相作用達到有機平衡，緩解了中藥材的連作障礙。

五、中藥材—玉米間作的展望

目前，部分地區(qū)中藥材生產(chǎn)仍以單一作物種植為主，人們對中藥材間作的關(guān)注度并不高，研究也不夠深入和系統(tǒng)。合理的間作可以提高藥材品質(zhì)，但不科學(xué)的間作不僅不能增加藥效成分含量，還會產(chǎn)生有害物質(zhì)。中藥材—玉米間作模式仍需大力推廣，以覆蓋更多的土地，目前間作的研究方向主要有以下五方面：適宜配搭植物的篩選、合理間作模式的構(gòu)建、間作采收機械研制、間作緩解連作障礙機理、間作調(diào)控藥材品質(zhì)的機制。

（一）選擇配搭植物

應(yīng)根據(jù)中藥材的品種、栽培環(huán)境和氣候、形態(tài)特征、養(yǎng)分需求和生長習(xí)性等因素，合理選擇間作植物，遵循“高稈—矮稈、深根—淺根、早熟—晚熟、喜陰—喜陽”的搭配原則，發(fā)揮種間互補和種間促進的作用。

（二）構(gòu)建間作模式

研究科學(xué)合理的間作種植密度和種植比例，保證間作群體在地上部分形成適宜的田間小環(huán)境，充分利用光熱資源，在地下部分構(gòu)建良性的根際互作系統(tǒng)，充分利用水分養(yǎng)分資源。

（三）創(chuàng)新采收機械

間作模式自身的特點造成了田間管理和采收上的不便，在規(guī)模化采收時缺乏相應(yīng)機械，面臨較高的人力成本。在未來間作大面積推廣的背景下，采收機械的研究與應(yīng)用將會成為熱點。

（四）間作化感作用

中藥材通過化感作用產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物（藥效成分），然而化感物質(zhì)中還存在會引起連作障礙的自毒物質(zhì)。應(yīng)深入研究中藥材與玉米間作根系分泌物和化感物質(zhì)的成分，及根系分泌物與土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和病原菌等相互作用，解釋中藥材連作障礙形成的機理，為構(gòu)建科學(xué)合理的中藥材間作制度提供理論依據(jù)。

（五）調(diào)控品質(zhì)的機制

1.植物冠層微生態(tài)對中藥材品質(zhì)的影響研究。光照為植物光合作用的能量來源，是決定中藥材品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)境因子。與玉米間作的藥材多居于玉米葉稈下，玉米遮陰改變了光照強度，可以從光周期、光質(zhì)和光強等方面研究光合特性對分子層面的影響。

2.植物根際微生態(tài)對中藥材品質(zhì)的影響研究。從生理和分子層面揭示間作系統(tǒng)中根系分泌物、根際微生物與中藥材活性物質(zhì)積累之間的關(guān)系及其調(diào)控機制。

藥—糧間作模式對提高中藥材產(chǎn)量和品質(zhì)有良好的作用。要先對成熟模式應(yīng)用理論進行科學(xué)解讀，從環(huán)境因子到植物，再到土壤、微生物，全面研究間作系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，發(fā)掘間作提質(zhì)的深層次機理，再進行多種間作模式試驗，探索適宜的間作條件，加以示范推廣應(yīng)用。

作者簡介：王會鋒（1982— ），男，河南新密人，碩士，助理研究員，主要從事中藥材逆境防控研究。

基金項目：河南優(yōu)勢特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)科技支撐行動計劃優(yōu)質(zhì)中藥材專項（20240904003）。

（責(zé)任編輯 " 張小玲）