罗汉果无公害栽培体系的探讨＊

许亚茹，李孟芝，尉广飞,李 刚，董林林＊＊

（1.中国中医科学院中药研究所 北京 100700；2.盛实百草药业有限公司 北京 100062）

罗汉果为葫芦科植物罗汉果（Siraitia grosvenorii）的干燥果实，又名光果木鳖、金不换、拉汗果、罗汉表、假苦瓜、裸龟巴等，为雌雄异株[1,2]。罗汉果具有清热去火，润肺滑肠，利咽开音的功效，在治疗咳嗽、咽喉肿痛、便秘方面有广泛的应用，除此之外，经研究者发现在治疗癌症方面也有显著疗效，可作为配方药和中成药[3,4]。罗汉果具有热量低但甜度高的特点，糖尿病、高血压等患者可以食用，被广泛开发为饮料、保健食品[5]。罗汉果具有数百年野生到人工栽培的历史，人工栽培规模不断扩大，主要栽植在我国的广西、广东、湖南、江西和贵州等地域，其中广西永福、临桂为我国罗汉果种植中心的起源，占全世界罗汉果产业产量的98%[6]。

罗汉果的生长正值高温多雨的季节，易发生病虫害，长期使用高效、快速的化学农药，易使病虫害产生抗药性，药农不科学的使用农药导致罗汉果农药残留量超标[7,8]。农残超标使中药材及其制剂的质量安全得不到保障，食用后极大危害人体健康，可导致急性中毒，长期蓄积还会引起多种慢性疾病[9]。因此改进栽培措施，推广无公害栽培体系，成为确保生产高品质、安全药材的主要途径[10]。无公害中药材是指产地环境、生产过程和药材质量均符合国家有关标准和规范的要求，并经有资格的认证机构认证获得认证证书的未加工或者初加工的中药材产品[11]。本文综述了罗汉果无公害种植过程中产地环境的选择、优质抗逆新品种的选育、田间综合农艺管理措施、及安全、低毒的病虫害综合防治技术，为罗汉果的无公害生产提供根据，确保罗汉果产业的可持续发展。

1 无公害罗汉果的产地环境

无公害罗汉果生产的产地环境应符合国家《中药材生产质量管理规范(试行)》[12]、NY/T 2798.3-2015 无公害农产品生产质量安全控制技术规范[13]、GB15618-2008土壤环境质量标准[14]、GB5084-2005农田灌溉水质标准[15]、GB/T3095-2012环境空气质量标准[16]及GB3838-2002国家地表水环境质量标准[17]等要求。无公害罗汉果生产选择生态环境条件较好的区域，而且产地区域和灌溉上游无或不直接受工业“三废”、医疗废弃物、城镇生活等污染，避开公路的主干线、土壤重金属含量高等地区[11]。不能选择冶炼工业（工厂）下风向3 km内，且空气环境质量应达到GB3095-2012环境空气质量标准中一、二级标准值要求[16]。

生态环境与中药资源可持续发展的关系密切，作为道地药材形成的重要要素之一，对药材的生长、发育及有效成分的产生及累积直接产生影响[18]。根据地域性原则及其生物学特征选择无公害中药材的生产基地，开展并分析中药材适宜生态区域选址，确定中药材生产基地，是无公害中药材规模生产的重要途径。依据《中国药材产地宜性区划（第二版）》[19],运用GMPGIS对当前主产区广西一带样点进行分析，得到罗汉果主要生长区域生态因子值范围，其年生长均温：16.1-26.5℃；最冷季均温：1.7-14.1℃；最热季均温：19.3-28.7℃；年均温：10.9-28.7℃；年均相对湿度71.0%-74.2%、年均降水量1316-1891 mm、年均日照125.2-136.9 W/m2[11,19]。

2 优质抗逆新品种选育

罗汉果栽培品种的品质、产量以及抗病性等都存在差异，选育性状优良、抗逆性强等优良群体可减少农药的使用量，保障无公害罗汉果的生产[10,20]。随种植面积扩大，罗汉果品种选育成为种植产业发展关键,目前也选育出不同特性的优质罗汉果品种（表1）。罗汉果品种选择以早熟品种及抗性强的品种为主[6]。罗汉果栽培品种主要包括长滩果、青皮果、红毛果、拉江果、冬瓜果、白毛果、山茶果等[21]。青皮果早熟，果大，抗性强，果性好，产量高，适应性广，成为目前种植的主要栽培品种，白毛果具有早熟优质的特性，成为栽培的首选品种[7,22]。

罗汉果品种主要用常规杂交技术、染色体工程技术、基因工程技术进行创新选育[2]。罗汉果是雌雄异株的植物，现有品种均为不是纯合体。常规杂交技术是将性状优良的父母本杂交，得到杂种F1，筛选得到优良植株，获得优良植株后用茎段组织培养便可得到罗汉果优良品种[23]。龙江青皮果母本与父本冬瓜果进行杂交，在F1群体中筛选得到果大、结果率高的植株，将此植株的种子以组织培养的方法得到实生苗，将具有坐果率高、大果率高、果型好以及耐干早特性的实生苗取茎尖，组织培养培育得到罗汉果无性系新品种，不裂果是其特性，定名为永青1号[24]。青皮3号母本与冬瓜果父本进行杂交，从F1选择到大中果数量多、座果率高、开花结果稳定、丰产、稳产的优良植株，该植株甜苷含量比亲本品种青皮3号高33%，且受高温和阴雨不良天气影响小，以该植株现蕾开花茎段作外植体以组织培养的方式繁殖为无性系，得到普丰青皮品种[25]。罗汉果新品系“伯林二号”从青皮果中单株优选，以定向培养方法选育的品种，该品种大果率可达85%以上，甜苷含量比土种罗汉果高5%-10%，具有成熟一致、耐旱耐肥及适应性强和性状稳定的优良特性[26]。染色体工程技术通过不同倍体之间杂交可获得多倍体品种，母本“农院B6号”与父本“药园败雄1号”进行杂交，F1植株组织培养选择繁育出罗汉果新品种“药园无籽1号”，该品种无籽，果实率达到90%，果实果肉重达到62.3%，坐果近15个/m2[2,27]。

3 综合农艺管理措施

无公害罗汉果综合农艺管理措施包括种植前的土壤改良措施、水光温度及施肥的管理。土壤改良可从根本上减少病虫害的发生，水、光、温度及施肥的管理对罗汉果的产量和品质尤为重要。

3.1 无公害罗汉果土壤改良

罗汉果种植过的土地中微生物形成竞争关系，导致大量有益微生物死亡，有机质无法分解形成腐殖物质，土壤肥力下降[3]；残留农药过多，导致罗汉果药材的污染，因此土壤改良成为增加土壤肥力及控制罗汉果药材农药污染的主要途径[8]。土壤改良措施包括合理轮作和土壤消毒。

3.1.1 合理轮作

罗汉果连作容易造成土壤中大量的致病微生物、害虫的积累[10]。综合考虑种植无公害中药材应当采用合理轮作来改良土壤，减少对中药材生长不利的致病微生物[30]。针对中药材不同种植情况，采用合理的轮作制度，可以提高中药材的复种指数及土壤利用率，丰富土壤有机质及养分含量，消除土壤有害物质，防治病虫害，提高中药材的品质和数量及额外增加种植户的收入[31,32]。合理轮作既对罗汉果生长有利，又提高了生态环境效应，罗汉果与水稻、葱、蒜、韭菜、林木轮作对根结线虫病害表现显著防治效果[33]。传统的罗汉果栽培模式对土地资源而言是一种浪费，利用轮作的栽培方式可以提升土地使用率，还可以培肥土壤，行间控草，增加种植者的经济收入[34]。

表1 罗汉果主要优良品种

3.1.2 土壤消毒

土壤中存在一定数量的病虫害，土壤消毒成为杀死致病微生物、害虫的有效措施，主要分为物理消毒、化学消毒和生物熏蒸[35]。日光消毒、蒸汽消毒等方式对环境生态友好，避免造成环境污染，但存在消毒不彻底、受环境等因素影响的缺点[36,37]。化学消毒是利用化学药剂将土壤中的病原菌和虫卵进行杀灭的消毒方式[38]；生物熏蒸抑制或杀死土壤中有害生物的方式是利用植物的有机质分解过程中释放挥发性物质[39]。化学消毒和生物熏蒸均可利用熏蒸剂对土壤进行消毒，具有消毒彻底、时间短、不受环境影响等优点[10]。生防制剂的活性高且用量少，一般使用剂量为化学农药用量的10%-20%左右，可通过生防制剂拌苗集合土壤熏蒸技术配套使用[40]。土壤消毒影响有益菌，可通过及时补施生物菌肥的方法调控微生物群落，生物菌肥不但解决土壤中农药残留问题，而且能培肥地力、活化土壤、为作物提供营养物质等功效[41]。

种植罗汉果前，经翻耕晒田后，用生石灰粉撒入穴内进行消毒，预防枯萎病及根结线虫病和病毒等病菌[7]。整地时每亩撒施25-50 kg熟石灰，通过穴施沤制腐熟的农家肥3-5 kg并施加适量比例钙镁磷肥，拌匀后作基肥，禁止使用内吸型、毒性大、药效长、残留时间长的化学农药[6,7,42]。

3.2 水、光、温度的管理

罗汉果喜潮湿，忌渍水，根系及块茎渍水易腐烂，栽培土壤排水系统良好。罗汉果枝叶繁茂，生长期间植株所需营养多，植株体内的水分蒸腾较快，花期和果实的生长期较长，整个生育期需水量较多，需要足够的水分进行生长，空气相对湿度为70%-85%，土壤相对湿度要求70%左右[1,43]。罗汉果不同生育期对水的需求量不同，根据生长情况合理控制水分，利于植株生长及减少病虫害发生。罗汉果种植前浇足定根水；苗期避免多淋水，以免引起病虫害的发生；藤蔓生长期旺盛，需要水量多，以开花为主的时期需水量不大，果实生长快且不易裂果；果实膨大期田间应保持60%-80%持水量以满足生长，当高温干旱时，可进行透水保湿，维持适宜的土壤湿度和空气湿度，透水时水深至畦高1/3便要进行排水，否则易引起烂根感病[44,46]。

罗汉果是短日照植物，喜光忌强光，每天的日照时间为6-8 h为宜，光以散射光照射最好。罗汉果幼苗期喜弱光，在半荫条件下适宜生长，可通过遮棚网遮挡阳光[47]。罗汉果开花结果盛期的有机物质累积是通过增大光合作用及提高昼夜温差的途径[48]。在罗汉果生长期间温度是其生长好坏的主要因素，对种植地区的温度要做到合理改善及处理。温度影响罗汉果生长，低温新梢会受到寒害而变枯发黑；高温也会阻碍罗汉果的生长发育，气温达到35℃以上时，萌发的花粉数量减少，不利于授粉受精，幼果数量明显减少，导致果实发育延迟或停止[47]。罗汉果基本生育期（3-10月），月均温的变化以前期低、中期高、后期略低为宜[48]。罗汉果有利的温度特征是：冬季温度低于5.0℃时需要进行防寒；当月均温达到15.0℃时植物开始生长；出苗与藤蔓抽生期平均温度为18.0-25.0℃为宜；罗汉果的开花与果实膨大充实期，温度25.0-28.0℃为宜，日较差温度在7.0-9.0℃为宜[4,45,47,49]。

3.3 施肥管理

种植优质高产的罗汉果需在生长期间进行科学、高效、安全、合理的施肥。无公害罗汉果种植施肥多以农家肥为主并减少化肥使用，可使土壤疏松防治板结并透气[7]。根据罗汉果不同生长期对养分需要量进行适时、适量及适度施用。种植罗汉果前施基肥，过磷酸钙100 kg左右、麸肥80-100 kg、有机肥1500-4000 kg充分混匀并堆沤，发酵腐熟后与回填的土拌匀，每穴施3-5 kg，而后覆土13 cm左右[1,6,21]。苗长至30 cm时，施稀少量的速效磷钾肥，用来促进幼苗早生及快发；当主蔓为50 cm左右可以施适量氮肥，确保植株摄入所需氮磷钾等的含量；当主蔓距顶棚为30 cm时，施促花肥，通过控制氮肥增施磷钾肥来促进各级侧蔓形成以及花芽的分化；当主蔓爬上棚，追施适量有机肥及磷钾肥，可以促进侧蔓生长并提高结果率[6,22]。罗汉果的现蕾盛期要强壮花蕾避免落花可用沤制腐熟的有机肥。盛花期，通过淋施稀粪水加少量硫酸钾，并采用活性钙兑水来淋施根部及叶面，用来加速果实的膨大，进而提高座果率、防止生理性裂果[1]。

4 安全、低毒的病虫害综合防治

罗汉果生长期间易受病虫害的影响，进行病虫害防治，应采取综合的防治方法，充分发挥各种因素的自然控制、应用耕作、田间管理等农业措施、生物防治、物理防治、化学防治技术[50]。罗汉果主要病害有根结线虫病、炭疽病、病毒病（花叶病毒病和疱叶丛枝病）、青枯病、白粉病、芽枯病、根腐病（表2）。无公害罗汉果病害防治以农业防治、物理防治、生物防治为主，化学防治为适当的辅助[51,52]。农业防治可以提高罗汉果的抗病性；生物防治安全高效[53]；物理防治对罗汉果和环境本身均无不良影响；农药使用不合理将会对环境及人体健康造成危害，合理使用会促进罗汉果生长[54]。安全、低毒防治病害的方法对罗汉果无公害栽培具有重要意义。

无公害罗汉果虫害防治中应以“预防为主，综合防治”为原则，加强土水肥的管理，可减少虫害发生率[52]。罗汉果主要虫害有家白蚁、黄守瓜、果实蝇、愈斑天牛、瓜藤天牛、南瓜石蝇、红蜘蛛[58]。无公害防治主要从罗汉果种植的土壤条件、环境条件、良种挑选等方面入手，通过选育罗汉果的抗性品种，培育其壮苗，通过增强栽培管理及合理施肥，改善并优化田间生态系统，在病害防治方面优先采用农业防治、生物防治、物理防治，多采用高效低残的化学防治方法[62-63]。虫害的农业防治主要采用清洁园田、间作、轮作等；物理防治主要有诱集法、灯光诱杀等（表3）。

5 讨论

中药产业迅速增长，而野生药材资源不断减少，人工种植成为解决中药材资源短缺的主要方式，但由于农药、化肥等不合理使用及种植过程中不规范操作，导致中药材品质低劣，严重危害人体的健康安全[9,11,18]。针对中药材无规范的生产及农药残留量、重金属含量超标的问题，中药材无公害精细栽培体系成为打破无公害中药材产业瓶颈的新方法，保障中药材生产的规范化及精细化[65]。研究团队经过多年的科研攻关结合田间地头的生产实践，制定中药材无公害生产通用规程并建立150种常用大宗中药材无公害生产操作规程，保障了无公害药材安全的有效稳定和可控，使我国中药材生产进入“无公害时代”[66]。罗汉果无公害栽培体系包含产地选择、土壤改良、新品种选育、综合农艺管理、病虫害综合防治等关键技术，为无公害罗汉果的生产提供技术依据。

表2 无公害罗汉果主要病害类型及防治方法

表3 无公害罗汉果主要虫害类型及防治方法

本草基因组学辅助中药材的现在研究，推动中药材无公害生产的进展。利用结构基因组、功能基因组的研究解析药用植物的遗传机制，辅助新品种的选育，加速选育的进程[67,68];基于遗传信息的解析，通过光、肥等措施的调控，筛选与环境因子关联的调控基因，为高产优质中药材新品种的选育提供依据[69,70]。采用土壤宏基因组技术，解析中药材种植对土壤环境微生物群落的调控机制，结合纯培养技术，为中药材土壤改良、病害防治提供策略及生防材料[71-73]。同时，代谢组结合转录组技术解析不同生育期皂苷分布规律及调控皂苷合成的关键基因，为三七合理采收、品种改良与选育提供依据[74,75]。因此，随着高通量测序技术的发展，本草基因组学的研究取得显著成果，将加快中药材进入“无公害时代”。

农药残留及重金属含量超标等问题影响中药材的安全及疗效，然而无公害中药材标准缺失，制约中药材可持续发展。无公害中药材质量标准的建立有利于中药材产业的升级。如T/CATCM003-2017《无公害三七药材及饮片农药与重金属及有害元素的最大残留限量》标准基于187个批次，近4万数据的统计测算，规定了206项农药残留、5项重金属及有害元素的限量指标[76]，为三七药材及饮片的高品质树立了典范。T/CATCM001-2018《无公害人参药材及饮片农药与重金属及有害元素的最大残留限量》规定了168种农药残留限量及5种重金属及有害元素限量，该标准的建立与发布提高了中国人参的品质及在世界人参市场上的影响力及美誉度[77,78]。因此，应加快无公害罗汉果质量标准的建立，将利于罗汉果生产的标准化、产业化，并增加其食用的安全性。