绿肥在中药材上的应用研究进展

摘" 要：中药材是中医药产业发展的物质基础。随着中医药产业快速发展，中药材种植面积不断扩大，连作障碍严重影响中药材的产量和品质。绿肥作为天然优质肥料，具有培肥地力、改善土壤结构、增加土壤养分等优势。因此，绿肥可作为中药材种植中缓解连作障碍的重要举措。研究表明，绿肥作物应用于中药材可以提高中药材的产量和品质，同时也能改善中药材种植的土壤条件，减少化肥的使用，为环境友好型可持续发展和中药材产业绿色发展奠定基础。

关键词：绿肥；中药材；连作障碍；应用；研究进展

中图分类号：F326.12" " " 文献标志码：A" " " " "文章编号：2096-9902（2024）24-0062-05

Abstract： Chinese medicinal herbs are the material basis for the development of the traditional Chinese medicine industry. With the rapid development of the traditional Chinese medicine industry， the planting area of Chinese medicinal herbs continues to expand， and the continuous cropping obstacles of Chinese medicinal herbs seriously affect the yield and quality of Chinese medicinal herbs. As a natural high-quality fertilizer， green manure has the advantages of improving soil fertility， improving soil structure， and increasing soil nutrients. Therefore， green manure can be used as an important measure to alleviate continuous cropping obstacles in the cultivation of Chinese medicinal herbs. Studies have shown that the application of green manure crops to traditional Chinese medicinal herbs can improve the yield and quality of traditional Chinese medicinal herbs. At the same time， it can also improve the soil conditions for the cultivation of traditional Chinese medicinal herbs， reduce the use of chemical fertilizers， and lay the foundation for environmentally friendly sustainable development and the green development of the traditional Chinese medicinal herbs industry.

Keywords： green manure; traditional Chinese medicine; continuous cropping obstacle; application; research progress

中药材是中医临床的主要用药来源，是中医药产业发展的物质基础。“十三五”以来，中药材产业基础地位突出，国家政策的大力扶持，中药材产业取得长足的发展[1]。《“十四五”中医药发展规划》中指出要加强中药资源保护与利用，推动中药产业高质量发展。我国作为中药材消费大国，中药材进出口大国，中药材的种植区域、种植面积正在持续快速增长[2]。自新冠疫情以来，中医药产业迅速发展，伴随着中药材市场的不断扩大，种植中药材有着广阔的前景。但中药材不同于其他常规作物，受环境、气候等条件因素影响，其道地产区种植土地面积有限，在生产过程中极易产生连作障碍，导致病虫害增多、药性衰减，药材质量不达标等，影响中药材产业发展。我国多数中药材在种植过程中常年受连作障碍问题影响，特别是根茎类药材，如丹参、地黄、三七和半夏等较为普遍[3]。因此，寻求缓解连作障碍的方法对中药材种植及环境保护具有重要意义。

绿肥是一种养分完全的优质生物肥料[4]，可有效改善土壤理化性质、土壤结构，增加土壤养分，提高土壤的保水保肥和供肥能力，减少水土流失，并且翻压绿肥植株，可提供大量有机质，促进作物生长，有助于土壤可持续发展，是农业生产中重要的轮作倒茬作物。20世纪初，为提高农作物产量及品质，化肥大面积应用于农业生产，绿肥种植面积不断减少。随着长期使用化肥，土地盐碱化程度高、土壤板结、地力减弱等问题日益严重。党的十八大以来，习近平总书记多次强调和阐述“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持人与自然和谐共生，指明了实现发展和保护协同共生的新路径[5]。2015年，农业部制定出台了《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》，明确要求到2020年，实现“一控两减三基本”的目标，同时制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，大力推进化肥减量提效、农药减量控害，积极探索产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展之路[6]。

1" 绿肥的种类和特点

绿肥作物是将生长中的新鲜植物体作为肥料翻压至土壤中，或者是与其他作物进行间作、套作或者轮作后，可改善土壤结构，增加土壤有机质、增加土壤有益菌的数量，减少土传病虫害的发生，促进其他作物健康生长[7]。我国地域广阔，南北跨度大，受气候、降水量、土壤类型等因素的影响，绿肥种植具有较强的地域性[8]。根据地域及气候特点，青海、内蒙古、黑龙江等北方地区主要种植的绿肥品种有紫花苜蓿、油菜、草木樨、苕子及燕麦等[8-11]；华南、华东等热带和亚热带地区主要种植的绿肥品种适应为潮湿气候的紫云英、蓝花子、绿豆及飞机草等[12-14]。

我国绿肥种质资源丰富、分布广泛，且种植历史悠久，具有广阔的发展前景。经过长期自然选择、人工培育及国外引进，目前我国绿肥种质资源多达20 000余份，有10科42属60多种，共1 000多个品种[7]，主要在南方冬闲期使用较多，其中有400多个常用绿肥品种被广泛应用于农业生产[7，15]。根据绿肥种植特点及品种特性，采用不同方法对绿肥进行分类。目前，在农业生产中，依据种植绿肥季节性特点，可分为夏季、春季、秋季和冬季绿肥，如广泛应用的冬季绿肥紫云英，夏季绿肥豇豆、田菁等[16]；或者根据绿肥生长期特点，将绿肥分为短期、一年生和多年生绿肥，如黄豆、苕子、紫花苜蓿等[17]；或者根据绿肥特点，依据植物分类学将绿肥分为豆科、禾本科、十字花科、水生绿肥、菊科绿肥和其他科属绿肥作物。豆科类绿肥具有发达的根系，且根部含有“根瘤菌”，可以固定大气中游离的氮素，疏松土壤，提高土壤肥力。禾本科绿肥具有生长期短、快速生长、根系发达、地上部分茂盛等特点，可以疏松土壤，提高土壤有机质含量。十字花科绿肥强大的根系可深入土壤内部，促进土壤中磷元素的吸收[18]。丰富的绿肥种质资源及悠久的绿肥种植历史，为我国绿肥利用研究奠定了基础。

由此可见，种植不同种类的绿肥，其产生的作用效果也不同。因此，在实际生产应用中，根据土壤类型及特点，利用不同种类绿肥的优势特点，采用混合播种的方式种植绿肥，可以更好地改善土壤理化性质、培肥地力，进而达到改良土壤、增产增收的目的[18]。并且，我国绿肥的栽培方式主要有间作、套作、轮作等模式及肥饲兼用型绿肥牧草生产模式[19]。在生产中以不同种植模式种植绿肥，不仅能培肥地力、改善土壤结构、增加土壤营养元素，还能够避免化肥过度使用，保证土壤可持续利用，同时减少水土流失，改善农田生态系统[18]。

2" 中药材连作障碍的影响

在全世界范围内，不同植物普遍存在连作障碍现象，植物连作造成病虫害严重，抗逆性下降，产量和品质下降。目前，中药材因其道地产区种植土地面积受限，极易造成连作障碍问题。中药材连作后，土传病害发生机率增加，致使植株长势变弱，其抗逆性、光合速率降低，影响植株正常进行光合作用，进而影响植株正常生长，最终导致植株产量和质量降低，并且多年连作后的植株残体、腐蚀物、病原微生物等影响中药材植株正常生长及代谢，导致中药材产生化感自毒作用，抑制下茬中药材正常生长。张重义等[20]研究表明，地黄连作后，苗期开始出现连作障碍效应，且在重茬逆境下地黄启动防御机制，表现出SOD酶活性升高，随着连作时间的增长，SOD活性降低。刘世鹏等[21]研究发现，随着连作年限的增加，附子根际土壤中硝态氮、铵态氮、磷酸盐、S含量逐步增加，土壤pH降低，且根际土壤微生物中可增强植株抵抗力的有益菌减少，致病菌增加，进而导致附子发病率替身，产量减少、质量降低。白术连作后，株高降低、叶片数量减少，导致生长受到影响，严重影响产量和品质[22]。半夏是忌连作的药材，连年种植会导致半夏病虫害严重，植株死亡率上升，且植株长势受抑制，POD、MDA、SOD、可溶性糖和可溶性蛋白含量升高，导致半夏减产、质量下降，所以半夏种植需进行轮作倒茬5～7 a，但种植区域土地面积受限，半夏轮作倒茬困难，严重制约了半夏的发展[23]。黄钰芳等[24]研究表明，兰州百合连作后其苗期、鳞茎发育期及成熟期均受到抑制，并且随着连作年限增加，生长受抑制情况加剧。

3" 绿肥在中药材种植中的应用

3.1" 绿肥在中药材上的应用栽培模式

我国绿肥栽培历史悠久，早在公元3世纪以前，中国便利用杂草养地，后汉《四明月令》中详细记述了苜蓿、刈当茭的种植记录[25]。根据西晋郭义恭《广志》记载，当时已在稻田广泛种植冬绿肥苕子用以养地[25]。后魏贾思勰所著的《齐名要术》中详细论述了绿肥种植及利用方式方法[5]。目前，绿肥在生产中主要应用模式包括间作、套作、轮作模式、肥饲兼用型绿肥牧草生产模式及果园绿肥种植模式[19]。根据中药材的生长特性及土壤条件选择适宜的绿肥种类，不仅能提高中药材产量及品质，也可以达到最佳肥效和生态效益。研究表明[25-30]，根茎类中药材与禾本科、菊科等作物轮作间作，可以降低酚酸类物质，改善土壤微生物种群，提高土壤有机质和土壤酶活性等，提高中药材产量和品质。周洋[31]将党参与小麦进行套作，改善了党参种植的土壤环境，有效提高了党参的种苗品质，同时提高了党参的光合速率，缓解了党参连作障碍的影响，有效增加农民种植收益。刘智赫[32]研究表明，北沙参与牛膝或玉米轮作后，有效降低北沙参根腐病发病率，提高根部浸出物及香豆素含量，且北沙参的长势较好，品质得到提升。何志贵[33]研究发现，半夏与小麦轮作后，酚酸物质的迁移过程发生动态变化，减小了酚酸物质对半夏的危害，同时改善了土壤微生物菌群结构，提升了有益菌数量，有助于半夏正常生长。

3.2" 绿肥对中药材连作障碍的影响

植物连作障碍是多因素互作的结果，主要包括植株化感自毒作用、土壤理化性质改变、根际微生物种群发生变化、土传病虫害的发生等[34]。为缓解和消减连作障碍的影响，科研人员相继开展抗连作障碍品种的选育、土壤消毒、种植模式、施肥方式等研究。我国绿肥资源丰富且分布广泛，从二十世纪五六十年代起，人们引种大量绿肥用于土壤改良和土壤肥力提升。研究表明，种植绿肥具有增加植被覆盖度、有效利用光热资源、改良土壤理化性状、增加土壤有机质、增加土壤有益菌数量，并且能降低土壤pH等功效[35-37]。牛雅琼等[38]研究发现，翻压不同种类的绿肥作物，土壤容重下降，土壤含水率、孔隙度、土壤养分等有不同程度的增加，且能提高猕猴桃的产量与品质，同时改善猕猴桃园的土壤条件。叶文斌等[39]研究表明，当归和马铃薯轮作后，可减少土壤中尖孢镰刀菌数量，缓解连作障碍对当归正常生长的影响。并且种植绿肥，不仅改善土壤微生物群落结构，增加有益菌的数量和活性，而且能重新建立土壤微生态系统平衡[40]。

根据中药材的生长特性、生长环境及土壤条件等因素，选择不同种类的绿肥对中药材的生长及土壤改善程度存在差异。研究表明，牛膝轮作并施用牛膝全株绿肥，怀地黄连作障碍消减率为36.06%，且地黄根系活力呈上升趋势，影响显著[3]。并且不论种植牛膝与地黄进行轮作，还是选用菊花进行轮作，都可以消减连作障碍对地黄生长发育的影响，同时也能有效降低连作对地黄活性成分积累、产品加工品质的影响[41]。仲彩萍等[42]研究发现，党参-马铃薯-蚕豆-绿肥轮作栽培模式，可显著减少党参根腐病的发生，使党参每亩（1亩约等于667 m2）产量增加50 kg，纯收益每亩增加538元。据报道，将金银花与甘草套种，不仅能够提高金银花的产量和质量，而且甘草作为豆科植物可以为金银花提供充足的养分，从而达到“以药养花”的目的，进而提高经济效益。解有仁等[43]研究发现，将豆科植物箭舌豌豆与枸杞进行间、套作，箭舌豌豆有助于在开花结果时为枸杞提供氮、磷、钾等养分，进而提高枸杞产量和质量。三七忌连作性强，郭宏波等[44]分析认为，三七水旱轮作时，可以使土壤进行干湿交替变换，有效降低连作障碍对三七生长的影响。特别是，前茬旱季种植豆科类作物或紫云英等绿肥，可以增加土壤肥力；在水季基肥中施用有机肥和秸秆或绿肥，可以确保土壤肥沃，保证三七有足够的营养正常生长。赵杨景等[45]研究发现，西洋参与紫苏轮作效果较好，且在轮作时用紫苏子作西洋参的肥料可提高西洋参的存苗率，增加生物学重量。周芳[46]研究结果表明，种植绿肥可促进白术生长，提高白术存苗率、产量和品质，且种植绿肥后，白术根部细菌、放线菌数量增加，真菌数量减少，有效改善土壤微生物种群，为白术生长提供良好的土壤环境。

4" 展望

中药材是中国传统医学的重要组成部分，也是中医药事业传承和发展的物质基础。我国中药材栽培历史悠久，具有很高的经济价值。在生产过程中，不仅要注重药材产量，更要关注药材品质。中药材的品质往往取决于其药用成分的含量，在临床中有着举足轻重的作用。随着中医药产业的发展，中药材的需求量不断增加，解决中药材连作障碍问题迫在眉睫。绿肥是天然有机肥料，能够有效改善因连作障碍引起的土壤板结、土壤理化性质改变，透气性差等问题，减少CO2和有害气体在根系周围的积累，减少化感自毒物质的积累，提高土壤保水、保肥能力，对缓解中药材连作障碍的研究有重大意义。因此，绿肥在中药材种植中具有广阔的发展前景，深入研究绿肥种类、栽培技术及其对土壤环境和中药材生长品质的影响，可进一步优化中药材绿色种植模式，提高中药材产量和品质，推动中医药产业可持续发展。

目前，绿肥在发展过程中依然存在较多的问题。种植绿肥主要用于培肥地力、改善土壤性状，直观效益不明显。并且受气候、种植区域、绿肥种类、中药材生长环境和土壤条件等多因素影响，绿肥种类的选择、种植技术等缺乏相应的标准及配套措施，无法发挥绿肥最佳优势。我国绿肥种类繁多，缺少优良的绿肥种质资源，价格波动幅度大，且随着农村劳动力的大量流失，劳动力成本增高，因此，农民对于绿肥种植积极性不高；且种植绿肥后还需进行相应的田间管理，导致种植绿肥成本较高。同时，为提高绿肥利用效率，绿肥翻压与利用的时间对中药材的生长和土壤改善质量有重要的影响，并且绿肥翻压后在腐解过程中，绿肥腐解速度受气温、微生物活性等因素影响，养分的释放速度和数量可能不均匀，导致中药材生长过程中可能面临养分供应不足或过剩的问题；并且部分绿肥所携带的病原菌及虫害，若未进行处理，直接在中药材田中种植，可能会导致中药材受病虫害侵染及为害的风险增加，影响中药材的品质与产量；此外对于绿肥品种的选择，不仅需要考虑中药材生长条件及土壤环境，还需要考虑绿肥种植是否与中药材存在竞争关系，避免绿肥无法为中药材提供养分，且对中药材生长空间和养分吸收造成影响。因此，科学合理地选择绿肥并进行翻压和利用，进一步探讨与优化绿肥在中药材生产中的关键技术，降低绿肥种植成本，加强政策引导和技术支持，推动绿肥在中药材种植的应用，以推动中药材生态种植模式的发展，提高中药材产量和品质，实现中药材产业绿色发展。

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基金项目：财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系（CARS-21）；甘肃省青年科技基金（22JR11RA285）

第一作者简介：常瑜（1994-），女，硕士，助理研究员。研究方向为中药材育种与栽培。