黃芪無公害栽培技術(shù)綜述

李洪源 任偉超 孟祥霄

摘要：黃芪為臨床名貴中藥材，具有補(bǔ)氣健脾、升陽舉陷、益衛(wèi)固表、利水退腫、托毒生肌等功能。由于長時(shí)間掠奪式挖取，導(dǎo)致野生黃芪的資源不斷減少。目前，黃芪藥材多為人工栽培，但由于病蟲害及藥材的重金屬、農(nóng)藥殘留的影響，嚴(yán)重制約了黃芪藥材栽培技術(shù)的發(fā)展。無公害栽培是保障黃芪安全和品質(zhì)的有效措施之一。概述黃芪無公害栽培的各關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如產(chǎn)地環(huán)境、新品種選育、土壤改良、科學(xué)種植模式、病蟲害綜合防治等。建立黃芪無公害種植技術(shù)體系，保證了黃芪種植業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，降低了農(nóng)殘和重金屬含量，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)藥材。

關(guān)鍵詞：無公害黃芪;產(chǎn)地環(huán)境;品種選育;農(nóng)藝措施;綜合防治

中圖分類號(hào)： S567.23+9.04 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）15-0187-05

2015年版《中華人民共和國藥典》規(guī)定黃芪為豆科植物蒙古黃芪[Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.var.mongholicus （Bge.）Hsiao]或膜莢黃芪[A. membranaceus （Fisch.）Bge.]的干燥根[1]。2種黃芪主要分布于內(nèi)蒙古、山西、甘肅、黑龍江等地區(qū)，其中山西省渾源縣、應(yīng)縣等為主要產(chǎn)地[2-3]。黃芪性甘、溫，歸肺、脾、肝、腎經(jīng)，主要以干燥的根入藥。黃芪含有多種活性成分，包括黃芪多糖、皂甙、黃酮類成分等[4-6]，能增強(qiáng)人體免疫功能，具保肝、利尿、抗衰老、抗應(yīng)激、降壓和更廣泛的抗菌作用，能擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈，改善心肌血供，增強(qiáng)免疫力，延緩細(xì)胞衰老[7]。除此之外還具有極高的食用價(jià)值，被稱為可食用的純天然品[8]。

目前，黃芪是國內(nèi)傳統(tǒng)大宗中藥材之一，其年用量已達(dá)3.5萬～3.8萬t，近年來依托黃芪開發(fā)的產(chǎn)品越來越多，如黃芪多糖凍干粉針、黃芪皂苷注射液以及以黃芪為原料的口服液、膠囊、藥酒等[9]。因此，對(duì)野生資源的過度開發(fā)導(dǎo)致了黃芪野生資源的急劇減少。同時(shí)，由于黃芪自身繁殖能力差，野生資源遭到破壞后難以恢復(fù)。20世紀(jì)50年代，我國開始了黃芪的培育和研究[10]。雖然黃芪的育苗、田間管理、病蟲害防治等措施不斷改進(jìn)和完善，但粗放的種植方式仍然存在，田間管理未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)藥化肥無序使用，都制約著黃芪藥材的品質(zhì)和安全性。因此，建立黃芪無公害標(biāo)準(zhǔn)化栽培體系，提高黃芪的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)無公害中藥材的推廣變得尤為重要。本文綜述了無公害黃芪的產(chǎn)地環(huán)境，優(yōu)質(zhì)抗逆新品種選育，綜合農(nóng)藝管理措施，安全、低毒的病蟲害綜合防治等，以期為黃芪無公害化種植和黃芪優(yōu)質(zhì)品種選育提供依據(jù)。

1 無公害黃芪的產(chǎn)地環(huán)境

黃芪宜在涼爽、干旱的地域生長，忌熱澇，多在土層深厚、富含腐殖質(zhì)、透水力強(qiáng)的沙壤土中種植[11]。因此根據(jù)黃芪生物學(xué)特征和環(huán)境要求的特點(diǎn)，種植黃芪需要在地勢較高、滲水力強(qiáng)、地下水位低的地方，根據(jù)地域性原理及其生物學(xué)特性選擇生產(chǎn)基地，開展和分析中藥材適宜生態(tài)區(qū)的選址，是實(shí)現(xiàn)無公害中藥材規(guī)模化生產(chǎn)的重要步驟。依據(jù)《中國藥材產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃（第二版）》[12]，得到黃芪主要生長區(qū)域生態(tài)因子值范圍，如表1所示。分析表1可知，蒙古黃芪生態(tài)適宜區(qū)包括內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、新疆、河北等地區(qū)。膜莢黃芪生態(tài)適宜區(qū)包括內(nèi)蒙古、西藏、四川、山西、陜西等地區(qū)。蒙古黃芪適宜的年平均氣溫為-2.8～6.9 ℃;年降水量為290～529 mm;年均相對(duì)濕度為48.5%～60.5%。膜莢黃芪適宜的年平均氣溫為-0.8～16 ℃;年降水量為301～1 425 mm;年均相對(duì)濕度為42.2%～71.3%。2個(gè)基原生態(tài)適宜條件的差異，主要是由于其生態(tài)適宜區(qū)的不同。

2 黃芪優(yōu)質(zhì)新品種選育

由于野生黃芪被長期大量采挖，并未對(duì)自然資源加以保護(hù)，導(dǎo)致目前野生黃芪的資源已經(jīng)近乎枯竭。因此，通過對(duì)黃芪進(jìn)行大規(guī)模引種栽培，在一定程度上緩解了野生資源不足的情況[13-14]。對(duì)黃芪進(jìn)行抗病、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)及適應(yīng)性的種質(zhì)選育，可降低病蟲害發(fā)生率、提升藥材質(zhì)量，以達(dá)到無公害標(biāo)準(zhǔn)。目前，黃芪選育的優(yōu)良我國品種有7個(gè)[15-21]（表2），栽培地區(qū)主要有甘肅、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河北、黑龍江、吉林、遼寧等地區(qū)，今后可根據(jù)不同地區(qū)的生長因子及環(huán)境條件培育相適應(yīng)的新品種。同時(shí)，有研究對(duì)多個(gè)省份野生黃芪和人工栽培黃芪中毛蕊異黃酮苷含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間并沒有顯著差異[22]。以黃酮類、多糖和皂苷類成分含量等指標(biāo)進(jìn)行比較，隨著生長年限的延長人工栽培黃芪逐漸好于野生黃芪[23]。以不同化合物含量進(jìn)行比較不利于黃芪質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)，因此如何全面提高人工栽培黃芪質(zhì)量將是未來研究的方向。

3 綜合農(nóng)藝管理措施

黃芪在生長期間，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝管理很重要。為了減少病原菌的繁殖，可以在種植前進(jìn)行土壤翻耕修復(fù)[24]。黃芪主要以種子繁殖，因此在播種前須選出優(yōu)質(zhì)的種子，選擇適宜的播種期和適當(dāng)?shù)牟シN量。種植后要加強(qiáng)田間管理，結(jié)合黃芪的實(shí)際生長需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐潘喔萚25-26]。做好留種采種、采收加工、病害防治等工作。

3.1 選地和整地

黃芪應(yīng)種植在山區(qū)、半山區(qū)，選地勢向陽、土層深厚、土質(zhì)肥沃的沙壤土域或棕色森林土。選地后為加強(qiáng)土壤透水性、透氣性，有利于根系生長，提高藥材產(chǎn)量和藥材質(zhì)量等級(jí)。一般來說，在播種前的秋季，土壤可深耕30～45 cm，配合基礎(chǔ)肥料翻耕，農(nóng)用肥料施用量為37.5～45.0 t/hm2，注意水土保持，避免與豆科作物輪作。

3.2 種子處理及播種

由于黃芪種皮堅(jiān)硬，當(dāng)采用種子繁殖時(shí)需提前對(duì)種皮進(jìn)行處理才能保持較高的發(fā)芽率。通常將種子與細(xì)砂混合，碾壓至種皮變暗后在30～40 ℃溫水中浸泡2～4 h[27]。隨著種衣劑技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)馬偉課題組經(jīng)多年研究，研發(fā)出黃芪專用種衣劑，設(shè)計(jì)了一套操作簡便易行的包衣方法。黃芪種衣劑是由殺蟲劑、殺菌劑、緩釋劑和成膜劑等經(jīng)先進(jìn)工藝加工而成，經(jīng)稀釋后包裹在種子表面，形成一定強(qiáng)度和滲透性的農(nóng)藥制劑保護(hù)膜，具有殺滅地下害蟲的能力，防止種子攜帶細(xì)菌和種苗病害，促進(jìn)種苗健康生長發(fā)育，提高作物質(zhì)量，提高種子發(fā)芽率，減少種子和農(nóng)藥的使用，提高產(chǎn)量等功能，達(dá)到減少環(huán)境污染、防病、防蟲、保苗的目的[28-30]。

3.3 播種與定苗

黃芪一般采用直播的方式，這樣可保證黃芪藥材質(zhì)量，便于田間管理，更能實(shí)現(xiàn)省工高產(chǎn)的目的。播種可在春、秋季節(jié)進(jìn)行。用種量為15 kg/hm2，播種時(shí)要將種子均勻地撒入溝中，覆土蓋嚴(yán)實(shí)，并在溝里灌水，使土壤保持濕潤。在苗高為5～7 cm時(shí)進(jìn)行間苗，最后保證每隔8～10 cm有1株苗。如遇缺棵，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)苗。

3.4 田間綜合農(nóng)藝管理

適當(dāng)?shù)奶镩g管理可促進(jìn)黃芪的生長，提高豐產(chǎn)率。在定苗后要適時(shí)進(jìn)行澆水追肥，并注意中耕除草，注意雨季排水。

3.4.1 灌水和排水 播種后要及時(shí)進(jìn)行澆水，幫助種子快速萌發(fā)。定苗后先不澆水，為使根系伸長可進(jìn)行適當(dāng)蹲苗，但由于黃芪在返青期需水量大，因此要及時(shí)補(bǔ)充水分，保證水分充足。黃芪的根部在潮濕環(huán)境下極易腐爛，尤其是在下雨的天氣須要及時(shí)排水，保證土壤的適宜濕度[31]。

3.4.2 中耕除草 黃芪為稀植作物，且幼苗生長較緩慢，須早鋤草、勤中耕。第1次應(yīng)在苗高5 cm左右時(shí)，結(jié)合間苗進(jìn)行中耕除草。在苗高8～9 cm時(shí)進(jìn)行第2次除草，在定苗后進(jìn)行第3次中耕除草。第2年及以后于5月、6月、9月各除草1次。鋤草松土同步進(jìn)行，幼苗期要保證田間無雜草。

3.4.3 追施肥料 黃芪比較喜肥，但在生長季節(jié)施肥較難保證充足營養(yǎng)，因此須在春季整地時(shí)施足基肥（一次性施入優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥37.5 t/hm2以上），在生長期間須追肥2次，需要純氮120～150 kg/hm2、純磷120～180 kg/hm2，根據(jù)氮磷比為1 ∶ 1～1.5，采用肥料與農(nóng)用肥料進(jìn)行混合施用，以保證黃芪所需的養(yǎng)分。在第1年待苗枯后，在行間開溝施混合肥，而后培土防凍，第2年，要結(jié)合中耕進(jìn)行追肥[32]。同時(shí)還要在8月之前進(jìn)行打頂，這樣有利于控制植株的生長高度，減少養(yǎng)分的消耗。

3.5 留種與采收加工

在黃芪種熟期間，應(yīng)該及時(shí)關(guān)注天氣變化。如遇干旱天氣，應(yīng)保證水分充足，這樣可提高種子成熟度，保證種子質(zhì)量。一般黃芪種子在8月成熟，成熟后應(yīng)立即采收。如不及時(shí)采收，將導(dǎo)致種子散失。根據(jù)種子成熟期，采取隨熟隨采的方式收集種子。黃芪以根部入藥，通常到第3年即可收獲。提前采收黃芪會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量差，延后采收會(huì)導(dǎo)致黑心或木質(zhì)化。采收應(yīng)選擇在秋季植株枯萎后或第2年春季尚未萌發(fā)前進(jìn)行，此時(shí)根部積累的有效成分含量高。收獲時(shí)，要保護(hù)好外皮，防止斷根，洗干凈泥土，新鮮時(shí)切掉蘆葦頭，修剪根，在陽光下晾1～2 d，使其再次受潮，再攤開晾曬，反復(fù)晾曬，直至全干，將根理順直，扎成小捆，即可供藥用。

4 無公害黃芪病蟲害綜合防治

黃芪藥材需求量日益增長，在栽培過程中如何在保證質(zhì)量和產(chǎn)量的同時(shí)提高藥材的安全性已成為科研工作者最為關(guān)注的問題。目前，蒙古黃芪與膜莢黃芪的病蟲害種類基本相同，主要包括白粉病、根腐病、紫紋羽病（紅根病）、黃芪霜霉病、豇豆莢螟、中國豆芫菁、豆蚜、小地老虎、溝金針蟲、蠐螬等[33]。因此，采取有效的綜合防治措施，對(duì)提高黃芪藥材質(zhì)量、安全性具有重要意義。

4.1 農(nóng)業(yè)防治

農(nóng)業(yè)防治是指為防治農(nóng)作物病蟲害，提高農(nóng)作物對(duì)常見病蟲害的抗性，創(chuàng)造不利于病蟲害的生長蔓延而采取的綜合性技術(shù)措施，從而控制和減輕病蟲害對(duì)作物的影響[34-35]。栽種黃芪時(shí)應(yīng)避免與大豆、紫云英、豌豆等豆科作物連作或套種，切忌連作和迎茬。在栽培過程中要加強(qiáng)田間管理，合理密植，注意田間通風(fēng)透光;收獲后及時(shí)深翻土地30 cm左右，充分曝曬殺死土壤中病蟲、及時(shí)清除田間病株殘?bào)w等措施都能減少病蟲的侵染機(jī)會(huì)。灌溉可在幼蟲成蛹期殺死初化蛹，進(jìn)而降低蟲害的發(fā)生率。

4.2 生物防治

隨著劇毒化學(xué)農(nóng)藥的逐步禁用，生物防治的環(huán)保、無毒、可降解等優(yōu)勢凸顯，生物防治大致可分為3類：昆蟲防治、鳥類防治和細(xì)菌防治。昆蟲性信息素的應(yīng)用會(huì)干擾昆蟲的交配和誘捕，是昆蟲的生物防治措施之一。豇豆莢螟是我國豆科植物的主要害蟲，同樣也是黃芪的主要蟲害之一，嚴(yán)重時(shí)能導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。陳麗萍等對(duì)采用性信息素結(jié)合船型粘膠誘捕器的使用效果進(jìn)行了研究，結(jié)果表明性信息素對(duì)豇豆莢螟雄蟲具有明顯的誘殺作用，可以減少雌雄交配的機(jī)會(huì)，從而降低雌蛾產(chǎn)卵量;誘捕器放置高度為 120 cm 時(shí)的誘捕量最高，誘捕效果最好[36]。同時(shí)還可采用微生物農(nóng)藥控制蟲害，用含有150億個(gè)孢子/g的蘇云金芽孢桿菌制劑噴施，可有效控制初期豇豆莢螟[37]。

4.3 化學(xué)防治

目前，化學(xué)防治在農(nóng)作物病蟲害綜合防治上有很大的作用。但長期使用性質(zhì)穩(wěn)定的化學(xué)農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染和病蟲害抗性。因此，應(yīng)優(yōu)先采取農(nóng)業(yè)防治、物理防治和生物防治措施，以化學(xué)農(nóng)藥防治為輔助手段，以達(dá)到減少中藥材的農(nóng)藥殘留及環(huán)境污染的目的。本研究總結(jié)了蒙古黃芪和膜莢黃芪種植過程中常見病蟲害種類及防治措施，分別如表3、表4所示。

5 討論與結(jié)論

目前黃芪藥材主要依賴人工栽培，在實(shí)際生產(chǎn)過程中缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致栽培過程不規(guī)范、田間管理不科學(xué)、化肥農(nóng)藥濫用等。這些因素直接導(dǎo)致中藥材的安全性差、質(zhì)量低，嚴(yán)重危害人體的健康。因此，開展黃芪無公害栽培技術(shù)的研究變得尤為重要。現(xiàn)階段已進(jìn)行了冬蟲夏草[43]、人參[44]、黨參[45]、郁金[46]、麻黃[47]等中藥材的無公害栽培研究[48-49]，根據(jù)各藥材生長特性，有針對(duì)性地制定無公害栽培技術(shù)指導(dǎo)方案[50]。

建立黃芪藥材無公害栽培體系，應(yīng)首先保證黃芪種源的真?zhèn)魏头N源的質(zhì)量。目前，通過化學(xué)方法對(duì)中藥材種源鑒定的報(bào)道減少，但通過對(duì)種源的DNA進(jìn)行提取后，可分別采用DNA條形碼技術(shù)、高分辨率溶解曲線（HRM）分析技術(shù)、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增（LAMP）技術(shù)對(duì)中藥材種源進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的基原鑒定。在對(duì)種源進(jìn)行準(zhǔn)確的基原鑒定后，采用分子技術(shù)，加強(qiáng)育種工作，制定黃芪藥材種子種苗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從源頭保證藥材質(zhì)量。選用良種可在便于田間管理、較少農(nóng)藥化肥的使用、提升藥材品質(zhì)、降低成本提高效益等多方面起到關(guān)鍵作用。

在黃芪生長過程中，要更加重視科學(xué)的田間管理，根據(jù)栽種地的地勢、天氣因素及時(shí)進(jìn)行排水灌溉。在病蟲害防治方面，應(yīng)遵循綠色防控、高效利用的原則，建立以農(nóng)業(yè)、生物防治為主的無污染、低毒的多方面植物病蟲害防治體系，積極研發(fā)適合施用的高效低殘留的農(nóng)藥種類，減少農(nóng)殘及重金屬污染。黃芪以根部入藥，采收過程中既要保證藥材的質(zhì)量和完整性，又要保證采收效率，因此可引進(jìn)先進(jìn)機(jī)械對(duì)黃芪進(jìn)行采收，促進(jìn)黃芪的無公害栽培向機(jī)械化發(fā)展，可在一定程度上降低成本、提高收益。

為推進(jìn)黃芪無公害栽培，符合多元化的市場需求，應(yīng)從保證種源質(zhì)量到生長過程以及后續(xù)的采收、加工、貯存等步驟均達(dá)到無公害標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)推動(dòng)中藥材積極健康發(fā)展具有重要的借鑒意義。

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