無公害藥用金蕎麥種植技術探討△

梁成剛，喻武鵑，汪燕*，廖凱，陳慶富，孫偉

(1.貴州師范大學 蕎麥產業技術研究中心，貴州 貴陽 550001；2.中國中醫科學院 中藥研究所，北京 100700)

金蕎麥Fagopyrumcymosum(Trev.)Meisn.為廖科(Polygonaceae)蕎麥屬(FagopyrumMill)多年生植物，是我國民間一種常用的傳統中草藥，性寒、味酸苦，具有清熱解毒、消腫利咽、祛風利濕等功能[1]。1999年國務院批準的《國家重點保護野生植物資源(第一批)》就將金蕎麥列為了國家Ⅱ級重點保護野生植物。隨著現代醫學研究的不斷深入，金蕎麥藥材的主要生物活性成分，如黃酮類、萜類以及酚類等物質不斷被分離和純化[2-3]，金蕎麥對糖尿病、抗腫瘤、抗氧化以及抗菌等多種藥理作用也不斷被證實[4-7]。除塊根外，金蕎麥的籽粒[8]、葉片[9]等組織的保健功能，以及金蕎麥的飼草特性[10]等也越來越受到關注。

中藥材無公害種植是從產地環境、品種選育、栽培方法、病蟲害防治及質量控制等方面進行嚴格監控，是生產安全有效、穩定可控的高品質中藥材的重要保障，同時，也是提高種植戶收入、促進中藥行業可持續發展的有效方法[11-13]。無公害種植已經在一些中藥材，如三七、人參、西洋參等得到一定應用及示范[14-16]。近年來，隨著市場對金蕎麥藥材需求量的增加，人工種植已成為保障藥材產量的主要方法。但有關金蕎麥栽培技術的基礎研究薄弱，這嚴重制約了金蕎麥產業的健康發展。因此，開展栽培技術體系研究，構建無公害種植模式是金蕎麥產業發展的必要保障。本文將結合前人研究成果，重點探討金蕎麥的無公害栽培技術，以期為金蕎麥藥材無公害生產提供科學依據。

1 金蕎麥的生長習性

金蕎麥主要集中分布于我國西南地區的荒坡、溝谷等地，忌積水，生長適應性較強，耐旱、耐寒、耐貧瘠，能在-15 ℃以上地區安全越冬。金蕎麥喜溫暖氣候，適生溫度為15～30 ℃，在肥沃疏松的砂壤土中生長良好，而黏土及排水差的地塊種植根莖產量低、質量差[10，17-18]。

2 金蕎麥栽培選地

2.1 生態適宜因子

金蕎麥無公害生產基地的選擇必須在遵循金蕎麥分布的生態性和地域性的基礎上，選擇交通方便、環境安全無污染、土壤肥沃疏松、水源充足的區域[19]。

根據《中藥材生產質量管理規范》(Good Agricultural Practices of Medicinal Plants and animals，GAP)和《無公害農產品 種植業產地環境條件》NY/T 5010—2016標準，并參考孟祥霄等[20]提出的無公害中藥材產地環境質量標準和董林林等[21]制定的無公害中藥材生產技術規程，金蕎麥種植基地土壤應達到《土壤環境質量標準》GB 15618—2008二級標準以上，空氣質量應達到《環境空氣質量標準》GB 3095—2012二級標準以上，灌溉水質應達到《農田灌溉水質標準》GB 5084—2005二級標準以上。種植過程中，還須定期對種植區域的土壤、空氣及水質進行檢測，確保金蕎麥藥材種植區域環境安全無污染。

金蕎麥適宜生長于雨量充足、濕度大的亞熱帶區域，其他區域雖也存在少量野生金蕎麥資源，但不適宜人工栽培種植[10，18，22]。吳慧群等[23]研究發現金蕎麥藥效與生長環境密切相關，低海拔地區金蕎麥根的形態變化明顯，藥效明顯降低。例如，古溫帶氣候區的滇南邊界是野生金蕎麥的分布區，但其藥用部位塊根無結節疙瘩產生，藥用成分含量極低。

“藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統”(GMPGIS)是中藥材產地生態適宜性分析系統，該系統現已更新至GMPGIS-II版本，氣候因子已由原有的7個提升至21個(數據來源于worldclime和climond)，采樣點數據庫變為實時更新，豐富和提升了物種生長區域生態因子的種類與數值。本文基于對云南、貴州、四川、重慶、西藏、安徽、廣東、湖北、湖南、浙江等地共930個樣點的數據采集，利用GMPGIS-II，提取生態因子閾值。由表1可知金蕎麥的適宜生態因子值變化范圍較廣。太陽輻射變化范圍在118.1～162.5 W·m-2，相對濕度變化范圍在46.3%～75.4%，年平均溫度變化范圍在-5.4～23.5 ℃，年降水量變化范圍在224～2897 mm。其中，降水量值的變化范圍最大，太陽輻射值的變化范圍最小。金蕎麥在大多數土壤條件下(強淋溶土、鈣積土、紅砂土、潛育土、粗骨土、始成土、黑鈣土、鐵鋁土、白漿土、沖積土、薄層土、黑土聚鐵網紋土、低活性淋溶土、高活性強酸土、淋溶土)均能生長。結果表明金蕎麥生長適宜性強。

表1 金蕎麥野生分布區、道地產區、主產區氣候因子閾值(GMPGIS-II)

2.2 生態適宜產區

郭杰等[24]基于153個樣點的38個環境因子，利用最大熵模型與地理信息系統對金蕎麥進行了生長適宜區域區劃，指出云南、貴州和四川等省是金蕎麥生長適宜區，應擴大種植面積，山西、陜西等省可引種種植。基于金蕎麥的主要生長區域930個樣點生態因子閾值，利用GMPGIS-II對金蕎麥生長的生態適宜產區進行劃分，結合金蕎麥生物學特性，并考慮自然條件、社會經濟條件、藥材主產地栽培和采收加工技術，建議選擇栽培區域主要以云南、貴州、四川、重慶、廣西一帶為宜。

3 金蕎麥優良品種選育

3.1 種質資源現狀

我國野生金蕎麥種質資源極為豐富，在云南、貴州、四川、重慶、陜西、江西、河南、湖北、湖南、江蘇、浙江、廣西、廣東等地均有分布，其中主要以云、貴、川野生資源儲量最大。國外的金蕎麥主要分布于喜馬拉雅山脈周邊的一些國家，如印度、尼泊爾、錫金、喀什米爾、越南、泰國等[24-25]。

王昌華等[26]對我國金蕎麥種質資源進行調查，金蕎麥塊根形態受環境影響較大，例如云南大理和四川德昌分布的部分金蕎麥主根質重而堅，鮮質量最大可達1 kg。張春平等[27]采用雙向指示種分析法和除趨勢對應分析，將渝東地區116個樣方分為14組，并指出光照和海拔是影響金蕎麥群落組成和空間分布的兩個主要因子。劉永隆等[28]研究指出，云南高海拔地區生長的金蕎麥具有藥用成分含量高、質量好的特點。陳慶富[29]指出傳統認為的金蕎麥包含金蕎麥、毛野蕎F.pilusQ-F Chen和大野蕎F.megaspartaniumQ-F Chen 3個不同種，應歸為金蕎麥復合物。汪燕等[30]對蕎麥RLKs基因片段序列差異進行分析，結果發現野苦蕎與金蕎麥親緣關系近。本研究團隊利用4倍體苦蕎與金蕎麥雜交，成功創制獲得了新種質資源，為蕎麥遠緣雜交育種提供了寶貴的材料，也證實了苦蕎與金蕎麥親緣關系近[31]。

金蕎麥的藥用價值高，市場需求量大，近年來野生金蕎麥資源被大量采集，野生資源急劇減少，破壞嚴重。楊坪等[32]針對現有野生資源量少的現狀，提出了建立種質資源庫、異地保存、組培繼代等進行資源保護的方法。董元火等[33]采用α-多樣性指數研究金蕎麥群落物種的多樣性，發現人類活動對金蕎麥種群的更新與繁衍有重要影響，過度采挖、生境破壞與喪失是導致野生金蕎麥資源日趨減少的主要原因，研究還指出建立保護點是保護金蕎麥種群的有效措施。李興等[34]多年來通過野生金蕎麥資源的采集，建立了異地保存的資源圃，為金蕎麥良種選育提供了重要支撐。

3.2 優良品種培育

我國金蕎麥的育種研究較為薄弱，而選育高產、優質、高抗的新品種是無公害金蕎麥種植的前提。為降低并避免生產中使用化學農藥，選育抗病、抗蟲及適應性廣的新品種對于無公害金蕎麥規范化種植尤為重要[35]。

目前，我國選育審定的金蕎麥新品種僅2個(見表2)。“金蕎1號”是由中國醫學科學院藥用植物研究所利用輻射誘變選育而成，于2012年由北京市種子管理站鑒定。金蕎1號是以藥材生產為目標，但其種源來自于江蘇，選育地點在北京，適宜種植區域并不在金蕎麥的核心分布區[36]。“黔金蕎麥1號”是由貴州省畜牧獸醫研究所利用貴州野生金蕎麥為種源育成，于2012年由貴州省種子管理站審定。但是，黔金蕎麥1號是以生產牧草為目標，并不專用于塊根生產[37-38]。因此，未來應加強金蕎麥原產區優良野生種質資源馴化與新品種選育研究，充分發揮優良野生種質的內在優勢，利用傳統育種與分子輔助育種的方法培育適宜主產區生產需要的新品種[39]。另外，應確立優良抗病蟲害新品種培育的發展方向，加大新品種的推廣力度，爭取培育出可以有效提高藥材產量及質量、減少農藥使用量的優良金蕎麥品種。

表2 金蕎麥藥用植物主要品種及特性

4 無公害金蕎麥種植技術

4.1 土壤消毒

王昌華等[27]研究表明，金蕎麥對土壤的適應性強，但在土質肥沃的腐殖質土和弱堿性壤土中長勢更好。金蕎麥種植前可采用化學熏蒸法和非化學熏蒸法對土壤進行病蟲害防治，以降低植株病蟲害發生幾率，達到提高與穩定藥材產量的目的。當前，中藥材無公害栽培中常使用的土壤熏蒸劑有辣根素、棉隆、威百畝、碘甲烷、1，3-二氯丙烯等[40]。土壤熏蒸應在適宜的環境條件下進行，以土壤溫度12～18 ℃、相對濕度50%～60%為宜。不同土壤熏蒸劑的使用方法須根據國家相關標準規定進行。將熏蒸劑均勻撒在地表后，使用旋耕機進行犁地，深度以25～30 cm為宜，使藥物與耕土層充分接觸，達到消毒的效果。

4.2 土壤改良

金蕎麥種植存在連作障礙，農業生產上可種植大豆、玉米、苜蓿等進行輪作，或以綠肥回田的方式改良土壤。金蕎麥種植應以施用有機(菌)肥為主，達到調節土壤物理結構和pH值，實現改良土壤的目的。根據金蕎麥生長的需求，生產上還需輔施化肥和微量元素肥料，而為達到《無公害農產品產地環境評價準則》的要求，肥料施用必須嚴格按照《中華人民共和國農業行業標準(NY/T 394—2000)肥料使用準則》執行。

中藥材生產基地的重金屬含量對農產品和中藥材的質量影響極大[19-21]。目前，尚未見無公害金蕎麥生產基地土壤重金屬含量的控制標準。因此，生產基地選擇應參考《土壤環境質量標準》GB 15618—2008二級標準以上執行。

4.3 繁殖方式

金蕎麥主要采用有性(播種)繁殖和無性(扦插或根莖)繁殖兩種方式進行種植。播種可以進行春播或秋播，一般采用條播或散播方式進行，播種覆土厚度為3～4 cm。春播一般于3—4月開始播種，播后20 d左右可出苗；秋播一般于10—11月開始播種，次年4月出苗。扦插繁殖選取成熟枝條，剪取長度為10～30 cm含2～3個節以上的枝條插入苗床，插入深度為6～10 cm，株行距10 cm×15 cm。根莖繁殖選擇春季植株萌發前的健康根莖，以根莖幼嫩部分及芽苞為繁材，將其切成小段后進行種植，并蓋土圧實[41-42]。

4.4 合理施肥

無公害金蕎麥種植應以施用有機(菌)肥為主，少量配施化肥以及微量元素肥料。近年來，配方施肥也成為無公害金蕎麥種植的重要施肥方式[43]。不過，無公害金蕎麥種植所使用的肥料類型及施肥原則都須按《中華人民共和國農業行業標準(NY/T 394—2000)肥料使用準則》嚴格執行。無公害金蕎麥肥料種類及施用方法見表3。

4.5 田間管理

無公害金蕎麥種植時，應結合其生長特性，因地制宜地采用各種管理措施，以達到生產高品質塊根藥材的目的。幼苗期，進行2～3次中耕除草，增加土壤通透性；結合中耕，同時進行間苗，提高植株整齊度，保證田間密度合理。封壟后不宜進行常規除草，可選擇性除去生長優勢明顯的較大雜草。營養生長期，可進行2次追肥，達到壯苗、促生長的目的。第一次可在苗高20～30 cm時追農家肥12～15 t·hm-2或尿素225～300 kg·hm-2；第二次可在苗高40～60 cm時追農家肥5～7.5 t·hm-2或尿素75～150 kg·hm-2，氯化鉀270～345 kg·hm-2。開花前期，可對長勢較弱的植株進行葉面追肥1次(見表3)。由于金蕎麥為根類藥材，因此，可在苗期第2次追肥時，按行筑高壟蔸(5 cm以上)，覆蓋地上1～2個莖節，達到促進根莖膨大的目的。生育期間為防止根莖腐爛，必須要做好水分管理，尤其是雨季，必須要做好清溝利水，防止積水爛根[41-42，44-46]。

表3 無公害金蕎麥肥料種類及施用方法

5 無公害金蕎麥病蟲害綜合防治

金蕎麥的人工種植歷史較短，生產上所使用的品種(品系)多為近年來剛馴化的野生金蕎麥，它們保留了抗病蟲能力強等眾多優良性狀。因此，金蕎麥生育期內病蟲害發生率較低。目前，生產上金蕎麥主要病害為病毒病，主要蟲害為蚜蟲(見表4)[42，44]。無公害金蕎麥種植須按照“預防為主、綜合防治”的原則進行病蟲害防治，而防治時應優選農業防治、生物防治和物理防治方法，不使用或最大限度減少使用化學農藥，達到生產安全、優質藥材的目的[20，47-49]。由于金蕎麥種植存在連作障礙，生產上可采用輪作、綠肥回田、翻耕曬土、施用有機(菌)肥、合理密植、雜草清理、清溝瀝水等方式進行土壤改良，達到防止病蟲害發生的目的。生產中如遇病害發生，則須及時拔除病株，并移出田間銷毀，防治病害擴散；如遇地老虎、金針蟲等蟲害，可利用黑光燈、糖醋液等誘殺害蟲；如遇嚴重的病蟲害，需施用農藥，必須嚴格按照NY/T 393綠色食品農藥使用準則，GB 12475農藥貯運、銷售和使用防毒規程進行使用[20，47]。

6 無公害金蕎麥的采收

金蕎麥是以塊根入藥的多年生植物。金蕎麥生長的第二年地下塊根干物質累積速率最快，隨后逐年減慢[50]。無公害金蕎麥的采收除考慮塊根產量外，其質量及藥效成分也是重要評價指標。2010年前，國家并沒有規定金蕎麥具體的指標性成分及相應的測定方法。《中華人民共和國藥典》2010年版和2015年版則加入了表兒茶素作為金蕎麥質量控制指標。潘金火等[51]利用反相HPLC建立了穩定可靠，且簡單易行的金蕎麥表兒茶素含量的檢查方法，并建議以表兒茶素不低于0.02%作為質量標準。唐宇等[46]研究發現金蕎麥開花結實期根狀莖中表兒茶素累積達到峰值。陳維潔等[52]研究發現11月中旬金蕎麥地上部分枯萎時，其根莖產量最高，醇溶性浸出物與表兒茶素含量也均較高。楊明宏等[53]研究指出金蕎麥塊根最佳采收期為栽培第二年的10月中旬至植株枯萎期，并制定了金蕎麥藥材采收標準操作規程。

表4 無公害金蕎麥病蟲害種類及防治方法

7 討論及展望

金蕎麥是我國的傳統中藥材，藥用歷史悠久，臨床效果明顯。目前，我國已有18種藥品以金蕎麥作為主要原料，例如“急支糖漿”、“威麥寧膠囊”、“金蕎麥片”、“金蕎麥膠囊”等中成藥。由于金蕎麥的藥用療效明顯，特別是在預防癌癥轉移等方面的效果明顯，市場需求量日益增加，年需求量已達到4000多噸。目前，野生資源不能滿足市場需求，人工馴化栽培已成為金蕎麥產業發展的必然選擇。焦連魁等[35]對近年有關金蕎麥野生資源分布、遺傳多樣性、良種繁育、栽培種植和質量控制等方面研究進行綜述，指出目前金蕎麥生理特征研究不足、藥材品質提升及資源開發利用等研究亟待加強。由于人工種植時間短，基礎研究薄弱，生產過程中相關標準缺失，嚴重危及了金蕎麥藥材的安全與療效。

中藥材無公害生產是中藥行業可持續發展的基礎[11-12，54]。金蕎麥無公害種植技術體系的建立可為高產、優質金蕎麥生產提供科學依據，同時，也可為金蕎麥藥材產業的可持續發展提供重要保障。本研究通過金蕎麥產業調研及文獻查閱，綜合前人研究成果，制定了無公害金蕎麥栽培技術體系，提出科學選地、優良品種選育、土壤改良、調整品種布局、合理密植、加強田間管理、科學采收等保障措施。通過GMPGIS-II系統對金蕎麥的生態適宜區域進行劃分，建議金蕎麥栽培區域主要以云南、貴州、四川、重慶、廣西一帶為宜。目前金蕎麥育種的研究工作滯后，育成品種僅2個，其中僅“金蕎1號”為以藥材生產為目的品種，但該品種來源與育成地均不在種植主產區域。因此，未來必須要加強原產地優質野生金蕎麥馴化與優良品種選育工作，逐步擴大無公害金蕎麥生產面積。中藥材無公害生產的關鍵是控制藥材農殘、重金屬及有害元素含量，金蕎麥具有較強的生長適應性，但是，連作障礙會導致病蟲害加重，農藥使用幾率增加。因此，金蕎麥無公害栽培應建立以農業、物理及生物防治為主的病蟲害防治體系，在生產上要注意土壤修復，達到減少土壤農藥殘留、提高土壤肥力，降低土壤病原菌的目的。同時，還應開展金蕎麥專用的高效低殘留農藥種類篩選與鑒定研究，減少農殘及重金屬污染。