无公害辛夷栽培技术探讨*

2019-08-31 02:45胡娅婷胡心怡朱星语孟祥霄
世界科学技术-中医药现代化 2019年4期
关键词:辛夷中药材农药

胡娅婷,胡心怡,朱星语,孟祥霄,王 瑀,刘 霞**

(1.武汉理工大学化学化工与生命科学学院 武汉 430070;2.中国中医科学院中药研究所 北京 100700;3.中国医学科学院药用植物研究所 北京 100193)

辛夷(Magnolia liliflora)别名木笔花、望春花、木兰花、辛夷桃、姜朴花等[1],有2000 多年的药用历史。始载于《神农本草经》,列为上品,味主辛、温。《中华人民共和国药典》(2015年版一部)收载的辛夷为木兰科植物望春花Magnolia biondii Pamp.、玉兰Magnolia denudata Desr.或武当玉兰Magnolia sprengeri Pamp.的干燥花蕾[2]。具文献报道辛夷花蕾中的主要药用成分有枸橼醛、丁香油酚、桉油精、乙酸龙脑脂以及辛夷木脂体等木脂素类成分[3-6]。其中木脂素和新木脂素具有抗炎[7],能有效抑制血小板活性因子,防止血小板聚集[8],并在多种过敏性疾病治疗上有调控作用[9],在中医临床中有不少运用,主治风寒头痛、鼻渊、感冒流涕等多种症[10]。现如今市场上的主流品种为望春花蕾,其次为武当玉兰,玉兰少见[11],河南南召是辛夷的原产地和最佳适生区[12]。辛夷植株素喜阳光,能在气候温和、四季分明、雨量充足、日照时间长等区域生长良好,较耐寒,耐旱,忌积水[13]。从分布的生态区域来看,辛夷多分布于海拔200 m 以上的山坡、路旁、林地等处。适应力强,可适应多种生态环境,在山丘、谷底、平原等地均可栽培。现如今辛夷资源主要是望春花蕾,占了总辛夷资源的80%左右,原产于湖北,今分布河南、湖北、陕西及四川等省,野生资源少,现多为栽培[14];玉兰主产于我国四川、河南、湖南等省,常作为观赏性植物用于庭院、公园及道路绿化等[15];武当玉兰分布于鄂西北尤其是十堰地区[13]。通过基地多年来辛夷的大量生产数据,兼顾其它单位生产和科研情况制订了辛夷无公害栽培技术,辛夷种子种苗的繁育和药材无公害种植体系。该体系包括辛夷生态适宜性数值区划确定其种植用地、无公害种植方法、田间管理、病虫害防治、质量管理等内容,为辛夷的无公害种植提供技术支持,促进辛夷无公害种植的发展。

1 辛夷无公害农田栽培对生态环境要求

1.1 生态环境要求

根据中药材生产质量管理规范(GAP)的规范标准[16];对辛夷栽培地的产地环境、空气质量、水源质量、种植地土壤具有相关要求,产地环境应符合无公害农产品生产质量安全控制技术规范[17];空气质量应符合GB/T3095-2012 中一、二级标准值要求;水源质量应符合GB5084-2005 的相关规定要求;土壤质量应符合GB15618 和NY/T391 的一级或二级土壤质量标准要求。栽培生产时要根据无公害辛夷生物学的特性,根据《中国药材产地生态适宜性区划(第二版)》进行辛夷适宜栽培产地的选择[13]。选择具有良好生态环境的地区,产地区域上游无工业“三废”、城镇生活污水、医疗废弃物等排放,没有高重金属含量的土壤区域。不选择冶炼工业(工厂)附近或下风向3 km 内。辛夷主要生长区域生态因子范围(表1);辛夷产地区域生态因子值范围包括:年生长均温、气温季节性变动、年均相对湿度、年均降水量、年均日照等。

表1 辛夷野生分布区、道地产区、主产区气候因子阈值(GMPGIS-II)

1.2 土壤条件

辛夷植物适应力强,能适应多种气候条件和土壤条件。在流域治理与水土保持中具有非常重要作用。辛夷喜温暖和湿润气候,在海拔200 m 以上的平地或丘陵地区均可栽培,抗逆性较强,稍耐寒、耐旱。虽然辛夷树种能适应多种气候条件和土壤条件,但要做到辛夷丰产栽培,应当选择背风、背阴、疏水良好、土层肥沃、坡度较缓的山麓或公路旁的酸性或微酸性土层做为辛夷栽培造林地,切勿在碱性土壤、过高海拔、高重金属含量的土壤区域、低洼易涝易旱处造林[18]。无公害辛夷种植土壤类型及重金属和有害元素限量(表2)。

2 无公害辛夷种植管理

2.1 优良品种选育

考虑到辛夷的生产情况,在适宜产区内选择抗病、优质、高产、商品性质好对病虫害有较强抵抗的优良品种。病虫害一方面会降低辛夷的产量和品质,另一方面化学农药在防治辛夷植株病虫害中的频繁使用,不仅增加成本且对环境有污染,还会通过食物链顶端效应使药材中残留的农药进入人体内而产生毒害,危及到人体身体健康。因此选育优质、高产又抗病虫的新品种是进行无公害辛夷生产的一个重要措施[19]。目前辛夷种类繁多,选择生长快、树冠圆满、结实层厚、发育良好、品质优良、抗病虫害的优良品种。如腋花望春玉兰、桃实望春玉兰、小蕾望春玉兰等是优良的药用栽培品种[20]。

表2 无公害辛夷种植土壤类型及重金属和有害元素限量

2.2 栽培技术

辛夷的繁殖方法有种子繁殖法、嫁接繁殖法、扦插繁殖法和压条繁殖法。其中辛夷主要以种子繁殖法为主[20,21]。

2.2.1 种子繁殖

每年白露前后,选取具有20年树龄的健壮辛夷树作为采种母树,采集色泽深红、部分微裂并露出橙红色种子的饱满聚合果。采回后,于阴凉通风处风干,当果实果皮开裂时取出辛夷种子,种子与粗沙混合揉搓以去除辛夷种子表面含油脂的橙红色肉质皮层,清水洗净种子,放阴干贮藏于砂层。沙藏期间为防止发生霉变要经常检查[22]。种子播种一般是在每年秋季九月份左右进行播种,播种前先翻土、施有机肥或堆肥,造畦,作好苗床,选择纯度高,千粒重,完整饱满的辛夷种子。辛夷种子表面有一层蜡质,为保证种子去除蜡质正常萌发,在播种前将种子放在加草木灰的温水中浸泡,浸泡3-5 天,直到种子表面蜡质可以搓洗掉,再用清水冲净,加温水浸泡24 h,捞出,与3 倍量于种子的细湿沙拌匀,盖上草,频繁喷水,保持一定温度和湿度使种皮裂开,点播于苗床,盖3 cm厚薄土,轻压。播种后,每天需定时观察、记录种子萌发的过程,计算其萌芽率与成苗率,从种子发芽直至长出真叶为止。苗期怕强光[23],成苗期间严格控制光照直至真叶长出到树苗停止生长之时。适当的温度,适当的喷水,适当的光照强度能促进幼苗快速长成。用种子繁殖法,一般1年到2年即长成可移栽。

2.2.2 嫁接繁殖

嫁接一般在初夏进行。为提高辛夷嫁接成活率,嫁接时砧木应选和接穗具有强亲和力、强适应性、抗逆性、能使辛夷树提早成蕾的1年生(或2年生)辛夷苗。而所选的接穗要从已结蕾的丰产优质的树上采集向阳部位的刚老熟枝条、品质好的为接穗,所采接穗要保持水分;嫁接法分芽接和枝接,夏末秋初多以芽接为主;枝接春秋两季都可进行,但春季枝接成活率高。嫁接部位距离地面70 cm高度为宜,天气晴朗,温度最好在25-28℃,接口与平滑形成层吻合。最好嫁接采条同日进行,保证接木新鲜。接穗不要太多叶片,一点叶柄就好。嫁接后用绝缘胶布缠绕固定在接穗上,防止风吹日晒干燥。绑带稳住封口,裹上泥团,外用树叶包扎,防止雨水冲刷,经60天左右即可切离。

2.2.3 扦插繁殖

从两年以上健壮母株的近基部茎干上分出长度为适当的壮实枝条,大约长度为20-25 cm,插入栽培地,埋土一半,土已于前一年冬天翻土,堆肥,保证泥土轻松埋根,创造良好的辛夷扦插苗生长环境,扦插后勤浇水,搭棚遮荫,保证一定的温度,湿度,直到干部周围发出新芽,可进行分栽培养。扦插繁殖成活率可高达80-90%。

2.2.4 压条繁殖

压条繁殖分为普通压条和高校压条。①普通压条:压条最好在初春2-3月进行,压条时将母株枝条弯曲成一定的弧度,把弯曲部位的下部刻伤,再向上部割开一段,固定下弯部分轻轻压入土中,不折断,然后堆上土。发出新芽,可进行分栽培养。②高枝压条:入夏前在两年生母株上选择发育充实和无病害的嫩枝条,在其枝条基部的适当位置环状剥皮,然后用塑料袋套上,里面装满适宜辛夷生长的培养土,套好用潮湿的细布条扎紧,包好保持湿润,当枝条生根后可撤离母体,取下定植。

2.3 栽培管理

勤浇水,保持苗圃湿润。定期除草、施肥,尽量做到杂草用手拔除,机械除草、松土时,勿伤根。每天定时观察辛夷植株生长状况,若遇病虫早害,可喷可降解农药处理。辛夷田薄施氮磷,用0.1%尿素和0.2%磷酸二氨钾混合溶液进行喷施,一周一次,保证充足肥力,促进辛夷植株的良好生长。若是成片栽种,为了土地资源可充分利用,田间地里可种植豆类、草本药材类或矮杆植物等作物[24]。辛夷幼苗生长旺盛,为了辛夷花蕾更旺盛,需及时修剪,必要时可以采取整形修枝、矮化树冠的方式,而且也方便采收。不然容易使苗树幽闭,内部通风透气不好,影响辛夷花芽形成,成蕾率低。

2.4 间苗匀苗

辛夷齐苗后及时进行间苗匀苗是取得壮苗的关键。原则为去小留大,去歪留正,去杂留纯,去劣留优,去弱留强。若发现缺苗少苗,应及时补苗。苗期控制好照明时间、湿度、温度。

2.5 造林密度

一般情况下,造林株行距应选择为4 m×4 m 到4 m×5 m[25],每亩栽植33-42株左右。

3 无公害辛夷种植生产技术和田间管理

3.1 选地整地

辛夷同大多数喜阳光植物一样,在可适应的阳光照射下,生长较好,对土壤条件有一定适应能力,能在土质肥硕、土壤疏松、疏水良好、坡度较缓(16°以下)的沙质壤土和酸性至微酸性壤土上生长迅速,其适应性较强,在山区、丘陵、平地以及房前屋后零星地块都可适当栽培。但在土质黏重、低洼易积水的沟渠不宜种植。无公害辛夷栽培适宜土壤类型及土壤中重金属和有害元素限量(表2)。一般情况下,一年四季都可整地,但应根据造林地适合辛夷生长的特殊情况而定,辛夷最好秋、冬两季整地,次年春季栽培;若造林地土质较硬,砂砾石子较多,土壤不肥沃则应在伏天整地,适量施肥蓄水,保持土壤肥力。整地时多挖穴状坑,挖穴时将表土与新土区分放置,表土与农家肥混合再填回,按照造林地设计的辛夷株行距,以每株定植点为中心,15-20 cm 直径挖穴,修筑鱼鳞坑,以达到保水保土保肥的目的[26]。

3.2 合理施肥

3.2.1 无公害辛夷施肥原则

辛夷喜肥,为促进辛夷早产丰产,应对辛夷林实行集约经营管理。每年中耕两次,在树盘下开沟或挖穴,埋入有机肥培地肥力,蓄水保墒[27]。施肥时应坚持以基肥为主追肥为辅,少量多次施用薄肥;有机肥为主化肥为辅,辅氮磷钾合理搭配,适量施用微量元素;多采用复原肥的配方开沟或者随水施肥的原则对辛夷进行施肥。有机肥和无机肥搭配使用,有机肥可以改善土壤机质,无机肥可谓土壤提供充足的微量元素,另外有机肥还能在持续增加辛夷产量上具有非常重要的作用。国家或省级相关农业部门为登记登记的化肥或生物肥料当禁止使用;化肥使用原则与方法以及严禁止使用种类等按DB13/T 454执行[28]。

3.2.2 无公害辛夷肥料类型

有机肥又叫农家肥,是经过高温灭菌、灭害虫、卵等处理的各种动植物残体或代谢物如人畜粪便、作物秸秆、沼肥、屠宰场废弃物、泥肥,另外包括饼肥如菜籽饼、茶仔饼等等。生物菌肥包括腐殖酸类肥料、根瘤菌肥料、磷细菌肥料、复合微生物肥料等。

微量元素肥料即以铜、铁、硼、锌、锰、钼等微量元素及有益元素配制的肥料[19]。

3.2.3 无公害辛夷施肥方法

栽培辛夷主要是为了采摘具有药用价值的辛夷花蕾,因此,保证土壤足够的肥力和严格的栽培管理是促进辛夷早产高产的主要途径。每年冬季中耕松土后,为促进来年辛夷高产开环状沟放置作物秸秆、有机杂肥并覆土,使作物秸秆在腐烂过程释放肥力;早春施氮肥,促进花蕾壮实;初夏多施磷钾肥;秋时施以氮肥为主配合磷钾肥。当伏天时,辛夷施肥以后要多浇水灌溉,保证土壤水分并保持土壤肥力以促使枝叶生长茂盛,来年春时花蕾多,产量高。

4 病虫害综合防治

由于对无公害农药的认识还不够,现如今人们抵御病虫害的方法还很单一,缺乏正确使用农药的基本知识,使得大量对人体有害的农药在农作物和药用植物中滥用,严重影响了中药材质量和使用安全性[29]。为了提高病虫害效率,应合理使用各种有效措施进行综合防治。培育优质高产抗病的辛夷优良品种是防止病虫害的一个重要措施,也是经济的措施;种子处理、土壤消毒、高温日晒和冰冻处理病原菌等物理防治角度也是治理病虫害的可行措施。随着GAP的实施,为保证辛夷产品质量,须遵循GAP管理规定要求进行辛夷栽培操作,对病、虫害采取“全面预防,早防治”的原则,严禁使用毒性强、高残留、不可降解或具有致癌、致畸、致突变的农药[18]。按照无公害辛夷生产主要病害控技术规程和无公害辛夷生产主要虫害防控技术规程执行,在生产管理规程中容忍部分病虫害损失,而辛夷药材中农药残留和重金属含量符合规程要求[30]。

4.1 病虫害农业综合防治措施

4.1.1 病害防治

主要病害类型为根腐病、立枯病、紫纹羽病、干腐病等,无公害防治方法(表3)。

4.1.2 虫害防治

主要虫害类型为大蛾、辛夷卷叶象甲、栗代角胸叶蝉、天牛、蚜虫、辛夷茎蜂等,无公害防治方法(表4)。

4.2 耕作措施

选取高产、适应力强、抗病虫害的优质辛夷苗,因时因地制宜,结合间作、套作、翻耕等多种耕作方法对辛夷进行栽培管理。无公害辛夷植株的行间可套作藤本植物。翻耕可对土壤进行有效的消毒,稍去除病虫害,能促使病株残体在地下腐烂,深翻可疏松土层,有利于蓄水保水促进根系发育。适时播种、避开病虫危害高峰期,从而减少病虫害[36]。若发现病株,及时销毁,发现虫害,及时采取办法驱虫。辛夷生长期间结合中耕、松土、除草、施肥等措施,既可以有效防止田间病、虫、草害,还可以保障土壤肥力,有助于降低虫害的发生率,促进生长发育[37,38]。

5 质量标准

辛夷是花蕾入药,花期主要是春季,因此无公害辛夷采收时务必确定花蕾完整、无污染、无农药残留,春季采摘。干燥无公害辛夷花蕾时,采用专用烘烤设备或专用太阳能干燥棚等进行干燥。在装运、包装环节应干净卫生避免二次污染。

5.1 无公害质量标准

5.1.1 农药重金属及有害元素残留限量

中药材在国家标准、团体标准、地方标准以及ISO等相关规定中对农药残留和重金属及有害元素做出了相关规定。通过多年来中药材的产地、市场、进出口检验等数据分析,并参考《中华人民共和国药典》[3]、美国、欧盟、日本及韩国对辛夷的相关标准以及ISO18664:2015《Traditional Chines Medicine-Determination of heavy metals herbal medicines used in Traditional Chinese Medicine》[39]、GB2762-2017《食品安全国家标准 食品污染物限量》[40]、GB2763-2016《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》等现行标准[41],对无公害辛夷农药残留和重金属及有害元素限量等问题做出了相关规定,无公害辛夷农药残留和重金属及有害元素限量通用标准(图5)。

表3 无公害辛夷种植中病害防治方法

表4 主要虫、害类型及无公害防治方法

5.2 杂质及含量测定

参照气相色谱法(通则0521)《中华人民共和国药典》2015年版一部进行测定。本品含挥发油不得少于1.0%(mL·g-1)。本品按干燥品计算,含木兰脂素(C23H28O7)不得少于0.40%[2]。

表5 无公害辛夷农药残留和重金属及有害元素限量通用标准

6 讨论与展望

野生资源少,栽培品已成为中药材市场的主流;市场的需求量随着人们生活水平的提高越来越大。但是我国中药材的无公害生产研究还很薄弱加之人们对可降解农药的认识不够,使得无序生产和农药不规范使用导致农残超标的大量中药材在市场中流动,中药疗效与安全受到严重影响[42]。因此研究化学农药在中药材生产中的安全使用技术和农药安全性评价方法,并建立相关的标准,是有效解决中药材化学农药污染问题的关键,同时开发现代无公害防治技术,建立我国中药材病虫害综合防治的技术平台,将为保障中药材优质、安全生产提供技术支撑[43]。根据引种地原产地气候、土壤等生态因子的相似性,获得其在全球范围内的适宜产地,是有效指导药用植物引种和合理规划生产布局的基本保证。中药材无公害精细栽培技术依据生物技术、信息技术等多学科为基础的面向中药材生产的精细农业管理,解决药用植物种植中精准选址、品种选育、土壤改良、施肥管理、病害防治等关键问题,实现药用植物栽培的精准化及最优化。基于本草基因组学辅助中药材优质新品种选用的策略可加快中药材新品种的选育[44]。根据《中国药材产地生态适宜性区划(第2 版)》一书对中药材进行了产地生态适宜性分析,目前解决药用植物的精准栽培选址已经成功运用于人参、三七等物种的引种栽培中[45-47],针对红豆杉[48]、刺五加[49]、檀香[50]、沉香[51]银杏[52]、重楼[53]、阳春砂[54]、广陈皮[55]等物种进行详细产区规划分析。加强无公害技术管理规范,严格调控中药无公害栽培生产,以促进优质无毒害的优质中药材。因此无公害种植技术是未来 中药材种植的必然方向。

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