屠鹏飞,陈庆亮,姜勇,郭玉海,杨太新,王新意,艾尔肯·买提肉孜,李晓波,杜友,南泽东,游能盈,崔旭盛
(1.北京大学药学院,北京 100191;2.中国农业大学中药材研究中心,北京 100193;3.河北农业大学农学院/河北省作物生长调控实验室,河北 保定 071001;4.和田天力沙生药物开发有限公司,新疆 于田 848400;5.上海交通大学药学院,上海 200240)
·中药农业·
管花肉苁蓉及其寄主柽柳栽培技术△
屠鹏飞1*,陈庆亮1,姜勇1,郭玉海2,杨太新3,王新意4,艾尔肯·买提肉孜4,李晓波5,杜友2,南泽东1,游能盈4,崔旭盛2
(1.北京大学药学院,北京 100191;2.中国农业大学中药材研究中心,北京 100193;3.河北农业大学农学院/河北省作物生长调控实验室,河北 保定 071001;4.和田天力沙生药物开发有限公司,新疆 于田 848400;5.上海交通大学药学院,上海 200240)
管花肉苁蓉Cistanchetubulosa(Schenk)R.Wight为中药肉苁蓉的基原植物之一,目前已在新疆南疆地区广泛栽培。为了促进管花肉苁蓉及其寄主柽柳属植物的大规模栽培,规范栽培技术,提高肉苁蓉的产量和质量,本文根据作者20多年的研究成果和长期积累的栽培经验,系统介绍柽柳造林和管花肉苁蓉生产技术,以期为产区技术人员和药农提供技术指导。
肉苁蓉;管花肉苁蓉;柽柳属;栽培
管花肉苁蓉Cistanchetubulosa(Schenk)R.Wight为中药肉苁蓉的基原植物之一,分布于新疆南疆的塔克拉玛干沙漠及其周围地区,寄生于柽柳属(Tamarix)植物的根上,为目前肉苁蓉属植物中野生资源最丰富、产量最大的种,同时也是最易于发展大规模栽培的种。为了解决肉苁蓉的资源问题,促进沙漠治理和生态文明建设、民族地区经济发展和农牧民脱贫致富,本文根据作者20多年的研究成果和长期积累的管花肉苁蓉及其寄主柽柳的大规模人工种植经验,系统介绍管花肉苁蓉及其寄主柽柳的人工种植技术,以及管花肉苁蓉的采收、加工技术,为广大从事管花肉苁蓉种植的科技人员和农牧民提供指导,以期促进管花肉苁蓉生态产业的发展。
管花肉苁蓉药材的生产包括寄主柽柳造林、管花肉苁蓉接种、田间管理、药材的采收、加工和贮藏等过程,其生产流程见图1。
图1 管花肉苁蓉药材规范化生产流程图
柽柳属植物在我国共有20种[4],广泛分布于西北的荒漠、半荒漠及华北平原盐碱地区,具有耐干旱、耐盐碱、耐贫瘠、耐风蚀和耐沙埋等特点,是优良的水土保持和防风固沙植物,也是我国造林树种中公认的耐盐碱植物,是各类重盐碱地区绝佳的绿化造林树种。管花肉苁蓉寄生于柽柳属植物的根部,栽培管花肉苁蓉必须先种植寄主柽柳属植物。人工接种试验表明,柽柳属植物均能寄生管花肉苁蓉。根据屠鹏飞等课题组多年的试验,结合管花肉苁蓉的生长环境和土壤条件,以及柽柳的树形、生长量、适应性、育苗成活率等因素,在新疆南疆地区多花柽柳(TamarixhohenackeriBunge)和多枝柽柳(T.ramosissimaLedeb.)为最合适的寄主,可作为管花肉苁蓉寄主的主栽树种。由于二种柽柳属植物的生长条件和造林技术基本相同,以下统称为“柽柳”进行介绍。
2.1 柽柳育苗
柽柳育苗有播种育苗和扦插育苗两种方法,而扦插育苗比起播种育苗简单易行,当年苗均可出圃造林。扦插成活率可达70%以上,每公顷产合格苗木22.5万株左右。由于扦插育苗方法简单、易于操作,为当前主要育苗方法,本文主要介绍扦插育苗的方法。
采条一般在2月采条。选取生长旺盛,无病虫害的柽柳母株,用枝剪剪取直径1~2 cm、光滑、分枝少的一年生枝条,去顶和小枝,然后剪切成插穗,一般随采随剪。插穗长度为15~20 cm,直径不小于0.5 cm。插穗剪切断面上平下斜(头部平口,尾端斜切口),粗细条分开,每100根扎成一捆。
插条贮藏剪切的插穗需要放入潮湿的细沙中贮藏待用。在背风方向阴处挖一贮藏坑,坑深约1.5 m,宽1.5~2 m,长度以需要贮藏的种条数量而定。贮藏时,先在坑底铺10 cm厚的细沙(含水量50%~60%),再将种条分层斜立在沟底(最多可摆放4层),层间以细沙相隔,然后用细沙将种条间隙埋严,再在其上覆盖20~25 cm厚的细沙,灌足水(灌水后应注意补充细沙,谨防插穗失水)即可。
选地育苗地一般选择交通方便、地形平坦、背风及排灌方便的地段,土质结构为疏松的沙壤土或壤土。含盐量小于0.7%,pH7.5~8.5为佳。也可利用符合条件的果园、林地的空隙地作为柽柳的育苗地。
育苗时间春季土壤解冻后就可进行扦插育苗。新疆南疆地区适宜扦插育苗时间为每年4月上旬至中旬,4月下旬以后扦插成活率降低。
整地作床柽柳扦插育苗一般采用平床扦插。扦插前,给育苗地块按每亩地施用腐熟有机肥2000 kg,磷酸二铵10 kg,深翻35~40 cm,然后耙耱、平整,土粒要细碎,除去草根、石块等杂物。面积较大、集中的插穗基地,苗床宽以3~5 m为宜;面积较小或零散的育苗地,可根据实际情况确定苗床的宽度和长度。
扦插方法按行距40~50 cm定线,株距4~5 cm定点,人工定线开沟或用砍土镘(铁锹)松土、顺沟(或定线),将插条下端轻轻直插入沟或土中,地上部分外露2~3 cm,盖湿土,踏实。
扦插量每公顷扦插37.5~45万个插穗。
灌水扦插作业完毕,立即灌水。然后在插穗发芽生根前10~20 d内,每隔5~7 d灌水一次,保持土壤湿润。插穗成活后,6月前,视土壤墒情,10~15 d灌水一次。6月下旬、7月下旬各灌水一次,8月份停止灌水以便幼苗木质化,9月下旬、10月下旬各灌水一次,临冬前灌足越冬水。浇灌时,掌握育苗前期需水较多、保持床面湿润,后期适当控制水量的原则。
松土除草每次浇水后需要松土除草,松土深度应控制在3~5 cm,尤其是幼苗期注意除草。为了保证幼苗健康发育,必须将杂草除干净。除草时避免碰伤幼苗。
施肥苗期追肥应视苗木生长状况而定。苗木生长健壮,可以不追施化肥;苗木矮小、发黄可追施化肥,但用量不宜过多。苗木成活后,分别在6月下旬和7月下旬各追肥一次,在行间开沟,每公顷施入75 kg尿素,施入后封沟灌水。
修剪苗高20 cm以上时,选一直立健壮枝作主干,将其余萌生的枝条剪除,苗高40 cm以上时加强修剪侧枝,提高苗木木质化质量。
苗木出圃当年苗木可于11月上旬出圃,也可于翌年3月上旬土壤解冻后出圃。出圃前7~10 d灌起苗水,随出圃随移栽。起苗时不伤皮,不伤根,主根完整,须根长30 cm以上。
苗木规格与分级由于苗木的大小存在着一定的差别,有些苗木适合于造林,有些太小的苗木需要继续培育后才能造林。同时,不同的土壤条件对苗木的要求也不同。为了便于苗木的选择和管理,应该对苗木进行分级。Ⅰ级苗:苗株高1 m以上,地径1 cm以上。Ⅱ级苗:苗株高0.7~1 m,地径0.5~1 cm。Ⅲ级苗:苗株高0.7 m以下,地径0.5 cm以下。Ⅰ、Ⅱ级苗木可用于造林,Ⅲ级苗木进行密植育苗,待第二年出圃。
包装和运输起苗后,按苗木标准分级包装,每50棵一捆,埋入湿土中待造林用。苗木造林前假植。外运时,每捆苗木外挂标签,写明苗木品种、规格、数量、出圃日期、产地,并附苗木合格证书和检疫证书,运输中防止风干、失水。
2.2 柽柳造林
2.2.1 土地选择 柽柳本身对土壤的适应能力很强,但管花肉苁蓉对土壤要求较高,主要要求有二条:第一、土壤盐碱度不宜过高,否则影响药材质量;第二、土壤质地应疏松,通气性和渗水性良好,粘性太高,不仅影响药材的产量和形态,同时也容易造成管花肉苁蓉发霉、腐烂。因此,管花肉苁蓉种植基地应选择地下水位3m以下、土壤通透性良好的风沙土和沙质壤土。土壤含盐量大,地下水位高,低洼易积水的地段和粘性重的土壤均不宜种植。
2.2.2 林地规划 集中连片、规模种植,设置路、渠、沟,依据基地大小和地势,规划灌水渠、排水沟;大面积集中连片种植区依据水渠灌溉能力划分地条,各地条之间设置农机具和车辆的运行道路。
2.2.3 造林时间 柽柳造林分为当年秋季造林和翌年春季造林。新疆南疆地区,秋季造林于土壤结冻前,即11月初至11月下旬。春季造林于土壤解冻至苗木萌芽前,即2月下旬至3月下旬。其他地区视当地的气候条件而定。
2.2.4 造林方法 管花肉苁蓉的生长在满足前述土壤条件的前提下,主要依靠其寄主柽柳生长,只要柽柳能够生长,管花肉苁蓉就能够生长,因此,根据土地条件、机械化状况、种植目的,可以采取多种造林方法。目前南疆地区常用的造林方法有开沟造林和挖穴造林。
开沟造林有灌溉条件地区宜采用开沟造林方法,以前主要采用人工挖沟,现在主要采取机械开沟法,沟宽50~60 cm,沟深30~40 cm。造林模式如下:
宽窄行造林模式:宽行行距4 m、窄行行距1~2 m、株距1 m,窄行相邻行间错开一株种植,利于透光和透气。该造林方法窄行之间种植的肉苁蓉以留种为目的,宽行之间种植的肉苁蓉以生产药材为目的。该造林方法,接种和采挖肉苁蓉均可以机械化,便于后期管理。
等距造林模式:行距4 m、株距0.5~1.0 m。该造林方法比较适合机械化接种和采挖。
挖穴造林无灌溉条件地区和仿野生种植基地宜采用挖穴造林,穴的直径、深度规格为40×50 cm。造林模式基本同开沟造林中的等距离造林,株距为1 m。
2.2.5 植苗方法 由于造林地位于绿洲边缘、沙性大、保墒差、土壤易干燥,因此定植柽柳苗前先在备好的沟内灌水,待水分完全下渗后,再开沟或挖植苗坑,然后将苗木贴线等距离放好。树苗放入沟内或植苗坑后,及时向苗木根部四周回填土壤,每填1/3后要用双脚横向和纵向各踩一下,然后抓住苗木主杆中部向上提一下,有松动感即可。用上述方法把土壤填满,定植完立即灌足水。
2.2.6 抚育管理 浇灌 有条件的基地,尽量采用滴灌方式,既节约用水,又防止杂草生长。没有条件的基地,也可采用沟渠灌溉或漫灌。柽柳苗定植第一年,为确保成活率,定植后立即灌水,然后每隔15~20 d灌一次水,连续三水。到5~8月,每月灌一次水,11月上旬灌冬灌水。柽柳苗木定植后每亩灌水量约70 m3,5~7月份苗木生长发育高峰期,0~20 cm土层含水率低于10%时及时灌水。要求全面灌溉,不串灌、不漏灌、不积水。
除草每年5~8月,每月中旬除草一次。行间可采用机械除草,株间采用人工除草,除草时不要碰伤柽柳主干与根。禁用各种化学除草剂。
修剪柽柳属植物为灌木或小乔木,分孽与分枝能力很强,其冠幅与高度近正比。管理好的柽柳两年高度可达3.5 m以上,冠幅达3 m以上,此时田间生产操作时非常不便,为控制侧枝稠密,改善通风透光条件,加快寄生的管花肉苁蓉生长,必须对柽柳进行修剪。修剪时,只留2~3个主干。从基部到1 m之间的侧枝全部剪去,1 m以上侧枝控制在5个左右,保持良好的通风透光。高度控制在2.5 m以下,冠幅为2.5 m以内。
因管花肉苁蓉生长所需的营养全部来源于柽柳,必须保证柽柳枝叶足够的光合作用能力。因此,修剪应在柽柳植株休眠期(12月至翌年2月)进行。修剪时除剪除侧枝外,主干冠顶着生的无用长枝及冠层病虫枝、残枝、细弱枝、老枝等也应该剪除。
施肥在野生自然状态下,柽柳在贫瘠的沙土上能够旺盛生长,而且还能提供给寄生物管花肉苁蓉足够的营养和水分,说明它具有很强的抗逆性和适应性。同时,每年冬季落到地面的柽柳叶子经过长时间的积累、沙埋形成优质的有机肥料,因此,柽柳本身就是一个自身供给土壤养分的自然循环。为保证人工种植肉苁蓉与野生肉苁蓉的品质等同性,确保药材质量的纯天然性和地道性,建议灌溉条件良好的基地不使用肥料。对于灌溉条件差、生长较弱的柽柳,可适当施有机肥。施肥时,根据土壤供肥性能和柽柳生长发育状况,确定施肥地块与施肥量。一般在柽柳移植第一年的6~7月份,距柽柳基部30 cm处,挖宽40 cm、深30 cm的施肥坑,将预先准备的有机堆肥放入穴坑,再回填原土平整即可。施肥后立即进行浇灌。
管花肉苁蓉人工接种始于20世纪90年代初,最初是在新疆和田地区策勒治沙站获得成功[5],随后研究人员在新疆北疆、内蒙古、河北、北京、山东等地的柽柳属植物上也进行了“接种试验”,并获得成功[6-9]。但从严格的栽培学意义上来说,管花肉苁蓉的人工栽培至今仅在其自然分布区新疆南疆的塔克拉玛干沙漠及其周围地区获得成功,其他地区由于气温、土壤等问题,基本上都是“接种成功”而已,并非栽培成功,如,新疆北疆、内蒙古由于气温太低,接种的管花肉苁蓉全部冻烂,因此,尚未完成一个生命周期;河北、北京、山东等省由于土壤粘性大、含水量高,腐烂现象严重,也是经过小面积的试验后,基本停止。
20多年来,管花肉苁蓉的栽培技术发展经历了三个阶段:一是零的突破阶段,也就是接种成功阶段,主要特征是管花肉苁蓉人工接种获得成功。二是初级阶段,接种纸、接种块等栽培技术的应用,用种量明显降低、接种率有所提高,该阶段的技术开始应用到生产中,但是由于接种率仍然较低,且实际操作过程比较麻烦,这些技术推广种植面积较小,目前已不再使用。三是中级阶段,随着管花肉苁蓉寄生生物学的不断阐明和种子质量分级标准的建立,种子筛选和处理技术、沟播技术等应用于实际生产,接种率进一步提高,该阶段的种植技术开始大面积的应用到生产中,目前管花肉苁蓉的生产基本处于这个阶段。随着肉苁蓉药材市场需求量的不断增长,管花肉苁蓉的栽培面积迅速扩大,生产效率低、产量和质量不稳定,已成为管花肉苁蓉生产的主要问题。种子的标准化和前处理、接种和采收的机械化将成为今后管花肉苁蓉规范化、规模化和产业化生产的必然趋势,这也是即将到来的管花肉苁蓉生产的第四个阶段—高级阶段。
3.1 管花肉苁蓉适宜种植的区域及自然条件
3.1.1 适宜种植区域 管花肉苁蓉适宜种植地区,可以根据其自然分布区域确定。管花肉苁蓉分布于海拔800~1400 m的砾石戈壁、沙丘边缘及沙漠地区中的柽柳林中,寄生在柽柳根部,在我国其自然分布仅限于塔克拉玛干沙漠周围地区。地理信息系统分析[10]和管花肉苁蓉的有效成分分析[11]表明,新疆南疆的塔克拉玛干沙漠及其周围地区均适合种植管花肉苁蓉,但以和田地区和巴州的且末县为最适宜种植区。
3.1.2适宜种植的自然条件
气候条件与荒漠肉苁蓉相比较管花肉苁蓉对气候条件要求较严格。冬天气温太低(-20 ℃以下)会引起大面积冻害。研究表明,日照、气温、相对湿度、降雨量是影响其分布和生长的主要限制因子。管花肉苁蓉主要分布于1月最低气温约-12.5 ℃,1月份平均气温-10.0~-4.8 ℃,7月平均气温约22.7~27.3 ℃,年均降水量49~97 mm,年均日照时数在2357~2805 h,年均相对湿度在37.3%~52.7%等气候条件的区域内[10]。
土壤条件管花肉苁蓉适宜生长于通透性、渗水性良好、pH为8.0~9.5的棕漠土、石膏棕漠土、固定荒漠风沙土、半固定荒漠风沙土中[10],对土壤有机质含量要求不高。粘重土壤不宜管花肉苁蓉的生长。
3.2 管花肉苁蓉种子的筛选与前处理
管花肉苁蓉属于寄生植物,人工栽培时间短,因此,其种子具有明显的寄生植物和野生植物种子萌发的特性:(1)种子的胚属于球形原胚,发育简单,自然状态下需要经过冬季低温,其胚才能完成后熟过程,因此,当年的种子当年接种不能萌发;(2)成熟的种子在自然条件下能够保持活力达数年甚至数十年;(3)种子成熟程度不同,萌发时间参差不齐;(4)种子质量差异很大。鉴于此,管花肉苁蓉种子采收后,播种前必须进行筛选和处理,以提高种子的萌发率和接种率。当年收获的种子,不宜直接接种,否则接种率极低。
3.2.1 种子筛选
采收或市场购置的管花肉苁蓉种子质量相差很大,必须进行筛选,选择饱满、粒大、有光泽、成熟度高的种子进行接种。一般来说,直径大于0.5 mm的种子萌发率和接种率较高,0.5 mm以下的种子萌发率和接种率明显降低,不可使用。因此,种子采收或市场购买后,采用0.5 mm孔径的筛进行筛选,除去直径0.5 mm以下的种子。
3.2.2 种子前处理
管花肉苁蓉种子处理方法很多,下面介绍几种简单的处理方法。
低温沙藏处理将肉苁蓉种子装入透气的布袋中,置于装有含水量大约10%湿沙容器中,于4 ℃下低温保藏约30 d,对接种率的提高有明显的促进作用[12]。
药剂处理播种前用1~3 g·L-1高锰酸钾溶液浸种20~30 min,捞出后与沙土混合拌匀接种[13]。
热水处理肉苁蓉种子放在50 ℃热水中浸泡,待水温降至室温后捞出,控干水分后,于4 ℃条件下放置15 d,然后接种[12]。
植物生长调节剂处理 将肉苁蓉种子置于0.5 μg·mL-1赤霉素溶液中浸泡10 d后捞出,控干水分后,于4 ℃条件下放置15~20 d,然后接种[12,14]。
曝晒处理种植前可以将肉苁蓉种子在沙地上曝晒1~2周,有利于提高接种率[15]。
丸粒化处理种子丸粒化后,可以提高接种率、降低接种量,尤其适合于机械化接种,工作效率高、成本低、接种率高,是今后肉苁蓉栽培的发展趋势。其处理方法为:将种子过筛分级后,选取直径大于0.5 mm的种子,经成核、丸粒加大、滚圆、撞光得到直径为1.7~1.9 mm微丸,也可以染色制成不同颜色的丸粒化种子,便于识别。丸粒化过程中通过加入杀菌剂、微肥、生长素,以缩短接种时间、提高接种率和产量[16]。
在实际生产中,将当年采集的种子,放置在室外或无供暖的室内经过冬季自然冷藏后,次年便可使用。当年采集的种子,当年播种,必须经过-10 ℃左右低温冷藏30 d。
3.3 管花肉苁蓉栽培技术
如前所述,管花肉苁蓉为寄生植物,其寄主为防沙固沙优良树种柽柳属植物,栽培管花肉苁蓉,必须先种植柽柳,因此,发展管花肉苁蓉生产,可以实现多种目标。根据自然条件和发展生产的目的,管花肉苁蓉的生产模式可以分为规范化栽培、仿野生栽培和野生抚育三种模式。
3.3.1 规范化栽培
规范化栽培模式主要以生产肉苁蓉药材为目标的栽培模式,同时也实现治理生态和改善土壤的目标,是目前新疆和田地区推广的主要栽培模式。
3.3.1.1 管花肉苁蓉的接种
接种时间
春季土壤解冻后至冬季土壤结冻前均可接种肉苁蓉。最佳播种期为3~6月,因为随着春季气温的回升,柽柳毛细根系迅速发育和生长,毛细根数量的增多,从而缩短接种时间、提高接种率和肉苁蓉产量。或秋季采挖肉苁蓉时同时播种,边采挖、边播种,提高劳动效率。秋季播种的肉苁蓉,随着气温的逐渐降低,根系生长缓慢,毛细根较少,此时播下的肉苁蓉种子,一般翌年春季才能接种上。
接种方法
沟播接种有灌溉条件的地区,柽柳定植一年后,其直径小于1 mm的毛细根丰富,有利于提高接种率,可进行人工接种。宽窄行模式在窄行外侧、等距模式在寄主一侧或二侧,距离寄主30 cm处开挖接种沟。沟宽30 cm、沟深50~60 cm,将处理过的肉苁蓉种子撒播于沟中,单行接种量3000~4500 g·hm-2,双行加倍,回填土踩实,及时灌溉。宽窄行模式中,窄行中间也可以适量接种肉苁蓉,用于留种,用种量在750~1500 g·hm-2。由于肉苁蓉种子很小,接种量也比较少,不容易均匀撒播,可以将种子与适量的沙土混合均匀,置于容器中,用手直接撒播;或将净化后的种子装入矿泉水瓶中,在瓶盖上打几个孔,抖动矿泉水瓶撒播,这种方法比较均匀、简单、实用。
穴播接种无灌溉条件的地区,可以采用穴播接种。柽柳定植一年后,在距所选寄主柽柳主干40~60 cm处挖1~2穴,穴深40~60 cm,将肉苁蓉种子直接撒播于穴底,每穴播种10~20粒,用沙土回填约20 cm,灌水,待完全滲入后,覆平土踩实,即可。
为了提高接种率,也可用50 mg·kg-1浓度的ABD生根剂、ABT生根粉3号水溶液喷洒柽柳毛根及周围沙土,然后撒播种子,加入适量的有机肥,再回填沙土、灌水、覆平土踩实。
3.3.1.2 田间管理 春季接种肉苁蓉后,需及时灌溉,然后每隔15~20 d灌一次水,连续二水,促进播种部位柽柳毛状根的生长。再在6月和8月上旬各灌水一次,8月下旬以后就不能灌溉,否则容易引起肉苁蓉冻害。秋季接种肉苁蓉,接种后及时灌溉;翌年3月、6月和8月上旬之前各灌溉一次。其他管理,如施肥、除草、整枝修剪等同柽柳造林技术。
3.3.2 仿野生栽培技术 将种植柽柳、接种管花肉苁蓉与防沙治沙相结合,既能产生生态效益,又能产生经济效益,是当前实现可持续防风固沙的最有效工程。但防风固沙工程,一般面积大,土地环境条件差,没有灌溉条件,种植比较粗放,因此不能像规范化栽培基地那样精耕细作,只能有限地接种少量肉苁蓉,产生一定的经济效益,以维持可持续发展。这种主要以防风固沙和生态治理为目的的粗放型栽培模式,称其为仿野生栽培模式。
柽柳造林根据自然地形对土地进行适当平整,或直接就自然地形进行造林。柽柳造林可采用前述柽柳造林技术中的宽行模式挖穴造林,株距调整为1~2 m。柽柳植苗后,在植苗坑中灌足水,后续管理基本同前述的柽柳造林技术。
接种接种方法参见规范化栽培部分的穴播接种方法。
3.3.3 野生抚育技术 对自然分布野生管花肉苁蓉的天然柽柳林进行补种、禁牧和围栏修复,并适量接种管花肉苁蓉,对野生资源进行科学管理、适量采挖,称为管花肉苁蓉野生抚育。通过野生抚育适量生产肉苁蓉药材,不仅不会破坏天然柽柳林,反而通过修复和管理,更好地维持天然林地的生长和可持续发展,同时也能有效地保护管花肉苁蓉的野生种质资源。
野生抚育,首先对天然柽柳林稀疏林地进行补种,提高柽柳的覆盖率。然后在3月下旬至11月上旬之间,采用仿野生栽培方法,对天然柽柳林进行接种。生长旺盛、树龄为2~3年的柽柳每株接种2~3穴;树龄较小或者较大的柽柳每株接种1穴为宜。树龄较大的柽柳毛细根数量较少,接种成功率低,可采用断根法接种,即将柽柳的根切断,促进毛状根形成,在断根附近撒播肉苁蓉种子,以提高接种率。
优质种子是保障药材产量和生产优质药材的源头。在管花肉苁蓉种植的初级阶段,由于不重视种子的质量,未成熟种子和掺杂使假种子充斥市场,导致种子萌发率和田间接种率都很低,而且药材质量也差,严重挫伤了药农种植肉苁蓉的积极性,因此,优良种子的生产是管花肉苁蓉高产稳产和品质保障的关键。
4.1 优质种子生产技术
管花肉苁蓉种子生长发育与寄主柽柳和管花肉苁蓉肉质茎的营养供应密切相关。管花肉苁蓉种子的优劣主要由以下因素决定:①土壤的水肥条件;②柽柳的营养供应能力;③管花肉苁蓉肉质茎和花序的生长情况;④管花肉苁蓉的种质类型等。因此,要生产优质的管花肉苁蓉种子必须采取适当的栽培措施,如保证充足的营养供应、选择优良单株留种、人工授粉和打顶等。
4.1.1 单株选择 管花肉苁蓉花序是种子生长的载体,不同花序长度的管花肉苁蓉,其种子质量有明显的差别。自然条件下,一般来说管花肉苁蓉花序越长,则营养供应越充足,种子质量越好;反之,花序短,则营养供应匮乏,种子质量差。因此,选择生长健壮、花序长的管花肉苁蓉作为留种植物,容易获得优质种子。
研究表明,花序长度增加,单株蒴果数增多,种子产量、千粒重和萌发率均升高。实际生产中应以长度大于20 cm的花序留种为宜。
4.1.2 人工授粉 管花肉苁蓉是异花授粉植物。一般情况下,自花授粉不亲和,也不产生种子;同株异花的花粉能够结实,但结实率较低;异株异花授粉结实率高且种子质量好。因此,人工异株异花授粉是提高种子质量的一项有效技术措施,如,肉苁蓉花期,在种子基地放养蜜蜂,可以提高异株异花授粉率和种子质量。
4.1.3 打顶 管花肉苁蓉的花序为无限生长花序,花序顶部4~5层花蕾难以形成正常的花和饱满的蒴果。因此,需要通过合理的农艺措施,即打顶,来减少花序养分的无谓损失,从而集中养分供应种子的发育。打顶方法为在初花期人工掐去花序顶端4~5层的花[17]。
4.1.4 种子采收 管花肉苁蓉种子成熟时间一般在6月25日至7月5日,果实变黑、打开果实后种子呈黑褐色,即已成熟。种子适时采收非常重要,采收太早,种子尚未成熟,种子的萌发率明显下降;采收太晚,果实开始开裂,种子会自然撒出,影响产量。由于每年的气候会存在着一定的差异,种子的成熟期也会发生一定波动。因此,在六月下旬开始,必须经常对种子基地的果序进行检查,一旦成熟,及时采收。
采收方法:用刀在果序基部砍断,收取果序,置晾晒场上暴晒,待果实开裂后,用木棍敲打或碾子碾压,使种子从果实中脱落,剔除花序梗后,用筛筛除沙土等杂质,将筛除杂质后的种子,置晾晒场上晾晒至干,即得。
4.1.5 分级与贮藏 对管花肉苁蓉种子进行分级,有利于提高接种萌发率和接种率。按照管花肉苁蓉种子质量分级标准进行分级后,将种子装入麻袋中,贴上标签,标明种子的批号、产地、采收时间、等级、净重等内容,置阴凉干燥处保存。
4.2 种子质量分级标准
近年来,随着管花肉苁蓉人工栽培面积的逐年扩大,种子需求量迅速增加。当前,一个方面种子数量供不应求,价格昂贵;另一方面种子质量不能保证,具体表现在“假种子”上,外型上是管花肉苁蓉种子,但不萌发。管花肉苁蓉种子市场,因缺乏标准和监管,非常混乱。所以,种子质量已成为管花肉苁蓉栽培上的一个突出问题。制定管花肉苁蓉种子质量分级标准和检验规程,是推进管花肉苁蓉种子生产和规范化种植的一项重要任务。
4.2.1 种子萌发率测定方法 肉苁蓉属植物为全寄生草本植物,由于其寄生特性,种子发育简单,一般条件下无法萌发。研究发现氟啶酮能够诱导肉苁蓉属植物种子萌发,可用于种子的萌发率测定。测定方法为:管花肉苁蓉种子,用浓度为 0.01~10 mg·L-1氟啶酮溶液浸泡24 h;然后,置20~30 ℃温度、适宜水分和氧气条件下,即可测定管花肉苁蓉种子萌发率情况。一般情况下,直径≥0.5 mm的种子萌发率能够达到80%以上[18]。
4.2.2 种子质量分级标准 千粒重、净度、发芽率是制定种子质量分级标准的重要指标,研究结果表明管花肉苁蓉种子的千粒重、净度和萌发率差异很大(见表1)。根据管花肉苁蓉种子质量检测结果,参照国际作物种子质量分级标准的制定原理和方法,结合当前管花肉苁蓉种子生产和大田生产实际,将管花肉苁蓉种子质量分为三个等级(见表2),其中以种子直径、千粒重和萌发率作为种子质量分级的主要指标,以这3个指标中的最低级别定级。当含水量达到规定要求,净度比千粒重和萌发率2个指标中的任何一项低一级时,以此2个指标定级;低两级时,则将种子质量降低一级。
表1 管花肉苁蓉种子质量
注:表中不同小写字母间表示LSD检验差异达显著水平(P<0.05)。
表2 管花肉苁蓉种子质量分级标准
管花肉苁蓉生长于土壤下面,春季露出地面后开花、结果,肉质茎枯萎、死亡,完成其整个生命周期。研究表明,春季抽薹后,由于消耗自身的养分,其药材产量和有效成分含量均明显降低,因此,制定科学的采收时间和采收方法,对于提高药材产量和质量都非常重要。
5.1 生长年限
管花肉苁蓉属于多年生草本植物,出土开花前一直在土壤下面生长,自然状态下,随着风沙掩埋,其在地下可以生长数年甚至数十年,肉质茎越来越粗、越来越长。研究表明,随着生长年限的增加,有效成分含量有增高的趋势,三年生有效成分积累达到顶峰,此后基本不再升高[19]。因此,从有效成分含量考虑,管花肉苁蓉的生长年限以三年生以上为佳。由于新疆南疆地区冬季经常发生低温现象(-20 ℃以下),冻土层达到60 cm以上,导致肉苁蓉严重冻害,有些年甚至90%以上发生冻害,栽培肉苁蓉由于种植深度浅、含水量较高,更容易发生冻害(-15 ℃以下即开始发生冻害),造成药农严重损失和肉苁蓉药材市场严重缺货。为了防止冻害,在满足肉苁蓉药材质量标准的基础上,综合考虑产量和经济效益,目前最佳的采收时间为第一年接种,第二年11月上旬土壤出现冻结前采收,即生长期为12~20个月。
5.2 采收时间
管花肉苁蓉的采收分春季采收和秋季采收,这与其生长特性有关。野生条件下,管花肉苁蓉生长于地下,很难发现。进入春季,离地面较近的肉苁蓉开始进入花序茎快速生长阶段,顶开土壤,形成裂隙,或露出地面,易于发现,因此,野生肉苁蓉多于春季采挖。进入秋季,部分离地面较近的肉苁蓉也能将地面拱起,形成裂痕,能够发现,因此,秋季也是肉苁蓉采集的季节。对于野生肉苁蓉,春季采集多于秋季采集。对于栽培肉苁蓉,由于了解其接种位置,理论上一年四季除冻土季节外,均可采挖。
根据肉苁蓉的生长特性,晚秋至初冬(10月下旬至11月上旬)逐渐进入生长休眠期。通过春夏秋的旺盛生长,晚秋的肉苁蓉营养积累丰富,有效成分含量高,同时此季节温度较低,气候干燥,易于肉苁蓉干燥,防止霉变,是采收的最佳季节。值得注意的是,管花肉苁蓉在9月至10月上旬生长迅速,干物质积累最快,所以秋季切不可在10月上、中旬前采收。
因此,管花肉苁蓉的采收时间,春季为3月下旬至4月上旬;秋季为10月下旬至11月上旬。
5.3 采收方法及采收规格
人工采收在接种区外侧40~50 cm处(距柽柳基部0.9~1 m)向接种区剖挖。先用砍土镘(挖上层土)和铁锨(深挖)挖一个长度50 cm、宽度20~30 cm、深度60 cm的坑,再用小铲逐步向接种区缓挖。等挖到管花肉苁蓉肉质茎时,用手轻剖,先找到寄生盘(即茎基)处,此时把寄生盘上方以及四周(不包括下方)直径50 cm内的土取走。在取土的过程中可及时采收符合规格的肉苁蓉。在采收时要固定好寄生盘,如果轻微晃动可脱离寄生盘的,可用手采;与寄生盘相连较为牢固的,需要用不锈钢小刀在连接处割取。但要避免损伤寄生盘、柽柳根及寄生盘的寄生结合处。采收符合规格的管花肉苁蓉肉质茎后,撒播适量种子,马上用土回填,踏实,即可。寄生盘就会再次萌发肉质茎,第二年可继续采挖。
机械采收随着管花肉苁蓉种植面积的扩大和高产稳产种植技术的推广,人工采挖的低效率已无法适应大规模种植,机械化采收是发展的必须趋势。机械化采收一般采用改进后的深犁采挖,直接将寄主根切断,翻出肉苁蓉。也可对采挖机械进行改装,在犁的后面加播种装置,采挖与播种一次性完成。管花肉苁蓉只能寄生在柽柳新发出的毛状根上。通过切断柽柳老根,就会新发出很多支根,肉苁蓉种子接种的机会就会大大增加,因此,断根接种法的接种率明显提高,对于生长年限五年以上的老化柽柳,优势更为明显,值得推广。
采收规格野生管花肉苁蓉含水量较小,其鲜品的干燥率为4~5:1,即4~5 kg鲜品干燥得到1 kg的干品。栽培管花肉苁蓉含水量较高,其鲜品的干燥率为6~8:1,即6~8 kg鲜品干燥得到1 kg的干品。从鲜品到干品,其体积变化很大,径度缩小2~2.5倍,但长度不变。因此在采收时要根据收购方的规格要求,有目的地选取所要采收的对象。一般长度在10 cm以上的都可采收。
管花肉苁蓉含水量和含糖量都很高,不易干燥,极易发霉变质,因此,科学、合理的加工和干燥方法,对于保障肉苁蓉药材的质量至关重要。
6.1 整枝晒干
管花肉苁蓉传统的产地加工方法为采挖后,除去泥沙,整枝晒干。即,将分级处理好的鲜肉苁蓉,抖动除去泥沙,直接摆放在沙地上或木架上,在阳光下晒干或晾干。春天采挖的肉苁蓉,需要将茎尖部分切去,防止继续生长、开花,影响药材质量。待肉苁蓉完全干燥后(含水率10%~18%),包装或分等级包装。
管花肉苁蓉体积大、含水量高,不易干燥,整枝肉苁蓉一般干燥时间需要3~4个月,干燥过程中容易发生霉变、腐烂,特别是没有完全干燥的肉苁蓉就包装、出售,运输过程中多数发生霉变,造成有效成分含量明显降低。同时,其体内含有水解酶,干燥过程中,有效成分也会发生水解,也是导致含量明显降低的因素之一。因此,干燥过程中必须严防霉变、腐烂,更应防止未干燥的肉苁蓉就包装、出售、运输。
6.2 切片干燥
由于管花肉苁蓉体积较大,干燥困难,同时,干燥后的药材硬度很大,加工饮片或粉碎的难度都很大,因此,将鲜肉苁蓉直接切片、干燥,既有利于干燥,也有利于后续处理,是管花肉苁蓉产地加工的好方法。其加工方法为:将采挖出的鲜肉苁蓉除去泥沙,用高压水快速淋洗干净,再用不透钢刀或切片机切成6~10 mm厚的切片,在阳光下晾晒干燥或60 ℃以下烘干,包装,即得。还可根据客户需要,采用热水、蒸汽、微波等方法对新鲜切片进行杀酶,以提高其有效成分含量[20-21]。
7.1 整枝肉苁蓉的分级与包装
一般整枝的肉苁蓉药材需要进行分级包装,其目的为了满足不同用户的需求,同时也提高药材的经济价值。分级包装的一般程序:干燥肉苁蓉→除去杂质和泥沙→拣选分级→质量检验→包装→称重→贴上标签。分级标准如下:
一等品呈纺锤形或圆柱形,单株顺直,表面淡黄色至棕褐色,具光泽,切口整齐,质坚实,体重,长20 cm以上,无杂质,无虫蛀,无霉变。
二等品呈纺锤形或圆柱形,单株顺直,表面淡黄色至棕褐色,切口整齐,质坚实,体重,长15~20 cm,无杂质,无虫蛀,无霉变。
三等品呈纺锤形或圆柱形,表面淡黄色至棕褐色,长10~15 cm,含杂质1%以下,无虫蛀,无霉变。
等外品形状各异,有些为挖断的小段或小片,表面淡黄色至棕褐色,长10 cm以下,含杂质5%以下,无虫蛀,无霉变。
将分级、质量检验合格后的肉苁蓉药材装入麻袋,麻袋规格要统一,装袋重量要一致,包装件上刷写或挂上标签。包括:品名、规格(等级)、毛重、净重、产地、生产单位、日期。每件包装上附质量合格的标志。
7.2 切片包装
干燥切片,拣选,清除杂质,装入标准的纸箱,打包。纸板箱规格要统一,装箱重量要一致,每件包装箱贴上标签。包括:品名、规格、毛重、净重、产地、批号、生产日期、生产单位,并附质量合格的标志。
7.3 贮藏
肉苁蓉药材含糖量高,易于吸潮、霉变、变色、虫蛀,尤其在夏季,因此,必须贮藏于通风干燥的环境中。一般库房采用架式结构,将包装好的药材放在架上,利于通风。需要注意的是肉苁蓉容易被老鼠和蟑螂等动物啃食,可以在库房的四角放置捕鼠和蟑螂的器材,但不得用毒药防治,以免污染药材;肉苁蓉药材也易生虫(蛾类),可用沙布包花椒,放入包装物内防止生虫,但不得用硫磺熏蒸。
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CultivationTechniquesofCistanchetubulosaanditsHostTamarixspp.
TUPengfei1*,CHENQingliang1,JIANGYong1,GUOYuhai2,YANGTaixin3,WANGXinyi4,AIERKENMaitirouzi4,LIXiaobo5,DUYou2,NANZedong1,YOUNengying4,CUIXusheng2
(1.SchoolofPharmaceuticalScience,PekingUniversity,Beijing100191;2.ResearchCenterforTraditionalChineseMaterialMedica,ChinaAgricultureUniversity,Beijing100193;3.CollegeofAgronomy,AgriculturalUniversityofHebei/KeyLaboratoryofCropGrowthRegulationofHebeiProvince,BaodingHebei071001;4.HetianTianliDesertDrugsDevelopmentCo.Ltd,YutianXinjiang848400;5.SchoolofPharmacy,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240)
Cistanchetubulosais one of the source plants of Cistanches Herba,and now it has been widely cultivated in the south of Xinjiang.In order to promote the large-scale cultivation ofC.tubulosaand its hostTamarixspp.and standardize the cultivation techniques and improve the yield and quality of Cistanches Herba,the authors systematically introduced the technologies ofTamarixspp.afforestation andC.tubulosaproduction according to their more than 20 years’ research results and long-term cultivation experiences.Another purpose of this paper is to provide a technical guidance for the technicians and farmers in the cultivation areas.
Cistanche Herba;Cistancetubulosa;Tamarixspp.;cultivation
2015-03-25)
国家科技惠民计划项目——新疆于田县特色药材科技惠民项目(2012GS650101)
*
屠鹏飞,教授,博士生导师;研究方向:天然药物活性成分与新药研究,中药质量分析; Tel:(010)82802750,E-mail:pengfeitu@bjmu.edu.cn
10.13313/j.issn.1673-4890.2015.4.013