农田栽参的研究进展及优势分析＊

牛玮浩，徐 江，董林林，李西文，张连娟，陈士林

（1. 中国中医科学院中药研究所 北京 100700；2. 鲁东大学生命科学学院 烟台 264000）

农田栽参的研究进展及优势分析＊

牛玮浩1，2，徐 江1，董林林1，李西文1，张连娟1，陈士林＊＊

（1. 中国中医科学院中药研究所 北京 100700；2. 鲁东大学生命科学学院 烟台 264000）

农田栽参是生态友好型人参栽培模式，可以保障人参产业的可持续发展。本研究对农田栽参中土壤改良和栽参技术进行了综述，探讨了物理消毒、化学消毒、施肥改土、绿肥回田的措施对参地微生态环境的改善作用，并且介绍了人参栽培的新品种，阐述中国与日韩两国在人参栽培模式方面的差异及人参栽培过程中发现的主要病虫害及其防治策略。本研究对农田栽参模式的推广具有指导意义，为人参产业的健康发展提供依据。

人参 农田栽参 土壤改良 人参新品种 栽培模式

人参为五加科多年生宿根草本植物人参Panax ginseng C. A. Mey的干燥根和根茎，是中国传统名贵药材[1]。中国人参的栽培面积和产量均居世界首位，主产区吉林的产量约占全国总产量的70%[2]。中国也是世界上最早开展人参栽培的国家，人参的栽培始于西晋，盛行于唐、宋、元，成熟于明、清[3]。目前，中国栽参是以伐林栽参为主，非林地种参和林下参并存的格局；但是，由于伐林栽参毁林严重，对生态压力大，不利于人参产业的长远发展[4]。

农田栽参是人参栽培生产的一种可持续发展方式，可以解决伐林栽参引起的多种生态问题。陈志付等[5]调查了吉林、辽宁、黑龙江等省已陆续开展的农田栽参模式，其调研结果表明，农田栽参的产量不低于当地林地栽参的参根产量。中国农业科学院特产研究所统计资料显示，农田栽参模式中人参皂苷和氨基酸的含量接近甚至超过林地种植的人参，70%左右的农田栽参产品可供加工为红参[6]。然而，与林地相比，农田土壤有机质含量低，土壤酶活性差异大，在很大程度上限制了人参的产量和质量[7]。因此，土壤改良是农田栽参顺利开展的前提。

道地药材是优质药材的代表，既受遗传因素控制，又受环境条件影响，其中土壤微生物是道地药材生长环境中的重要因素[8]。人参种植中根际土壤微生物区系发生变化，微生物类群活性降低，真菌数量增多，土壤理化性质改变，引起多种病害，进而导致人参产量及品质的下降[9，10]。集安人参研究所发明的“复式棚”遮阴技术、分期处理土壤改良技术，浅覆土厚覆盖（碎玉米秸）的田间覆盖技术，以及提早防寒覆盖、适时覆膜的越冬防寒技术等综合措施，使各年生人参的保苗率达到90%以上，且根白无病、支头大、产量高[11，12]。因此，综合的人参栽培管理技术可以提高人参的产量及品质。本文综述了人参栽培中的土壤改良方法、栽培技术并分析其优势，为农田栽参的顺利开展提供依据及参考。

1 农田栽参的土壤改良

1.1 土壤消毒

土壤消毒是一种快速、高效杀灭土壤中真菌、细菌、线虫、杂草、土传病毒、地下害虫、啮齿动物的技术，显著提高人参的产量和品质[7，13]。土壤消毒主要分为化学消毒和物理消毒两种。

1.1.1 化学消毒

熏蒸剂是化学消毒中防治土传病害的重要手段。熏蒸剂在土壤中易于分布，并且可杀死已知及未知的病虫害。常用的熏蒸剂主要有：碘甲烷、异硫氰酸烯丙酯、环氧丙烷、叠氮化钠、丙烯醛、臭氧、硫酰氟和氰胺化钙等，对单一或多种病原生物具有防治效果。熏蒸剂可通过机械注射或手动注射施入土壤中，手动注射可通过灌溉或直接混土达到防治目的，并可附加不渗透膜，或者通过镇压土壤、增加施药深度、加水、加肥等手段减少熏蒸剂散发[14]。韩润亭等[15]研究表明，土壤注入氯化苦液剂对防治人参锈病作用显著，其防治效果明显优于多菌灵可湿性粉剂。参地真菌种类和数量复杂多样是导致土壤劣变的主要原因[16]。李自博等[17]研究表明，使用土壤消毒剂棉降熏蒸处理参地可以有效减少土壤真菌的种类和数量，减少真菌对人参的影响。熏蒸剂有效杀灭土壤病原菌和杂草，结合合理的土壤菌群重建技术可以快速达到土壤改良的效果（表1）。

1.1.2 物理消毒

太阳能高温消毒是物理消毒的主要方式之一。高温季节通过较长时间覆盖塑料薄膜来提高土壤温度，以杀死土壤中的许多有害生物，该方法操作简单、经济实用、生态友好，应用广泛[13]。李英梅等[24]比较了不同的消毒方法，结果表明：垄沟式太阳能消毒通过提高土壤剖面温度进行消毒，特点是速度快，对土传病害有良好的防治效果。许光辉等[25]研究发现，使用土壤高效灭菌杀虫剂配合生态环境恢复的土壤还原剂，可以从根本上解决根结线虫及大多数土传病害难题，提高作物的产量和品质。

表1 常用土壤熏蒸剂

1.2 施肥改土

与林地土相比，农田土有机质及微量元素略低，pH偏弱酸性，土壤孔隙度相对较低[26]。随栽培年限延长，土壤中有机质被大量消耗，氮、磷、钾等人参生长的营养元素明显减少，随着土壤营养状况逐步恶化、肥力下降，人参病害增加、产量降低、质量下降[27]。因此，施肥改土是为农田栽参改善土壤肥力的重要举措。中国吉林地区使用玉米秸秆或苏子作为绿肥，再施入腐熟的猪粪或羊粪等对人参土壤进行改良[10-11，28]。李自博等[29]采用棉隆和多菌灵结合拌施有机肥处理技术对参地进行改良，土壤中真菌数量下降，细菌和放线菌数量增加，土壤有机质含量显著提高。中国农业科学院特产研究所试验表明，东北地区黏土壤的农田掺入三分之一的沙土，改善土壤的透水性能，人参的出苗率提高18.6%，增产11.7%[29]。徐永华等[30]研究发现，在四年生人参上追施腐殖酸液肥，提高人参的抗病能力和存苗率，增产幅度明显。白容霖等[31]研究发现，施入鹿粪调节参地土壤的氮磷钾含量及其比例，稳定参地土壤的pH，真菌群体数量减少，细菌及放线菌数量有所增加。陈志付等[5]研究发现，施用有机肥料能改良土壤的肥力和理化性状，有效提高种子和根的产量。赵英等[27]比较不同肥料对土壤养分状况的影响，结果表明，使用复混肥改良土壤后，土壤中氮、磷、钾含量较对照提高22.5%，参根病害发生率降低了60.8%，显著提高人参的产量和质量。因此，通过有机肥拌施秸秆、草木灰、沙子等措施进行土壤改良是保障农田栽参顺利开展的有效措施。

1.3 秸秆还田

秸秆还田能够促使集约化高氮输入的农田生态系统维持正常的碳氮比例，减少氮素淋洗损失，改善土壤板结和连作障碍等状况。利用作物秸秆、树叶、草炭等资源还田可以提高土壤有机质含量[32]。通过施用秸秆堆肥可以促进人参根系生长，提高保苗率和参根等级，施用秸秆堆肥还能够改善土壤理化性状，提高土壤供肥性能，增加人参产量[33，34]。任一猛等[35]利用正交试验研究了不同比例的玉米秸粉、硅藻土、EM菌肥对参地土壤中有机质含量、pH、微生物菌群以及人参生长影响，结果表明，3种物质的适宜配比可有效改善土壤理化性状和微生物环境，促进人参根的生长，达到较好的土壤改良培肥目的。潘剑玲等[36]研究发现，有效的秸秆还田为土壤微生物提供丰富的碳源，刺激微生物活性，提高土壤肥力；同时矿化的秸秆组分促进土壤氮循环和矿化，提高氮素的有效性。此外，秸秆来源广，质量好，而且成本较低，不会造成环境污染，利于在农田栽参生产模式中开展及推广。

2 田间管理

2.1 人参种子处理技术

人参在播种前需进行裂口处理，以保证处理后的种子出苗齐、苗壮。刘雅坤[37]详细介绍了人参种子裂口处理技术。用清水浸种48 h，待种子吸足水分后捞出，与细沙按（体积比）1：3比例混匀，湿度为25%-30%。选择背风向阳、地势较高的地方，挖一深度为40-50 cm，宽1.2 m的土槽，槽底铺一层粗砂（含小石子），然后将装入袋中拌好的种子一次摆入土槽中，厚度为30-40 cm，再覆盖一层遮阳网，上层覆土15-20 cm，土槽上方搭设一防雨棚，膜上加网，并设置排水沟，以防雨水深入槽中，前期每15天翻袋一次，并查看水分状况，后期每一个月翻袋一次，查看水分及胚的生长状况，直至播种前一周取出，种子包衣处理后待播。

李青等[38]研究表明混合土拌种催芽能显著提高种子的裂口率，原因可能是混合土中微生物较丰富、保水性和透气性较好，利于催芽。杜立财等[39]研究发现，适宜的种衣剂迈舒平、微生物菌肥以及植物生长调节剂的搭配可以有效防治人参立枯病和锈腐病，还可以显著提高人参的存苗数、鲜重、根重及根长。

2.2 人参栽培模式

中国东北地区的人参种子采种时期大约在7月中旬，种子催芽100天左右进行秋播或在翌年春播，催芽方式分为地上、地下及室内等。播种时间分别在4月中下旬至5月上旬和10月中下旬。参苗移植时间为春季3月末至4月中旬、秋季10月中旬至11月，主要以秋季移栽为主。移栽床有水平式和25-30°倾斜式两种，遮荫棚分为遮光挡雨的全荫棚、防雨透光的单透棚和透雨透光的双透棚，参棚结构以弓形、坡形、平顶形和拱形等为主[40]。人参农田生产上以拱棚应用较多，但拱棚栽培模式中存在畦边人参病害重，保苗率差等问题。田永全等[10]参照美国、加拿大西洋参栽培的遮荫方式，研究设计了“复式棚”，即下层是单畦拱棚，上层是全封闭棚；下层拱棚为一层参膜，便于防雨调光，上层大棚为一层遮阳网，便于遮光和防风雨。通过生产实践表明，复式棚等综合配套技术应用于农田栽参切实可行，其产量和质量完全达到或超过林地栽参的水平[11]。复式棚有效改善田间小气候，降低病虫害，增产显著，而且复式棚的投入成本与拱棚相差不大，是一项低投入高产出的新型棚[41]。另外，中国与日韩的人参栽培模式有差异，详见表2。

韩国主要在7月中下旬采种，催芽需要100-120天左右。种子催芽方式有低设法、高设法和折衷法：低设法是指催芽容器设在地下，高设法是指催芽容器设在地上，折衷法为容器一半设在地下，一半露出地上。目前高设法催芽效率较高，应用比较广泛。播种时期有春播（3月份）和秋播（10月中旬至11月上旬），1950年以前主要为春播，目前逐渐转为秋播。参床以45°单向倾斜的方式为宜，参棚主要有传统的开城式、丰基式及锦山式，基本结构为单向倾斜的遮阴方式[40]。

表3 不同地区栽培的人参品种

表4 人参主要病虫害及其防治方法

种农药混用的现象比较严重，在病虫害较重时，擅自加大农药使用量，导致农残超标[50]。采用生物法对人参病害进行防治可以降低生态压力。王瑞等[51]研究表明，苏子提取物在一定浓度下可抑制根腐病原菌的生长，用以开发新型植物源农药。目前，生态友好型农药开发还不成熟，因此针对不同病虫害要做到合理用药，结合田间预防的措施进行防治（表 4）。同时生产上应严格的选地和整地，控制水肥并及时清理病株畦面，注意防寒防冻。

3 优势分析

3.1 退参还林，生态和谐

森林是整个国民经济持续、快速、健康发展的基础，具有保护水土、防风固沙、涵养水源、调节气候、净化空气等多种生态功能，是世界上最为丰富的基因资料库[55]。长期以来，伐林栽参的生产方式使长白山地区的森林植被遭到严重破坏，使其成为环境依赖型产业，增加社会成本。农田栽参克服了种参需要以破坏森林为代价的障碍。目前，国内外利用农田栽植人参的试验均获得了成功并投入生产，保护生态的同时带来了巨大的经济效益。

3.2 参粮轮作，改善土壤微生态环境

参粮轮作技术的研究已有50多年的历史，这种技术可以有效的改善参地土壤状况。在目前参地连作障碍的形成机理不明确的前提下，采用参粮轮作技术势在必行。参粮轮作同时对土壤进行了改良，有利于提高农作物的产量和品质。

3.3 利于培育高档人参

海拔高度、光环境、土壤和肥料、生长年限、产地、病虫害等因素对人参的品质有重要的影响[56]。农田的选择较为宽泛，种植条件相比林地可以进行一定的改良。人参在中国的种植适宜区资源广阔，中国中医科学院中药研究所自主研发的“药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统”（Global Geographic Information System for Medicinal Plant，GMPGIS）经过生态相似性分析获得人参在中国的最佳生态适宜产区和潜在种植区，主要包括黑龙江、吉林、辽宁等省区[57]。该研究为农田栽参及培育高品质人参奠定科学基础。

3.4 降低生产成本，推动人参产业化

目前人参种植多是以个体经营的小规模伐林栽参为主，需要支出大量的租赁费用及交通运输费用，同时需要对山地进行整理等繁重的体力劳动[6]。相比之下，农田栽参的环境多为平地，极大地降低了交通运输的不便，利于实现人参的机械化、规范化和集约化大生产。中国中医科学院中药研究所陈士林研究团队、盛实百草实业有限公司与日本株式会社津村联合开展了农田栽参的系统研究与推广，建立土地选择标准、土壤综合改良措施、病虫害综合防治方法等关键技术与体系，并在吉林省进行大面积的推广，农田栽参的生产模式已经得到了较好的实现，将带动人参行业的快速发展。

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A Research Progress on the Vantage of Cultivation of Ginseng in Farmlands

Niu Weihao1,2, Xu Jiang1, Dong Linlin1, Li Xiwen1, Zhang Lianjuan1, Chen Shilin1
(1. Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medicinal Sciences, Beijing 100700, China; 2. College of Life Science, Ludong University, Yantai 264000, China)

The cultivation of ginseng (Panax ginseng C. A. Mey) in farmlands, remembered as an eco-friendly model, guaranteed the sustainable development of ginseng industry. In this study, we summarized the soil improvement and technologies of the cultivation of ginseng in farmlands and discussed the strategies, such as physical disinfection, chemical disinfection, fertilization and soil amelioration, and green manure returning fields, for improving the micro-ecological environment of ginseng. Furthermore, the new cultivars of ginseng were introduced, compared with the cultivation patterns of ginseng between China, Japan and Korea, and strategies for controlling main diseases in the cultivation of ginseng were also involved. In conclusion, this study possessed guiding significance of the cultivation of ginseng in farmlands and laid a foundation for the wholesome development of ginseng industry.

Panax ginseng C.A. Mey, the cultivation of ginseng in farmlands, soil improvement, new cultivars of ginseng, cultivation patterns

10.11842/wst.2016.11.023

R931.2

A

（责任编辑：马雅静，责任译审：朱黎婷）

2016-10-20

修回日期：2016-10-20

＊ 国家自然科学基金青年基金项目（81603238）：三七北方根结线虫flps基因靶向防治的研究，负责人：董林林；国家自然科学基金青年基金项目（81403053）：VeA蛋白协同调控灵芝有性发育与三萜类成分积累的机制研究，负责人：徐江。

＊＊ 通讯作者：陈士林，本刊编委，研究员，主要研究方向：中药资源学、中药分子生物学。