白芷無公害規范化種植技術

李鈺 孟祥霄 楊曉 孫偉 代沙 葉霄 黃位年 張超 曾靜

摘要?目的：為了解決白芷生產過程中盲目引種、生產無序等導致的藥材品質不達標、農殘超標等問題，對白芷無公害規范化種植技術進行探討。方法：利用藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統（GMPGIS）Ⅱ對白芷栽培選地進行科學預測，得出潛在的白芷和川白芷各自生態適宜區。同時，根據白芷種質資源現狀、產區考察、文獻研究，建立一套無公害白芷規范化種植技術體系。結果：白芷引種栽培以黑龍江、河北、內蒙古、山西、河南一帶為宜;川白芷引種栽培以湖南、江西、四川、浙江、貴州一帶為宜。建立了一套從選地整地、播種、間苗定苗、施肥、田間管理、病蟲害防治、采收儲存、良種繁育的完整無公害白芷規范化種植體系。結論：白芷無公害規范化種植技術體系的建立為白芷無公害精細栽培奠定基礎，也為現階段中藥材種植產業精細、集約、高產、高品質的種植發展方向提供參考。

關鍵詞?白芷;無公害種植;藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統;產地環境;綜合防治

Abstract?Objective：To study and discuss the standardized planting technology of pollution-free angelica dahuricae，in order to solve the problems such as substandard quality of medicinal materials and overstandard agricultural residue caused by blind introduction and disordered production in the production process of Radix Angelicae Dahuricae.Methods：Global Medicinal Plant Information Geography System GMPGIS Ⅱ was used to make scientific prediction for the cultivation of Radix Angelicae Dahuricae.It was concluded that potential of different kind of Radix Angelicae Dahuricae regarded their ecology.Meanwhile，based on the current situation of Radix Angelicae Dahuricae resources，investigation of production area and literature research，a set of standardized planting technology system of pollution-free Radix Angelicae Dahuricae was established.Results：The introduction and cultivation of Radix Angelicae Dahuricae was recommended in Heilongjiang，Hebei，Inner Mongolia，Shanxi and Henan.Introduction and cultivation of Radix Angelicae Dahuricae is suitable in Hunan，Jiangxi，Sichuan，Zhejiang and Guizhou.A complete standardized planting system of non-pollution Radix Angelicae Dahuricae was established，which includes a set pf pollution-free and standardized cultivation the preparation，such as sowing，thinning out seedlings，fertilizing，field management，disease and insect control，harvesting and storage，and good seed breeding.Conclusion：The establishment of the pollution-free and standardized cultivation of Radix Angelicae Dahuricae laid a foundation for the pollution-free refined cultivation of Radix Angelicae Dahuricae，and also provided a reference for the development direction of green and sustainable，intensive，high yield and high quality planting of Chinese medicinal materials at the present stage.

Keywords?Radix Angelicae Dahuricae; Pollution-freeplanting; GMPGIS; Environment of production area; Comprehensive control

中圖分類號：R282.4文獻標識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.21.007

白芷在《中華人民共和國藥典》中規定為傘形科植物白芷Angelica dahurica（Fisch.ex-Hoffm.）.Benth.et Hook.f.或杭白芷Angelica dahurica（Fisch.exHoffm.）Benth.et Hook.var.formosana（Boiss.）ShahetYuan的干燥根[1]。主要含香豆素類成分，藥理作用主要為解熱、鎮痛、抗炎、擴張冠脈、解痙、增強子宮收縮力、促進脂肪分解、抗細菌、抗真菌、抗結核等功效。白芷為我國大宗常用藥材，是眾多成方制劑中的重要原材料，2012年國家食品藥品監督管理局宣布其為藥食兩用藥材，國內外市場需求量大，在中藥材市場中占有重要地位。

近些年，隨著中醫藥事業的發展，中藥材無公害精細化栽培種植越來越受到重視。中藥材種植業正在經歷由粗放生產、廣種薄收向精細、集約、高產、高品質種植轉變的關鍵時期[2-4]。雖然無公害栽培技術已經在白芷種植產業中得到了一定應用[5]，但白芷種植生產過程仍不成體系，存在著眾多問題。根據國家食品藥品監督管理局近些年發布的抽驗公告，白芷主要存在性狀、含量、二氧化硫殘留量不符合藥典規定等問題。白芷產地眾多，包括四川、浙江、河南、河北等地，各產地間引種混亂無序，且栽培制度、種植方式、加工方式各異，導致白芷藥材外觀形態變化、有效成分含量降低的情況時有發生，急需進行白芷種植技術系統化、規范化的整理。我們依據課題組多年研究考察及文獻查閱，從科學栽培選地、品種選育、適宜種植技術建立、病蟲害綜合防治、采收貯藏包裝、良種繁育等方面進行總結，以期為建立科學合理的白芷無公害規范化種植技術體系奠定基礎。

1?無公害白芷栽培選地

白芷為根類藥材，喜溫暖濕潤陽光充足，怕澇，忌與傘形科作物連作。市場上白芷藥材按產地劃分為川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷，其中川白芷為杭白芷在四川的成功引種作物，其藥材品質優良，已成為目前著名的川產大宗道地藥材之一，為市場白芷藥材的主要來源。產區環境對白芷根部生長發育具有一定影響，不同產區的白芷主要性狀不同，主產區以川白芷為代表，包括栽培于四川、浙江、湖南等南方一些省區的白芷，該區域栽培的白芷多引種于四川或杭州，植株及藥材主要性狀相似，為著名常用中藥材，銷往全國并出口;其他產區白芷包括栽培于河北安國的祁白芷、河南長葛及禹縣的禹白芷、山西等北方省區的白芷，該區域栽培的白芷雖然植株形態與川白芷一致，但藥材根斷面不如川白芷白，呈灰白色，質地也呈油性，粉性略差，多自產自銷，少數調往省外[6]。因此，科學選地是白芷無公害規范化精細栽培的重要基石。見表1。

白芷產地應符合無公害生產各類標準，如《無公害農產品產地環境評價準則》NYT 5295-2015標準、《環境空氣質量標準》GB3095-2012二級標準、《土壤環境質量標準》GB15618-2008二級標準、《中藥材生產質量管理規范》（試行）、《農田灌溉水質標準》GB5084-2005二級標準。生產基地應遠離工業區、礦區、城鎮、垃圾場、交道主干線等。

1.1?生態適宜因子

藥材生長環境對藥材品質、性狀具有極大影響，中國中醫科學院中藥研究所結合中藥材生長發育特點將計算機技術和空間信息技術運用于中藥材生態適宜性區劃，建立了國內外首個針對中藥材生長特點的“藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統”（GMPGIS）。我們利用GMPGIS-Ⅱ，對白芷和川白芷生態適宜性進行區劃分析。GMPGIS-Ⅱ為GMPGIS的最新版，綜合了worldclime和climond數據庫，氣候因子數據庫更為精細完善，由原有7個氣候因子更新至21個，且采樣點數據、物種生長區域生態因子種類與數量都得到了提升，區劃分析更為精準。我們選擇了全國白芷和川白芷41個產區、523個樣點數據，提取白芷和川白芷各產地區域主要生態因子閾值：環境溫度（包括最濕季均溫、最干季均溫、最熱季均溫、最冷季均溫、最熱月最高溫、最冷月最低溫、年均溫、均溫日較差）、降水量（包括最濕季降水量、最干季降水量、最熱季降水量、最冷季降水量、最濕月降水量、最干月降水量、年均降水量）、年均太陽輻射量、年均相對濕度。白芷和川白芷適宜生態因子值存在較大差異。見圖1。

白芷生存環境溫度較川白芷普遍偏低，降水量偏少，年均相對濕度低，但陽光更為充足。白芷能適應環境的溫度、相對濕度范圍也更廣，年均溫-0.4～14.6 ℃，年均降水量386～794 mm，年均日照146～160.5 W/m2，年均相對濕度49.8%～63.4%環境能存活，且能適應極端寒冷干燥季度（季均溫-14～2.2 ℃，季降水量11～44 mm）。

而川白芷生存環境溫度相對偏高，雨量充沛，光照相對較弱，年均相對濕度較大。年均溫16.0～18.1 ℃，年均降水量958～1 683 mm，年均日照119.6～137.8 W/m2，年均相對濕度72.7%～75.5%環境能存活，且能適應高濕熱季度（季均溫24.5～28.4 ℃，季降水量454～619 mm）。

根據白芷、川白芷生物學特性及《中國藥材產地生態適宜性區劃（第2版）》分析適宜白芷和川白芷種植土壤類型，結果見表2[7]。白芷和川白芷均能在黑鈣土、鐵鋁土、粗骨土中種植;此外，白芷還適宜在薄層土、低活性淋溶土、聚鐵網紋土中栽種;川白芷還適宜在高淋溶土、高活性強酸土、紅砂土中栽種。可根據產地適宜性信息指導栽培選地，有利于白芷因地制宜，引種推廣。

1.2?生態適宜產區

根據白芷和川白芷主要生長區域生態因子閾值分析結果，結合白芷和川白芷各自生物學特性，綜合考慮自然條件、社會經濟條件，以及藥材主產地栽培和采收加工技術，利用GMPGIS分析分別得到了白芷和川白芷的生態適宜產區分布。白芷適宜引種栽培區主要包括黑龍江、河南、河北、內蒙古、山西一帶;川白芷適宜引種栽培區主要包括四川、湖南、貴州、江西、浙江一帶。

2?無公害白芷優良品種選育

2.1?白芷種質資源現狀

優良品種藥材的選育對藥材質量和產量有著決定性作用，而種質資源是品種選育的物質基礎[8]。同時，種質資源的多樣性也是保護、評價和利用植物資源的前提和基礎[9]。白芷的野生種質主要來源于2部分：原變種興安白芷A.dahurica Benth.et Hook.f.ex Franch.et.Sav.，主要分布于我國的東北及俄羅斯遠東、朝鮮半島、日本等地區;變種臺灣白芷A.dahurica var.formasana（de Boiss）Yen，主要分布于我國臺灣省。二者均為傘形科當歸屬植物A.dahurica的近緣種[10-11]。市場上按產地劃分的栽培白芷（川、杭、祁、禹白芷）的野生種質來源主要為臺灣白芷，其中栽培白芷中的川白芷于明朝引種自浙江杭白芷，為目前市場白芷藥材的主要來源，占70%[12]。遺傳水平上，相區別于興安白芷，4種栽培白芷種質親緣關系較近，遺傳多樣性水平較低，未表現出明顯差異，屬于同一類群[13-18]。外觀形態及成分上，白芷與栽培方式、產地環境密切相關，不同產區藥材外觀形態、成分含量上存在一定差異，主要表現為香豆素類各組分的比例和量不同;但同一產區的不同居群點白芷，化學成分趨于一致[12，19]。

2.2?優良品種培育

在實際生產過程中，為抵御農作物生長發育過程中各種病蟲害發生或促進農作物特定生長發育，大多數農作物大量使用農藥（包括殺菌劑和殺蟲劑）或生長調節劑，尤其是生長周期較長的藥用植物，藥劑殘留已成為影響我國中藥材質量和安全的重要因素[2-3，20]。培育優質、高產、抗病蟲害能力強的優良品種是達到無公害標準的有利保障。

白芷屬多年生草本異花授粉植物，生產上多采用種子繁育種苗[21]。在白芷生長發育過程中，白芷具有抽薹現象，若抽薹過早，會導致根部變空腐爛，嚴重影響藥材產量品質，所產種子也多早抽薹，應拔除。留種用種子質量與植株不同采收部位也密切相關，宜選用一級枝上所結種子為佳，所結種子發芽率高，抽薹率低[22]。目前，我國白芷選育的優良品種有2個，均采用傳統選育方法系統選育而成，選育周期較長，且均為四川栽培所選，尚未見其他產區白芷品種[23]。在往后的白芷新品種選育過程中，應將現代生物技術手段與傳統育種方法相結合，加快適宜不同產區的優質高抗白芷新品種培育，為白芷無公害規范化種植奠定物質基礎[24]。見表3。

3?無公害白芷種植技術

3.1?選地整地

選擇地勢平坦、陽光充足、耕層30 cm以上、疏松肥沃、排灌方便，pH值在6.3～8.5間的砂質壤土地塊。土質不宜過黏或過砂，以防止主根分叉，影響根產量品質。白芷不宜與傘形科作物連作，對前茬作物要求不嚴，在前茬收獲后，需深翻土壤30 cm以上，曝曬數日，再耕翻一次方可種植[24]。

3.2?適時播種

不同地區因氣候不同應適時播種，白芷喜溫暖濕潤、光照充足的環境，當溫度在15～28 ℃時適宜生長，24～28 ℃時生長最快，超過30 ℃則不宜生長。生產中，應適時播種，不能播種過早，避免白芷幼苗生長過旺，來年白芷提前抽薹開花，導致白芷根部腐爛空心，影響白芷藥材產量和品質;也不能播種過遲，避免白芷幼苗生長較弱，易受冬季天氣凍害，來年白芷植株生長緩慢，藥材產量降低[25]。四川地區范圍內白芷一般9月下旬至10月上旬播種;重慶地區9月上中旬播種;氣候較寒冷的北方地區宜在霜降之前播種。

播種時，選擇當年繁育的大粒飽滿的種子，1級種子最佳，適時直播，可采用條播或穴播。條播時，播種時按行距30 cm開淺溝，深度3～5 cm，畝（1畝≈666.67 m2）用種量0.7 kg，將種子均勻撒播在溝里，人工壓實，使種子緊貼泥土或覆蓋細土;穴播時，按寬120 cm作畦，四周開25～30 cm深排水溝，畦上挖穴，株行距20 cm×30 cm，將種子與腐殖質細土或火土灰拌勻，按每畝0.8～1.0 kg用種量均勻播于穴內，然后澆清糞水，覆土1～2 cm即可。

3.3?間苗、定苗

合理間苗、定苗能保證白芷幼苗通風透光、長勢均勻且健壯，方便統一管理，期間主要進行2次間苗、1次定苗。見表5。

3.4?合理施肥

無公害白芷種植施肥過程中，為兼顧其正常生長需求及環境友好，應以有機肥為主，適量搭配部分化肥。白芷為根類藥材，在施肥過程中要注意多施鉀肥，適量施氮肥[26]。不宜施肥過量，避免白芷生長過旺，提前抽薹開花;也不宜施肥不足，避免白芷生長弱，導致減產。除了施足底肥外，還需結合其各個生長期需肥特點，適時追肥，具體施肥方法參見表6。

3.5?無公害種植管理

根據白芷生長特點，因地制宜，采用相應管理措施，確保其正常健壯生長，從而降低藥劑使用殘留，達到無公害優質規范化種植。播種后，為確保幼苗安全越冬，北方干旱地區可在冬季時覆蓋稻草或麥稈為其保溫。每次間苗、定苗時應結合中耕除草，在首次間苗前，根據土地雜草情況，可選擇性除草;首次間苗除草時，此時植株幼小，應用手拔除草，淺松表土，不宜過深，以防傷根;第2次間苗除草時，中耕可稍深一些;次年定苗時，松土除草，且應徹底除盡雜草。白芷喜水怕澇，播種后如久不下雨土壤干燥，應及時澆水，保持出苗前及苗期土壤濕潤，促進出苗，防止黃葉出現，產生側根，影響根部藥材質量。幼苗越冬前需一次澆透水，次年春季追施澆灌清糞水。如遇雨季地里積水，應及時開溝排水，防止澇害爛根及病害發生。4月上旬、中旬，應及時拔除早期抽苔植株。

4?無公害白芷病蟲害綜合防治

病蟲害防治應以預防為主，綜合防治相結合，按照白芷常見病蟲害發生規律，防治方法應優先選用生物、農業、物理防治，盡可能減少化學農藥使用量，同時禁止使用國家規定禁用農藥，確保達到無公害藥材生產目的[2]。白芷常見病害主要為斑枯病、根結線蟲病、灰斑病、黑斑病、根腐病、紫紋羽病、立枯病，一般不施用農藥，以預防為主，若需藥物防治，應選用高效低毒農藥，按國家規定的NY/T393綠色食品農藥使用準則實施，同時使用過程也應遵守GB12475農藥貯運、銷售和使用防毒規程[27]。見表7。白芷常見蟲害主要為蚜蟲、大灰象甲、赤條蝽、黃鳳蝶幼蟲及紅蜘蛛，對于蟲害，原則上采用人工捕殺為主。見表8。

在綜合防治過程中，應建立無病良種田，選用無病健壯的種根;合理輪作;深翻炕土;選擇地勢高，通風好，土壤疏松的地塊種植;培育適齡壯苗;加強肥水管理，防止澇害，雨后及時疏溝排水;及時松土除草;及時除去白芷植株發病葉片、拔除病株、清理病株掉落葉片及殘樁，集中燒毀;收獲后，及時清理田間雜草集中燒毀或漚肥。

5?采收貯藏與包裝運輸

白芷播種后次年7月中下旬，葉片枯黃時，選擇晴天采挖。采挖時應盡量避免損傷根部，進而造成因根部有傷口感染病菌發生根腐病，影響藥材質量。采挖后抖去泥土，運至干凈無污染曬場曬干。

曬干后白芷應存儲在清潔、干燥、無異味、無污染的溫度25 ℃倉庫中。倉庫應通風、干燥、避光，地面為混凝土或可沖洗地面，具有防鼠、防蟲設施。

白芷包裝材料應符合國家食品衛生要求，運輸工具應干燥、無污染，嚴禁與可能造成污染的貨物混裝運輸。運輸過程中不應使用運輸過有毒、有害物質以及有異味的運輸工具。注意保持閉光、通風。

6?良種繁育

白芷為跨年收獲作物，根和種子不能兼收，種子須單獨培育。在白芷收獲時，選擇植株健壯無病蟲害、根部肥大、根頂端較小、無分叉、無損傷、根形好的白芷根作種根。將選好的種根置于室內干燥處晾1～2 d，使根部少量失水后移植于土層深厚、肥沃疏松、光照充足且排水良好的土地中。株行距按80 cm×100 cm開穴種植，一穴一株，傾斜放置，覆土5 cm。繁種土地周邊設置500 m以上隔離區，防止白芷異花授粉產生雜交。

白芷種根出苗后應加強中耕、除草、施肥、培土、病蟲防治田間管理，在生長旺盛期及開花前期可各進行1次中耕除草和追肥（如3月、12月），以促進正常生長，防止退化。抽薹后及時培土，以防倒伏。開花后及時摘除頂花及細弱側生二、三級分枝花序，只保留一級分枝花序，確保培育種子優質均勻。待種子變成黃綠色時即成熟可采收（7月左右），種子一般陸續成熟，建議分批采收。采收時，剪下種子飽滿成熟后的種穗，置室內通風干燥處陰干，輕輕搓下種子，去除雜質后，用麻袋或布袋盛裝儲存，種子含水量應≤12%。

7?討論及展望

中藥材無公害精細栽培技術是指依據生物技術、信息技術等多學科手段，對中藥材生產進行精細農業管理，精確定位到從產區選擇、田間管理、收獲儲存等全過程，以期達到生產無公害中藥材的目的[2]。中藥材無公害栽培技術體系的建立，是解決中藥材盲目引種、生產無序等導致的藥材品質下降、藥劑殘留等問題的有效技術手段，可有效確保中藥材種植產業健康、高效、可持續發展，也是目前中藥材精細種植業的必然發展趨勢[26]。董林林等[27]對中藥材產地生態、土壤、灌溉水質要求、施肥原則、優質種苗種子生產、病蟲害無公害防治、藥材質量控制標準等所有環節進行了匯總研究，詳細總結了無公害中藥材生產技術規程。孟祥霄等[28]基于對中藥材產地環境質量標準的研究，詳細梳理總結了中藥材相關領域無公害農產品產地環境質量標準的發展歷程，同時還闡述了采用藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統（GMPGIS）進行區劃選址的基本原理，以及GMPGIS選址的精準性、高效性和科學性。沈亮等[26]通過總結近年來我國中藥材病蟲害預測報警技術、綜合防治技術及防治標準的發展歷程，在病蟲害防治相關標準的基礎上，結合中藥材病蟲害發生特點，制定了中藥材無公害病蟲害防治技術及其生產過程中病蟲害防治技術，為中藥材無公害病蟲害防治環節提供了重要參考。并通過對人參、三七、西洋參、竹節參4種人參屬植物為例，運用GMPGIS結合人參屬植物生長特點、種質資源現狀及無公害生產相關標準，詳細制定了人參屬植物從栽培選地、優良品種選育、田間管理技術，對于人參屬藥材無公害精細化栽培具有重要指導意義。本研究基于課題組多年研究考察，通過產區調研，制定了無公害白芷精細栽培技術體系，包括科學的栽培選地、品種選育、科學的無公害種植模式、合理施肥、高效的病蟲害綜合防治技術及優良種子培育技術等較為完整的指導體系。通過GMPGIS-Ⅱ，以白芷道地產區、主產區樣點的氣候和土壤因子信息為依據，開展白芷生態適宜性區劃，得到了較為精細的白芷生態適宜產區，為白芷種植基地科學選址、有效引種提供參考，同時也在一定程度上保證了白芷人工種植的藥材質量。

白芷良種選育工作處于起步階段，目前選育而成白芷品種僅2個，且僅為四川產區所育，遠不滿足目前眾多產區生產需求，多數產區白芷仍品種混雜，質量差異較大。現在分子生物技術選育多為分子標記輔助育種，基于DNA的多態性，通過PCR擴增、分子雜交、高通量測序等試驗技術，篩選與目的性狀（如優質、高產、抗逆等）相關聯的DNA片段作為分子標記輔助育種[29]。目前分子標記技術在白芷上多用于遺傳多樣性及資源鑒定研究，輔助育種上研究較少。分子標記在白芷同屬的當歸中，已有部分研究結果，可借鑒參考。于光等[30]通過比較當歸花芽和莖頂芽差異表達序列，獲得了13條差異基因，結合差異基因功能注釋、代謝通路等對當歸早期抽薹的調控機制做出了一定解釋。國內學者通過對當歸根的轉錄組測序進行研究，對當歸部分功能基因進行了注釋，并推測其可能參與當歸阿魏酸、多糖、黃酮和葉酸的生物合成[31]。隨著生物技術的快速發展，本草基因組計劃成為未來中藥材研究的發展方向，尉廣飛等[24]基于對本草基因組學在中藥材新品種選育中的應用進行研究，細致闡述了本草基因組學在輔助中藥材育中標記的開發、遺傳圖譜構建解析的技術策略，同時對本草基因組學在輔助中藥材優質高產、抗逆（抗病蟲害、抗旱、抗高溫、抗低溫、抗鹽）等多位點的開發進行了綜合分析。這也為白芷未來新品種選育提供了新的思考，在接下來的工作中，應多開展白芷生長發育、品質形成、抗逆特性相關的分子標記研究，挖掘白芷功能基因，為分子育種提供材料儲備。通過以上各種工作的開展，不斷完善白芷無公害種植技術體系，以期推動白芷無公害精細化生產全面實施。

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（2018-09-04收稿?責任編輯：楊覺雄）