桔梗三大主产区栽培技术调查△

张岩，魏建和，金钺，刘娟，纪宏亮，苏昆，杨成民*

1.中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所/中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室/濒危药材繁育国家工程实验室，北京 100193；2.佳木斯大学，黑龙江 佳木斯 154007

桔梗Plantycodongrandiflorum(Jacq)A.DC.是著名的祛痰镇咳药。《本草纲目》中释其名曰：“此草之根结实而梗直，故名桔梗”。桔梗是40种常用大宗药材品种之一，属“药食同源”品种，其广泛应用于中成药、饮片及食品加工。目前，栽培桔梗是药材的主要来源，人工栽培桔梗始于20世纪60年代末山东淄博池上镇地区，之后逐渐扩散形成了内蒙古赤峰牛营子镇及周边地区，山东淄博博山及周边地区，安徽亳州、太和等三大桔梗主产区，占到桔梗总种植面积的75%左右。各产区因其不同的气候、地理条件、人文环境形成各具特色的栽培加工技术[1-2]，也造成了不同产区的桔梗药材在产量和品质方面存在较大差异[3-4]。为了深入了解三大产区桔梗的栽培生产技术现状，本研究对三大主产区进行实地调研，结合文献资料，分析不同产地栽培区域分布、种植方法、田间管理、病虫害防治和采收加工等方面的差异性及存在问题，为建立不同道地产区桔梗的栽培技术体系提供参考依据。

1 材料与方法

通过对内蒙古赤峰市牛家营子镇、山东省淄博市池上镇和西河镇、安徽省亳州市十八里镇、阜阳市太和县李兴镇等桔梗主产区实地调查，考察各产地桔梗栽培区域分布、种植方法、田间管理、病虫害防治和采收加工等方面情况，结合文献研究和采集各地的桔梗样品及土壤样品开展综合分析。

1.1 生物活性成分含量测定

1.1.1仪器与试剂 Waters 2695液相色谱仪，Waters 699PDA检测器，Millinium 32色谱工作站(美国沃特斯公司)；UV-1102 紫外分光光度计(上海天美科学仪器有限公司)；TB-214电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；数显恒温水浴锅 HH-6(国华电器有限公司)；台式高速离心机141(Thermo electron corporation)。桔梗皂苷D标准品(质量分数以96.9%计，中国食品药品检定研究院，批号：111851-201103)。乙腈(德国)、水(超纯水)、浓硫酸、乙醇、甲醇、重蒸酚、葡萄糖。

1.1.2样品与处理 桔梗鲜根样品31份(见表1)。样品材料由中国医学科学院药用植物研究所魏建和研究员鉴定为桔梗科植物桔梗P.grandiflorum(Jacq.)A. DC.的根。

1.1.3样品的处理 将采集的样品洗净，带皮切成0.3 cm厚的薄片，装入纸袋。放入60 ℃烘箱烘干。置于干燥器内，待使用前粉碎过二号筛。采用文献[5]中的方法测定桔梗皂苷D的含量。

1.2 产量、商品率、折干率指标测定

每个取样地点选取有代表性地块，每一地块再选取长势均匀、全苗的3个点取样，每个点实地采挖1 m2，计算平均鲜根质量，折算出该块取样地每公顷鲜根质量。每份样品统计同时满足3个条件(单根质量≥15 g、主根长15 cm以上无明显分叉、根头粗度≥1 cm)的根数，除以总根数即得商品率。样品趁鲜切片，在60 ℃下烘8 h，计算每份样品的折干率。

1.3 土壤理化性质测定

收集29份土样，赤峰牛家营子镇14份，淄博池上镇和西河镇各4份，亳州十八里镇5份，太和县李兴镇2份。参照《土壤农化分析》[6]采用5点采样法，采集0～30 cm混合土样，测定土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾。其中，土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；全氮含量采用凯氏定氮法测定；全磷含量采用氢氧化钠碱熔-钼锑抗比色法测定；全钾含量采用1 mol·L-1热硝酸浸提，采用火焰光度法测定；碱解N采用扩散吸收法测定；速效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定。

1.4 数据处理

表1 桔梗样品来源

2 结果

2.1 桔梗栽培区域分布

桔梗喜光、喜温和湿润凉爽的环境。据调查，我国三大桔梗主产区主要位于温带季风气候带，其中山东淄博博山处于该气候带的中间位置，内蒙古赤峰、安徽亳州和太和分别位于该气候带与温带大陆性气候、亚热带季风气候交汇的过渡地带。该区域经纬度为114°52′E～120°58′E，32°24′N～45°24′N；光照强度1900～3100 h；降雨量300～900 mm；年均温度3.5～16.2 ℃；无霜期120～216 d；地形多以平原为主，其中山东产区以丘陵山地为主(见表2)。

2.2 种植方式

桔梗三大产区因气候、地理、人文环境的不同，在近40年种植历史中，逐渐形成了各自不同的种植方法(见表3)。

2.2.1种质来源 目前，桔梗种源主要来自内蒙古、山东自种自繁的种质[7]，其他产区如安徽、贵州[8]因结实性低的原因，均需从外产地调种。内蒙古赤峰种质具有早熟、耐低温、发芽率高(96.4%)[7]、出苗快、根条好的特点，适于无霜期较短的地区；山东淄博博山种质具有晚熟、抗病、根条好、产量高的特点，是最畅销的种子，缺点是种子发芽率较低(76.7%)[7]。此外，由中国医学科学院药用植物研究所选育的杂交新品种“中梗2号”和“中梗9号”[10]也已在各产区进行了生产示范，在产量、商品率、单根质量等方面表现优异，具有很好的推广前景[9-10]。

2.2.2播种方式与种植密度 桔梗的种植方式为直播和移栽，只有山东产区采用育苗移栽的方式。由于丘陵山地无水浇条件，育苗多在每年6—7月份的雨季，撒播后覆盖麦秸保湿，第2年春季移栽，种根要去除两侧毛细根，按株距4～6 cm、行距14～20 cm，移栽沟深20～25 cm，栽植深度以埋住生长点1 cm左右为宜[11]。安徽地区播种时间在3月初，撒播后用麦秸覆盖保湿。内蒙古赤峰地区播种时间集中在4月上旬，按行距15～20 cm条播，春季风大干旱，极易造成缺苗。生产上采用冬藏冷冻处理种子，出苗时间从45 d(干种子直播)缩短为20 d左右，1年生桔梗较对照在根长、根粗、单根鲜质量分别增加了14.2%、35.1%、81.9%[9]。

表2 桔梗主产区生态环境

表3 桔梗主产区种植方法

合理的密度对于产量和品质至关重要。已有研究表明，稀植(如株行距8 cm×25 cm，约合45万株/hm2)有利于获得较高的桔梗总皂苷、黄酮类成分和桔梗皂苷D的含量[12]，这主要与桔梗皂苷和桔梗皂苷D主要分布于周皮和韧皮部，木质部含量最少有关[13-14]。直播稀植产生较多分支[15]，侧根增加了周皮、韧皮部和须根的比例，从而提高有效成分含量；但在实际生产中，为了获得较高的产量和商品率，每公顷定植的密度均在90万株以上。各产区一般在苗高3～5 cm疏苗，10～12 cm定苗，按3～5 cm留壮苗。

2.3 田间管理

桔梗的田间管理主要包括除草、灌水、抑花控高和施肥等技术，其中前2项技术各产区差别不大。目前，生产上还没有针对桔梗登记的专用除草剂，田间杂草主要依靠人工除草。在灌水方面，内蒙古赤峰地区一般在春季播种前灌水1次，秋季采挖前15 d灌水1次；安徽太和地区秋季采挖后深翻(40～50 cm)后灌水1次。由于桔梗是直根系深根类作物，本身比较耐旱，在生长期内一般遇上大旱才灌水，特别是第1年苗期必须控水蹲苗，防止水份过多造成根部发叉，影响外观品质。由于抑花控高技术和施肥技术对桔梗的产量和品质影响显著，下面着重进行介绍。

2.3.1抑花控高技术 桔梗在蕾期至花期为防止植株倒伏和增加根产量，常采用人工打顶和喷施植物生长调节剂(如壮根灵[16]、矮壮素等)的措施调控植株的生长。人工打顶通常在现蕾期实施，株高控制在70 cm左右，降低株高30%左右。壮根灵是使用最为普通的植物生长调节剂，赤峰地区使用率为78.6%，安徽和山东产区使用较少。喷施壮根灵可以抑制生殖生长，减少结籽量，促进地上部养分向根部转移，增加了根产量。调查发现，该措施可降低株高10%左右，提高鲜根产量26%以上，商品率提高38.2%以上，种子产量降低60%以上。喷施矮壮素可使植株节间缩短，降低株高40%左右。喷施多效唑在降低株高的同时，产量增产达47.8%[17]。

抑花控高措施除了对产量有显著影响外，对品质也有显著影响。人工摘花、打顶有利于提高桔梗多糖含量[18]。喷施乙烯利的桔梗根在蛋白质、总皂苷、皂苷D的含量分别比对照增加了3.9%、15.8% 和49.1%，而水溶性浸出物、可溶性糖含量分别降低了9.0%、4.4%[19]。喷施多效唑也提高了桔梗总皂苷的含量[17]。目前对喷施壮根灵对桔梗品质的影响还没有确切的数据，翟宇瑶等[16]测定壮根灵中主要含有矮壮素、缩节胺、丁酰肼、氯化胆碱、烯效唑等多种植物激素，此外还含有氨基酸和微量元素等。由于桔梗生产中滥用壮根灵已10余年，壮根灵的成分一直在变化，加之药农在使用剂量和次数明显增加，已导致赤峰产区桔梗的质量显著下降。为了保障中药材质量，2019年《中药材生产质量管理规范》(国家药监局修订草案征求意见稿)中明确提出了“禁止使用壮根灵、膨大素等生长调节剂调节中药材收获器官生长”的规定。2020年3月，四川省林业和草原局发布的《四川省林草中药材种植技术指导意见》中也首次明确提出“禁止使用壮根灵、膨大素等生长调节剂”。这些法规的实施将进一步规范和指导植物生长调节剂在中药材中的应用。

2.3.2土壤肥力与施肥技术 桔梗适宜在土层深厚、肥沃、排水良好、富含腐殖质的砂质壤土种植。3个主产区的土壤类型和土壤质地存在较大差异。内蒙古赤峰桔梗核心区牛家营子镇土壤类型以褐土为主，土壤质地以中壤、轻壤土为主，土层深达70 cm以上。山东淄博博山以褐土为主，部分为棕壤，为黏质壤土，上部分为轻壤，下部分为中壤或重壤，土层较浅为30 cm左右。安徽亳州和太和均以黄潮土为主，黄潮土为黄泛沉积物发育而成，该类型占亳州和太和耕地总面积的23%左右。亳州土壤质地为重壤，较为黏重；太和土壤质地为中壤、砂壤土，土层深度40 cm以上[20]。

土壤肥力水平是影响桔梗产量和品质的重要因素。从表4可知，4个产地土壤的pH在6.66～8.15，以中性土(pH 6.5～7.5)和碱性土(pH 7.5～8.5)为主。土壤有机质是土壤肥力的标志性物质，安徽产区的有机质含量最高，其次是山东产区和内蒙古产区。全氮、全磷、全钾指标反映土壤中该成分的总贮量，在4个产地中内蒙古赤峰的全氮、全磷含量显著低于其他3个产地，全钾水平显著高于其他3个产地。速效氮、速效磷、速效钾等指标反映能被当季作物可以直接吸收利用的养分。山东和安徽产区的速效氮处在同一水平，显著高于内蒙古产区；速效磷以安徽亳州最高，其次为山东淄博博山，安徽太和与内蒙古赤峰处于低磷的水平；速效钾水平各产区差异显著，从大到小依次为安徽太和>安徽亳州>山东淄博博山>内蒙古赤峰。

表4 桔梗主产区土壤养分指标

注：同列不同小写字母表示差异有统计学意义(P<0.05)。

综合评判内蒙古赤峰地区土壤的全氮、全磷含量较低，同时有机质、速效氮、磷、钾成分显著低于其他产地，表明这些元素的供应可能不足。依据《耕地质量等级》(GB/T 33469—2016)中规定肥力在1～4级的土壤有机质含量≥1.2%。目前该地区不足1%。从表5可知，赤峰地区基肥种类包括二胺、甜菜专用肥、复合肥、尿素或农家肥等，基肥主要以化肥为主，调查中发现施用有机肥的比例仅占总数的20%，有机肥施用量明显不足；此外，赤峰地区土壤钾肥水平显著低于其他产区。查娜[21]研究表明，喀喇沁旗牛家营子镇1983年和2007年耕层土壤速效钾的质量分数分别为139.7、134.1 mg·kg-1，24年间降幅为4.02%，本研究中该地区速效钾质量分数已降到99.96 mg·kg-1，较2007年降幅达到25.4%。这与该地区常年种植牛膝、北沙参、桔梗等根类药材，对土壤钾元素吸收较高，同时又不能及时补充钾元素有关。

山东淄博博山地区土壤各养分较为均衡，该地区有机质含量较高，但该地区的土质为黏质壤土，仍需要补充牛粪等农家肥增加土壤疏松度。通过查询山东省第二次土壤普查资料，淄博博山地区有机质质量分数为10～20 g·kg-1，钾元素丰富，速效钾一般为132 mg·kg-1；磷素缺乏，全磷一般为6.5 g·kg-1，速效磷一般为10 mg·kg-1。除速效磷含量低于本研究测定值1倍外，其他养分数据基本一致。这可能与山东淄博博山地区施用磷酸二铵、复合肥等肥料有关，也间接说明桔梗对磷元素吸收较之氮元素和钾元素要少。

安徽亳州和太和地区几乎所有的土壤养分指标均是最高的，其中亳州地区的土壤养分总体水平略低于太和地区[22]。如亳州产区速效钾接近200 mg·kg-1，安徽太和的土壤速效钾质量分数为420.83 mg·kg-1。据文献记载太和县速效钾质量分数在43～453 mg·kg-1，平均质量分数为188.76 mg·kg-1，其中1级耕地面积(耕地土壤速效钾质量分数≥200 mg·kg-1)占28.57%[23]，这说明该地区土壤富含可直接利用的钾元素。另一方面，安徽亳州速效磷质量分数(30 mg·kg-1)达到较高水平，这与该地区基肥主要施用磷酸二铵等磷肥有关，并且在施用量上限超过了山东产区1倍以上，造成土壤中磷元素过度积累。

表5 桔梗主产区施肥状况

合理施肥是提高、改善桔梗有效成分含量、产量、根形的有效途径之一。1)合理的氮磷钾配施能显著提高桔梗有效成分含量。单施氮肥增加桔梗总皂苷[24]和桔梗皂苷D含量[25]效果最为显著，其次为单施钾、单施磷；氮磷钾两者配施对桔梗总皂苷影响为氮、钾配合>氮、磷配合>磷、钾配合[24]。复合肥中低磷组深施(25 cm)显著增加了桔梗总皂苷和可溶性糖含量[26]。氮、磷、钾对桔梗植株多糖含量影响为单施磷>单施氮>单施钾[24]。2)不同营养元素对桔梗药材产量影响不同。以往研究表明，桔梗氮、磷、钾施用比例为1∶0.53∶1.50(1年生)[24]、1∶0.90∶1.27(2年生)[25]、1∶0.28∶0.48(2年生)[27]、1.22∶1∶1.76(3年生)[28]，计算平均值该比例为1∶0.68∶1.25。按照第1年桔梗生长中对元素吸收量的顺序为氮>钾>钙>磷>镁[29]，表明桔梗对氮和钾吸收量最大，磷吸收量最少[27，30]。3)施肥改善桔梗的根形。深层施肥(40 cm)的主根最长，侧根数最少，全层施肥的根粗最粗，侧根数最多[31]。复合肥中低磷组增加了桔梗主根长和主根粗，减少侧根数[24]。为此在采挖前撒施基肥，可以达到肥料深施的效果，可有效改善根形，提高商品率。4)中量元素及微量元素对桔梗的生长也有影响。桔梗根富含钙、镁、锌、铁等元素[32]，桔梗连作第5年的土壤中钙、镁、锌含量差异显著低于正茬土壤[33]。通过喷施一定浓度的铜、锰、锌提高了桔梗皂苷D的含量[34]。表明桔梗对中量元素和微量元素也有较高需求。目前，只有内蒙古赤峰产区在生长期内多次喷施叶面肥补充微量元素。总之，桔梗施肥应按照重施有机肥，配合增氮、稳钾、减磷的控释肥[35]、适量钙和镁[29]、轻补微量[36]、适追氮、钾肥[29]的原则实施。各产区可根据该原则和土壤养分丰缺情况调节组成比例，做到合理科学施肥。

2.4 病虫害防治

桔梗病虫害严重影响药材的品质及产量[37]。目前，三大主产区桔梗生长期间主要的病害有根腐病、根结线虫病、地老虎、红蜘蛛等[38]，其中根腐病对桔梗生产危害最大，是由半知菌亚门镰刀菌引起的一种土传根部病害。该病害的发生与栽培管理措施密切相关：1)直播产区发病轻；移栽产区根部伤口多，发病重。2)连作时间越长发病越重。3)地势低洼、土质黏重、易积水的地块发病重。4)增施有机肥、复合肥、矿物肥[32]，发病轻；不施或少施有机肥，偏施氮肥，发病重[39]。目前，该病害在山东产区危害最重，淄博博山地区池上镇种植桔梗40余年，根腐病大面积发生造成种植面积由1万亩降至不足1000亩(1亩≈666.67 m2，下同)，改种桃树10年的土地再种植桔梗，根腐病的发生仍然较重。调研发现内蒙古赤峰核心区牛营子镇根腐病发生的地块也占到总数的78%，该病害已经对桔梗老产区的可持续发展造成了巨大威胁。此外，安徽产区桔梗的根结线虫病较为严重，目前作物轮作3～5年是防治该病害最有效的方法。调查发现，部分种植户使用国家明令禁止的农药如六六六、甲胺磷、辛硫磷、对硫磷等进行防治，极易造成药材和土壤农药残留超标。2019年《中药材生产质量管理规范》(修订草案征求意见稿)明确提出“禁止使用国家明令禁止使用的剧毒、高毒、高残留农药，以及限制在中药材上使用的其它农药”的规定。即将颁布的2020年版《中华人民共和国药典》也将全面制定中药材、饮片农药残留的限量标准，将进一步规范中药材农药的使用。因此，桔梗病虫害防治要坚持以“预防为主，综合防治”植保方针，加强田间管理，合理施肥，改良土壤，合理轮作倒茬，加强土壤深翻处理等措施，将把病虫害控制在允许的范围之内，实现桔梗药材绿色生产。各主产区桔梗的主要病虫害及防治措施见表6。

2.5 采收加工

桔梗根质量随生长年限显著增加，以2年生的根年增加质量幅度最大[40]，内蒙古和山东产区桔梗生长期一般为2年，安徽产区为2～3年，秋季和春季均可采收。从表7可知，内蒙古赤峰、山东淄博博山、安徽太和的产量显著高于安徽亳州；亳州产区的折干率显著低于其他3个地区。商品率从大到小顺序为内蒙古产区>山东产区>安徽太和产区>安徽亳州产区。经测定所有桔梗样品的桔梗皂苷D含量为0.101%～0.326%，均超过了《中华人民共和国药典》(2015年版)规定的桔梗皂苷D含量不得少于0.1%的要求。4个产地的桔梗皂苷D含量无显著差异，但亳州产地桔梗皂苷D含量平均值低于其他产地。总体而言，内蒙古赤峰产区在产量和品质方面优于其他产区。

表6 桔梗主产区主要病虫害防治

注：病害程度(+)为轻度;(++)为中度;(+++)为重度。

表7 桔梗主产地产量和品质状况

注：同列不同小写字母表示差异有统计学意义(P<0.05)。

桔梗采收年限和季节对桔梗总皂苷和桔梗皂苷D的含量密切相关。石俊英等[41]认为总皂苷含量2年生>1年生>3年生>4年生，3年生桔梗皂苷D的含量最高。王志芬等[40]研究2年生和3年生桔梗皂苷含量显著增高，但两者皂苷含量间的差异并不显著。在一个生长周期内，桔梗皂苷D含量在8月份出现低谷，在10月份出现最大值，10 月下旬开始降低[42-43]。张玲等[14]研究表明1年生桔梗在3—5月幼苗快速生长，根中苦味物质(皂苷、黄酮和氨基酸)的含量迅速降低；11月至第2年1月，地上部分逐渐枯萎，苦味物质含量逐渐上升，至幼芽刚刚冒出尚未破土(惊蛰后至清明前)，桔梗根部苦味物质含量最高；同时，药材鲜根产量也是最高的，较秋季采收增加了13.47%，并且容易脱皮，药材质量最好[44]。综上，桔梗10月霜降前后至越冬芽未破土前采收较好，以春季收获最佳。

收获后的桔梗根要经过清洗和去皮后，整根或直接切片，再置于烘干房烘干(温度控制在 48～52 ℃)[45]或自然晾干。实地调查中发现，桔梗去皮的目的是便于药材干燥。桔梗更适于产地趁鲜加工，新鲜桔梗采用产地加工炮制一体化工艺制成饮片，有效避免了因去皮清洗或再浸润过程中有效成分的二次损失，在乙醇浸出物、总多糖、总黄酮、桔梗皂苷 D和总皂苷的含量均高于干品炮制的饮片，其中桔梗皂苷D的损失减少了22.7%，显著提高了饮片质量[45]。

3 讨论

桔梗对生长环境要求不高，具有药食兼备的特点。近些年，市场需求和种植面积不断增大。除三大主产区外，河南桐柏、陕西商洛、贵州关岭、云南大理、甘肃成县也均有种植。据中国中药协会发布的数据显示，全国有126个县以发展桔梗等中药材开展扶贫，位列扶贫热点品种的第4位。在新产区不断增加的同时，除内蒙古产区外，山东、安徽产区的种植面积大幅度萎缩。由于新产区桔梗种植年限较长(≥3年)，有效成分含量可以达到《中华人民共和国药典》标准，但产量和商品率均较低，优质桔梗药材的比例逐年下降，已经制约了桔梗产业健康可持续发展。

近些年，国家一直大力推进道地药材基地建设。2018年12月，由国家农业农村部、国家药品监督管理局、国家中医药管理局联合发布《全国道地药材生产基地建设规划(2018—2025年)》，要求每年在全国建设道地药材生产基地300万亩以上。到2025年，全国建成道地药材生产基地总面积2500万亩以上，形成覆盖全国主要道地药材产区的质量追溯系统。因此，在道地产区恢复和发展优质桔梗种植基地已势在必行，这就需要结合各地的生产力发展水平，大力开展适宜的桔梗栽培技术研究，着力做好以下四方面内容，推进桔梗道地化、标准化、规范化生产，稳步提升桔梗药材质量。1)合理布局与轮作。对适于发展桔梗的道地产区统筹规划，积极开展轮作制度的相关研究，恢复提高土壤肥力，促进种植基地可持续发展。2)加强品种选育，繁育和推广优良品种。针对桔梗“药食两用”的特点，培育优质的桔梗品种。如山东产区为丘陵山地种植，应培育耐旱耐瘠薄品种；安徽产区无霜期达到200 d以上，应培育晚熟高产品种，以及针对桔梗的主要病害选育抗病品种等。目前，安徽省审定的桔梗新品种“中梗9号”具有生育期长，抗病高产，有效成分含量高的优点[46]。应加强品种的繁育和推广工作，尽快提高桔梗的良种覆盖度。3)合理精准施肥，控肥增效。结合当地土壤肥力水平及桔梗营养需求规律，在测土配方施肥技术的指导下，确定不同地块桔梗肥料的配方比例和施用时期，提高养分的利用率，有效提高桔梗的产量和品质。4)发展产地趁鲜加工。桔梗初加工包括去皮干燥和二次浸润切制，均造成有效成分损失。去皮程序属于劳动密集型工作，在农村劳动力短缺的情况下无法持续，需要发展产地趁鲜加工，实现加工炮制一体化[47]，做到提质增效。