阳春砂设施化栽培发展前景探究

余 平，杨华富，李美霞，潘桐锨，彭嘉玲，何国振

（1.广东省农业技术推广中心，广东 广州 510520；2.广州中医药大学中药学院，广东 广州 510006）

0 引言

阳春砂是热带和亚热带姜科豆蔻属多年生草本植物阳春砂（Amomum villosum Lour.）的果实或种子，是著名的南药，同时也是食材、香料，具有较高的药用价值和经济价值。阳春砂的道地产区在广东省阳春市，它也是广东省立法保护的八大药材品种之一。阳春砂是典型的亚热带经济作物，广泛分布在东南亚地区，我国种植面积超80 万亩（1 亩=0.067 hm2），广东、云南、广西是主产地区，福建也有少量种植，其中广东种植面积为10 万亩，云南种植面积为62 万亩，广西种植面积为3 万亩[1-2]。

作为一种半阴生植物，阳春砂在栽培种植过程中需要有适当的荫蔽度，忌阳光直射，喜湿恶旱，需要充足的水源[3]，契合设施化栽培技术特点。随着我国越来越重视设施农业的发展，设施化栽培不仅常用于蔬菜、瓜果、花卉等培育[4]，近年来也逐渐用于中药材种植生产。目前，阳春砂主要的开放式栽培模式中存在人工授粉困难、病虫害侵袭、自然灾害影响等问题，应用设施化栽培技术进行人为调控和干预有望突破瓶颈，实现阳春砂增产增收。

1 阳春砂现有栽培模式

目前，阳春砂的栽培模式以开放式栽培为主，近年云南省产区尝试开展设施化大棚栽培。开放式露天栽培以林下种植居多，可分为天然林（热带雨林、次生林）下栽培和人工林（荔枝、橡胶、杉木、竹林、龙眼等）下栽培2 种类型。

1.1 天然林下栽培

云南西双版纳和广西产区主要以天然林下栽培模式为主[5]，一般选取在降雨量充足的山林或水源充沛的山沟种植阳春砂，以杂木林作为天然荫蔽树。冯志立等[6]通过研究发现，在雨林下种植阳春砂会使雨林的层次和结构变简单，致使群落结构不稳定，群落藤本、乔灌木和草本层会受到严重破坏，生物多样性明显低于原始林地。在当前天然林保护政策下，在树多林密的天然林内露天栽培阳春砂，因荫蔽度过高使得产量很难提高。

1.2 人工林下栽培

人工林下栽培模式在广东、福建等产区较多见，像广东地区的“龙眼-阳春砂”“荔枝-阳春砂”“橡胶-阳春砂”，福建产区的“杉木-阳春砂”等。徐杰等[5,7,8]通过研究“龙眼-阳春砂”栽培模式发现，与天然杂木林下栽培阳春砂相比，该模式可以解决阳春砂和龙眼各自亩产量低的问题。但是，广东等产区缺乏传授粉昆虫媒介，需要人工辅助授粉才能结果，既费工又费时，劳动强度大，成本高效益低。以道地产区广东省阳春市为例，2020 年阳春砂栽培面积为6.93 万亩，以干果计算总产量只有300 t，平均亩产量为4.33 kg，亩产量很低。

2 开放式栽培模式的优缺点

阳春砂目前主要采用的传统开放式栽培模式有不少优点，同时也存在很多不足之处。

2.1 开放式栽培的优点

开放式栽培是指完全在自然气候条件下，不外加任何保护措施的一种栽培形式。因其充分利用外界环境资源，无需设施化投入，成本较低。采用传统露天种植形式，栽培技术比较简单，对一般的种植户而言也容易掌握。开放式栽培昼夜温差大，有利于植株体内有机物的储存。植物生长周期与外界自然条件的变化基本一致，抗病性较强。

2.2 开放式栽培的缺点

1）光照、温度、湿度难以控制。虽然开放式栽培的植物能享受外界的阳光、雨露，但有时自然环境条件并非植物生长的最适条件。这种受外界条件影响较大的种植方式，在自然天气难以预测下，植物生长所需的光照、温度、湿度等条件很难控制，影响植物生长。

2）受自然灾害影响大。开放式栽培无法避免极端气候、灾害影响，种植户往往只能“靠天”吃饭，无法保证取得良好的收成，产量收益自然也得不到有效保障[9]。在开放的环境中栽培植物，病虫害治理的难度较大，治理效果不明显，易反复发生。

3）种植时间受限。受天气、环境和季节影响，许多作物只能在恰当的时间种植，开放式栽培只能种植出“时令”作物。有的作物在一年间的适宜种植时间非常有限，在其他时间种植也难以成功，极大地限制了作物产量的提升和产业的发展。

3 设施化栽培模式的优缺点

设施化栽培是指采用人工技术手段，通过创造调节优化外界环境条件，使设施内种植物不受自然光、温、水、气等条件限制，从而使栽培工作得到更有效的管理和控制的一种栽培模式[7]。

3.1 设施化栽培的优点

设施化栽培是一种高投入、高产出、高效益的现代栽培模式，具有众多优点。

1）种植条件可控。主要表现为光照、温度、湿度等可调节。光照强时可遮盖，不足时又可人工补光以满足植株的生长需求[10]。设施化大棚也能有效调控设施内的温度，为植株的生长提供适宜的温度环境，加上密封性较好，能形成较稳定的湿度环境[11]。

2）减少病虫鼠害发生。设施化大棚具有封闭性，不仅能阻挡个体较大的害虫、老鼠、飞鸟等进入设施内，保护植株免受侵害与啃食，而且在封闭空间的病虫害防治较开放式栽培也更便利。

3）防御异常气候灾害。相较于传统种植模式，设施化栽培能有效减少甚至避免暴雨、台风、霜冻带来的损害，为植株的生长提供相对安全的生长环境。

4）节约资源提高产量。设施化栽培能有效节约土地资源，降低水、肥料等生产成本，提高生产效益。同时，设施化栽培在一定程度上能够打破种植时间的限制[12]，可延长作物生产期，甚至达到反季节生产目的。

3.2 设施化栽培的缺点

由于我国设施化栽培研究和推广较晚，设施化的水平还相对较低，设施专业技术人才缺乏，整体发展水平不高。虽然现阶段设施化栽培初具规模，但是采用的设施大多数为简易型，结构相对简单，抗灾能力较弱。设施化程度也较单一，机械化水平不高，主要还是以人工作业为主[13]。相关配套技术与设施化栽培的匹配度不高，其设施设备、环境因子调控技术、栽培管理技术与发达国家相比还相对落后[14]。同时，设施化栽培因其空间封闭，通风较差，易造成设施内的二氧化碳浓度不足，影响植物进行光合作用，也容易形成高温高湿环境，引起植物产生霉菌病害[15]。

4 设施化栽培模式可以解决的问题

阳春砂设施化栽培可以实现温度、湿度、光照、水肥条件的可控化，创造更有利于植物栽培的小气候条件[16]，可以解决开放式栽培模式下存在的诸多问题。

4.1 调节种植环境

在荫蔽度调节方面，在开放式栽培中，需要对遮阴林进行有效砍伐或补充，由于遮阴林具有一定的体积，不易增加或减少，荫蔽度的调节难度大[17]。设施化栽培调节荫蔽度的措施较为简便，通过覆盖或人工补光即可调节[10]。在温度调节方面，开放式栽培的温度受气候条件影响大，难以调控，而在设施化栽培中，采用温室大棚则能够直接调节设施内的温度[12]。在湿度调节方面，开放式栽培的土壤湿度和空气湿度调控难度大，而设施化栽培可通过配套设施对土壤湿度和空气湿度进行调节[12]。设施化栽培可以通过通风降低大棚内的湿度，也可以通过灌溉和空间喷雾来提高大棚内湿度[10]。在水肥调节方面，传统开放式栽培的施肥方式需要耗费大量的劳动成本，且施肥量无法精确把握，容易破坏土壤结构。设施化栽培可以采用水肥一体化技术，能够精确控制栽培环境中的水分和养分，实现优质高效、节能环保、节水节肥的生产目标[18]。

4.2 解决授粉难题

一般开放式栽培的植株更容易实现自然授粉，但阳春砂花器结构比较特殊，花柱和花丝贴生在一起形成假合蕊柱并包裹在唇瓣内，且雄蕊花药位置低于雌蕊花柱位置，使得花粉不易落入柱头，难于自花授粉[19]，自花授粉率低。也正是因为特殊的花器结构，只有某些访花习性与之相适应的排蜂、小酸蜂、彩带蜂等能为阳春砂授粉，一般的昆虫传粉效果差甚至无效传粉，导致结实率低[20]。广东、广西等产区昆虫授粉条件差，常采用人工授粉，但种植成本高，劳动强度大，且易损伤花朵造成增产瓶颈。设施化栽培可在花期释放合适的传粉昆虫，不仅能打破地域限制，还能在降低人工授粉种植成本的同时提高传粉效率[21]，从而提升产量，初步估算设施化栽培的产量可以超过传统栽培模式1 倍以上。

4.3 防治病虫鼠害

当育苗地过于荫蔽、通风条件差、湿度大或暴晒太过时，阳春砂易感染苗疫病、果疫病和叶斑病[22]。开放式栽培因气候条件的变化、种植年限的增加和阳春砂生长的环境条件等，难以调控荫蔽度、通风条件和水分条件，无法从根本上预防上述几种常见病害，而设施化栽培可以调控这些条件，能够降低病害的发生。设施化栽培还能够形成相对封闭的空间，可以防止天敌逃飞和害虫飞入，防治难度较低，防治效果更好。开放式栽培中针对鼠害主要的防治措施是物理机械防治[5]，因种植地开放，耗时耗力且效果不佳。设施化栽培的种植地是相对封闭的，可以通过简易防鼠网等将老鼠隔绝在设施大棚外[10]。

4.4 提高抗灾能力

开放式栽培难以避免台风、暴雨等自然灾害造成的经济损失，而采用设施化栽培，可有效减少或避免自然灾害造成的损失[12]。设施化栽培的环境条件可以抵御一定强度的台风、暴雨，降低天气变化带来的经济损失。同时，设施大棚内配套的滴灌设施能够科学提供水分供应，更好地应对旱情[10]。

5 设施化栽培注意事项

虽然阳春砂种植所需的外界条件与设施化栽培所形成的局部小气候环境重合度高，但是在设施选择和种植生产上应注意以下问题。

5.1 设施选择

与传统栽培模式比较，设施化栽培的成本投入主要是大棚建设费用[23]。普通的设施大棚使用的建筑材料有竹木结构的，价格大约为1 万元/亩，这种大棚价格便宜，但不够耐用，2 至3 年需更换1 次。而采用镀锌钢管材料温室大棚质量好，虽然每亩大棚造价在3 万元左右，但是使用寿命可长达6 到10 年，每年均摊成本与普通设施大棚成本相当甚至更低。

5.2 设施化种植生产

首先要避免阳光直射，适宜的荫蔽度是保证阳春砂获得高产的重要生态因子之一，应创造良好的荫蔽环境，确保幼苗期50%～60%、生长期50%～70%、花果期70%～80%的荫蔽度[17]。其次要保持土壤湿润，阳春砂喜爱湿润，在种植过程中要保持一定的空气和土壤湿度，过于干旱会导致严重的落花落果。再次要保持温度适宜，阳春砂属热带亚热带季风雨林植物，其生长期最适宜温度是22～28 ℃，授粉期最适宜温度是22～25 ℃，冬季要特别注意避免冻害。最后要经常通风换气，控制设施内的二氧化碳浓度，加强对有害气体的监测。

6 结语

阳春砂是珍贵的道地药材，阳春砂产业是值得大力发展的大健康产业，但低产等问题制约其高质量发展。近年来国家越来越重视中医药的发展，相继出台了一系列政策，提出要推行中药材规模化、规范化种植。2022 年“中央一号文件”明确指出，要加快发展设施农业，因地制宜发展塑料大棚、日光温室、连栋温室等设施[24]。这为阳春砂设施化栽培提供了政策东风。设施化栽培作为土地集约型的典型栽培模式，能够充分利用原来不能满足阳春砂种植条件的土地，扩大阳春砂种植面积。阳春砂市场需求量大，每年保持了6%～7%的增长速度，供不应求[17]，应用设施化栽培技术能够较好解决阳春砂开放式栽培的缺点，提高阳春砂产量。综上所述，把设施化栽培模式应用于阳春砂种植具有广阔的发展前景，加上国家政策支持和市场的强烈需求，设施化栽培将在阳春砂种植中发挥着重要作用，是值得研究与推广的一种栽培模式。