唐 涛,王帆帆,郭 杰,郭晓亮,段媛媛,游景茂
(湖北省农业科学院中药材研究所/湖北省中药材规范化生产(GAP)工程研究中心/农业农村部中药材生物学与栽培重点实验室,湖北恩施 445000)
中药材黄连是多年生草本植物黄连(Coptis chi⁃nensisFranch.)的干燥根茎,单独或与其他草药结合使用于许多中药经典名方中[1]。在中国传统中医药中具有悠久的历史,最早可追溯到已知现存的中药学著作《神农本草经》[2]。黄连性味苦寒、无毒,具有广泛的抗菌、抗病毒和抗氧化作用,常用于治疗炎症性疾病、心血管疾病、糖尿病、癌症和神经退行性疾病[3,4]。最新研究表明,黄连解毒汤中的活性物质可通过多靶点、多途径治疗新型冠状病毒肺炎[5]。中国黄连分布于湖北、四川、湖南、陕西、贵州、云南等省,主要产于湖北省利川市和重庆市石柱县[6]。黄连人工种植以味连为主,其产区以长江为界,湖北省恩施州、重庆市石柱县等长江以南地区所产黄连称为“南岸味连”;湖北省十堰市、重庆市巫溪县、陕西省安康市等长江以北地区所产黄连称为“北岸味连”。中国黄连种植总面积超过1.7 万hm2,其中90%分布于鄂渝交界的齐岳山以及鄂渝陕交界的大巴山。黄连具有清热燥湿、泻火解毒的功能,具有较广的抗菌范围,是黄连上清丸、牛黄上清丸、黄连清胃丸、黄连羊肝丸、黄连双清丸、黄连胶囊、香连片等传统中成药的主要原料[3,4]。
恩施州利川市建南镇是黄连面积最大、最核心种植区,享有“中国黄连第一镇”“全国黄连种植示范乡镇”等美称,并于2012 年通过国家GAP 基地认证。从2015 年开始建南镇黄连陆续出现不明原因大面积死亡情况,病害日趋严重影响了黄连的品质和连农的种植热情,黄连产地种植面积正迅速减少。病害侵袭成为当下黄连产业发展的严重阻碍,本研究对恩施州建南镇境内黄连病害发生情况作详细调查、成因分析以及防治策略。
截至2019 年10 月,建南镇黄连留存面积约2 801.4 hm2,其中水田坝村370.7 hm2、丰竹坝村366.7 hm2、龙塘沟村358.7 hm2、容貌坪村337.3 hm2、大屋基村322.0 hm2、板厂坪村232.7 hm2、红板云村213.3 hm2、大道角村200.0 hm2、凤凰沟村140.0 hm2、白竹坝村115.3 hm2、中坪村56.7 hm2、维丰村53.3 hm2、星星村34.7 hm2,综合效益达84 040 万元,基本呈现家家种黄连的现象。目前全镇从事黄连产业的合作社和家庭农场16 家,企业1 家。黄连产业是建南镇脱贫攻坚主打产业之一,对于精准脱贫具有重要意义。
通过调研走访发现,目前黄连植株死亡问题严重,在建南镇全镇均有发生。2015 年开始零星发生,2018 年和2019 年达到高峰期,病害蔓延发展快速,危害大,严重田块几乎绝收。2015 年大道角村开始出现红叶、叶片枯死、整株黄连枯死、根部及植株腐烂等相关症状,然后陆续开始在红板云村、凤凰沟村蔓延,2016 年水田坝村开始发生,到2017 年建南镇全部黄连种植区域均发生严重黄连死亡现象。2019 年10 个村都有发生,其中大道角和龙塘沟为重灾区,死亡率达70%以上,发病最轻的为板厂坪和丰竹坝。死亡现象主要集中在3~4 年生黄连,超过4 年生的黄连发病较轻,对产量影响相对较小,幼苗期及移栽后1~2 年发病死亡也相对较轻。主要症状为1~2 年生苗在5 月中下旬叶片变红,开始淡红,后期变为紫红;3~4 年黄连茎干由绿色变为黑褐色,根部须根丧失活力,逐渐变黑折断,主根随后表皮变黑,由外到内逐渐褐化,植株呈立枯状、粉末化,最终整株枯死,彻底失去药用价值和商业价值。该病害在植株根部呈现由一边向另外一边扩散的情形,同时在部分田块也呈现由一边发病向另外一边传染的迹象。该病发生呈普发并加重态势,目前在整个武陵山区黄连种植区域均发生。
2019 年5 月部分长势良好的田块,于11 月全田80%枯死;8—9 月移栽的黄连,11 月出现病状。在箭竹溪,2017 年按采收面积统计正常可收获1 000 t,实际仅有700 t,2018 年仅500 t,按照危害发展趋势,预计未来3~5 年箭竹溪黄连可能无法有效供给。目前无法有效对黄连病害进行防控,严重挫伤连农种植积极性。
黄连为多年生中药材,在恩施州利川市种植5~6 年后采收,恩施州太山庙种植7~8 年后采收。由于山区耕作土地和劳力限制,大多种植区农户缺乏轮作意识,部分农户虽然轮作,但轮作间隔期较短,如采用玉米轮作,轮作间隔期仅1 年,达不到消减连作障碍的效果。通过田间土壤测定发现利川市建南镇黄连土壤pH 大多低于5.0,不利于黄连的生长。此外,多年连作导致病原菌等有害生物在田间不断积累、土壤中微量元素和大量元素缺失及自毒作用持续积累[7]。
通过调查发现,恩施州黄连种植区域病虫害高发。在建南镇黄连根腐、白绢病和紫纹羽病平均发病率为45%、20%和25%,3 种病害都属于土传病害,高湿条件下发病迅猛,传染性极强。由于黄连种植主要是密植,3 年后植株间不通风,湿度比较大,适合病原真菌生长,导致黄连大面积死亡。叶部病害叶斑病和炭疽病发生严重,此外地下害虫蛞蝓、蛴螬较多,蛴螬主要为害1~2 年生连苗,取食新生根,造成黄连长势欠佳,导致病原微生物侵染。病虫害地发生不仅造成黄连严重死亡,更重要的是病虫害防控缺乏科学指导,连农全凭经验防治,导致黄连病虫害没有得到有效防控,病原积累从而愈演愈烈。同时,部分农药化肥的随意施用严重破坏了黄连健康的生态环境。
目前整个建南镇黄连种植区,除个别农户坚持自繁种苗外,大部分农户靠交易市场购买种苗。这些种苗不仅质量参差不齐,大部分种苗从外地等染病疫区调运,连苗外观正常,实质根际带菌,致病菌处于潜伏期,种植后随环境变化条件适宜后迅速发病,导致非疫区被交叉感染。此外,长期的自繁自育导致品种特性退化严重,种苗生长状况和抗病性差。
选择合理地块,黄连种植需要选择土层较厚、排水良好、有一定坡度的肥沃土壤。栽培一般在海拔1 200~1 800 m 的半阴半阳地。合理的种植密度对黄连病害发生有抑制作用,种植密度的合理规划有助于黄连合理分配生长空间,优化群体结构,同时生长期间有足够的营养,能够确保黄连稳定健康生长,从而提高对病害的抵抗力。因地制宜地实行轮作、间作、套作、翻耕等措施。轮作应选择不同类型、非同科同属作物,避免有相同的病虫害,有条件的地方可以选择水旱轮作。翻耕可促使病株残体在地下腐烂,同时也可把地下病菌、害虫翻到地表,结合晒垄土壤消毒。深翻可使土层疏松,有利于根系发育。适时播种、避开病虫危害高峰期,从而减少病虫害。林下种植等生态栽培模式也能有效防治黄连病害。近年来林下经济是研究的热点,不仅响应了国家保护耕地不占用基本农田的政策,林下栽培中药材还能提高品质,减少病害发生。黄连生长期间采取中耕、松土、除草等措施,可以有效防止田间病虫害发生。黄连地内极易生长杂草,尤以轮作的熟地杂草最多。中耕除草是种植黄连的基本操作,移栽当年和次年,做到除早、除小、除净。每年结合中耕除草4~5 次;第三、四年每年除草3~4 次;第五年除草1次。越冬后,及时拔除田间病株和病残体,防止病原菌扩散和再侵染[8,9]。接触过生病土壤或植株的农事工具要及时消毒,避免交叉感染。
水、肥、光协调促控等栽培技术措施促进黄连健壮生长,最大限度减少黄连病虫害的发生与蔓延。调查发现过度的化肥施用与黄连大面积死亡有密切关系,化学肥料的过量使用还会导致土壤酸化板结等问题。因此,黄连施肥应坚持以基肥为主、追肥为辅和有机肥为主、化肥为辅的原则[10,11]。腐熟有机肥可显著改善土壤肥力结构和微生物结构,改善根际微生物群落结构,平衡植物微生态系统。有机肥被用于农田或退化土壤,可以增加有机质,改良土壤结构,减少化学肥料的使用量,并且可以减轻土壤的潜在侵蚀。对土壤的改善和根际微生物群落结构的优化可以在不使用化学药物控制的情况下减轻植物土传病害。有机肥抑制病害的特点已被广泛应用。
连续种植黄连土壤酸化严重,是病虫害严重的重要原因之一。合理利用生石灰等改良土壤至弱酸或者中性。选择碱性肥料施用,如钙镁磷肥、磷矿石粉、草木灰、碳酸氢铵、石灰氮、氨水等,对酸性土壤有中和及改良效果,同时有机肥和农家肥的施用也能改善土壤酸化。针对土传病害严重的田块,可以采取棉隆和威百亩等土壤熏蒸剂进行土壤熏蒸,杀灭土壤留存的大部分有害生物后再利用有机肥、微生物菌剂等对土壤进行合理修复。连续多年种植的土壤容易滋生大量有害细菌、真菌、病毒,还有根结线虫、地下害虫、杂草等,很难防治。土壤消毒能有效杀灭土壤中的多种有害生物,很好地解决重茬和土传病害、线虫等防治难题,并显著提高作物的产量和品质,是保障农产品质量安全的有效措施。
加大调运过程中的种子种苗的检测力度,对携带病原的种子种苗进行消毒处理或销毁处理。黄连多年自繁自育,品种和质量退化严重,抗病能力显著下降,应及时开展黄连种质的提纯复壮和抗病品种选育。
黄连种植年限长,种植过程长期受到病虫害的侵袭。其中黄连根部病害根腐病、白绢病和紫纹羽病是黄连生产过程中的主要制约因素。黄连根腐病田间常年发生率为40%,严重地块发病率可达60%~80%[11],对黄连的产量造成了严重影响。利川市箭竹溪黄连疫情总体是多病原复合侵染引起的黄连根腐病,发病率高达90%,并存在严重的蔓延趋势。黄连紫纹羽病具有区域化特点,部分田块存在但无扩散蔓延现象。黄连白绢病主要在5—9 月天气炎热湿度大时发生,发病率约30%。黄连叶部病害主要包括叶斑病、白粉病和炭疽病,一般发病率在10%~30%。黄连病害多数集中在5—9 月平均气温25 ℃以上的时段暴发,因此,从4 月起可以交替使用各种药剂对黄连各种病害进行预防。
药用植物是典型的小宗作物,栽培过程中的病害防治沿用农作物的防治思路,化学防治药剂登记较少,基本是借鉴农作物相关病害的防治经验。黄连病虫害发生严重,防控难度大,已成为严重影响黄连生产和产品质量的灾难。为有效缓解黄连生产过程中病害蔓延,黄连病害防治过程仍要坚持预防为主,综合防治的思路。此外,应加强黄连病害的病原鉴定及防治药剂筛选登记,建立综合性的黄连病害绿色防控体系。近年来,黄连林下等生态栽培模式的建立有助于减少黄连种植过程中的病害发生,增强黄连自身抗病能力。厚朴林下、杉树林下以及何首乌藤蔓下种植黄连在恩施州已经有一定规模的应用,很大程度上缓解了病害蔓延。生物防治因其对环境和作物安全,抗性风险小等特点而被广泛应用,未来生物防治可能是代替化学药剂的重要手段之一。生物防治可以降低化学药剂对黄连生态环境和微生态环境的影响,更符合可持续发展的理念。