白鲜生态种植模式的发展思路和优势分析

2023-04-23 22:34:12王新雅沈宝宇孙立夫宋国柱贾慧群孙文松
园艺与种苗 2023年11期
关键词:轮作中药材生态

王新雅,沈宝宇,孙立夫,宋国柱,贾慧群,孙文松*

(1.辽宁省经济作物研究所,辽宁辽阳 111000;2.辽宁省农业科学院药用植物研究所,辽宁辽阳 111000;3.中国医学科学院药用植物研究所辽阳研究中心,辽宁辽阳 111000;4.龙宝参茸股份有限公司,辽宁本溪 117000;5.辽宁省绿色农业技术中心,辽宁沈阳 110021)

白鲜(Dictamnus dasycarpus Turcz.)为芸香科白鲜属多年生草本植物,始载于《神农本草经》,其入药部位为干燥根皮。白鲜在国内分布范围广泛,包括东北三省、内蒙古、河北、山东、河南、山西、宁夏等地区,其中内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁为中药材白鲜皮的主要产区,总产量占全国总量的80%以上[1]。白鲜皮具有羊膻气,味微苦,有清热燥湿、祛风解毒的功效,用于治疗湿热疮毒、黄水淋漓、湿疹风疹疮癫、风湿热痹、黄疽尿赤等症状[2]。现代研究发现,白鲜皮含有生物碱、柠檬苦素、黄酮、倍半萜及其苷类、甾体等丰富的活性成分,产生多种药效作用,包括抗炎、抗真菌、抗动脉粥样硬化、止血、抗癌、神经保护和抗氧化等作用[3]。随着白鲜皮活性成分和药用价值不断地被发掘,白鲜被广泛开发用于药品、保健品、化妆品中,市场需求量逐年上涨,从而造成白鲜野生资源受到掠夺性采挖,野生资源的产量急剧下降,白鲜资源遭到严重破坏。另外,白鲜人工栽培技术发展滞后,种植模式单一,经常出现连作障碍、病虫草害频发、化学投入过度、药材品质下降等问题。为解决这些难题,白鲜人工栽培迫切需要探索出环境友好、提质增效且可持续发展的种植模式。

中药材生态种植是根据生态农业理念提出的先进的中药材生产模式,近几年中药生态种植模式的研究逐渐兴起,一方面中药生态化发展符合药材道地性和原生境生长需求,另一方面能够有效利用土地和森林资源,降低对环境的破坏,同时确保药材质量、提升药材品质[4]。该文以生态农业理论为基础,分析白鲜生态化种植的发展思路与建议,为白鲜产业绿色可持续发展和白鲜资源的保护与合理开发提供参考。

1 白鲜生物学特性与种植现状

白鲜是多年生草本植物,植株高约40~100 cm,全株具有浓烈的特殊香味,根为淡黄白色,肉质粗长,多侧根;茎直立;羽状复叶,对生,椭圆至长圆形,长约3~11 cm,宽约1~4 cm,顶端渐尖,边缘锯齿状。总状花序,顶生,长约30 cm,花瓣多为白带淡紫红色或粉红带深紫红色脉纹,少量为纯白色;萼片5,花瓣5,倒披针形,长约2~2.5 cm,宽约5~8 mm;雄蕊10,花柱丝状细长,伸出花瓣外;蒴果成熟后裂为5 片,种子近似球形,黑色有光泽;花期5—7 月,果期7—9 月。白鲜主要分布于东北、内蒙古、华北等省区,朝鲜、蒙古、俄罗斯(远东)也有分布[5-6]。

白鲜野生资源生于丘陵土坡、平地灌木丛中、草地或疏林下,石灰岩山地亦常见,其适应性较强,喜温暖湿润环境,喜光照、耐严寒、耐干旱、不耐水涝[7-8]。白鲜自然繁殖率低,而且常年遭受破坏性的采摘,使其野生资源濒于枯竭状态。白鲜人工栽培研究起步较晚,主要采用种子繁殖,研究发现,白鲜种子具有休眠现象,发芽率低,通过低温层积与50 mg/L GA3处理后可以使发芽率提高30%[9]。另有研究表明,不同环境条件会对白鲜植株的性状、次生代谢产物生成及其品质产生影响,其中年均日照时数、土壤有机碳含量和温度是影响白鲜植株性状的关键因素[10]。然而,针对白鲜栽培技术的基础研究较少,规范化栽培标准尚不完善,种植户大多凭借经验种植。目前,白鲜种植主要集中在黑龙江省的宝清、林口、鸡西、勃利,吉林省的敦化、抚松、长白,辽宁省的本溪、丹东、抚顺,内蒙古的呼伦贝尔、赤峰等地区[11],大部分为小规模种植且呈分散状态,年产量和质量参差不齐[12],市场供应量得不到保障。近几年白鲜经济效益可观,通常种植3 年开始开花结果,每公顷种子收益约为12 万元,白鲜种植5~6 年可采收,市场统货价格140 元/kg。另外,白鲜开花季持续大约30 d,淡粉色花序连成一片花海,景色壮观,使白鲜具有独特的观赏价值。

2 白鲜生态种植模式发展方向与分析

由于中药材生态种植模式具有绿色环境友好、提质增效和投入产出比小等优势,综合效益显著,中药材生态种植已在全国范围内推行开展,是未来中药材产业发展的新趋势[13]。根据白鲜生长特性及分布区域,表明其对环境和气候的适应性较强,结合我国东北、华北、内蒙古等地区的土地和植物资源,适宜白鲜的生态种植模式有以下几种。

2.1 白鲜林下生态种植模式分析

研究发现,药用植物最常见的自然生境之一为林缘或林下,占比为42.53%,表明大部分中药材适宜在林缘和林下生长,开发林草中药材生态种植符合药材生长习性[14]。据相关调查显示,全国林草中药材种植总面积已超过66.67 万hm2,主要包括木本中药材和林下草本中药材。其中,林下草本中药材种植总面积大于26.67 万hm2,涉及30 余种常用中药材[15]。种植规模最大的品种为林下参,种植面积达18 余万hm2[16]。常见的林草中药材生态种植类型为林木复合种植、林下种植、野生抚育、拟境栽培4 种[15]。有学者发现,厚朴高效立体复合种植的经济产投比、土地生产率明显高于厚朴单作[17]。通过考察6 种常见栽培林型对林下参产量、质量及土壤微生态的影响,发现蒙古栎林下参产量及质量最优,杂木林次之,而白桦林不利于林下参生长[18]。

白鲜林下生态种植符合其生态学特征,林下生境与白鲜生长环境相似。由于白鲜具有喜温暖湿润、耐干旱和不耐涝的特点,应选择向阳山坡、稀疏林地、林缘地或灌木丛等高坡处或排水良好的地方,避开易积水的低洼地块。首先清除林下种植区内的杂草、石块等杂物,根据地形整地起垄,直播和移栽均可,期间可进行除草、补苗等简单管理,种植5 年以上可采挖。林下土壤肥沃,富含腐殖质,可为白鲜提供充足的营养物质,而且林地微生物菌群多样,生态系统稳定,又可降低白鲜病虫害。林下种植白鲜,既提高土地利用率,生产成本也大幅降低,增加林地经济收益。

2.2 白鲜仿野生栽培模式分析

仿野生栽培是一种新型高级生态农业生产方式,该生产模式是在野生或与野生条件相似的环境下,通过适度的人工管理措施,并在维持生态系统平衡和保护生物多样性的基础上,达到符合道地性且稳定的产业化发展需求[19]。目前部分中药材已开展仿野生栽培研究,马春英等[20]研究表明仿野生移栽知母的药用成分含量与野生知母无显著差异,仿野生生产成本低且产量高,符合现代道地药材的发展方向。另有研究者通过比较不同仿野生栽培方式与纯野生条件下铁皮石斛品质的差异,发现石头仿野生和林下仿野生栽培的铁皮石斛的多糖和甘露糖含量最高,其生态环境更接近纯野生环境,比较适合铁皮石斛有效成分的积累,更适合药材品质的形成[21]。中药材仿野生栽培具有质优安全、保护生态环境及中药资源、经济效益高等优势,发展潜力极大[22]。根据白鲜原生生境,白鲜仿野生栽培适宜选择平地灌木丛中、疏林下或草地等地块,清除地表杂草、树叶,翻松土壤,因地制宜开沟、播种、覆土轻压、浇水使土壤湿润。白鲜仿野生栽培注重自然属性,即采即播,人工干预较少,管理以物理和生物防治病虫害为主。此模式通过利用自然生态资源,显著降低化学农药和重金属残留,提高品质,减少人工和农资投入,是白鲜产业健康可持续发展的途径之一。

2.3 白鲜间作模式分析

间作种植模式是在同一田地上将生长季节相近的2种或2 种以上的作物按一定比例分行或分带种植,具有提高产量、提升次生代谢产物、防治病虫害及土壤可持续利用的特点[23-24]。白鲜为多年生草本植物,适应性强,与作物或其他中药材间作或套种,可达到种间促进、互惠共生的作用。该模式具有以下优势:一是根据植株高矮、喜阳喜阴等特性差异进行间作,充分利用了光照、热能、空间等资源;二是不同植物根系分布和养分需求不同,高效吸收土壤中营养物质和水分;三是中药材有效成分大部分为植物的次生代谢产物,其含量易受光照、湿度、根分泌物、土壤微生物和酶活性等因素的影响,合理密度的间套作有利于次生代谢产物的积累[24];四是生态多样性和植物分泌的化感物质有助于防控病虫草害的发生。研究表明,白鲜中的梣酮可抑制莴苣幼苗胚根长生长和促进番茄胚根生长,白鲜皮生物碱类化合物对莴苣、番茄、黑麦草、稗草、鬼针草和反枝苋胚根生长均有一定化感抑制作用[26]。此外,白鲜植株本身散发着浓郁的特殊气味,可为邻近作物驱除部分害虫。目前开展了白鲜-榛子间作生态种植模式,选地时应选择向阳、土层深厚、排水良好的地块,榛子对白鲜的郁闭度以小于10%为佳,此模式提高了榛子林土地利用率,增加田间生物多样性,抑制杂草生长,同时,促进白鲜产量和品质的提升。目前,还开展了白鲜-玉米间作种植、白鲜-芍药间作种植等模式,长势均表现良好。

2.4 白鲜轮作模式分析

轮作生产方式能够提高作物品质和产量,减轻病虫害和控制杂草,产生较高的经济效益,还能改善土壤理化性质、增加土壤酶活性及减少温室气体排放等,具有良好的生态效益[27]。白鲜连年种植会出现病虫害频发、土壤肥力降低、产量和品质下降等连作障碍现象,而轮作种植模式既可缓解连作障碍,又能集约化利用时间[30]。以现有作物轮作类型为参考,适宜白鲜轮作种植的模式为药-药轮作和粮-药轮作。一方面,轮作能够促进养分循环,在确保了时间、空间、资源、市场机会和劳动力分配的基础上,充分保留农业多样性,形成稳定的生态系统,全面降低单一种植的风险[31]。另一方面,缓解土地资源紧缺的现状,减少粮药争地的矛盾。现有的轮作模式为白鲜-黄精、白鲜-苍术、白鲜-威灵仙和白鲜-辽藁本等药-药轮作模式,利用不同作物对土壤养分需求差异,合理开发土地资源,并改善土壤微环境和菌群结构,减少病害发生,实现白鲜产业健康可持续发展。

2.5 白鲜生态景观模式分析

白鲜在东北地区5—6 月开花,为总状花序,花瓣呈紫色、粉色或白色,每到夏季形成粉色花海,甚是美观,常常引人驻足观赏。利用白鲜美化环境的特色,与景观设施相结合,可建设一种沉浸式生态观光旅游项目。基于当地特色农产品,打造田园风景与采摘相融合的多元化“农家乐”发展模式。白鲜生态景观模式既能美化环境,满足人们感官体验需求,又能促进当地旅游业文化发展,带动乡村经济,是一种人与生态环境和谐发展的友好模式。

3 小结

中药材发展生态种植模式具有明显优势,近年来部分中药材生态种植研究成果可观。药材种植首先要保障品质,而中药有效成分通常为次生代谢产物,在接近生境的生态条件下受到环境胁迫,将产生较多的次生代谢产物,并且生态种植环境也符合药材生境要求,与“不与粮争地”政策一致,是未来中药材产业可持续发展的主要方向[32]。通过分析白鲜的生物学特性和生境条件,白鲜适合开发的生态种植模式包括林下仿野生种植模式、间作模式、轮作模式和生态景观模式。在确保白鲜品质的同时,显著提高土地利用率,保护生态环境,且增加经济效益。目前,白鲜生态种植相关的研究较少,仍需种植户和研究者深入探索白鲜的生态种植技术,促进白鲜产业健康持续发展。

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