优质中药材栽培合理施肥探讨＊

丁丹丹，李西文，陈士林，杨 俐，向 丽

（中药鉴定与安全性评估重点实验室，中国中医科学院中药研究所 北京 100700）

农作物合理施肥是在一定的环境条件下，根据作物类型、土壤特性、产量指标等寻求不同作物的肥料类型最佳配比，选择适宜的施肥时期、施肥量、施肥方法所制定的合理的施肥原则措施[1]。我国药用植物资源丰富，但随着中药产业迅猛增长，掠夺式开采导致的野生药用植物资源日益枯竭，因此扩大药用植物的人工栽培就显得尤为重要，目前约有300种中药材药材来源以栽培为主[2]。栽培过程中肥料的施用在提高作物产量的同时，由于作物养分供求关系不平衡而导致的施肥增产效率也在逐渐下降，从而引起一系列环境污染和资源浪费问题[3]。目前对于施肥方面已涌现出多项行业标准，多用于农作物方面，尚无优质中药材合理施肥的相关概念及国家标准、行业标准。大宗药材人参（GB/T 34789-2017）、三七（GB/T 19086-2008）、枸杞（GB/T 19742-2008）等有关生产的国家标准中在施肥方面皆无明确规定所使用的肥料标准。本文根据现有的施肥相关标准及要求，对优质中药材的合理施肥问题进行探讨，为以后制定优质药材合理施肥的相关标准提供依据。

1 我国施肥现状

1.1 农作物施肥现状

目前，我国农业上肥料尤其是无机肥用量过大，对土壤及农作物的污染较为严峻，存在氮肥施用量过高，大量元素肥养分配比不均，有机肥施用量少且施用不当等问题，从而影响农作物产量和质量[4-8]。长期以来我国农作物施肥以人工为主，农户在使用化肥过程中常采用撒播方式，作业效率低且劳动强度大，同时造成肥料的浪费，多余的肥料也会渗入地下从而污染水源，造成环境污染、土壤板结[9,10]。2015年农业部为控制化肥用量，保证农业施肥科学精准性，推进有机肥替代、机械施肥、测土配方施肥及水肥一体化等措施，但测试方法时效性差，追踪指导较难，后续供应环节缺乏配合，配方施肥等技术难以落到实处[5,11]。

陶磊、邢鹏飞等研究中，将常规肥料减量，使用有机肥料替代处理棉花、小麦等作物后，不仅未减产，对土壤的酶活性等生物学性状均有明显改善作用[12,13]；我国施肥技术和施肥机械的研究发展相对发达国家落后，不仅限制了化肥的利用率，亦阻碍了农业现代化的进程；随着时间的推移，将会导致土壤肥力下降、水源污染及作物的品质下降等种种问题[14]。测土配方施肥技术主要包括土壤测试、肥料配方设计和正确施用等过程，通过测土配方施肥技术得到土壤养分和肥料效应试验结果，合理调整肥料的施用比例，削减土壤养分上的障碍因子，可以明显提高作物产量[15-17]。我国于20世纪90年代开始进行水肥一体化试验的研究和推广，至今多省（区）已有应用。在干旱缺水区，通过将滴灌、微灌技术和施肥相结合，使肥料与灌溉水充分相融，对农田水分和养分进行一体化管理，在灌溉的同时进行施肥，将水肥直接输送至作物根系的生长区域，实现水肥的高效利用，减少水肥损耗率，具有节水、节肥、节省劳动力等优点[18-20]。

1.2 中药材施肥现状

中药材种类繁多，其营养规律与特点同农作物相比差异较大，虽然已经对一些中药材已经进行了施肥研究，但起步较晚，多数的研究旨在证明某种营养元素对药用有效成分和中药材产量所产生的影响[21]。市场上缺少中药材专用肥料，人们主要依靠以往的种植经验购买肥料，地区之间肥料的选择相对不一，而药农之间往往互相模仿，凭经验和习惯或照搬农作物的施肥方法盲目施肥[22]。与此同时，化学农药与肥料过量撒施、有机肥不作无害化处理而随意焚烧废弃排放等严重污染土壤环境[23,24]。由于矿源不洁，各类化肥常常混入有害的成分，如磷肥产品中，常存有镉、硼、氟、砷、铀及放射性物质，长期大量使用会导致所述重金属元素在土壤中堆积，进而污染中药材[25]。有的药农常在下雨时施撒化肥，导致大量的养分随雨水流失，且容易烧苗，致使土壤板结，药材生长不良[26]。因此，合理施肥对中药材质量保障及土壤环境的保护具有重要意义。目前大部分中药材的施肥研究集中于有机肥、无机肥对药用植物生长和产量的影响，以及某一微量元素对药用植物有效成分的作用[27-29]。配方施肥、水肥一体化及药用植物专用肥方面研究较少。

王丽敏等研究表明通过配方施肥可以提高5%-10%的肥料利用率[30]。目前河北省承德市利用测土配方施肥及机械化管理等生态种植技术在荒山荒坡及退耕还林土地上栽培中药材，效果良好[31]。中药材的测土配方施肥是优质药材施肥技术的有效手段，在全国性的测土配方施肥中，也出现了测试方法、配方问题、肥料供应等科学问题和一系列政策问题，同时在全国的推广应用也需加强[17]。中药材水肥一体化应用较少，主要集中在北部地区，河北邢台巨鹿县及宁夏中部干旱区域率先针对枸杞、金银花药材提倡使用水肥一体化灌溉技术，节水节肥，提高了肥料资源利用率[32,33]，在中药材合理施肥的发展中应加强其推广度。药用植物专用配方肥可以针对不同生态区不同药材的需肥特点，将氮磷钾和中微量元素等营养元素进行科学配比，供该区域药材专门使用，不仅可以保护环境，整体上也提高了药材产量和质量。在实际生产中，氮肥施用量可以影响到人参的皂苷合成。在人参营养生长阶段通过分析不同氮用量对关键基因时空表达量的影响，得到适宜的氮肥施用量，从而促进优质人参的生产[34]。随着中药材栽培技术的推广和大批药材生产基地的建立，施用药用植物专用肥作为优质药材施肥技术的有效途径将会有非常广阔的发展前景[35]。

2 有关施肥国家标准及行业标准

我国有关施肥的标准较多，以行业标准、地方标准和企业标准居多，但对于中药材的无公害施肥、绿色施肥及有机施肥方面国家标准及行业标准仍是一片空白。施肥有关标准中行业标准约有275条，其中不同肥料的化合物含量测定技术方法的标准最多，达170余条；肥料质量约有62条，其中作废17条，即将实施2条；施肥技术规范相对较少，仅有20条左右，其中作废3条，其余皆在实行中，无公害施肥技术标准尚无；有关施肥机械标准23条，作废6条，废止1条，即将实施2条。肥料相关主要现行标准见表1。

目前，各类作物生产规程中肥料多引用两例标准：《肥料使用通则》（NY/T496）行业标准和《绿色食品肥料使用通则》（NY/T394）行业标准，且肥料的选购储存多须符合行业标准《无公害农产品生产质量安全控制技术规范第1部分：通则》（NY/T 2798.1-2015）的相关规定。例如，《无公害食品蔬菜生产管理规范》（NY/T5363 2010）行业标准在生产中选择了《肥料使用通则》（NY/T496）；无公害药食两用的枸杞生产技术规程行业标准中，则使用了《绿色食品肥料使用通则》（NY/T394）。绿色食品的提出与发展在我国已将近30年，其肥料使用通则的行业标准现已由国家农业部于2013年颁布，对保护环境、提升农田肥力可以起到良好的作用。绿色食品的肥料主要以农家肥、有机肥、微生物肥为主，化学肥料为辅，且必须对环境无不良影响，符合持续发展、安全优质的原则。目前已应用于茶叶、多年生蔬菜等绿色食品生产的行业标准中。国家标准《有机产品》（GBT 19630.1-19630.4-2005)的推出使得有机食品的发展更加规范化，在有机食品国家标准及行业标准中，肥料主要来源于有机生产基地体系，同时禁止使用化学肥料。施肥相关内容展现在生产技术规程和技术规范中，尚无单独的肥料使用准则。

表1 施肥相关现行标准

表2 肥料质量要求

目前针对优质中药材合理施肥仅有少量无公害中药材合理施肥的地方标准，绿色、有机施肥的国家标准和行业标准尚是一片空白。

3 肥料质量标准

肥料含有植物生长所需的营养元素及微量元素，是药用植物优质、高产的重要物质之一。根据不同的来源和性质，可将肥料分为有机肥料、无机肥料、微生物肥料、有机无机肥（半有机肥）、腐殖质类肥料、叶面肥料和掺和肥[36]。而实际生产中错施、滥施、劣质肥料将导致中药材产量降低，质量下降，并对土壤造成污染及板结。因此，不同类型的肥料有严格质量要求及重金属限量（表2、表3）。

有机肥料主要来源于人畜粪便和动植物残体，经过发酵腐熟的含碳有机物料，不包括含有重金属、抗生素、农药残留等有毒有害物质的城市垃圾和污泥等。外观多呈褐色或灰褐色，粒状或粉状，无机械杂质，无恶臭。主要种类有人畜粪尿、秸秆、绿肥、堆沤肥、饼肥、沼气肥、腐殖酸肥、其他杂肥。有关有机肥的标准较少，主要为行业标准（不考虑地方标准及企业标准），主要质量要求集中于有机质含量（以干基计）、总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）含量、水分（游离水）含量和酸碱度，其中，有机质含量（以干基计）最少占30%，总养分最少占4%或80g/L，水分（游离水）含量最大占30%，pH值5-8之间。现行的有机肥料有机质含量（以干基计）与总养分含量较以前作废的标准有所增加，重金属最高限量值也有所降低。目前现行的有机肥标准主要有《有机肥料》（NY525-2012）、《油茶饼粕有机肥》（LYT 2115-2013）和《沼肥》（NY/T 2596-2014）。

表3 肥料重金属等限量要求

无机肥主要有复混肥料、大量元素、中量元素及微量元素肥料，主要将矿石经化学或物理方法制成粉状或粒状的肥料产品。多呈白色、灰黄或灰黑色，粉状、结晶或颗粒状，无结块，无机械杂质。关于无机肥的标准较多，更替也相对频繁。无机肥的质量标准要求多为总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）含量（以干基计）、水分（游离水）含量、水溶性磷占有效磷百分率/%、粒度（1.00 mm-4.75 mm或3.35 mm-5.60 mm）、氯离子的质量分数、pH值和水不溶物的质量分数，还包含了大量、中量或微量元素的含量（以元素计）。复混肥料中又将肥料分为不同等级的产品，多以高、中、低浓度指标三项进行要求。而复混肥料不论已作废还是经过更新现行的标准均没有对重金属进行限量要求，大量元素和微量元素重金属限量要求多以《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》（NY 1110-2010）为准。不涉及蛔虫卵死亡率及大肠杆菌值指标。

微生物肥料本身指用特定的微生物细菌培养生产后得到了具有特定肥效的微生物活体制品。主要类型有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷细菌肥料和硅酸盐细菌肥料。主要特点是无毒、无害，不污染环境，能够通过本身特定微生物的作用提高土壤养分的转化，促进土壤团粒结构的形成，协调土壤中空气和水的比值，疏松土壤，保水、保温，同时促进产生植物生长物质，帮助植物生长[37]。微生物肥料也多为我国农业行业标准，其主要质量要求指标集中于水分含量、活菌个数、杂菌率、酸碱度和有效期，有液体肥、固体肥、颗粒肥之分，pH集中于4-9之间，杂菌率、酸碱度和有效期等质量要求指标多随肥料外观状态的不同而变化，无重金属限量检查要求。

叶面肥、腐殖质肥、掺和肥及有机-无机复混肥主要质量要求指标集中于水分含量、总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）含量（以干基计）、水不溶物的质量分数、pH集中于3-10之间，肥料类型不同，其它项主要为各自作用物质的含量系数，如海藻酸类肥料中规定了海藻酸百分质量分数≥0.05%。除去叶面肥，表3中其它腐殖质肥、掺和肥及有机无机肥均没有重金属限量检查一项。

4 优质中药材生产合理施肥

4.1 优质中药材生产合理施肥原则

针对农业上及中药材栽培过程中施肥所出现的问题，优质中药材生产过程中应遵循以下几个原则：

表4 优质中药材生产所允许使用的肥料类型

有机肥为主，辅以其他肥料使用的原则：优质中药材生产过程中应优先使用有机肥作为基肥和种肥，追肥时可以根据药用植物的特殊需求适当增加无机肥料。无机肥选择以多元复合肥为主，单元素肥料为辅，大中微量元素配合使用平衡施肥。当有机肥和无机肥搭配使用时，化肥用量需要控制，一般控制施用标准无机氮与有机氮的的比例为1∶1。

养分最大效率原则：肥料的使用必须满足药用植物对营养元素的需要，并能够使足够数量的有机物质返回土壤，保持或增加土壤肥力及土壤生物活性。种植优质药材的基地，在满足药用植物对营养元素需要的同时，需保证有足够数量的有机物归还土壤。

无害化原则：堆肥、厩肥、沤肥、饼肥、沼肥等农家肥需经高温发酵，完全腐熟达到无害化卫生标准才可使用；未经国家或省级农业部门登记的化肥或生物肥料禁止使用；禁止施用硝态氮肥；禁止施用城市垃圾[38]；所有的肥料应以对环境和作物（营养、味道、品质和植物抗性）不产生不良后果的方法使用。叶面喷施必须在收获前30天进行。

4.2 优质中药材生产肥料选择

目前生产上使用的主要肥料类型有有机肥、微生物肥料、有机-无机复混肥料、无机肥和土壤调理剂、叶面肥等。无公害中药材施肥首要原则即有机肥为主，辅以其他肥料使用。因此，无公害中药材生产施肥时有机肥料重金属限量应符合《有机肥料》（NY525-2012）要求；粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率符合《生物有机肥》（NY884-2012）要求；有机-无机复混肥料和无机肥施用时主要作辅助肥料使用；微生物肥料施用时应符合《复合微生物肥料》（NY/T 798-2015）或《生物有机肥》（NY884-2012）标准要求；可与有机肥、微生物肥等配合施用；叶面喷施时须在收获前30天进行。土壤出现偏酸、偏碱或板结等障碍因素时可选择合适的土壤调理剂改良土壤。

绿色中药材生产选择的肥料种类及质量标准大致与无公害中药材生产选择的肥料类似，化肥用量仅允许少量使用，无机氮素用量按当地同种作物用量减半使用。

有机中药材生产中主要施加有机肥，有机肥须没有受到重金属、农药及其他有害化学物质污染且经过无害化处理，禁止施用人工化学合成的各种化肥和含氯肥料，如尿素、过磷酸钙、硫酸钾、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、氯化钾、各种复合肥、复混肥、稀土元素肥料、生长素及人工合成的各种多功能叶面营养液等，可以施用一些天然的矿物肥料，如矿产硝石，矿产钾盐等；限制使用天然矿物来源的土壤调节剂。优质中药材生产中所允许使用的肥料类型见表4。

4.3 优质中药材生产的施肥方法

施肥时应依照4.1所述施肥原则，根据药用植物营养生理特点、吸肥规律、土壤供肥性能及肥料效应，确定有机肥、氮、磷、钾及微量元素肥料的适宜用量和比例，参考表4选择合适的肥料类型，确定相应的施肥技术；应尽量减少无机氮肥的施用量，充分提高无机氮肥的有效利用率，减少环境污染。肥料选择后，可根据中药材品种特性和产量潜力按大田生产所能达到的水平确定产量目标，根据药用植物不同生育期需肥规律确定施肥类型、施肥时间和施肥量。

4.3.1 基肥

基肥多用充分腐熟的有机肥，可通过绿肥回田改善土壤微生物区系。基肥宜深施，为药用植物长期提供营养，可先将基肥均匀撒于表面，再翻耕入土。在玉米、小麦、大豆等前茬作物收获后，小麦残茬覆盖率不小于40%、玉米残茬覆盖率不小于80%；或小麦残茬覆盖量0.3 kg·m2-0.6 kg·m2（秸秆含水率不大于25%），玉米残茬覆盖量1.5 kg·m2-2.3 kg·m2（含水率不大于50%）的条件下，可以利用免耕施肥播种机进行播种施肥作业，作业时不应发生严重堵塞。

4.3.2 种肥

种肥多用腐熟农家肥、微生物肥料。因其施于种子附近或与种子混播容易造成烧苗，因此种肥必须深施，并与播种分开进行，与种子保持适当距离。根据种子不同播种方法进行条施或穴施。可以通过变量施肥播种机对播种和施肥情况进行自动监控并进行实时处理。

4.3.3 追肥

追肥是保证药材产量的重要施肥步骤，根据不同药用植物对肥料的具体需求确定施用时间及次数。一般情况下，在药用植物生长前期多施复合肥或腐熟有机肥等含氮量较高的肥料，生长中后期，则无机肥为主。如地黄为喜肥植物，在生长中期对氮、钾等元素的吸收量达到高峰，每亩追施20 kg磷酸二铵时能获得较大经济效益[39-41]。需肥量较小的药用植物，如高山红景天追肥较少，一般选择在移栽后第2年根据其生长情况追施适量腐熟农家肥、草木灰或磷肥[42,43]。施肥方法可根据药用植物生长特性按照所需中耕、开沟、施肥的深度进行追肥，也可选择中耕追肥机进行中耕追肥。

5 展望

自20世纪末以来，很多国家都越来越注重发展与环境的协调，由此促成了无公害农产品、绿色食品、有机食品生产和消费的兴起。20世纪80年代后期我国无公害食品设点实施，2001年农业部启动“无公害食品行动计划”，2002年农业部在全国范围内全面推进“无公害食品行动计划”的实施。1992年农业部成立了中国绿色食品发展中心（CGFDC），AA级绿色食品的标准及生产基地的建设促进了我国绿色食品与国际有机食品的接轨，此后陆续颁布的《有机食品认证管理办法》、《有机食品技术规范》、《AA级绿色食品认证技术准则》等法规有力地推动了我国有机农业的发展[44,45]。

由于中药材生产基地选择不当、施用肥料不当等原因，造成土壤及药材重金属污染、药材质量下降等现象。同时，无公害农业、有机农业、生态农业等农业形式的相继出现，也促进了无公害中药材生产的发展[46]。在中药材的无公害栽培体系的基础下，董林林等规范建立了无公害中药材的生产技术规程，对保障药材质量安全，促进中药材产业健康发展具有重要意义[47]，在无公害中药材生产中建立（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）质量控制体系，从源头控制中药材的生产，保证其安全水平，也是无公害中药材生产的有效途径[48]。吕洪飞1999年提出绿色中药材的栽培及其监测、评价标准，在中药材种植过程中提倡使用农家肥料，尤其是腐熟的农家肥，要求减少化肥使用量，提出了土壤与单项重金属的污染分级标准，确保药用植物在栽培过程达到无害、无毒、安全[49]。中国国际商会河北（安国）药业商会于1998年对张家口等地的土壤、水质、空气污染物等进行质量监测，提出发展绿色药材种植，并成立绿色中药材开发研究中心。为促进中药产业的健康、快速发展，甘肃陇西县在2013年提出要积极突破现有模式，对打造有机中药材产业积极响应，其施肥核心是少施或不施化肥，主要利用生物有机肥料、矿物质肥料和土壤改良剂等经过配套组合后投入到有机中药材生产中[50]。

在中药材生产中，无公害中药材、绿色中药材、有机中药材的生产构建对以后药材的良性发展、优质药材栽培的现代化体系具有重要意义。有研究表明，土壤通过长期施肥后会降低其中AM真菌的多样性[51]，而在我国常用部分生药的检测中发现，其重金属含量已远超世界卫生组织及国际粮农组织规定下的基线值[52]，故栽培过程中应选择无污染源生产基地，做到科学施肥以达到生产优质安全中药材的目的。优质中药材合理施肥技术，是根据中药材的需肥规律，土壤供肥性能与肥料效应，由传统的经验施肥方法走向科学定量化的施肥技术。陈士林等提出以有机肥为基础，养分归还、最小养分律为指导，根据作物种类及生长阶段等内部因子信息，结合土壤供肥能力和肥料效率，将大量元素与微量元素进行配比，建立相应的无公害施肥技术[53]。在栽参农田中结合土壤消毒、促使苏子等绿肥回田、施肥改土等措施可以修复土壤、改善土壤结构、增加土壤肥力，提高参苗的存活率，更好地保证优质人参的生长[54-58]。无公害中药材施肥技术是优质药材合理施肥的基本要求，可以提高肥料利用率和减少肥料用量，对于实现药用植物养分平衡供应，提高药材产量，改善药材品质，减少土壤污染具有重要意义。在此基础上才有可能逐步实现绿色中药材及有机中药材合理施肥，建立优质中药材的合理施肥体系。