優質中藥材栽培合理施肥探討＊

丁丹丹，李西文，陳士林，楊 俐，向 麗

（中藥鑒定與安全性評估重點實驗室，中國中醫科學院中藥研究所 北京 100700）

農作物合理施肥是在一定的環境條件下，根據作物類型、土壤特性、產量指標等尋求不同作物的肥料類型最佳配比，選擇適宜的施肥時期、施肥量、施肥方法所制定的合理的施肥原則措施[1]。我國藥用植物資源豐富，但隨著中藥產業迅猛增長，掠奪式開采導致的野生藥用植物資源日益枯竭，因此擴大藥用植物的人工栽培就顯得尤為重要，目前約有300種中藥材藥材來源以栽培為主[2]。栽培過程中肥料的施用在提高作物產量的同時，由于作物養分供求關系不平衡而導致的施肥增產效率也在逐漸下降，從而引起一系列環境污染和資源浪費問題[3]。目前對于施肥方面已涌現出多項行業標準，多用于農作物方面，尚無優質中藥材合理施肥的相關概念及國家標準、行業標準。大宗藥材人參（GB/T 34789-2017）、三七（GB/T 19086-2008）、枸杞（GB/T 19742-2008）等有關生產的國家標準中在施肥方面皆無明確規定所使用的肥料標準。本文根據現有的施肥相關標準及要求，對優質中藥材的合理施肥問題進行探討，為以后制定優質藥材合理施肥的相關標準提供依據。

1 我國施肥現狀

1.1 農作物施肥現狀

目前，我國農業上肥料尤其是無機肥用量過大，對土壤及農作物的污染較為嚴峻，存在氮肥施用量過高，大量元素肥養分配比不均，有機肥施用量少且施用不當等問題，從而影響農作物產量和質量[4-8]。長期以來我國農作物施肥以人工為主，農戶在使用化肥過程中常采用撒播方式，作業效率低且勞動強度大，同時造成肥料的浪費，多余的肥料也會滲入地下從而污染水源，造成環境污染、土壤板結[9,10]。2015年農業部為控制化肥用量，保證農業施肥科學精準性，推進有機肥替代、機械施肥、測土配方施肥及水肥一體化等措施，但測試方法時效性差，追蹤指導較難，后續供應環節缺乏配合，配方施肥等技術難以落到實處[5,11]。

陶磊、邢鵬飛等研究中，將常規肥料減量，使用有機肥料替代處理棉花、小麥等作物后，不僅未減產，對土壤的酶活性等生物學性狀均有明顯改善作用[12,13]；我國施肥技術和施肥機械的研究發展相對發達國家落后，不僅限制了化肥的利用率，亦阻礙了農業現代化的進程；隨著時間的推移，將會導致土壤肥力下降、水源污染及作物的品質下降等種種問題[14]。測土配方施肥技術主要包括土壤測試、肥料配方設計和正確施用等過程，通過測土配方施肥技術得到土壤養分和肥料效應試驗結果，合理調整肥料的施用比例，削減土壤養分上的障礙因子，可以明顯提高作物產量[15-17]。我國于20世紀90年代開始進行水肥一體化試驗的研究和推廣，至今多省（區）已有應用。在干旱缺水區，通過將滴灌、微灌技術和施肥相結合，使肥料與灌溉水充分相融，對農田水分和養分進行一體化管理，在灌溉的同時進行施肥，將水肥直接輸送至作物根系的生長區域，實現水肥的高效利用，減少水肥損耗率，具有節水、節肥、節省勞動力等優點[18-20]。

1.2 中藥材施肥現狀

中藥材種類繁多，其營養規律與特點同農作物相比差異較大，雖然已經對一些中藥材已經進行了施肥研究，但起步較晚，多數的研究旨在證明某種營養元素對藥用有效成分和中藥材產量所產生的影響[21]。市場上缺少中藥材專用肥料，人們主要依靠以往的種植經驗購買肥料，地區之間肥料的選擇相對不一，而藥農之間往往互相模仿，憑經驗和習慣或照搬農作物的施肥方法盲目施肥[22]。與此同時，化學農藥與肥料過量撒施、有機肥不作無害化處理而隨意焚燒廢棄排放等嚴重污染土壤環境[23,24]。由于礦源不潔，各類化肥常常混入有害的成分，如磷肥產品中，常存有鎘、硼、氟、砷、鈾及放射性物質，長期大量使用會導致所述重金屬元素在土壤中堆積，進而污染中藥材[25]。有的藥農常在下雨時施撒化肥，導致大量的養分隨雨水流失，且容易燒苗，致使土壤板結，藥材生長不良[26]。因此，合理施肥對中藥材質量保障及土壤環境的保護具有重要意義。目前大部分中藥材的施肥研究集中于有機肥、無機肥對藥用植物生長和產量的影響，以及某一微量元素對藥用植物有效成分的作用[27-29]。配方施肥、水肥一體化及藥用植物專用肥方面研究較少。

王麗敏等研究表明通過配方施肥可以提高5%-10%的肥料利用率[30]。目前河北省承德市利用測土配方施肥及機械化管理等生態種植技術在荒山荒坡及退耕還林土地上栽培中藥材，效果良好[31]。中藥材的測土配方施肥是優質藥材施肥技術的有效手段，在全國性的測土配方施肥中，也出現了測試方法、配方問題、肥料供應等科學問題和一系列政策問題，同時在全國的推廣應用也需加強[17]。中藥材水肥一體化應用較少，主要集中在北部地區，河北邢臺巨鹿縣及寧夏中部干旱區域率先針對枸杞、金銀花藥材提倡使用水肥一體化灌溉技術，節水節肥，提高了肥料資源利用率[32,33]，在中藥材合理施肥的發展中應加強其推廣度。藥用植物專用配方肥可以針對不同生態區不同藥材的需肥特點，將氮磷鉀和中微量元素等營養元素進行科學配比，供該區域藥材專門使用，不僅可以保護環境，整體上也提高了藥材產量和質量。在實際生產中，氮肥施用量可以影響到人參的皂苷合成。在人參營養生長階段通過分析不同氮用量對關鍵基因時空表達量的影響，得到適宜的氮肥施用量，從而促進優質人參的生產[34]。隨著中藥材栽培技術的推廣和大批藥材生產基地的建立，施用藥用植物專用肥作為優質藥材施肥技術的有效途徑將會有非常廣闊的發展前景[35]。

2 有關施肥國家標準及行業標準

我國有關施肥的標準較多，以行業標準、地方標準和企業標準居多，但對于中藥材的無公害施肥、綠色施肥及有機施肥方面國家標準及行業標準仍是一片空白。施肥有關標準中行業標準約有275條，其中不同肥料的化合物含量測定技術方法的標準最多，達170余條；肥料質量約有62條，其中作廢17條，即將實施2條；施肥技術規范相對較少，僅有20條左右，其中作廢3條，其余皆在實行中，無公害施肥技術標準尚無；有關施肥機械標準23條，作廢6條，廢止1條，即將實施2條。肥料相關主要現行標準見表1。

目前，各類作物生產規程中肥料多引用兩例標準：《肥料使用通則》（NY/T496）行業標準和《綠色食品肥料使用通則》（NY/T394）行業標準，且肥料的選購儲存多須符合行業標準《無公害農產品生產質量安全控制技術規范第1部分：通則》（NY/T 2798.1-2015）的相關規定。例如，《無公害食品蔬菜生產管理規范》（NY/T5363 2010）行業標準在生產中選擇了《肥料使用通則》（NY/T496）；無公害藥食兩用的枸杞生產技術規程行業標準中，則使用了《綠色食品肥料使用通則》（NY/T394）。綠色食品的提出與發展在我國已將近30年，其肥料使用通則的行業標準現已由國家農業部于2013年頒布，對保護環境、提升農田肥力可以起到良好的作用。綠色食品的肥料主要以農家肥、有機肥、微生物肥為主，化學肥料為輔，且必須對環境無不良影響，符合持續發展、安全優質的原則。目前已應用于茶葉、多年生蔬菜等綠色食品生產的行業標準中。國家標準《有機產品》（GBT 19630.1-19630.4-2005)的推出使得有機食品的發展更加規范化，在有機食品國家標準及行業標準中，肥料主要來源于有機生產基地體系，同時禁止使用化學肥料。施肥相關內容展現在生產技術規程和技術規范中，尚無單獨的肥料使用準則。

表1 施肥相關現行標準

表2 肥料質量要求

目前針對優質中藥材合理施肥僅有少量無公害中藥材合理施肥的地方標準，綠色、有機施肥的國家標準和行業標準尚是一片空白。

3 肥料質量標準

肥料含有植物生長所需的營養元素及微量元素，是藥用植物優質、高產的重要物質之一。根據不同的來源和性質，可將肥料分為有機肥料、無機肥料、微生物肥料、有機無機肥（半有機肥）、腐殖質類肥料、葉面肥料和摻和肥[36]。而實際生產中錯施、濫施、劣質肥料將導致中藥材產量降低，質量下降，并對土壤造成污染及板結。因此，不同類型的肥料有嚴格質量要求及重金屬限量（表2、表3）。

有機肥料主要來源于人畜糞便和動植物殘體，經過發酵腐熟的含碳有機物料，不包括含有重金屬、抗生素、農藥殘留等有毒有害物質的城市垃圾和污泥等。外觀多呈褐色或灰褐色，粒狀或粉狀，無機械雜質，無惡臭。主要種類有人畜糞尿、秸稈、綠肥、堆漚肥、餅肥、沼氣肥、腐殖酸肥、其他雜肥。有關有機肥的標準較少，主要為行業標準（不考慮地方標準及企業標準），主要質量要求集中于有機質含量（以干基計）、總養分（氮+五氧化二磷+氧化鉀）含量、水分（游離水）含量和酸堿度，其中，有機質含量（以干基計）最少占30%，總養分最少占4%或80g/L，水分（游離水）含量最大占30%，pH值5-8之間。現行的有機肥料有機質含量（以干基計）與總養分含量較以前作廢的標準有所增加，重金屬最高限量值也有所降低。目前現行的有機肥標準主要有《有機肥料》（NY525-2012）、《油茶餅粕有機肥》（LYT 2115-2013）和《沼肥》（NY/T 2596-2014）。

表3 肥料重金屬等限量要求

無機肥主要有復混肥料、大量元素、中量元素及微量元素肥料，主要將礦石經化學或物理方法制成粉狀或粒狀的肥料產品。多呈白色、灰黃或灰黑色，粉狀、結晶或顆粒狀，無結塊，無機械雜質。關于無機肥的標準較多，更替也相對頻繁。無機肥的質量標準要求多為總養分（氮+五氧化二磷+氧化鉀）含量（以干基計）、水分（游離水）含量、水溶性磷占有效磷百分率/%、粒度（1.00 mm-4.75 mm或3.35 mm-5.60 mm）、氯離子的質量分數、pH值和水不溶物的質量分數，還包含了大量、中量或微量元素的含量（以元素計）。復混肥料中又將肥料分為不同等級的產品，多以高、中、低濃度指標三項進行要求。而復混肥料不論已作廢還是經過更新現行的標準均沒有對重金屬進行限量要求，大量元素和微量元素重金屬限量要求多以《水溶肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量要求》（NY 1110-2010）為準。不涉及蛔蟲卵死亡率及大腸桿菌值指標。

微生物肥料本身指用特定的微生物細菌培養生產后得到了具有特定肥效的微生物活體制品。主要類型有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷細菌肥料和硅酸鹽細菌肥料。主要特點是無毒、無害，不污染環境，能夠通過本身特定微生物的作用提高土壤養分的轉化，促進土壤團粒結構的形成，協調土壤中空氣和水的比值，疏松土壤，保水、保溫，同時促進產生植物生長物質，幫助植物生長[37]。微生物肥料也多為我國農業行業標準，其主要質量要求指標集中于水分含量、活菌個數、雜菌率、酸堿度和有效期，有液體肥、固體肥、顆粒肥之分，pH集中于4-9之間，雜菌率、酸堿度和有效期等質量要求指標多隨肥料外觀狀態的不同而變化，無重金屬限量檢查要求。

葉面肥、腐殖質肥、摻和肥及有機-無機復混肥主要質量要求指標集中于水分含量、總養分（氮+五氧化二磷+氧化鉀）含量（以干基計）、水不溶物的質量分數、pH集中于3-10之間，肥料類型不同，其它項主要為各自作用物質的含量系數，如海藻酸類肥料中規定了海藻酸百分質量分數≥0.05%。除去葉面肥，表3中其它腐殖質肥、摻和肥及有機無機肥均沒有重金屬限量檢查一項。

4 優質中藥材生產合理施肥

4.1 優質中藥材生產合理施肥原則

針對農業上及中藥材栽培過程中施肥所出現的問題，優質中藥材生產過程中應遵循以下幾個原則：

表4 優質中藥材生產所允許使用的肥料類型

有機肥為主，輔以其他肥料使用的原則：優質中藥材生產過程中應優先使用有機肥作為基肥和種肥，追肥時可以根據藥用植物的特殊需求適當增加無機肥料。無機肥選擇以多元復合肥為主，單元素肥料為輔，大中微量元素配合使用平衡施肥。當有機肥和無機肥搭配使用時，化肥用量需要控制，一般控制施用標準無機氮與有機氮的的比例為1∶1。

養分最大效率原則：肥料的使用必須滿足藥用植物對營養元素的需要，并能夠使足夠數量的有機物質返回土壤，保持或增加土壤肥力及土壤生物活性。種植優質藥材的基地，在滿足藥用植物對營養元素需要的同時，需保證有足夠數量的有機物歸還土壤。

無害化原則：堆肥、廄肥、漚肥、餅肥、沼肥等農家肥需經高溫發酵，完全腐熟達到無害化衛生標準才可使用；未經國家或省級農業部門登記的化肥或生物肥料禁止使用；禁止施用硝態氮肥；禁止施用城市垃圾[38]；所有的肥料應以對環境和作物（營養、味道、品質和植物抗性）不產生不良后果的方法使用。葉面噴施必須在收獲前30天進行。

4.2 優質中藥材生產肥料選擇

目前生產上使用的主要肥料類型有有機肥、微生物肥料、有機-無機復混肥料、無機肥和土壤調理劑、葉面肥等。無公害中藥材施肥首要原則即有機肥為主，輔以其他肥料使用。因此，無公害中藥材生產施肥時有機肥料重金屬限量應符合《有機肥料》（NY525-2012）要求；糞大腸菌群數、蛔蟲卵死亡率符合《生物有機肥》（NY884-2012）要求；有機-無機復混肥料和無機肥施用時主要作輔助肥料使用；微生物肥料施用時應符合《復合微生物肥料》（NY/T 798-2015）或《生物有機肥》（NY884-2012）標準要求；可與有機肥、微生物肥等配合施用；葉面噴施時須在收獲前30天進行。土壤出現偏酸、偏堿或板結等障礙因素時可選擇合適的土壤調理劑改良土壤。

綠色中藥材生產選擇的肥料種類及質量標準大致與無公害中藥材生產選擇的肥料類似，化肥用量僅允許少量使用，無機氮素用量按當地同種作物用量減半使用。

有機中藥材生產中主要施加有機肥，有機肥須沒有受到重金屬、農藥及其他有害化學物質污染且經過無害化處理，禁止施用人工化學合成的各種化肥和含氯肥料，如尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、氯化鉀、各種復合肥、復混肥、稀土元素肥料、生長素及人工合成的各種多功能葉面營養液等，可以施用一些天然的礦物肥料，如礦產硝石，礦產鉀鹽等；限制使用天然礦物來源的土壤調節劑。優質中藥材生產中所允許使用的肥料類型見表4。

4.3 優質中藥材生產的施肥方法

施肥時應依照4.1所述施肥原則，根據藥用植物營養生理特點、吸肥規律、土壤供肥性能及肥料效應，確定有機肥、氮、磷、鉀及微量元素肥料的適宜用量和比例，參考表4選擇合適的肥料類型，確定相應的施肥技術；應盡量減少無機氮肥的施用量，充分提高無機氮肥的有效利用率，減少環境污染。肥料選擇后，可根據中藥材品種特性和產量潛力按大田生產所能達到的水平確定產量目標，根據藥用植物不同生育期需肥規律確定施肥類型、施肥時間和施肥量。

4.3.1 基肥

基肥多用充分腐熟的有機肥，可通過綠肥回田改善土壤微生物區系。基肥宜深施，為藥用植物長期提供營養，可先將基肥均勻撒于表面，再翻耕入土。在玉米、小麥、大豆等前茬作物收獲后，小麥殘茬覆蓋率不小于40%、玉米殘茬覆蓋率不小于80%；或小麥殘茬覆蓋量0.3 kg·m2-0.6 kg·m2（秸稈含水率不大于25%），玉米殘茬覆蓋量1.5 kg·m2-2.3 kg·m2（含水率不大于50%）的條件下，可以利用免耕施肥播種機進行播種施肥作業，作業時不應發生嚴重堵塞。

4.3.2 種肥

種肥多用腐熟農家肥、微生物肥料。因其施于種子附近或與種子混播容易造成燒苗，因此種肥必須深施，并與播種分開進行，與種子保持適當距離。根據種子不同播種方法進行條施或穴施。可以通過變量施肥播種機對播種和施肥情況進行自動監控并進行實時處理。

4.3.3 追肥

追肥是保證藥材產量的重要施肥步驟，根據不同藥用植物對肥料的具體需求確定施用時間及次數。一般情況下，在藥用植物生長前期多施復合肥或腐熟有機肥等含氮量較高的肥料，生長中后期，則無機肥為主。如地黃為喜肥植物，在生長中期對氮、鉀等元素的吸收量達到高峰，每畝追施20 kg磷酸二銨時能獲得較大經濟效益[39-41]。需肥量較小的藥用植物，如高山紅景天追肥較少，一般選擇在移栽后第2年根據其生長情況追施適量腐熟農家肥、草木灰或磷肥[42,43]。施肥方法可根據藥用植物生長特性按照所需中耕、開溝、施肥的深度進行追肥，也可選擇中耕追肥機進行中耕追肥。

5 展望

自20世紀末以來，很多國家都越來越注重發展與環境的協調，由此促成了無公害農產品、綠色食品、有機食品生產和消費的興起。20世紀80年代后期我國無公害食品設點實施，2001年農業部啟動“無公害食品行動計劃”，2002年農業部在全國范圍內全面推進“無公害食品行動計劃”的實施。1992年農業部成立了中國綠色食品發展中心（CGFDC），AA級綠色食品的標準及生產基地的建設促進了我國綠色食品與國際有機食品的接軌，此后陸續頒布的《有機食品認證管理辦法》、《有機食品技術規范》、《AA級綠色食品認證技術準則》等法規有力地推動了我國有機農業的發展[44,45]。

由于中藥材生產基地選擇不當、施用肥料不當等原因，造成土壤及藥材重金屬污染、藥材質量下降等現象。同時，無公害農業、有機農業、生態農業等農業形式的相繼出現，也促進了無公害中藥材生產的發展[46]。在中藥材的無公害栽培體系的基礎下，董林林等規范建立了無公害中藥材的生產技術規程，對保障藥材質量安全，促進中藥材產業健康發展具有重要意義[47]，在無公害中藥材生產中建立（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）質量控制體系，從源頭控制中藥材的生產，保證其安全水平，也是無公害中藥材生產的有效途徑[48]。呂洪飛1999年提出綠色中藥材的栽培及其監測、評價標準，在中藥材種植過程中提倡使用農家肥料，尤其是腐熟的農家肥，要求減少化肥使用量，提出了土壤與單項重金屬的污染分級標準，確保藥用植物在栽培過程達到無害、無毒、安全[49]。中國國際商會河北（安國）藥業商會于1998年對張家口等地的土壤、水質、空氣污染物等進行質量監測，提出發展綠色藥材種植，并成立綠色中藥材開發研究中心。為促進中藥產業的健康、快速發展，甘肅隴西縣在2013年提出要積極突破現有模式，對打造有機中藥材產業積極響應，其施肥核心是少施或不施化肥，主要利用生物有機肥料、礦物質肥料和土壤改良劑等經過配套組合后投入到有機中藥材生產中[50]。

在中藥材生產中，無公害中藥材、綠色中藥材、有機中藥材的生產構建對以后藥材的良性發展、優質藥材栽培的現代化體系具有重要意義。有研究表明，土壤通過長期施肥后會降低其中AM真菌的多樣性[51]，而在我國常用部分生藥的檢測中發現，其重金屬含量已遠超世界衛生組織及國際糧農組織規定下的基線值[52]，故栽培過程中應選擇無污染源生產基地，做到科學施肥以達到生產優質安全中藥材的目的。優質中藥材合理施肥技術，是根據中藥材的需肥規律，土壤供肥性能與肥料效應，由傳統的經驗施肥方法走向科學定量化的施肥技術。陳士林等提出以有機肥為基礎，養分歸還、最小養分律為指導，根據作物種類及生長階段等內部因子信息，結合土壤供肥能力和肥料效率，將大量元素與微量元素進行配比，建立相應的無公害施肥技術[53]。在栽參農田中結合土壤消毒、促使蘇子等綠肥回田、施肥改土等措施可以修復土壤、改善土壤結構、增加土壤肥力，提高參苗的存活率，更好地保證優質人參的生長[54-58]。無公害中藥材施肥技術是優質藥材合理施肥的基本要求，可以提高肥料利用率和減少肥料用量，對于實現藥用植物養分平衡供應，提高藥材產量，改善藥材品質，減少土壤污染具有重要意義。在此基礎上才有可能逐步實現綠色中藥材及有機中藥材合理施肥，建立優質中藥材的合理施肥體系。