陈庆亮,武志博,郭玉海,田永祯,姜勇,杨太新,李晓波,南泽东,杜友,崔旭盛,魏军,屠鹏飞*
(1.北京大学药学院,北京 100191;2.内蒙古阿拉善盟林业治沙研究所,内蒙古 阿拉善左旗 750306;3.中国农业大学中药材研究中心,北京 100193;4.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;5.上海交通大学药学院,上海 200240;6.内蒙古王爷地苁蓉生物有限公司,内蒙古 磴口 015200)
·中药农业·
荒漠肉苁蓉及其寄主梭梭栽培技术△
陈庆亮1,武志博3,郭玉海2,田永祯3,姜勇1,杨太新4,李晓波5,南泽东1,杜友2,崔旭盛2,魏军6,屠鹏飞1*
(1.北京大学药学院,北京 100191;2.内蒙古阿拉善盟林业治沙研究所,内蒙古 阿拉善左旗 750306;3.中国农业大学中药材研究中心,北京 100193;4.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;5.上海交通大学药学院,上海 200240;6.内蒙古王爷地苁蓉生物有限公司,内蒙古 磴口 015200)
荒漠肉苁蓉CistanchedeserticolaY.C.Ma自古以来为中药肉苁蓉的基原植物,目前已在内蒙古西部、新疆、甘肃和宁夏等省区广泛栽培。为了促进荒漠肉苁蓉及其寄主梭梭Haloxylonammodendron(C.A.Mey.)Bunge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,系统介绍梭梭造林和荒漠肉苁蓉生产技术,以期为产区技术人员和药农提供技术指导。
肉苁蓉;荒漠肉苁蓉;梭梭;栽培
荒漠肉苁蓉为历代本草记载和历版中华人民共和国药典收载的肉苁蓉的基原植物,传统认为品质最佳,分布于内蒙古西部、甘肃和新疆北疆地区,专属性地寄生于藜科植物梭梭[Haloxylonammodendron(C.A.Mey.)Bunge]的根部,为肉苁蓉属植物中分布较广、野生资源较大、且资源破坏最严重的种,同时也是最早人工种植获得成功的种。为了解决肉苁蓉药用资源,保护野生资源,促进沙漠治理、西部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荒漠肉苁蓉及其寄主梭梭的大规模人工种植经验,系统介绍荒漠肉苁蓉及其寄主梭梭的人工种植技术,以及荒漠肉苁蓉的采收、加工技术,为广大从事肉苁蓉种植的科技人员和农牧民提供技术指导,以期促进肉苁蓉生态产业的发展。
荒漠肉苁蓉药材的生产包括寄主梭梭造林、荒漠肉苁蓉接种、田间管理、药材的采收、加工和贮藏等过程,其规范化生产流程见图1。
图1 荒漠肉苁蓉药材规范化生产流程图
梭梭广泛分布于巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、天山山间盆地、准格尔盆地、塔里木盆地东部和北部等地,具有耐旱、耐寒、抗盐碱、防风固沙、遏制土地沙化、改良土壤、恢复植被、又能使周边沙化草原得到保护,在维护生态平衡上起着不可比拟的作用。梭梭为荒漠肉苁蓉的寄主,栽培荒漠肉苁蓉必须先种植梭梭。为了加快“梭梭—肉苁蓉”生态产业的发展,保护天然梭梭林,必须大力发展梭梭林的人工营造以及天然梭梭残林的复壮更新。
2.1 梭梭育苗
梭梭育苗有播种育苗和容器育苗两种方法。
2.1.1 播种育苗
选地与整地梭梭对土壤要求不高,育苗地以含盐量不超过1%,地下水位在1~3 m的沙土和轻沙壤土最为适宜,切忌在通气不良的黏质土壤、盐渍化过重的盐碱地或排水不良的低湿洼地上育苗。梭梭对土地整理和土壤肥力要求也不太严格,选作苗圃的沙土或轻沙壤土在播种前浅翻细耙,除去杂草,灌足底水即可。一般不强调深翻和施底肥,但床面要力求平坦、细致。
播种时间在春末土壤完全解冻,地表以下5 cm处温度达到20 ℃左右,气温回升至20~25 ℃时进行春播(4月下旬~5月上旬)。
播种方法开沟条播,行距25~30 cm,沟深1~1.5 cm,覆土1 cm,播种量82.5 kg·hm-2。沟播后,浅耙地表,轻轻镇压,播后引小水缓灌,以后可酌情每隔1~2 d灌溉一次,直到出齐苗,每公顷产苗木可达180万~225万株。根据苗木质量的要求,以分枝少,主根发达,长而粗壮的幼苗造林成活率高,因此要求适当密播,不宜过稀。
灌溉播种后,苗床要保持湿润,可视土壤的干旱情况酌情灌水。出苗后,在整个生长季节一般不需要灌溉,在6~7月温度过高时,根据树苗长势和天气情况,可再浇水1~2次。
松土除草出苗后要及时松土、除草,保持表土疏松、通气良好、圃地无草,同时要注意防止病虫害的发生。
苗木出圃冬季出圃苗(冬贮苗)起苗前,在苗木进入休眠期后,即10月上旬,应当适量灌水,在11月中旬土壤冻结前起苗。春季出圃苗在3月中下旬土壤解冻时根据土壤解冻情况出圃假植,越早越好。起苗要求做到少伤侧根、须根,尽量保持根系完整、不折断苗干。
苗木规格与分级合格苗木以综合控制指标、根系、地径、苗高4项指标确定。合格苗木分Ⅰ、Ⅱ两个等级,见表1。
表1 梭梭苗木质量分级表
假植、包装和运输苗木分级后,不能及时移植或包装运往造林地的苗木,要立即临时假植。苗木经检验检疫,取得“两证一签”后根据运输距离,采取相应的分级包装方法,包装材料应通气保水,在包装明显处附以注明树种、苗龄、等级、数量的标签。苗木包装后,及时运输,途中注意通风,不得风吹、日晒。
2.1.2容器育苗 自制纸质容器(高15 cm,直径5 cm,废损纸即可)或购置专用育苗容器。选用沙壤土与腐熟的农家肥按4∶1到5∶1配比装满容器。在每个容器内营养土上表层2~3 cm处,下种3粒。
将装土埋种的容器,靠放在平整小畦中(畦田大小因育苗量而定,一般不超过0.2亩),然后畦内灌水至容器1/3~1/2处,或喷洒水使营养土湿润,待出苗后,适时补水。出苗2~3周间苗,每个容器留健壮苗1株,及时防治病虫鼠害,育苗时间5~7月均可(温室容器育苗不受季节限制),根据造林需要提前1~2月育苗即可。这种育苗方法的优点是:在一定范围内苗木培育和使用不受季节限制,节省土地且在搬运过程中苗木不易受到机械损伤和失水,造林成活率高。缺点是:人力、物力投入大,不宜留床育大苗,长途装运困难。所育苗木可用于春、秋季造林,最适合雨季造林。
2.2 梭梭造林
梭梭造林分3种类型。第一种为有灌溉条件,以营建荒漠肉苁蓉生产基地为目的的密植造林;第二种为无灌溉条件,以生态治理为主要目的,附以荒漠肉苁蓉生产的大株行距造林;第三种为以天然林抚育为主,附以人工补植(播)措施的造林,主要用于荒漠肉苁蓉的野生抚育。
2.2.1 密植造林
整地梭梭人工造林一般采用全面整地和不完全整地两种形式,其中不完全整地包括带状整地和沟状整地两种形式。全面整地即对造林地进行全面平整,配套灌溉渠系或铺设滴灌设施,有条件的地方每公顷施4500~7500 kg腐熟的农家肥,头年灌冬水,来年造林。这种整地方法适用于水源充足,地形平整的成片造林地区,是建立肉苁蓉高产稳产基地的主要整地模式。带状整地即对造林地进行带状有间隔平畦。带宽1~1.5 m,带长不限,带距3~20 m,平整耕作,有条件地区可配套灌溉渠系或铺设滴灌设施,施农家肥。沟状整地即在坡度5~15°、有集水条件的壤土地或有灌溉条件的地块,沿等高线开水平沟整地,沟深30~50 cm,沟长不限,坡地开沟土在下侧打堰,沟距3~15 m。
苗木选择密植造林一般采用植苗造林。选用一年生优良、健壮、根系发达的Ⅰ、Ⅱ级苗木。
造林时间一般选择在3月下旬至4月中旬进行造林。
造林方法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。该造林模式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肉苁蓉药材为目的。
等距离造林模式行距4 m,株距0.5~1.0 m。以上造林模式都比较适合肉苁蓉的机械化接种和采挖。
植苗方法按设计的行距拉线定位,按设计的株距挖植苗坑(直径和深度约为40cm)或用高压水枪打深40 cm的洞,其中高压水枪打洞非常方便,已成为沙区种植梭梭的主要方法。将苗木放入植苗坑或洞内,回填土壤,植苗坑每填1/3后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,填满土后,立即灌足水。植苗洞灌水后,再补充土壤。
抚育管理灌溉:造林时应该随造随灌,以后视苗木的生长情况随时灌水,铺设滴灌的地块按照苗木的生长情况决定滴灌时间和滴灌量。培土:管护人员要随时检查,发现有被风刮或者水冲出根系的苗木要及时培土,以保证苗木的正常生长。补植:补植是对当年造林成活率不够技术标准的地块进行补植,要求第二年春天对死亡植株采用同龄、同规格健康苗木进行补植。病虫害防治:病虫害防治要坚持“以防为主,综合防治”的方针,以人工、生物防治为主,化学防治为辅。严格检疫制度,加强营林措施,促进林木生长,提高林木本身抗病虫的能力;采取有效措施保护天敌,保持生态平衡;发现病虫鼠害,要选用低毒、高效、低残留的农药防治,以保证人畜安全,防止环境污染。
2.2.2 大株行距造林
整地大株行距造林一般在无灌溉条件,立地条件相对较差的地块进行,整地方式以穴状整地为主,在立地条件好的地块也可进行全面整地和带状整地,这里主要介绍穴状整地。穴状整地系根据造林设计的株行距,在栽植部位挖栽植穴整地,穴径与穴深为40~60 cm;或采用高压水枪和机械进行打洞。
苗木选择与造林时间同密植造林。
造林方法初植密度为555穴/hm2,每穴2株,株行距为3 m×6 m。
植苗方法同密植造林。
抚育管理主要以灌水、病虫鼠害防治等人工措施为主。除灌水外,其他管理同密植造林。灌水:第一水随栽随灌,一定要灌透,当年要求补水2次或3次;以后根据旱情,每年4~6月灌1~2次水,或不灌水。
2.3 天然林复壮技术
对于集中连片生长(面积不小于10 hm2),因为过牧或樵采等不合理人为活动破坏,使之生长不旺,林龄老化,景观衰败,更新困难,盖度5%~29%,每公顷均株数300株以下,但还有一定适年母树存活、保留了种源的天然梭梭林,可采取围栏封育,禁牧、轮牧或控制放牧(年采食量控制在当年生长量40%以下)的方法使其复壮,自然落种更新。也可采用人工补播、补植的方法促进更新。
补播雨季撒播:在当地雨季到来前(6月上中旬)将梭梭种子用手工或机械均匀地撒在林间空地或疏林地上,靠风力覆土,降雨后出苗生长,迅速增加灌丛株数,每公顷播量7.5~15 kg。雨后点播:有中雨以上降雨天气过程,湿土层厚度达20 cm以上或与原湿土层相接后,及时组织劳动力,利用人工采集的饱满种子,在林间空地或稀疏林地进行人工挖穴点播造林。穴距2~3 m,每穴下种3~5粒,覆土厚1~2 cm,点播工具可用锹、铲、锄或其他适宜工具,也可用鸭嘴插播器点播。
补植即用人工I、II级苗或天然实生苗在林间空地或疏林地进行人工植苗造林,株距2~3 m。
荒漠肉苁蓉的人工栽培始于20世纪80年代,与管花肉苁蓉人工栽培相比起步较早[4]。荒漠肉苁蓉人工栽培最初是在内蒙古阿拉善盟医药公司的肉苁蓉种植试验场获得成功,随后在内蒙古多个地区接种成功[5-8]。
近30年来,荒漠肉苁蓉栽培技术经历了3个阶段:一是零的突破阶段。主要特征是荒漠肉苁蓉采用人工方法首次接种成功,这也是我国首例根寄生植物通过人工方法接种成功,为此后荒漠肉苁蓉、管花肉苁蓉和其他寄生植物的人工种植提供了思路,具有重要意义。但是由于该技术用种量大、成本高、接种率低,不适合应用到大规模生产中。二是初级阶段。随着接种纸、接种块等栽培技术的出现,用种量降低、接种率提高,该阶段的技术开始应用到生产中。但是由于接种块和接种纸种植技术,实际操作过程比较麻烦,该技术推广种植面积较小。三是中级阶段。随着荒漠肉苁蓉种子质量分级标准的建立和种子处理技术的发展,以及沟播技术的出现,接种率进一步提高,该阶段的种植技术开始大面积应用到生产中,目前荒漠肉苁蓉的种植技术基本上处于中级阶段[7-9]。随着肉苁蓉药材市场需求量的不断增长,荒漠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,已成为荒漠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荒漠肉苁蓉规范化、规模化和产业化生产的必然趋势。这也是即将到来的荒漠肉苁蓉生产的第四个阶段——高级阶段。
3.1 荒漠肉苁蓉适宜种植的地区及自然条件
3.1.1 适宜种植区域
荒漠肉苁蓉自然分布于内蒙古西部(阿拉善盟、巴彦淖尔市)、甘肃的河西走廊(民勤、武威、山丹、张掖、高台、金塔、嘉峪关、玉门)、新疆北疆的沙漠、荒漠及其周围地区[9-10],寄生于藜科植物梭梭的根部,其分布几乎与寄主梭梭同步。因此,内蒙古西部、甘肃北部、新疆北疆的沙漠、荒漠地区都适合于发展荒漠肉苁蓉的栽培。
新疆南疆的塔克拉玛干沙漠及其周围地区,尽管没有梭梭和荒漠肉苁蓉的自然分布,但该地区的土壤条件与北疆荒漠地区基本相同,而且气温较高。近年来在塔中、且末、和田等地区栽培试验表明,荒漠肉苁蓉在南疆地区生长良好,产量明显高于北疆和内蒙古西部等地区,有效成分含量达到要求,也适合于发展荒漠肉苁蓉的栽培。
3.1.2 适宜种植的自然条件
气候条件温度:荒漠肉苁蓉自然分布于我国西北干旱荒漠区,对气温的适应能力极强(-30~50 ℃),但其生长对温度要求较严格,过高和过低都将抑制其生长。生长温度范围为5~30 ℃,生长发育的最适宜温度为10~25 ℃。光照:荒漠肉苁蓉属于生长在地下的多年生寄生植物,其营养生长不需要光照;其生殖生长和寄主梭梭的整个生育期都需要充足的阳光。因此,肉苁蓉整个生育期光照对其影响较大。
土壤条件水分:作为寄生植物,荒漠肉苁蓉的水分来源主要是通过寄主梭梭获得,它本身在土壤含水量为1.7%~3%的环境中仍能正常生长发育。为提高产量,要保证寄主梭梭生长发育的需水量,土壤湿度应保持在3%~15%,最适宜荒漠肉苁蓉的生长发育。类型:荒漠肉苁蓉适宜生长在通气性、渗水性良好的沙质土壤里,土壤pH为7.5~9,对土壤有机质含量要求不高。粘重土壤不宜荒漠肉苁蓉的生长。
3.2 荒漠肉苁蓉种子的筛选与前处理
荒漠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,荒漠肉苁蓉种子采收后,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
采收或市场购置的荒漠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
荒漠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天,对接种率的提高有明显的促进作用[11]。
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[12]。
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[11]。
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[11,13]。
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[14]。
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: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[15]。
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 荒漠肉苁蓉栽培技术
荒漠肉苁蓉的寄主梭梭为防风固沙先锋树种,栽培荒漠肉苁蓉,必须先种植梭梭,因此,发展荒漠肉苁蓉生产,可以实现多种目标。根据自然条件和发展生产的目的,荒漠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,同时也能治理沙漠和改善生态,是目前水源较充足的荒漠地区如内蒙古巴彦淖尔市、新疆北疆和南疆的部分地区、甘肃北部的部分地区推广的主要栽培模式。
3.3.1.1 荒漠肉苁蓉的接种
接种时间
春季土壤解冻后至冬季土壤结冻前均可接种荒漠肉苁蓉。最佳接种期为春季的4~5月和秋季的10~11月上旬。春季接种,随着气温的回升,梭梭毛细根系迅速发育和生长,毛细根数量增多,接种时间缩短、接种率和肉苁蓉产量提高。秋季接种,虽然随着气温的逐渐降低,根系生长缓慢,毛细根较少,当年难以接种,但翌年开春后,只要梭梭毛细根系恢复生长,肉苁蓉很快就接种上;同时,当年采集的种子,经筛选后,秋天直接下种,经过冬天的自然低温层积,也能有较高的接种率,简化种子的层积程序。随着肉苁蓉接种技术的提升,肉苁蓉的接种逐步实行与采收同时进行,边采收,边接种,这也是选择在春季和秋季肉苁蓉采收季节接种的主要原因。
接种方法
沟播接种有灌溉条件的地区,梭梭定植两年后,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。在梭梭林带的外侧,距离林带定植方向行两侧30 cm处开挖接种沟。沟宽20 cm、沟深50~60 cm,将处理过的肉苁蓉种子撒播于沟中,回填土踩实,及时灌溉。撒播单行接种量1500~1800 g·hm-2,双行接种播量加倍。
穴播接种无灌溉条件的地区,可以采用穴播接种。梭梭定植三年后,其成活率基本稳定,毛细根数量增多,可以人工接种。在距所选寄主梭梭主干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号水溶液喷洒梭梭毛根及周围沙土,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
肉苁蓉春播后,在播种沟或播种坑,每隔15~20 d灌一次水,连续灌2水,促进梭梭毛状根形成,并诱导梭梭支根向接种区生长,缩短接种时间,提高接种率。此后,有灌溉条件的地区,每年5月和7月对梭梭进行2次灌溉,灌溉水可采用沟灌(在距梭梭50 cm处挖深10~15 cm,宽20 cm的灌溉沟)或者滴灌(距梭梭30~50 cm),沟灌灌水量75 t·hm-2。滴管灌水量为30 t·hm-2。肉苁蓉秋播后,第二年土壤解冻后,在播种沟或播种坑,每隔15~20 d灌一次水,连续灌2次水,此后灌溉同春播。为了节省用水,提高产量,建议规范化生产基地推广滴灌。其他管理,如施肥、除草、整枝修剪、病虫鼠害防治等同梭梭造林技术。
3.3.2 仿野生栽培技术
将种植梭梭的防沙固沙、沙漠治理工程与接种荒漠肉苁蓉相结合,是当前实现可持续治理沙漠的最有效工程。但防沙固沙工程,一般面积大,土地环境条件差,缺乏灌溉条件,种植比较粗放,因此不能像规范化栽培基地这样精耕细作,只能有限地接种少量的肉苁蓉,产生一定的经济效益,以维持可持续发展。这种主要以防沙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。内蒙古阿拉善盟由于严重缺水,目前推广的主要是这种模式。
梭梭按照前述的大株行距定植三年后,参照规范化栽培穴播接种方法接种肉苁蓉。此后,春播肉苁蓉,每隔15~20 d在播种坑灌一次水,连续灌2次水。秋播肉苁蓉,第二年土壤解冻后,在播种坑每隔15~20 d灌一次水,连续灌2次水。此后,按照梭梭大株行距造林方式进行管理即可。
3.3.3 野生抚育技术
对自然分布野生荒漠肉苁蓉的天然梭梭林进行补种和围栏禁牧,并适量接种荒漠肉苁蓉,对野生资源进行科学管理、适量采挖,称为荒漠花肉苁蓉野生抚育。通过野生抚育适量生产肉苁蓉药材,不仅不会破坏天然梭梭林,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荒漠肉苁蓉的野生种质资源。
野生抚育,首先对天然梭梭林稀疏林地进行补种,提高梭梭的覆盖率。然后在3月下旬至11月上旬之间,采用仿野生栽培方法,对天然梭梭林进行接种。生长旺盛、树龄为5~10年的梭梭每株接种2~3穴;树龄较小或者较大的梭梭每株接种1穴为宜。树龄较大的梭梭,毛状根很少,自然状态下接种率很低,建议采用断根法接种,即将梭梭的根切断,促进毛状根的形成,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。在荒漠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现象非常严重,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,优良种子的生产是荒漠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
荒漠肉苁蓉种子生长发育与寄主梭梭和荒漠肉苁蓉肉质茎的营养供应密切相关。荒漠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梭梭的营养供应能力;③荒漠肉苁蓉肉质茎和花序的生长情况;④荒漠肉苁蓉的种质类型等。因此,要生产优质的荒漠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 荒漠肉苁蓉花序是种子生长的载体,不同花序长度的荒漠肉苁蓉,其种子质量有明显的差别。自然条件下,一般来说荒漠肉苁蓉花序越长,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、花序长的荒漠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。当花序长度大于40 cm时,单株种子产量则可达到17 g以上,种子千粒重较大(≥117 mg),净度较高(≥96%),萌发率也较高(≥46.7%)[16]。因此,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 荒漠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 荒漠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。合理的农艺措施,即打顶,可以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 荒漠肉苁蓉种子成熟时间一般在6月下旬至7月上旬,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6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 对荒漠肉苁蓉种子进行分级,有利于提高接种萌发率和接种率。按照荒漠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,随着荒漠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,外型上是荒漠肉苁蓉种子,但不萌发。荒漠肉苁蓉种子市场,因缺乏标准和监管,非常混乱。所以,种子质量已成为荒漠肉苁蓉生产和销售上的一个突出问题。制定荒漠肉苁蓉种子质量分级标准和检验规程,是推进荒漠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:荒漠肉苁蓉种子,用浓度为0.01~1 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,即可测定荒漠肉苁蓉种子萌发情况。一般情况下,直径≥0.5 mm的种子萌发率能够达到50%以上[18]。
4.2.2 种子质量分级标准 千粒重、净度、萌发率是制定种子质量分级标准的重要指标,研究结果表明荒漠肉苁蓉种子的千粒重、净度和萌发率差异很大(见表2)。根据荒漠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,结合当前荒漠肉苁蓉种子生产和大田生产实际,将荒漠肉苁蓉种子质量分为三个等级(见表3),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2 荒漠肉苁蓉种子质量
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3 荒漠肉苁蓉种子质量分级标准
荒漠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 采收时间
荒漠肉苁蓉传统的采收时间为春季和秋季,春季采收的称为“春苁蓉”或“春大芸”,秋季采收的称为“秋苁蓉”或“秋大芸”。传统采收时间与其生长特性有关。野生条件下,肉苁蓉生长于地下,平时很难发现。进入春季,离地面较近的肉苁蓉的花序茎进入快速生长阶段,顶开土壤,形成裂隙,或露出地面,易于发现。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。但对于野生肉苁蓉,春季采集多于秋季采集。对于栽培的肉苁蓉,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)肉苁蓉进入生长休眠期。通过春夏秋的旺盛生长,晚秋的肉苁蓉积累营养丰富,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。因此,栽培肉苁蓉的最佳采收时间为10月下旬至11月上旬。春季肉苁蓉的最佳采收期在3月下旬至4月上旬。4月下旬以后荒漠肉苁蓉开始抽薹长出地面,部分已形成花序,肉质茎的营养成分快速消耗,有效成分含量也明显下降,影响药材品质。对不同采收时间的荒漠肉苁蓉有效成分含量测定也表明,春季出土前和秋季采收的荒漠肉苁蓉的有效成分含量也较高,与传统采收时间基本一致。因此,荒漠肉苁蓉的适合采收时间为春季的3月下旬至4月上旬、秋季的10月下旬至11月上旬。
5.2 采收方法及采收规格
人工采收利用铁锨在接种带外侧约20 cm向外挖宽度20~30 cm、深度约60cm的深沟,再用小铲向内侧剖挖,出现肉苁蓉时,用手或小铲轻挖沙土至肉苁蓉基部,找到寄生盘(即茎基)处,把寄生盘上方及四周(不包括下方)的土取走,选取肉质茎长度20 cm以上的肉苁蓉,用不锈钢小刀在距离基部约5 cm处切断,收集肉苁蓉,并适量补播种子,灌水,填土。采收过程中避免损伤寄生盘和梭梭根与寄生盘的寄生结合处,寄生盘就会再次萌发肉质茎,第二年可继续采挖。该采挖方法更加适合于仿野生或野生抚育模式的荒漠肉苁蓉的采收。或用铁锨或砍刀截断梭梭根系,播下肉苁蓉种子,灌水,填土。该采收方法适合于规范化栽培基地荒漠肉苁蓉的采收。
机械采收利用深犁(深度60 cm以上)在距梭梭茎基约30 cm外侧将接种带全部翻出,并切断梭梭根系,同时播下肉苁蓉种子,随后收集翻出的肉苁蓉,再灌水,填土。
采收规格野生荒漠肉苁蓉含水量较小,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。栽培荒漠肉苁蓉含水量较高,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。部分采用滴灌的栽培基地,由于给水次数太多,其鲜品的干燥率甚至达到10:1。从鲜品到干品,其体积变化很大,直径缩小为鲜品直径的0.4~0.5倍,甚至更小,但长度基本不变。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20c m以上的都可采收。
荒漠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
荒漠肉苁蓉传统的产地加工方法为采挖后,除去泥沙,整枝晒干,或切成约40 cm的长段晒干。即,将分级处理好的鲜肉苁蓉,抖动除去泥沙,摆放在沙地上或木架上,在阳光下晒干或晾干。40 cm以下的,一般直接晒干;40 cm以上的,切段后晒干,便于包装和运输。春天采挖的肉苁蓉,需要将茎尖切去,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。
荒漠肉苁蓉整枝干燥一般需要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。
6.2 切片干燥
由于荒漠肉苁蓉体积较大,干燥困难,同时,干燥后的部分药材有一定的硬度,加工饮片难度较大,部分含糖量高的药材,粉碎困难,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,是荒漠肉苁蓉产地加工的好方法,值得推广。其加工方法: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[19,20]。
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:
一等品呈扁圆柱形或圆柱形,单株顺直,表面黄棕色至棕褐色,切断面较平坦,质坚实,体重,长30 cm以上,直径5 cm以上,无杂质,无虫蛀,无霉变。
二等品呈扁圆柱形或圆柱形,单株顺直,表面黄棕色至棕褐色,切断面较平坦,质坚实,体重,长20 cm以上,直径3 cm以上,无杂质,无虫蛀,无霉变。
三等品呈扁圆柱形、圆柱形或稍弯曲,表面黄棕色至棕褐色,切断面较平坦,质坚实,体重,长15 cm以上,直径2 cm以上,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,表面黄棕色至黑色,长15 cm以下,有些断面纤维状(主要为花序出土较长或已经开花后的植株),质较轻,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: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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CultivationTechniquesofCistanchedeserticolaanditsHostHaloxylonammodendron
CHENQingliang1,WUZhibo2,GUOYuhai3,TIANYongzhen3,JIANGYong1,YANGTaixin4,LIXiaobo5,NANZedong1,DUYou2,CUIXusheng2,WEIJun6,TUPengfei1*
(1.SchoolofPharmaceuticalScience,PekingUniversity,Beijing100191;2.AlxaForestryandDesertControlResearchInstitute,AlxaLeftBannerInnerMongolia750306;3.ResearchCenterforTraditionalChineseMaterialMedica,ChinaAgricultureUniversity,Beijing100193;4.CollegeofAgronomy,AgriculturalUniversityofHebei/KeyLaboratoryofCropGrowthRegulationofHebeiProvince,BaodingHebei071001;5.SchoolofPharmacy,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240;6.InnerMongoliaCistanchesHerbaBiologyCo.Ltd,DengkouInnerMongolia,015200)
Cistanchedeserticolais the traditional source plant of Cistanches Herba,and now it has been widely cultivated in the west of Inner Mongolia,Xinjiang,Gansu,and Ningxia Provinces.In order to promote the large-scale cultivation ofC.deserticolaand its hostHaloxylonammodendronand standardize the cultivation techniques and improve the yield and quality of Cistanches Herba,the authors systematically introduced the technologies ofH.ammodendronafforestation andC.deserticolaproduction 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;Cistancedeserticola;Haloxylonammodendron;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.1673-4890.2015.4.014