羌活繁殖、栽培技術研究進展

黃作喜 曾沿龍

摘 要：羌活作為我國傳統常用中藥材，是多種藥物必不可少的原料，近年來由于過度采挖，優質羌活藥材資源逐漸短缺。該文在探討羌活的生物學特性的基礎上，分析了種子后熟處理、分株、組織培養等繁殖技術，以及土壤準備、播種、田間管理、病蟲害防治、采收、保種等栽培技術的研究現狀，并提出了今后對羌活的研究重點，以期為羌活的人工培育提供參考。

關鍵詞：羌活；繁殖技術；栽培技術；研究進展

中圖分類號 S567 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）07-0045-5

Review on the Technology of Propagation and Cultivation for Notopterygium incisum Ting ex H. T. Chang

Huang Zuoxi1 et al.

（1 College of Life Science，Neijiang Normal University，Neijiang 641112，China）

Abstract：Notopterygium incisum Ting ex H. T. Chang is commonly used in traditional Chinese medicine，and is a variety of essential raw materials for drugs， its high quality of raw materials resources reduce gradually because of excessive digging. Based on the study of the biological characteristics of Notopterygium incisum Ting ex H. T. Chang，this paper analyzes the research progress of propagation technologies such as seed after-ripening treatment，ramet，tissue culture，and the cultivation technologies such as soil preparation，sowing，field management，pests and diseases control，harvesting and seed preservation，in order to indicate the direction of the artificial cultivation of Notopterygium incisum Ting ex H. T. Chang.

Key words：Notopterygium incisum Ting ex H. T. Chang；Propagation technology；Cultivation technology；Research progress

1 引言

羌活（Notopterygium incisum Ting ex H. T. Chang），又名羌青、護羌使者、胡王使者、羌滑、退風使者、黑藥，傘形科、羌活屬，是一種多年生草本植物。羌活的化學成分豐富，主要含揮發油和香豆素類成分[1]。它是中、藏、羌醫藥體系中的常用藥材，以其根狀莖和根入藥。以羌活為原料的中成藥不少于200多種，具有散寒、祛風、除濕、止痛的功效，主治風寒感冒、頭痛、風濕痹痛等癥[2]，現代藥理研究表明，其對心腦血管疾病也有確切療效[3]。隨著市場需求的不斷增加，以及人們對野生羌活的大量采挖，羌活野生資源日益稀缺。因此，加強對羌活資源的可持續利用研究已迫在眉睫。

目前對于羌活的種類、化學成分、藥理作用以及其瀕危誘因等方面的研究比較廣泛[4，5]，而對其繁殖、栽培技術的研究報道較少。因此，加強對羌活的繁殖與栽培技術研究，實現規模化人工種植，是滿足市場要求、緩解供需矛盾和保證藥材質量，以及保護野生物種資源的當務之急，也是實現資源可持續性利用的有效途徑之一。本文借鑒前人的研究成果，對羌活的繁殖、栽培技術做了較為詳細的綜述，并對其未來的研究重點提出了建議，為羌活的繁殖、栽培生產提供參考。

2 羌活的形態特征、生長習性

2.1 形態特征 羌活是多年生草本植物，植株高60～120cm。地下有塊狀或長圓柱狀的根狀莖和根，褐色，有濃郁芳香氣味；節間很短，且長短不等，整體呈蠶形者稱“蠶羌”，節間較長似竹節狀者稱“竹節羌”，節間膨大者稱“大頭羌”，環節不明顯又細長的稱為“條羌”。莖直立，圓柱形，中空，外表淡紫色，具有縱直條紋。葉互生，葉為三出式三回羽狀復葉，基生葉及莖下部葉有柄，柄長1～22cm，基部擴大成鞘，長約3cm；莖上部葉常簡化，無柄，葉鞘膜質，長而抱莖。復傘形花序頂生或腋生，花小，顏色為白色。雙懸果卵圓形，背棱和側棱有翅。花期7月，果期8—9月[6]。

2.2 生長習性 羌活屬于高寒植物，生長環境特殊，生長極度緩慢，生長期長，年生長期短，一般生長4～6年才能達到藥用質量標準[7]。羌活喜冷涼、怕強光、耐寒、喜肥沃，多生長于高山灌木林、高山林緣地、亞高山灌叢及草叢，適于生長在疏松、腐殖質較多、蔭濕的中性或微酸性土壤中。植被以硬葉常綠闊葉林、高山針葉疏林、針闊葉混交林、山地草甸、高山灌叢及高山草甸等為主，生長的地域性較強，一般在低暖、強光氣候環境下不宜生長[2，7]。按吳征鎰中國植物區系分區，羌活主要分布于中國喜馬拉雅森林植物亞區的橫斷山脈地區，中國—日本森林植物亞區的黃土高原亞地區，以及青藏高原植物亞區的唐古特地區；其分布中心在橫斷山區北段[8]。主產于四川（川西高山峽谷和川西北高原）、青海（海北、黃南、海南、化隆、互助等）、甘肅（天祝、榆中興隆山、臨夏、和政、平涼華亭、張掖、岷縣、酒泉、天水等）、云南、西藏，陜西及內蒙古等省區的少部分高寒陰濕山區亦有零星分布[9]。

3 繁殖技術的研究進展

羌活自然繁殖率極低，僅為0.52%[9]，加之長期以來的掠奪式采挖，使得羌活的生態環境越來越脆弱。為了保護羌活野生植物資源，可通過移栽馴化、種子繁殖、根莖繁殖及組織培養等多種途徑，以實現人工馴化栽培和可持續發展[9]。

3.1 種子后熟處理 人們對野生羌活的過度采挖已造成了嚴重的資源危機，而人工種子繁殖是保護和挽救羌活資源最直接快捷的辦法之一[9]。張恩和等對野生羌活種子的休眠特性進行了研究，發現羌活種子具有胚后熟的特性，其休眠期長達8～10個月[10]。也就是說，羌活種子在剛達到成熟采收后，其種胚還未形成或者是處在原胚階段還未分化，需要在一定的溫度下攝取足夠的水，直到使胚分化發育完成并且通過生理后熟，才能萌發[11]。所以，有性繁殖的第一步就是要打破休眠。在所有打破種子休眠的方法中，層積是人們最常用也是最有效的一種，對某些內部含有發芽抑制物的種子來說，其效果尤為顯著[12]。由于羌活在高寒山區生長，種子在夏、秋季成熟，當種子成熟著陸后遇到先溫暖后寒冷的氣候，適應此類氣候的種胚發育也要求與之相似的季節變溫，所以采用暖溫層積和低溫層積交替處理的辦法，經過3個月暖溫（15～25℃）及后續的3個月低溫（2～5℃）的層積處理，發芽率較高[10]。在種子層積處理之前，利用赤霉素（200mg/L GA3）浸泡種子或與細胞分裂素6-芐氨基腺嘌呤（10mg/L 6-BA）混合浸泡，可以促使種子發芽時間提前，同時提高發芽率。這主要是因為種子內在的激素平衡與比例經赤霉素的誘導處理而發生改變，讓處在休眠狀態的種胚得以恢復伸長生長，當種胚長度充滿整個胚腔，此時種皮裂開，種子萌發[10]。以上方法的技術路線概括為流水沖洗（將種子內的ABA含量降低到可以萌發的程度）→用赤霉素或赤霉素與細胞分裂素配合處理種子→先暖溫（15～25℃）后低溫（2～5℃）的變溫層積。該方法處理的種子，發芽率高達21%，苗壯、存活率高。甘肅農業大學的陳垣教授還提出了簡易的羌活種子后熟處理方法：采摘種子成熟度為95%的種子，立即用水和洗衣粉揉搓7次（目的是去掉種皮抑制物），淘洗后當年埋入地里，泥土能保證足夠的溫度（<-20℃）和濕度使胚發育到70%再休眠，蓋上遮陽網，來年春天即可萌發[13]。該方法處理的種子的平均成活率達90%，育苗出苗率達85%以上。

3.2 無性繁殖 由于羌活種子的雙重休眠特性，用種子來進行育苗繁殖有較大的難度，目前用羌活的根狀莖進行無性繁殖也是擴大種植規模的重要途徑。羌活的地下根莖部分為長短不等的節間，每一節位都生長有側芽，共有3～12個，當條件適宜時，側芽就會萌發，從而長出新的植株。利用羌活這一生長特性，目前主要有平栽無性擴繁以及根莖切段無性擴繁2種繁殖方式[9]。前者是把長有多個根芽的多年生羌苗水平埋入犁溝內，覆蓋土壤保溫保濕，可催生出多個幼小植株，翌年將老根莖切斷再進行移栽，增殖系數達3.0以上；后者是選用健壯的長有多個根芽的多年生羌苗的根莖部切割成1～2cm的根莖段，每段帶有1～2個根芽，直接栽培，一般于秋季進行栽植，直到春天出苗后搭建好遮陽棚，做好田間管理即可，增殖系數達5.0以上。但無性繁殖需要消耗大量的藥用部位，消耗根莖701050kg/hm2左右，與藥爭原料，而且繁殖系數較低，種源成本很高，生產上采用根莖無性繁殖擴大種源的方式已逐步被淘汰[11]。

3.3 組培繁殖 長期以來，羌活的藥材來源或種源很大程度上依賴于野生采挖，導致其種質資源受破壞嚴重，分布范圍和蘊藏量急劇減少。據1987年中草藥資源普查，野生羌活的蘊藏量僅20000多t左右，市場年需求量約2000t。自2001年以來，羌活的年采挖量達到了4000t，采挖范圍從海拔2000m左右上升到了4000m[2，5]。這樣的消耗使得羌活面臨著物種喪失、資源枯竭的危險，進行種質保護和擴大羌活繁育勢在必行，而利用組培進行離體快繁無疑是最好的選擇。蔣舜媛以羌活萌發的根芽為外植體，利用激素進行誘導建立了羌活再生體系。其繁殖方法特征在于：以羌活萌發的根芽為外植體，經消毒處理、接種誘導形成愈傷組織后，再經愈傷組織增殖、誘芽培養和生根培養，形成完整的植株小苗，將完整小苗移栽到育苗基質中，長成正常羌活植株[14]。蔣舜媛選擇以羌活萌發的根芽為外植體，沒有選擇羌活的其它分化組織，是因為帶芽的外植體產生植株的成功率高，變異發生少，易保持材料的優良特性。因組培繁殖需在無菌條件下進行，所以對外植體的處理，采用75%酒精浸泡滅菌45～60s和0.1%～0.2%的升汞浸泡滅菌10～14min雙重消毒。升汞的滅菌效果最好，但去除其毒害較困難，為此消毒后要多次用無菌水沖洗。接種時，需將消毒處理后的外植體切成0.1～0.3cm3的小塊，再進行愈傷組織的誘導、增殖和誘芽、生根培養。其中，愈傷組織誘導培養基配方為MS+KT（0.1～2.5mg/L）+2，4-D（0.5～1.5mg/L）+NAA（0.2～0.6mg/L），培養時間為30～35d，在根芽切口處膨大形成愈傷組織；愈傷組織增殖培養基為MS+KT（0.5～2.5mg/L）+2，4-D（0.5～1.0mg/L），愈傷組織增殖25～35d，長出黃色、致密的愈傷組織；誘芽培養基為MS+6-BA（1.5～4.5mg/L）+NAA（0.2～0.5mg/L），培養35～45d，出現叢生羌活苗；將叢生羌活苗分株，轉入生根培養基中培養20～30d，小苗基部出現白色短根并長出完整根系，生根培養基為1/2MS+NAA（0.01～0.05mg/L）+2%～3%蔗糖+0.8%瓊脂；除生根培養基外，其余3個培養基均加入0.7%～1.0%的瓊脂、3%的蔗糖和0.1%～0.5%的活性炭。移栽前，對育苗基質消毒，無需開瓶適應性煉苗可直接移栽成活，長成正常羌活植株。但該方法的外植體消毒較為困難，初始接種的污染率較高，誘導時間較長、分化出芽較慢、增殖繼代的代數有限。但這一繁殖體系為挽救瀕危羌活種質資源，開展野生羌活遺傳改良、促進羌活的工廠化育苗提供了一條探索途徑。

4 栽培管理技術的研究進展

4.1 土壤準備與播種

4.1.1 土壤類型選擇及底肥 羌活多生長在海拔1700～3500m的高山灌木林，具有喜冷涼、耐寒、怕強光的特性，適宜于冷、濕潤的氣候條件。方子森等對羌活適生地的研究發現，羌活生長的土壤疏松、腐殖質含量高，土質肥沃，pH值呈中性或微酸性；其根系發達，主根粗壯、分杈多、入土較深[9]。史靜等對羌活種子發芽及實生苗生長發育的研究表明，土壤疏松、深厚且富含有機質的培養基質有助于羌活種子順利出苗[15]。陳鐵柱等的研究發現，羌活對弱光的利用能力較強，在強光下生長反而較弱[16]。因此，羌活種植應選擇在2000～3000m的海拔，要求陰蔽度高、濕潤、土壤疏松肥沃深厚且呈中性或微酸性、排水狀況良好。播種前結合整地，施腐熟廄肥45000～52500kg/hm2、磷酸二銨225kg/hm2或磷肥300kg/hm2、尿素150kg/hm2作為基肥，然后深耕整平細耙待播[17]，有利于增加土壤有機質，改善土壤物理結構和調節pH值，營造適宜的栽培土壤環境。

4.1.2 播種技術 播種分春播和秋播。春播3—5月，秋播一般在9—10月，在我國北方不晚于土壤封凍前。史靜[15]等的研究認為，較低的溫度有利于羌活種子的萌發，且在溫度為15℃左右時最為適宜，溫度太低或者太高對其出芽和幼苗的生長都會有影響，所以羌活種子宜選擇在地表溫度15℃左右時播種，不同海拔和緯度栽培地的地理氣候條件不同，播種時間選擇應以15℃溫度作為依據。播種時可撒播，也可條播，播種量一般為30～45kg/hm2。撒播一般進行作畦，畦高15cm、寬140cm，整平畦面，按照1：5的比例把經過處理的羌活種子與沙土混合均勻后便可撒于畦面；條播是在選好的地塊把土壤整平，用木板在土壤表面壓出淺淺的播種溝，溝深2～3cm為宜，溝與溝之間間距10cm左右，按照1∶5的比例將準備好的羌活種子與沙土混勻撒于溝內[18]。播種后采用遮陽網或麥草覆蓋，澆一次透水，保持土壤表面濕潤，以利于出苗。若采用細土或腐殖土覆蓋保濕，則必須嚴格控制覆土深度。史靜等的研究表明覆土深度對羌活種子的發芽率、子葉的出土時間和出苗期都具有較大的影響，覆土深度以1～1.5cm較為合適，超過2cm時的出芽率很低[15]。

羌活種子的休眠期長，出苗較慢，一般在播種后4～6個月才能出苗。在此期間可與農作物進行間作套種，農作物可選擇油菜、蠶豆、小麥、青稞等。合理地進行套種有很多好處，首先，套種能明顯地增加復種指數，提高經濟效益；其次，套種充分利用了生長季的氣候資源，降低了兩茬間的農耗，提高了對光資源的利用；再者，合理套種能明顯改善農田小氣候，涵養土壤內的水分，減輕或避開不利于羌活生長的自然災害。以川北地區麥田套種為例，在開始播種春小麥的3月上旬，小麥播完后將處理過的羌活種子撒播于小麥行間，撒播時與沙土混勻，再把地面刨平整，羌活開始出苗的時候，小麥已至拔節期，羌活幼苗便可利用小麥進行遮陰[19]。對于喜陰的羌活而言，這樣的生長環境無疑對其的生長發育有利。不同作物套種留下的茬口對羌活的生長也有不同的作用，田豐等在不同套種作物對寬葉羌活生長的研究中表明，蠶豆茬口對羌活根、葉片、莖的生長及生物量增加具有促進作用，且明顯高于小麥和油菜花；小麥茬口對羌活根的生長有利；蠶豆茬口對羌活葉的生長有利[20]。套種需要注意的是，不可用馬鈴薯、胡蘿卜等根莖類作物與羌活進行套種，這類作物在管理過程中需要中耕培土，作業時很可能會對羌活根莖造成損傷[21]。

4.2 水肥及田間管理 水肥是影響羌活栽培質量和產量的重要因素[22]。羌活喜濕不耐旱，所以在羌活生長過程中要時常保持土壤濕潤，遇到干旱時更要及時澆水，人工栽培過程中應視苗情和土壤墑情結合灌水進行追肥[]。羌活在苗期時要適時進行追肥，一般選擇在羌苗長至10cm左右時進行，肥料使用人畜糞尿、廄肥最好，經微生物作用充分腐熟后形成的肥料，內含的大量微生物和各種酶能促使有機態的氮、磷變為無機態，供作物吸收，不僅提供了植物養分，還提高了土壤養分的有效性，形成的大量腐殖質還能改善土壤結構，提高土壤的保肥、保水能力。羌活有4～6年的生長周期，此間每年都要進行追肥，冬季之前主要施用農家肥，3000kg/hm2，既作肥料的同時又能保護羌活越冬；羌活越冬后，結合灌水配合尿素追施速效肥磷酸二銨，各施150kg/hm2[24]。由于野生羌活的生長環境一般富含有機質，栽培過程中要嚴格控制化肥的用量，少施用氮肥，以施用腐熟的有機肥為主。

羌活出苗以后，要將表層的覆草及時挑松，這樣既能滿足光照，又使得光照強度有所減弱。羌苗全部出齊后，不宜立即挑去覆草，應選擇在陰天分次進行，以避免強光照射，使幼苗逐步適應環境。羌活的苗期較長，此間極易滋生雜草，要根據雜草的生長情況不定期進行除草；除草時，不可將雜草直接帶根拔除，應從雜草基部用剪刀剪除，以免對羌活幼苗造成損傷或隨雜草一起被帶出[18]。

4.3 病蟲害防治 王艷等對甘肅羌活病害進行了種類調查及病原鑒定，共發現病害8種，包括殼二胞褐斑病、白粉病、鏈格孢灰斑病、殼針孢葉斑病、角斑病、莖點霉條斑病、細菌性角斑病和1種病毒病，其中病害最嚴重的是白粉病和細菌性角斑病[25]。這些病源菌多以孢子的形式附著在病殘體上，當遇上風雨天氣時，便隨著風雨浸染植株，使植株患病；由此，在預防這些病害時，可采取合理密植的方式，以提高植株群體通風性能；若病害發生，須及時去除感染植株，以免造成群體感染[22]。夏季氣候高溫多雨，雨后要及時做好排水處理，以免雨水浸泡過久患上根腐病致使植株爛根。據邊芳等觀察發現，蟲害主要有蚜蟲、食心蟲、地老虎、金針蟲、螻蛄等[24]。地下害蟲是羌活的大敵，會食害羌活的種子、幼芽、根莖等，對付螻蛄、地老虎等地下害蟲，可用80%敵百蟲15kg/hm2，兌水適量，拌1500kg/hm2炒香的麥麩配制成毒餌，于傍晚撒施在被害田進行誘殺，或用50%辛硫磷乳油1000倍液進行灌根防治；蚜蟲會吸食羌活葉片、莖稈等，食心蟲會蛀食羌活種子，利用害蟲的趨光性，可在農田設置黑光燈進行誘殺，既環保又有效；也可用40%氧化樂果乳油、敵百蟲等藥物進行防治[26]。

4.4 留種、采種、貯藏 人工栽培羌活一般2～3年后收獲。作為種株的植株，當挑選健康、長勢良好的植株，以9月中旬為時間節點進行采種、留種。留種田的增水、增肥管理應在抽薹開花之前，以促進種子后熟。選擇無病、健壯、有較大花蕾的植株留種的同時應剪除多余花蕾，于9月中旬采收飽滿成熟的籽粒作種。采收時，忌混合采收，要分層分批采收。采收后及時將籽粒晾干，于通風處干燥，以防鼠、防蟲、防霉。而不留種的田塊應及時去除花蕾，以利根系發育，提高藥材品質。移栽后的10月下旬至11月上旬，大部分植株枯萎、土壤封凍前及時采收。收獲時首先割去地上補分植株，只挖取根部，但要避免傷及根系，以保持藥材的完整性。采挖后以清水沖去泥土，于通風干燥處晾干即可[24]。貯藏時，多采用堆垛、搭架存放，同時應注意防水防寒，保持貯藏處的清潔；另外，對于干品，可置于鏤空網袋等包裝中，以利于透氣，防止蟲蛀、霉變。

5 羌活繁殖、栽培技術的研究展望

5.1 羌活繁殖技術研究的重點方向分析 羌活是我國特有的物種之一，開發歷史悠久。近年來羌活的需求量不斷增大，過度的采挖已使野生羌活儲量大大減少，加之亂砍濫伐使得羌活的生長環境受到很大程度的破壞，羌活已成為典型的漸危物種，為挽救羌活資源，唯有大力發展羌活的人工栽培[7，11]。而目前羌活的繁殖主要是種子繁殖和根莖繁殖，由于羌活的種子小，并且對環境的要求苛刻，在人工栽培方面仍有很多困難。相比較而言，利用組織培養對羌活進行離體快速繁殖的優點就比較突出。首先，組培繁殖的速度很快，且不受氣候因素的影響，一年四季都能在室內進行；其次，組培繁殖利于保持品種的優良特性；再者，對于保存和繁育優良品種羌活也是有著重大意義。所以，在今后羌活繁殖技術的研究中，應重點研究羌活組培繁殖技術。這為挽救瀕危羌活種質資源，促進羌活的工廠化育苗提供了一條新途徑。目前，羌活的組培技術仍面臨一些技術瓶頸，采用根芽誘導的污染率很高，后期分化和增殖生根也較為緩慢，因此，研究的重點應通過種子無菌播種建立高效的無性增殖體系[27]。

5.2 羌活高產優質栽培的發展趨勢 羌活作為一種珍貴的藥用植物資源，藥材價值正逐年攀升。在選育出適應性強、高產、抗病、有效成分含量高的羌活品種的同時，高產優質栽培技術的推廣尤為重要。由于羌活獨特的生物學特性，生長環境特殊，規模化栽培應集中在其原產區，如四川、青海、甘肅的2500m～4000m的高海拔地區，這些地區有著適宜于羌活繁育的地理氣候優勢。目前對羌活的種子選育、種子萌發、繁殖技術和栽培技術都具備了一定的理論基礎，但不少理論成果還只是停留在科學實驗階段，人工培育羌活的技術普及程度還不高。因此，建議在羌活原產區，采用“公司+農戶”的模式，由公司提供優質品種、種苗和技術服務，由當地農戶進行管理栽培，逐步擴大羌活的人工栽培規模，提高藥材產量和質量[28]。

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（責編：張宏民）