無公害人參農田栽培技術規范及標準＊

徐 江,沈 亮，陳士林，李 剛，李西文，董林林，近藤健兒

（1.中國中醫科學院中藥研究所 北京 100700；2.盛實百草藥業有限公司北京 100062；3.日本國株式會社津村 東京 107-8521）

人參為五加科植物Panax ginsengC.A.Mey.的干燥根及根莖，具有大補元氣、補脾益肺、安神益智等功效，用于體虛欲脫、脾虛食少、津傷口喝等癥[1]。自古以來，人參就是滋補佳品，用量較大。自2012年衛生部批準人參作為新資源食品在市場上流通后，其需求量又猛增，導致人參價格快速上漲。傳統人參種植主要以“毀林栽參”模式為主，由于該模式對森林資源和生態環境破壞嚴重，國家現已明令禁止砍伐森林生產人參，由此導致伐林參地資源急劇減少，全球范圍內人參藥材供需矛盾日益突出[2]。農田栽參將成為人參種植產業發展的主要模式，但是農田栽參種植技術還不成熟，種植無序、病蟲害嚴重、存苗率低等問題在生產過程中十分突出[3-6]。為提高人參產量，生產過程中濫用農藥化肥，不僅使人參藥效下降，而且造成藥材農殘及重金屬嚴重超標，使得我國人參產業在國際市場中的競爭力不斷降低，現階段開展無公害種植是解決該問題的關鍵[7]。

目前，無公害栽培技術已經在人參、西洋參等藥材種植產業中得到應用[8-10]，但有關無公害人參農田栽培技術規范及標準相關研究較少。為生產優質人參，減少農殘及重金屬等外源物質污染，建立科學合理的人參無公害農田栽培技術規范及標準，將有序推進農田栽參種植產業的健康發展。本文在研究團隊多年農田栽參研究基礎上[3-4,7,11-16]，結合國內外人參農田種植基地調研結果，制訂了無公害人參農田栽培技術規范及標準。提出了栽培選地、土壤改良、優質種子種苗生產、田間管理、病蟲害防治、質量控制及產地溯源等方面的科學種植技術和標準，研究結果可有效促進無公害人參農田栽培產業的健康可持續發展。

1 無公害人參農田栽培產地環境

栽培選地是無公害人參農田栽培的首要任務。種植基地選址應遵循物種分布生態相似性原理和地域性原則，種植基地應選擇土壤改良成本低、便于機械化操作及運輸的地區[17]。無公害人參農田栽培種植基地環境應符合《中藥材生產質量管理規范（試行）》、NY/T 2798.3-2015無公害農產品生產質量安全控制技術規范、GB15618-2008土壤環境質量二級標準、GB5084-2005農田灌溉水質二級標準、GB3095-2012環境空氣質量二級標準等要求。

1.1 生態因子閾值范圍

依據人參生長特性，利用“藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統（GMPGIS-II）”進行農田栽參生態適宜產地分析[17]。GMPGIS-II是對GMPGIS的升級更新，此系統氣候因子由原有的7個氣候因子更新至21個，各氣候因子主要來自WorldClim和CliMond氣候數據庫，同時本研究的人參采樣點也根據現有種植產區進行了增加，經分析得到適宜人參生長的生態因子閾值范圍如表1所示。適宜農田栽參的土壤類型主要為白漿土、強淋溶土、暗色土、始成土、沖積土、潛育土、薄層土、淋溶土、灰化土、黑土等。種植基地土壤必須符合GB15618-2008二級土壤環境質量標準要求，土壤重金屬元素應該在規定范圍內，其中總鎘（mg·kg-1）≤0.30、總汞（mg·kg-1）≤0.25、總砷（mg·kg-1）≤25、總鉛（mg·kg-1）≤50、總銅（mg·kg-1）≤50。

1.2 潛在生態適宜產區

依據中國、韓國、日本、朝鮮等農田栽參分布樣點，通過GMPGIS-II得出農田栽參在世界范圍內的最大生態相似度區域（生態相似度99.9%-100%區域），該適宜區域主要分布在亞洲東部、北美洲中東部、歐洲中南部及大洋洲東部沿海部分地區。其中人參最大生態相似度區域主要包括美國、加拿大、中國、俄羅斯、日本、朝鮮、法國、意大利、韓國等地區。

基于人參在國內的種植產區樣點信息，利用GMPGIS-II得到人參在國內的最大生態相似度區域，該區域主要分布在中國東北、山東半島、秦嶺山脈及云貴高原高海拔地區，其中適宜種植的省區包括黑龍江、吉林、遼寧、陜西、湖北、四川、河北等。黑龍江省鐵力市、嘉蔭縣、海林市、富錦市、虎林市、寶清縣等地，吉林省撫松縣、通化市、集安市、敦化市、樺甸市、靖宇縣、長白縣等地，遼寧省寬甸縣、桓仁縣、鳳城市、新賓縣、開原市等地是農田栽參潛在最適種植產區。

1.3 種植基地環境及土質要求

種植基地應選擇生態環境良好、不受工業“三廢”及城鎮生活、醫療廢棄物等污染的地區；土壤農殘及重金屬含量不得超出無公害土壤種植標準。所選地塊應遠離居民區和主要公路500 m以上，預選地塊坡度范圍以2-15°為宜，適宜種植在東、南、北三個坡向，離水源較近、便于機械化作業的地區。低洼積水、土壤黏重、崗頂風口等易遭受災害地塊不宜選用。

表1 人參農田栽培適宜生態因子閾值范圍（GMPGIS-II）

種植基地選擇土層≥30 cm、土質疏松肥沃、保水保肥性能良好、具有良好團粒結構的土壤較好。改良后的土壤有機質含量應≥3%，pH值范圍5.5-6.5，大量及微量元素豐富。前茬作物為玉米Zea mays、大豆Glycine max、紫蘇Lonicera japonica等較好，不宜選用種過蔬菜、水果、煙草、馬鈴薯等的地塊。

2 無公害人參農田栽培優良品種選育

2.1 農田栽參新品種選育

選育優質、高產、抗病蟲新品種是無公害人參農田種植的重要環節[18]。針對農田土壤質量及緩沖性較差等問題，應重點選育對病蟲害有較強抵抗力的品種[19]。傳統育種方法是人參育種的主要選育手段，然而該方法選育周期長，效率低，采用現代分子技術選育新品種，可有效縮短選育時間，加快選育效率，進而保障無公害人參農田生產[20]。研究表明人參種質資源較為豐富，遺傳多樣性較高[21,22]，有助于人參新品種的選育。目前，國內外培育的人參新品種較多，中國培育的人參新品種最多，有13個，但大部分適宜伐林地種植，僅有3個為農田種植品種，且培育的新品種推廣面積較??；韓國有9個，均為農田種植品種，適應性好，推廣面積較大；另外日本培育的人參新品種有2個，朝鮮有1個。與國外農田栽參品種相比，我國適宜農田種植的新品種較少，且大都處于示范種植階段，今后應加大農田栽參抗逆新品種的選育力度（表2）[23-31]。

表2 人參主要品種類型及生長特性

人參遺傳信息若缺乏研究，會嚴重影響人參產業發展，進行人參全集因組圖譜解析，可促進人參優良品種選育。應用二代測序技術組裝了人參全基因組序列，研究表明人參基因組包含了3.5 GB核苷酸序列，其中60%以上為重復序列，人參基因區編碼42006種預測蛋白，通過全基因組比較分析，鑒定出了31個甲羥戊酸途徑關鍵酶編碼基因，225個UDP-糖基轉移酶（UGT），這些UGTs是人參最大的基因家族之一。人參基因組的測序、分析，在分子水平上揭示的人參皂苷生物合成、進化以及人參抗病分子機制，可為農田栽參新品種的選育提供基礎[12,32-33]。

在單因素試驗結果的基礎上，以烤制溫度、蒸汽烤制時間、蒸汽噴射時間組合，在單因素試驗優選的參數基礎上，數值上下浮動5%，確定具體參數數值，設計3因素3水平正交試驗L9(34)(見表1)，優化紅外蒸汽烤制工藝，確定最佳工藝參數。

2.2 優良種子種苗生產

優良種子種苗生產應選取無病菌、健康的人參種子為材料，依據GB 6941-86及ISO17217-1-2014-人參種子種苗標準進行挑選及種植。種子可通過包衣、消毒、催芽等措施提升出苗率及減少病蟲害發生率。常用人參種子消毒方法為50%多菌靈500倍溶液浸泡裂口種子10 min或者使用2.5%適樂時（2.5%咯菌腈懸浮種衣劑）進行包衣拌種。育苗地土壤應疏松通氣、保水保肥，具有良好的物理特性，營養成分均衡，無病菌、蟲卵及雜草種子等。

3 無公害人參農田栽培技術

3.1 整地

4月末至5月初，進行第一次土壤翻耕，翻耕深度25-40 cm為宜；7月中旬將種植的綠肥打碎回田，每隔10-15天翻耕一次土壤，雨后或參地水分含量太高時不宜翻耕，9月起壟做畦前，共進行8-10次翻耕。平地畦向一般選南北走向，坡地可以順坡做畦，畦長≤50 m[5]。

3.2 土壤消毒

土壤消毒主要以化學農藥消毒為主，紫外線和生防菌劑（木霉菌、哈茨木霉菌等）消毒為輔。土壤消毒時間以綠肥回田后為宜，當氣溫穩定在10℃以上，土壤相對濕度為30%-80%時，可以開展化學藥劑消毒。常用土壤消毒劑為棉隆、威百畝、氰氨化鈣、1,3-二氯丙烯等，消毒劑種類及消毒方法如下表所示（表3）。消毒完成后立即進行土壤翻耕，排空土壤中殘留的有毒氣體，進行播種及移栽[34-37]。

3.3 土壤改良

土壤改良可以分為綠色休閑及黑色休閑兩個過程，可采用綠肥種植、有機肥及菌肥添加等方式提升土壤肥力。根據種植基地土壤營養成分狀況，在綠色休閑改良時期，可種植紫蘇、大豆、玉米等作物，夏季高溫時期將綠肥打碎施入農田，促進其快速腐爛，在后期土壤翻耕過程中可增施有機肥及微生物菌劑，調節土壤物理結構及適宜pH值[4]。黑色休閑過程中中肥料添加以有機肥為主，少量搭配化肥和微量元素肥料，使改良后的土壤疏松肥沃、農殘及重金屬含量較低，達到《無公害農產品產地環境評價準則》要求。

人參綠肥作物篩選過程中發現紫蘇綠肥對人參生長及增產具有顯著提升作用。在前期工作基礎上，選育了綠肥紫蘇新品種，該品種具有葉籽兩用、豐產、高抗、耐貧瘠等特性，研究表明該紫蘇品種的甲醇提取物可有效抑制人參根腐病發病率，對根腐病致病菌具有較好的防治效果[15]。另外，人參根腐病生防菌劑PG50-1對根腐病致病菌的防治效果顯著，移栽或直播前，將該菌劑施入土層，人參根腐病死苗率可以下降60%以上，致病菌尖孢鐮刀菌豐度可以下降40%以上[14]。通過大量田間實驗，得到農田栽參土壤改良的農家肥用量為4-6 t·667 m-2，農家肥以雞糞及豬糞為主，按照2∶1（W/W）混勻，發酵備用。施肥可有效降低土壤pH，增加土壤肥力，降低土壤細菌多樣性，改變細菌群落組成，提高人參存苗率，最終提高人參產量和質量[4]。

3.4 種子種苗繁育

3.4.1 播種

選擇優質人參種子進行催芽處理，當人參種子裂口率≥95%，且胚長接近胚乳長度時，種子完成層積處理。秋播可在10月中下旬進行，播種前用多菌靈或適樂時藥劑進行包衣拌種殺菌處理；春播在4月中下旬土壤解凍后開始。育苗地播種可采用點播、條播或散播方式。播種覆土厚度為3-5 cm，播種后將畦面摟平，使用稻草、打碎的玉米秸稈或松針等進行覆蓋，厚度2-3 cm，參齡達到4-6年即可采收。

表3 不同土壤消毒劑使用方法比較

表4 多年生人參移栽株行距比較

3.4.2 移栽

大田移栽人參時，采挖參苗與參苗分等級應同時進行。依據人參種苗等級，應選擇健壯、無病蟲害的參苗進行移栽。春栽適宜在4月中旬土壤解凍后進行，秋栽適宜在10月中旬人參地上部枯萎時進行。人參移栽時不要傷到芽苞和參根表皮，可用50%多菌靈粉劑進行拌根消毒處理[38,39]。

多年生人參起苗時可以將人參種苗分為一等、二等和三等，移栽時可以先移栽大苗，后栽小苗（表4）。移栽完成后，覆土5-8 cm，并將畦面摟平，使參苗充分接觸到土壤。播種完成后用稻草、切碎的玉米秸稈或松針進行覆蓋，厚度為2-3 cm，參齡達到4-6年時即可采收。

3.5 合理施肥

人參施肥應按照基肥為主、追肥為輔，有機肥為主、化肥為輔的施肥原則進行（表5）。除大量元素外，根據土壤營養成分含量差異，可以施入部分微量元素肥料。另外，未經國家各級農業部門登記的化肥或生物肥料禁止使用。

3.6 田間管理

及時進行覆蓋、防寒、摘蕾、疏花、疏果等是無公害農田栽參田間管理的重要環節。早春及秋季寒潮來臨前，應做好防寒準備，可以采用覆土、覆蓋塑料膜及草簾子方式進行防寒。當參畦土壤全部化透時，及時撤除防寒物，并使用1%硫酸銅對參地進行消毒。冬季參棚積雪厚度超過10 cm時，需要及時除雪，防止參棚坍塌。同時人參生長季節根據土質板結程度，全年手工松土3-5次，松土時進行人工除草，確保參地畦面無雜草。人參長出棚外易產生日灼病，在松土過程中注意扶苗培土。人參開花初期，當花梗長度為3-5 cm時，可以從花梗上1/3處將整個花序剪掉，留種田可以除去花序中心1/2花蕾及小而弱的青果，每株人參保留20-30粒種子。

田間管理過程中注意水、肥及光的調節。遇到干旱天氣，可以采用微噴灌溉、滴灌或溝灌等方式進行，確保人參在適宜的生長環境下生長。為減少灌溉次數，可以在春秋季節采用收集自然降水的方式進行參地補水，但需要注意防止雨水帶來的病蟲害。多年生人參可根據人參長勢進行適當追肥，追肥可采用施農家肥及葉面肥方式進行。人參出土后，根據天氣情況及時覆蓋參膜，當人參完全展葉，氣溫超過25℃時，及時覆蓋遮陽網。為促進人參生長，春秋季適宜增大光照，夏季適宜減少光照，以促進人參光合作用。

4 無公害人參農田栽培病蟲害綜合防治

無公害農田栽參病蟲害防治的原則是“預防為主，綜合防治”，建立以農業、物理及生物一體的綜合防治體系，盡量減少化學農藥的使用量，最終達到收獲優質藥材的目的[40-42]。

4.1 農業防治

為減少農田栽參基地病蟲害發生，生產過程中可以采取翻耕、晾曬、松土、除草、適時播種等措施，減少病蟲害的發生率，同時合理密植，優化群體結構，促進人參健康生長，減少病蟲害發生的不良環境產生。農田面積廣闊，為促進人參健康生長，可根據人參植株水分臨界期、最大需水期及病蟲害發生情況進行合理灌溉。另外，根據人參參齡及種植密度，可采取遮蔭或補光等措施進行光照強度調控，使人參長勢健壯，有效抵抗病蟲害的發生。

4.2 物理防治

人參常見蟲害主要有地老虎、金針蟲等，利用害蟲成蟲具有趨光性特點，可采用黑光燈或頻振式殺蟲燈對人參蟲害進行防治[43]。如依據地老虎羽化時間，在其羽化期安放黑光燈、糖醋液進行誘殺。利用飛蛾、金龜子、蚊蠅等害蟲對特殊光譜具有吸引特點，可采用黃板、藍板等方法進行趨避和誘殺[44]。在土壤休閑改良過程中，可以利用夏季高溫天氣，通過覆蓋地膜及翻曬方法消除土壤中的病源和蟲源。

表5 無公害農田栽參肥料種類及施用方法

4.3 生物防治

生物防治方法主要是利用有益生物或者植物代謝產物等對中藥材病蟲害進行防治的技術。常見防治方法包括以菌治病、以菌治蟲、以害蟲天敵治蟲、植物源農藥、農用抗生素及其他生防制劑方法。人參根腐病可采用種植紫蘇綠肥及使用其提取物進行防治，該方法可有效控制人參根腐病發生，有效降低農藥用量的20%-40%[7]。另外，植物源農藥具有安全、環保等特點，有利于中藥材無公害生產和質量提高，是農田栽參病蟲害防治的重點發展方向[45]，今后應加大人參專用生物農藥的開發力度。

4.4 化學防治

化學農藥是人參病蟲害防治的主要方法。農藥使用過程中應該做到科學用藥，對癥用藥及適時用藥原則，嚴格按照用藥說明及安全間隔期進行農藥使用。建議采用國家推薦使用的高效、低毒、低殘留農藥，以降低農藥殘留及重金屬污染等，嚴禁使用國家規定的劇毒、高毒、高殘留農藥種類[46]。

施藥期間注意合理配施農藥及輪換交替用藥，以達到殺滅害蟲，降低藥材農藥殘量、保護天敵的目的，同時做好施藥人員的安全防護工作[47-48]，確保生產的人參符合無公害人參農殘及重金屬限量國家團體標準要求[49]。人參病蟲害種類較多，常見病蟲害種類接近30種，根據田間病蟲害防治方法總結，農田栽參常見病害種類、發病時間、危害部位及無公害防治方法如表6所示[9]。

人參蟲害對人參產量及質量也會產生較大影響。人參蟲害防治需在了解害蟲發生規律前提下，以農業、生物等綜合防治為主，盡量減少化學農藥使用量。春秋季節及時檢查蟲情指數和種類，有針對性地使用生物除蟲藥劑進行誘殺；晚秋季節及時清除人參莖葉和雜草，消滅害蟲寄生源。農田栽參蟲害種類、危害部位及無公害防治方法如表7所示。

5 無公害人參質量標準及產地溯源

質量控制是無公害人參農田栽培的關鍵環節之一。無公害人參質量包括藥材皂苷含量、農藥殘留和重金屬及有害元素限量等指標。藥材含量、農藥殘留和重金屬及有害元素限量等指標可以依據《中華人民共和國藥典》2015版中的檢測方法及規定進行。實際生產過程中應依據人參產地及長勢情況選擇最佳采收期，人參采收、加工及原料裝運，包裝環節應嚴格按照無公害藥材采收及加工方法進行，避免二次污染，加工過程中的清洗用水質量必須符合GB3838-2002地表水環境質量標準限值。

表6 農田栽參病害種類及無公害防治方法

表7 農田栽參蟲害種類及無公害防治方法

表8 無公害人參藥材及飲片必檢農藥最大殘留限量

5.1 無公害質量標準

5.1.1 農藥重金屬及有害元素殘留限量

無公害農田栽參農藥殘留和重金屬及有害元素限量應達到國家相關標準規定。在合作單位多年人參出口藥材檢測結果基礎上，參考《中華人民共和國藥典》2015版、《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》以及美國、歐盟、日本、韓國等國家的人參質量標準，制定了T/CATCM 001-2018無公害人參藥材及飲片農藥與重金屬及有害元素的最大殘留限量標準。

本標準規定了無公害人參藥材及飲片中艾氏劑、毒死蜱、氯丹、五氯硝基苯等168種農藥殘留及5種重金屬及有害元素的最大殘留限量。其中艾氏劑、毒死蜱、氯丹、五氯硝基苯等42種農藥為必檢項，其種類及最大殘留限量如表8所示。重金屬及有害元素限量指標鉛、鎘、汞、砷、銅均為必檢項，其含量標準如表9所示。高滅磷、啶蟲脒、甲草胺等126種農藥為推薦檢測項，其最大殘留限量見《無公害人參藥材及飲片農藥與重金屬及有害元素的最大殘留限量》團體標準[49]。

5.1.2 雜質及含量測定

參照《中華人民共和國藥典》2015版（通則201）測定。人參藥材安全含水量不得超過12.0%，總灰分不得超過5.0%。人參皂苷含量測試以《中華人民共和國藥典》2015版（通則0521）測試方法進行，按干燥品計算，人參藥材中人參皂苷Rg1（C42H72O14）和人參皂苷Re（C48H82O18）總量不得少于0.30%，人參皂苷Rb1（C54H92O23）的含量不得少于0.20%。

5.2 無公害產地溯源

建立無公害中藥材產地溯源系統是解決藥材原料質量安全的有效措施[50]。人參為多年生藥材，建立產地溯源系統，可以在生產及流通環節實現人參藥材種源、種植過程、加工及銷售的溯源查詢，實現藥材統一規范的信息管理。研究團隊首次把人參藥材和飲片物種真偽、品質優劣及流通管理相結合，建立了“人參藥材質量追溯管理系統”[51]。其中人參藥材真偽主要采用中草藥DNA條形碼鑒定技術鑒定，品質優劣主要依托高效液相指紋圖譜轉化為二維碼技術進行分析，流通信息管理主要采用了物聯網和云計算的現代信息技術，同時開發了基于移動智能技術集成的人參藥材質量追溯技術平臺，使得人參生產各環節質量檢查能夠實現實時共享，實現了企業質量控制、政府機構監管和消費者監督的有機結合，確保每批人參藥材來源可查、去向可追、責任可究，保證了人參藥材質量。建立無公害農田人參產地溯源系統，不僅是生產優質人參的有效措施，也是保證臨床用藥安全的前提[52]?？傊?，無公害人參農田栽培技術規范和標準的建立，為優質人參藥材的生產提供了科學依據，為人參種植產業的健康可持續發展提供了保障。

表9 無公害人參藥材及飲片中重金屬及有害元素最大殘留限量