徐燃,沈亮,張紹鵬,游景茂,徐江*
(1.武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院,湖北 武漢 430000;2.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所,北京 100700;3.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所,湖北 恩施 445000)
竹節(jié)參來源于五加科人參屬藥用植物竹節(jié)參Panax japonicus C.A.Meyer.,以干燥根莖入藥,別名竹節(jié)三七、竹節(jié)人參、白三七等[1]。竹節(jié)參具有散瘀止血、消腫散結(jié)、祛痰止咳、補(bǔ)虛強(qiáng)壯等功效。由于其兼具人參和三七的部分功效,被土家族、苗族等少數(shù)民族地區(qū)譽(yù)為 “草藥之王”[2-3]?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,竹節(jié)參對(duì)心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等具有有效的保護(hù)作用[4-5]。野生竹節(jié)參主要分布于我國西南地區(qū)的云南、貴州、四川、湖北恩施州等地區(qū)。長期以來,竹節(jié)參藥材的主要來源為野生資源,因其藥效好、價(jià)格高,誘發(fā)了各地藥農(nóng)的濫采亂挖,從而嚴(yán)重破壞了這一珍貴藥用植物的生境,致使竹節(jié)參野生資源已處于瀕危狀態(tài)[6]。
20世紀(jì)90年代,竹節(jié)參野生轉(zhuǎn)家種的人工馴化工作,在湖北恩施栽培成功?,F(xiàn)竹節(jié)參的栽培品種已逐漸取代野生品種資源,成為商品藥材的主要來源。然而,目前竹節(jié)參生產(chǎn)仍大多沿用傳統(tǒng)的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn),種植方式粗放、田間管理混亂、絕大多數(shù)藥農(nóng)各自為戰(zhàn),難以形成規(guī)范化、精細(xì)化、規(guī)?;姆N植基地,嚴(yán)重影響了竹節(jié)參藥材產(chǎn)量、質(zhì)量的提升[7-8]。為此,大力推進(jìn)無公害竹節(jié)參精細(xì)栽培技術(shù)勢(shì)在必行。本研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)竹節(jié)參盲目引種、無序生產(chǎn)、農(nóng)殘超標(biāo)等問題,通過系統(tǒng)總結(jié)全球產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃信息系統(tǒng)(GMPGIS)精準(zhǔn)選址,并探討優(yōu)良品種選育、土壤復(fù)合改良、田間精細(xì)栽培管理、合理施肥及病蟲綜合防治等措施,在滿足自然環(huán)境正常有序發(fā)展要求的栽培模式條件下,全面建立竹節(jié)參無公害精細(xì)栽培技術(shù)體系,以期為生產(chǎn)高品質(zhì)、低農(nóng)殘的無公害竹節(jié)參藥材提供參考,為竹節(jié)參產(chǎn)業(yè)獲得更顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)效益奠定基礎(chǔ)[9]。
竹節(jié)參適宜生長的生態(tài)幅較窄,一般分布于海拔800~2400 m的山坡、山谷林下陰濕處或竹林陰濕溝邊。據(jù)文獻(xiàn)記載,竹節(jié)參野生資源主要零散分布于云南、貴州、陜西、湖北、四川、湖南、江西和浙江等省的北緯31°附近的高山地區(qū)。劉海華等[6]對(duì)文獻(xiàn)中記載的竹節(jié)參產(chǎn)區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,僅在湖北恩施新塘鄉(xiāng)太山廟發(fā)現(xiàn)竹節(jié)參野生資源,且數(shù)量極少,表明竹節(jié)參產(chǎn)區(qū)野生資源已瀕臨枯竭。
課題組通過GMPGIS產(chǎn)區(qū)區(qū)劃系統(tǒng)分析竹節(jié)參最適生長區(qū)域21個(gè)環(huán)境因子范圍,表明竹節(jié)參喜肥趨濕,忌強(qiáng)光直射,耐寒而懼高溫;適宜生長的氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,產(chǎn)地內(nèi)山脈縱橫,丘陵起伏,夏無酷熱,冬無嚴(yán)寒,水熱源豐富,年平均氣溫約14.8℃左右,無霜期220 d,中性或偏酸性(pH=5.5~6.5)的土壤為適宜竹節(jié)參生長的土壤環(huán)境(見表1)。竹節(jié)參著生的土壤為黃棕壤、黃壤和紅壤,并以潮土和腐殖土為主,腐殖土厚度5~30 cm,pH 6.0~6.8,含水量16.8% ~24.2%,土壤容重1.39~2.12,其生長伴生植物群落特征主要為喬木層-灌木層-草本層,垂直結(jié)構(gòu)較明顯。以上研究結(jié)果為竹節(jié)參引種栽培和保護(hù)撫育提供了科學(xué)依據(jù),為農(nóng)田規(guī)模化栽培精準(zhǔn)選址提供了理論參考[10-11]。
無公害竹節(jié)參生產(chǎn)基地應(yīng)遠(yuǎn)離城市、公路、工業(yè)區(qū)、周圍無潛在的工礦污染源。其產(chǎn)地環(huán)境應(yīng)符合國家 《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(試行)》,NY/T 2798.3—2015中對(duì)中藥材生產(chǎn)的規(guī)定;空氣環(huán)境質(zhì)量應(yīng)符合 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 3095—2012中一、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值要求;種植地土壤必須符合 《土地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 15618—2008和 NY/T 391—2013的一級(jí)或二級(jí)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求;灌溉水的水源質(zhì)量必須符合 《農(nóng)田灌水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 5084—2005的規(guī)定要求,同時(shí)依據(jù)國家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 3838—2002的二級(jí)和三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。并定期對(duì)竹節(jié)參種植基地及周邊環(huán)境水質(zhì)、大氣、土壤進(jìn)行檢測(cè)和安全性評(píng)價(jià)。此外,還應(yīng)把握水源、肥源及肥料處理,生產(chǎn)、加工、貯藏地及周圍場(chǎng)地均應(yīng)保持清潔衛(wèi)生。
選育推廣優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆的品種是實(shí)施竹節(jié)參無公害生產(chǎn)的有利保障。竹節(jié)參育種研究主要以提高竹節(jié)參產(chǎn)量、質(zhì)量為主。2006年,湖北省農(nóng)科院中藥材所科技人員從人工馴化栽培的大量野生竹節(jié)參中選育出 “鄂竹節(jié)參1號(hào)”新品種,獲得了湖北省品種審定委員會(huì)審(認(rèn))定。該品種每畝產(chǎn)量可達(dá)138.2 kg(1畝 =666.7 m2),主要適宜于海拔1400 m以上地區(qū)種植。目前,該品種已在竹節(jié)參原產(chǎn)地湖北省恩施、宣恩、咸豐3個(gè)縣市推廣種植,并建立了規(guī)范種植基地。但總體來說,該品種種植應(yīng)用面積還不大[12]。林先明等[13]采用性狀與產(chǎn)量通徑分析法,比較了竹節(jié)參各生物學(xué)性狀對(duì)根莖產(chǎn)量的相對(duì)重要性,得出新品種選育中莖粗、最大的小葉寬、葉片與花序的夾角是值得充分重視的性狀,為進(jìn)一步培育更優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的竹節(jié)參新品種提供了研究基礎(chǔ)。除此之外,竹節(jié)參在抗病品種選育方面的研究幾乎為空白,而竹節(jié)參種植過程中面臨大規(guī)模的土傳病害,尤其是高溫多雨季節(jié)發(fā)病更為嚴(yán)重,幾乎可導(dǎo)致絕收,因此該方面系統(tǒng)性的研究工作亟待加強(qiáng)。
表1 竹節(jié)參全球范圍內(nèi)主要生長區(qū)域生態(tài)因子值
竹節(jié)參屬于分布較最為廣泛的人參屬藥用植物,存在遺傳群體混雜、整齊度差、產(chǎn)量低、品質(zhì)不穩(wěn)定等特點(diǎn),因此增加了竹節(jié)參優(yōu)良品種選育的難度。宋佳[14]研究表明栽培竹節(jié)參與野生竹節(jié)參種群間的高水平的居群間基因交流、產(chǎn)區(qū)環(huán)境因子以及人類的歷史活動(dòng)均影響了竹節(jié)參的遺傳多樣性。因此,進(jìn)一步系統(tǒng)深入研究竹節(jié)參及其變種的遺傳背景,導(dǎo)入外源基因,利用分子設(shè)計(jì)與基因工程技術(shù),并有機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代生物、分子技術(shù)進(jìn)行輔助育種,是目前提高竹節(jié)參育種效率的有效手段,也是快速改變竹節(jié)參良種匱乏的有效途徑[15]。
竹節(jié)參種植一般選擇排水良好、坡度5°~20°、地勢(shì)背風(fēng)向陽、pH值在5.5~7.0的沙質(zhì)壤土或腐殖質(zhì)土。熟地選栽培前茬以玉米、花生、黃豆等作物為宜。選好地后,荒地于6—7月耕翻,熟地于前茬收獲后耕翻。犁耙多次,使土地細(xì)碎,充分風(fēng)化,并通過日曬殺死土中部分病菌和蟲卵。有條件的地方,可于耕地時(shí)地上鋪一層山草進(jìn)行燒地處理,增加土壤肥力,殺死蟲卵。最后一次犁耙時(shí),每畝用生石灰40~50 kg均勻撒于地面,耙細(xì)整平作畦,畦面呈瓦背形,畦寬 120 cm,高 20 cm,畦間距30 cm。畦長視地形及栽培管理需要而定。播種前或種植前,每畝施肥2500 kg,其中腐熟的農(nóng)家肥50%~60%,草木灰40%~50%,并拌入鈣鎂磷肥30~40 kg,撒在畦面上,翻入表土內(nèi)[16]。
無公害竹節(jié)參種植綜合田間管理應(yīng)貫穿播種、栽培、收獲以及留種的全過程。依據(jù)竹節(jié)參生長發(fā)育的特點(diǎn),因時(shí)因地采用促進(jìn)和控制相結(jié)合的調(diào)控措施,以滿足其生長發(fā)育所需求的環(huán)境條件,從而達(dá)到收獲優(yōu)質(zhì)藥材、提高產(chǎn)量的目的。
3.2.1 選種及播種 竹節(jié)參的一般繁殖方法為就地采籽播種,可于8月中、下旬在田間選擇生長健壯、無病蟲害、粒大、成熟早的4年生以上植株果實(shí)采籽,除去果皮,并用0.3%高錳酸鉀溶液或10%福爾馬林溶液浸種10 min,撈出后用清水沖洗,再用濕沙進(jìn)行保存,種子-河沙(1∶4)。在保存期內(nèi),要注意防止?jié)裆掣稍?,一般以濕沙捏之成團(tuán),扔之即散為度。保存過的種子在播種前還需進(jìn)行精選,將瘦小和保存過程中發(fā)生霉變或失水的種子除掉,再用上述方法進(jìn)行1次消毒處理,即可播種[17]。
竹節(jié)參播種方法以撒播為主,播種期為11月中、下旬,由于竹節(jié)參多在海拔較高的高寒山區(qū)栽培,該區(qū)一般雪期較早,并不利于播種。過早播種,田間易生長雜草,不利于來年田間管理;過遲播種,會(huì)直接影響出苗率及根的生長。具體播種方式為:每畝播種量20 kg,將處理好的種子均勻撒于整好的畦面上。播種后蓋火土灰,以畦面見不到種子外露為度。肥料必須經(jīng)過充分堆積、拌勻、細(xì)碎,蓋肥厚度約1 cm,厚薄要均勻,以利出苗整齊[15]。
3.2.2 栽培技術(shù) 竹節(jié)參屬于喜陰作物,在強(qiáng)光照射下,易導(dǎo)致葉片發(fā)黃,植株矮小,尤其是1~2年生參苗在陽光直射條件下極易枯萎死亡。因此在竹節(jié)參栽培過程中,采用人工搭建陰棚,是保證竹節(jié)參正常生長發(fā)育的一項(xiàng)基本農(nóng)業(yè)措施。搭建陰棚按6 cm×8 cm×200 cm規(guī)格定制鋼筋水泥樁,排行3 m,樁距2 m,深度40~50 cm在田間栽樁,排行樁應(yīng)栽在畦面中間,每隔一畦栽一排,順畦栽樁,頂部用鐵絲按 “?!弊中喂潭?,內(nèi)空150~160 cm。育苗地覆蓋遮陽布,要求蔭蔽度65%左右,移栽地要求蔭蔽度55%左右,遮陽布用扎絲與 “?!弊中舞F絲網(wǎng)固定。搭設(shè)整體陰棚,但要根據(jù)地勢(shì)分段搭設(shè),并留好作業(yè)道,四周亦用遮陽布圍棚。
竹節(jié)參從播種到藥材收獲需要6年時(shí)間,其中育苗為2年時(shí)間,移栽定植栽培4年時(shí)間。幼苗出土后,要及時(shí)撤除蓋頭草,并除草間苗,苗高3~5 cm時(shí),可按株距6 cm定苗,并追肥1~2次。竹節(jié)參的產(chǎn)量與單位面積上的苗數(shù)直接相關(guān),在移栽出苗后發(fā)現(xiàn)缺苗現(xiàn)象時(shí),應(yīng)及早采取移苗補(bǔ)苗措施,也可去病換健或去弱補(bǔ)強(qiáng),以保證苗全苗壯。宜在5月中、下旬的陰天或傍晚時(shí),選擇健壯的同齡竹節(jié)參苗帶土移栽,栽后澆定根水并加強(qiáng)管理。已進(jìn)入開花期的植株,不宜再移栽,缺苗嚴(yán)重時(shí),可在冬季葉片黃萎時(shí)進(jìn)行。保持參園清潔,全年除草4~5次,雨季過后,結(jié)合除草松土2~3次,并追施肥料 1~2次[3,18-19]。
3.2.3 除草灌溉 竹節(jié)參早春齊苗后,應(yīng)勤除雜草以保證田園清潔。除草時(shí)如發(fā)現(xiàn)裸露于土面的芽苞或根莖,應(yīng)及時(shí)培細(xì)土,并適當(dāng)鎮(zhèn)壓土面,以保證植株的正常生長。全年除草4~5次,經(jīng)常保持參園清潔,做到除早、除了。雨季過后,結(jié)合除草松土2~3次。竹節(jié)參不耐高溫和干旱,所以,高溫和干旱季節(jié)要勤澆水,始終保持畦面濕潤,土壤含水量25%~40%,園內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)到60%~70%。雨季來臨時(shí),要疏通好排水溝,嚴(yán)防田間積水,并要注意降低田間的空氣濕度[20]。
3.2.4 疏花留種 竹節(jié)參4年生植株多數(shù)抽苔開花,但極少結(jié)實(shí),故應(yīng)在出土展葉而未抽苔時(shí)摘除整個(gè)花序,以減少養(yǎng)分消耗。5年生以上植株主花苔多生側(cè)花序,而側(cè)花序果實(shí)較難成熟,為保證主花序種子的有效性,應(yīng)當(dāng)及時(shí)摘除多余的側(cè)花序。
3.2.5 防寒越冬 竹節(jié)參喜肥趨濕的特性造成其地下根莖橫走向上生長,每年增生一節(jié),且芽孢生于根莖頂端,因而易于露出表土。據(jù)觀察凡經(jīng)冬季凌凍根莖及越冬芽裸露地表面呈現(xiàn)綠色的植株,展葉反而較晚、瘦弱且大部分早衰。為保證地下根莖及芽孢的正常生長和發(fā)育,每年越冬前,結(jié)合追施蓋頭肥,加蓋一層厚5 cm的防寒土,并于第2年春季出苗前10 d撤除。
3.2.6 留種 竹節(jié)參留種多選擇4年生以上的健壯植株,3年生苗種子一般不能成熟,因此,3年生及不留種的田塊,當(dāng)花序柄長2 cm左右時(shí),將整個(gè)花序摘除。測(cè)試結(jié)果表明,摘蕾可使產(chǎn)量提高20%左右。留種植株應(yīng)在6—7月間結(jié)合中耕除草,由于側(cè)花序上的種子一般是不能正常成熟,因此,一般通過摘除側(cè)花序、保留主花苔的方式,促進(jìn)種子成熟和提高種子質(zhì)量[20]。
栽培竹節(jié)參每年都要追肥1~2次,盡量施用無害化處理有機(jī)肥料(如堆肥、漚肥、廄肥、沼氣肥、綠肥、餅肥等)及經(jīng)國家有關(guān)部門審批合格的化肥、微生物肥、腐殖質(zhì)類肥料、葉面肥等[21]。竹節(jié)參追肥多用稀釋的人畜糞水及磷肥、復(fù)合肥等。追施人畜糞水一般在開花期進(jìn)行,每畝2000~3000 kg,花期結(jié)合松土,每畝施過磷酸鈣50 kg,或每畝施復(fù)合肥20 kg,以促進(jìn)果實(shí)成熟或根莖生長。林先明等[3]研究表明從增產(chǎn)效果來看,每畝施腐熟有機(jī)肥2500 kg能顯著提高竹節(jié)參產(chǎn)量。無公害竹節(jié)參生產(chǎn)肥料施用具體方法見表2。
無公害竹節(jié)參病蟲害防治應(yīng)貫徹 “預(yù)防為主、防重于治”的原則,按生態(tài)區(qū)竹節(jié)參藥材病蟲害發(fā)生規(guī)律(種類和頻次),優(yōu)化竹節(jié)參生長環(huán)境,利用資源多樣性研究適宜無公害綜合防治技術(shù),減少化學(xué)農(nóng)藥的投入。通過有機(jī)物理防治、無公害化學(xué)防治、生態(tài)平衡生物防治、配套綜合防治之間的相互協(xié)調(diào)與配合,利用生物與環(huán)境之間的關(guān)系,充分發(fā)揮自然控制因素的作用,因地制宜綜合應(yīng)用必要措施,使竹節(jié)參病蟲害得以有效控制,以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益[23]。
表2 無公害竹節(jié)參生產(chǎn)肥料施用方法
通過提高中藥材的生長勢(shì)和繁殖率,搭配肥料促進(jìn)竹節(jié)參藥用植物生長,保障其自身抗病抗蟲免疫能力。通過農(nóng)業(yè)種植上的適期播種、闊窄行密植和適當(dāng)施肥等,配合不同藥藥、糧藥輪作、間作、套作等耕作方式,結(jié)合深耕細(xì)作、冬耕曬土、老土換新土等田間管理,預(yù)防病蟲害頻繁發(fā)生。在竹節(jié)參種子、苗木、藥材成品的引進(jìn)和調(diào)出環(huán)節(jié)中,實(shí)施嚴(yán)格的病蟲害檢疫制度,防止地區(qū)間危害性大的病害和檢疫對(duì)象相互傳播。
竹節(jié)參無公害生產(chǎn)化學(xué)防治的原則是對(duì)癥下藥、適時(shí)用藥、合理用藥、科學(xué)施藥,包括采用土壤處理、藥劑拌種、根部灌藥、撒施毒土、毒餌誘殺、植株噴藥、涂抹莖干等措施。竹節(jié)參的主要病害有疫病、立枯病、根腐病等?;瘜W(xué)防治應(yīng)采取農(nóng)業(yè)綜合措施與藥劑防治并舉方案,多雨季節(jié)注意及時(shí)清溝排澇,松土施肥,在雨天或露水未干時(shí),不能開展田間作業(yè),發(fā)現(xiàn)病株應(yīng)及時(shí)清除,并用生石灰消毒病穴,控制傳染。
另外,在竹節(jié)參病蟲害化學(xué)防治過程中,還要遵循使用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥(如菊酯類農(nóng)藥等)或劑型(如微膠囊懸浮劑)的原則,禁止使用高毒、高殘留農(nóng)藥防治竹節(jié)參病蟲害。此外,利用化學(xué)生態(tài)學(xué)手段防治地下害蟲也是重要的無公害防治方法。如利用性信息素、聚集信息素、寄主揮發(fā)物等化學(xué)信息物質(zhì),誘引和殺滅地下害蟲成蟲,以壓低蟲口數(shù)量減少幼蟲為害,是一種特異性強(qiáng)、環(huán)境友好的害蟲控制手段[23-25]。竹節(jié)參具體病蟲害名稱及化學(xué)防治方法見表3。
竹節(jié)參的主要蟲害有蠐螬、地老虎、螻蛄等,主要危害其根莖及幼苗。蠐螬、地老虎、螻蛄等成蟲對(duì)黑光燈有很強(qiáng)的趨向性,可在3—4月用黑光燈誘殺小地老虎成蟲,在5—6月用黑光燈誘螻蛄。高燕[26]研究發(fā)現(xiàn)使用4 591.913 x亮度的頻振式殺蟲燈對(duì)螻蛄等地下害蟲有較好的引誘效果。另外,在竹節(jié)參移植、播種用地前一年秋季進(jìn)行翻地,可以使卵、蛹、幼蟲翻到土外,經(jīng)冬季低溫將其凍死。在竹節(jié)參苗期,還可采用人工捕殺害蟲的方式,定期清晨到田間扒開被害苗周圍的土壤表層,捕捉地下害蟲,集中處理。在害蟲產(chǎn)卵期增加松土除草次數(shù),將卵、蛹暴露在土壤表面,使卵、蛹不能孵化、羽化而死亡。日常及時(shí)清潔田園,將參園及園邊的雜草、枯枝、落葉清除燒毀,減少害蟲寄生、產(chǎn)卵的場(chǎng)所,以減少蟲源。竹節(jié)參具體蟲害種類及物理防治方法見表4。
利用生態(tài)環(huán)境群體多態(tài)的異質(zhì)效應(yīng)、稀釋效應(yīng)、微生態(tài)效應(yīng)、誘導(dǎo)抗性效應(yīng)、生理學(xué)效應(yīng)和化感效應(yīng),在被破壞或失調(diào)的藥用植物生態(tài)系統(tǒng)中,人為地恢復(fù)和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng),以達(dá)到生物防控病蟲害的目的。目前,主要采用的生物防治方法有:以菌控病、以蟲治蟲、以鳥治蟲、以菌治蟲等。而主要應(yīng)用于人參屬藥用植物生物防治的真菌主要是木霉菌屬(Trichoderma)真菌,常見的有哈茨木霉 T.harzianum、綠色木霉 T.viride、鉤狀木霉 T.hamatum、長枝木霉T.longibrachiatum和康寧木霉T.koningii等。它們廣泛存在于土壤及植物表面,容易分離和培養(yǎng),可以在許多基質(zhì)上快速生長,對(duì)多種植物病原菌有抑制作用[29]。因此,推廣生物農(nóng)藥真菌、細(xì)菌、昆蟲病毒、原生動(dòng)物,或經(jīng)遺傳改造的微生物等生物制劑的應(yīng)用,可從根本上解決中藥農(nóng)藥污染和農(nóng)殘超標(biāo)問題,盡可能保持原有藥用植物的性質(zhì)和品質(zhì)[29-30]。竹節(jié)參具體病害種類及生物防治方法見表5。
表3 無公害竹節(jié)參病蟲害化學(xué)防治方法
竹節(jié)參為生態(tài)幅度較窄的藥用植物,對(duì)生態(tài)環(huán)境條件要求嚴(yán)格,在其栽培生產(chǎn)過程中,易受自然因素和人為因素的影響。一方面,竹節(jié)參在栽培中面臨種源混亂、成苗率低、農(nóng)殘超標(biāo)、連作障礙、病蟲害威脅等問題;另一方面,竹節(jié)參生產(chǎn)缺乏規(guī)范化的種植管理措施,存在藥農(nóng)各自為戰(zhàn)、盲目引種擴(kuò)種、無序生產(chǎn)、良種匱乏、粗放種植、農(nóng)藥濫用等問題,均嚴(yán)重阻礙了竹節(jié)參種植產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。本文主要綜述了無公害竹節(jié)參精細(xì)栽培體系,包含基于GMPGIS技術(shù)的竹節(jié)參精準(zhǔn)選址、土壤綜合改良、優(yōu)良種質(zhì)篩選、農(nóng)田育苗、精細(xì)栽培模式、合理施肥及無公害病蟲害防治模式。該體系的提出是一種全新的竹節(jié)參無公害生產(chǎn)系統(tǒng)工程,它綜合運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),吸收傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)種植加工業(yè)的精華,實(shí)現(xiàn)竹節(jié)參全程生產(chǎn)質(zhì)量控制及系統(tǒng)管理,形成一套科學(xué)的竹節(jié)參無公害生產(chǎn)模式。在竹節(jié)參無公害生產(chǎn)中精細(xì)化指導(dǎo)竹節(jié)參人工種植因素有選地整地、品種選育、中耕鋤草、調(diào)節(jié)蔭蔽度、施肥培土耕作制度、病蟲害防治、農(nóng)藥的合理應(yīng)用等栽培技術(shù)及生產(chǎn)管理措施等。在竹節(jié)參無公害生產(chǎn)模式中,栽培技術(shù)與生產(chǎn)管理是核心和關(guān)鍵。因此,應(yīng)將無公害栽培關(guān)鍵技術(shù)作為竹節(jié)參生產(chǎn)模式中核心內(nèi)容加以研究,逐步建立和實(shí)現(xiàn)其生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),形成可持續(xù)發(fā)展的綜合能力,以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
中藥材生產(chǎn)一直以來都存在種質(zhì)退化、農(nóng)殘超標(biāo)、質(zhì)量不穩(wěn)、生產(chǎn)成本過高等問題,嚴(yán)重影響了中藥材的安全性及有效性,也進(jìn)而影響了中藥材走向國際市場(chǎng)。農(nóng)藥殘留及重金屬超標(biāo)等是影響中藥材品質(zhì)及安全的重要因子,制約著中藥材的可持續(xù)發(fā)展[31-32]。為此,本課題組一直在此研究領(lǐng)域開展了大量工作,項(xiàng)目組創(chuàng)建了基于ITS2的中草藥DNA條形碼鑒定方法體系,為中藥材的基原物種固有屬性鑒定提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)源[33];自主研制開發(fā)了基于GMPGIS空間可視化技術(shù),可定量分析評(píng)價(jià)中藥材適宜地域性區(qū)劃及生態(tài)因子指標(biāo)[34];成功選育了三七抗病新品種 “苗鄉(xiāng)抗七1號(hào)”,有效減少了三七抗根腐病害的化學(xué)農(nóng)藥使用量,提升了藥材質(zhì)量[35];制定了 《無公害三七藥材及飲片的農(nóng)藥殘留與重金屬及有害元素限量》標(biāo)準(zhǔn),并作為中藥材領(lǐng)域首個(gè)無公害標(biāo)準(zhǔn),引領(lǐng)了整個(gè)中藥材產(chǎn)業(yè)的整體升級(jí)與市場(chǎng)的多元化發(fā)展[36];制定了人參無公害農(nóng)田栽培技術(shù)體系等種植規(guī)程,無公害種植基地通過GAP或CGAP認(rèn)證,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明該體系下人參、三七、丹參、西洋參、五味子等中藥材農(nóng)藥使用量降低20%~80%[37-38];并以人參全基因組草圖為基礎(chǔ),通過基因結(jié)構(gòu)及序列特征的生信分析,成功預(yù)測(cè)人參抗銹腐病基因,為篩選人參抗病性狀的分子標(biāo)記及優(yōu)良品系選育等提供理論依據(jù)[39]。這些名貴藥材及大宗藥材的無公害生產(chǎn)示范工作,促推中藥種植跨入精細(xì)化無公害生產(chǎn)時(shí)代[40]。由此,通過GMPGIS地理信息系統(tǒng),可優(yōu)選中藥材適宜產(chǎn)區(qū)及環(huán)境因子范圍;通過高產(chǎn)抗逆中藥栽培新品種選育,為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)中藥材生產(chǎn)提供保障;通過建立無公害化栽培種植體系,能提升中藥材種植的科技化內(nèi)涵;通過基因組策略,為中藥材新品種優(yōu)質(zhì)基因篩選提供標(biāo)記,加快中藥材育種進(jìn)程。以上各項(xiàng)成熟的技術(shù)體系,均為指導(dǎo)中藥材無公害栽培生產(chǎn)提供了重要保障,也為中藥材產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)、國際化發(fā)展等奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[41]。
表4 無公害竹節(jié)參蟲害物理防治方法
表5 無公害竹節(jié)參病害生物防治方法