烏拉爾甘草無公害栽培技術體系研究

錢廣濤 盛瑋 侯俊玲 孫華庚 薛建平 蘇勇 孫偉 孟祥霄

摘要?目的：為解決烏拉爾甘草野生資源減少，人工栽培技術體系不完善、優良種質資源短缺等導致的產量低、品質下降等問題，對烏拉爾甘草無公害栽培技術體系進行研究。方法：基于藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統對烏拉爾甘草最大生態相似區域進行預測，并對種質資源，產區分布，田間管理，病蟲害防治等進行產地調研與文獻研究，形成烏拉爾甘草無公害栽培技術體系。結果：烏拉爾甘草引種栽培以甘肅、內蒙古、新疆、青海一帶選址為宜，建立了一套包括種植基地選址、優良品種選育、田間種植管護等的烏拉爾甘草無公害栽培技術體系。結論：烏拉爾甘草無公害栽培技術體系的建立為解決人工種植甘草產量及品質下降，農殘、重金屬含量超標等問題提供科學的技術參考。

關鍵詞?甘草;無公害;人工種植;栽培技術;產地環境;種質資源;病蟲害防治;田間管理

Abstract?Objective：This study aims to solve the problem of low yield and reduced quality of G.uralensis caused by reduction of wild resources，imperfect artificial cultivation technology system，and shortage of high-quality germplasm resourcesvia studying the pollution-free cultivation technology system of G.uralensis.Methods：GMPGIS Ⅱ was employed to predict the largest ecologically similar area of G.uralensis，and field survey and literature research on germplasm resources，distribution of production areas，field management，and pest control were conducted to form a pollution-free cultivation technology system of G.uralensis.Results：G.uralensis is suitable to be planted in Gansu，Nei Mongol，Xinjiang and Qinghai provinces with a pollution-free cultivation technology system including site selection of planting bases，selection and breeding of high-quality varieties，field planting management and protection.Conclusion：The establishment of the pollution-free cultivation technology system of G.uralensis provides scientific reference for solving the problems of reduced production，low quality，pesticide residues and excess heavy metals.

Keywords?Glycyrrhiza uralensis; Pollution-free; Artificial planting; Cultivation techniques; Environment of producing area; Germplasm resource; Pest control; Field management

中圖分類號：R282.2文獻標識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2021.22.023

2020版《中華人民共和國藥典》收錄甘草為豆科植物烏拉爾甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）、光果甘草（Glycyrrhiza glabra L.）或脹果甘草（Glycyrrhiza inflata Bat.）的干燥根和根莖，是一種常用的中藥材[1]。烏拉爾甘草主要分布在寧夏、內蒙古、山西、新疆、青海、甘肅等省市自治區。甘草酸、甘草次酸、甘草素、香豆素、甘草苷、多糖以及有機酸等是甘草中主要的有效成分，具有清熱解毒、鎮咳、祛痰、抗炎、殺菌、健脾益氣等功效，素有“十藥九草”的稱號[2]。本研究以烏拉爾甘草（G.uralensis）作為研究對象，對其無公害栽培技術體系進行研究。

甘草在醫藥、食品、日化等行業使用廣泛、需求量大。野生甘草資源減少，難以滿足需求。人工種植是解決這一問題的有效方法，但由于藥農缺乏相關的生產加工知識與技術，存在操作不規范，栽培選址不合理等現象，導致藥材品質差，重金屬、農殘等有害物質超標，朱美霖等對甘草重金屬研究發現，Pb和Cr存在較大比例的超標，其他重金屬也存在不同比例的超標現象[3]，金仁達等對5種中藥中重金屬含量進行檢測發現甘草中重金屬含量偏高[4]，陳洪玉等[5]對5種中藥材中溴氰菊酯殘留量進行測定，結果顯示甘草中殘留量最高，影響藥材質量與用藥安全，不利于我國優質甘草藥材的發展。

本研究基于大量烏拉爾甘草栽培的研究基礎，結合相關文獻和產區調研，建立了烏拉爾甘草無公害栽培技術體系，主要包括基地選址、田間管理、采收加工、病蟲害防治等，可為烏拉爾甘草無公害栽培提供科學合理的技術支持，促進甘草產業健康的可持續發展。

1?無公害甘草產地環境

無公害甘草種植基地的氣候因子和土壤類型應符合甘草生長規律，土壤、灌溉水及空氣環境質量應符合國家相應的無公害標準。應避開工業區、公路干線、城市污染源，選擇交通運輸方便、生態因子適宜、無污染源等適宜地區種植[6]。

1.1?甘草產地生態因子?利用藥用植物全球產地生態適宜性區劃信息系統（GMPGIS），根據甘草主要生產區域經緯度信息對氣候因子和土壤類型進行提取，氣候因子數據來自全球氣候數據庫worldclim Version 1.4（http：//www.worldclim.org/current），土壤數據來自世界土壤數據庫harmonized world soil database（hwsd） V1.2（http：//www.fao.org/soils-por-tal/soil-survey/soil-maps-and-databases/harmonized-world-soil-database-v12），獲得甘草的生態適宜因子值（表1），為甘草的人工種植基地選址規劃提供了科學合理的指導。同時，甘草對溫度的適應能力較強，而降水量對其產量以及主要次生代謝產物的積累起到至關重要的作用[7]。

1.2?甘草產地環境及土壤類型?無公害甘草生產基地環境應符合《中藥材生產質量管理規范（試行）》、NY/T2798.3-2015無公害農產品生產質量安全標準，土壤環境須滿足土壤質量GB15618二級標準值，灌溉水的質量須符合GB5084-2005的灌溉水要求[8]。在生產過程中，要做到定期對產區周圍的土壤、空氣、灌溉水源進行監測，發現問題及時解決，確保無公害甘草生產基地滿足國家無公害生產基地的要求，保障甘草安全生產。

野生甘草分布廣泛，干旱、半干旱和半濕潤地區均有分布，根據甘草的生長習性以及人工種植甘草的經驗，土壤應具有不易積水、土層肥沃、中性或偏堿性、保肥能力強等特點[9]，無公害甘草適宜土壤類型及有害元素限量標準見表2。基于甘草環境因子數據分析結果并結合實際生產情況，建議在甘肅、內蒙古、新疆、青海一帶進行甘草適宜種植基地選址。

2?無公害甘草優良品種選育

2.1?甘草種質資源?當前甘草種植技術越發成熟，但由于栽培所用的種子多來源于野生種，導致甘草產品質量良莠不齊。研究表明甘草基因存在豐富的遺傳多樣性，在植株形態上也存在顯著的地理變異，因此種源間和種源內部豐富的變異性為甘草優良品種選育提供了豐富的材料[10]。甘草種質資源豐富，羅琳等[11]發現不同產地甘草在重量、氣味、質地等藥用部位性狀上存在顯著差異，魏勝利等[12]還發現不同地理環境種群間甘草酸含量差異明顯。現階段在充分認識到甘草種質資源重要性的前提下，還應加大對甘草優良品種的選育工作，為甘草人工種植產業的優質發展奠定基礎。

2.2?優良品種選育?甘草優良品種的選育是提高甘草品質和產量的重要途徑，更是滿足甘草無公害栽培的前提。當前甘草的栽培品種多來源于野生馴化，而在誘變選育、自然選育、基因工程技術育種和組織培養選育方面已進行了初步探索。例如在傳統選育上，周成明等選育出了“民勤1號”“喀什1號”和“阿克蘇1號”等優良烏拉爾甘草栽培品系，李克峰等選育出生物活性成分積累較快的“烏新Ⅰ號”甘草優良品種。在誘變育種方面，茍克儉等利用γ輻照后得到“優株1號”，具體特征見表3[13-14]。當前優良品種的選育多以傳統選育手段為主，通過多代篩選獲得優良品種，導致該選育手段耗時長，效率較低。今后應加大對甘草優良品種選育手段的投入，通過現代生物技術與傳統選育手段結合，減少選育時間，獲得高產、優質、抗病性強、遺傳穩定性高的甘草新品種。各產區應根據本地區實際狀況并結合往年生產情況，積極選育出適合本地區的優良品種，同時，在甘草品種的選育上也應注重多元化以滿足市場的不同需求，從而促進甘草產業的健康可持續發展。

3?無公害甘草種植管理技術

3.1?選地整地?甘草具有發達的根系，對土壤的適應力較強，種植地無需太嚴苛，但甘草對土壤的酸堿度和含水量敏感，甘草耐旱，一般選擇pH值為7～8、偏堿性，含鹽量在0.5%以下、土層深厚、排水良好的土壤[9]。選好的土地一般先除去雜草和礫石，在秋季深松1次，深松可打破犁底層，改善土壤的滲透能力，深度一般不低于35 cm為宜，有利于甘草根系的延伸。同時，深松能提高各耕層中微生物數量，顯著提高甘草產量和品質[15]。在播種前施適量農家肥并深耕一次，根據甘草的生長習性，選擇壟作、畦作或者平作，一般地勢較低處選擇壟作或畦作，地勢較高處選擇平作[16]。

3.2?土壤改良?研究表明甘草連作和輪作中土壤微生物含量存在顯著差異，適當的輪作有利于改善土壤性質，對甘草品質和有效含量的積累具有重要意義[17]。同時可選擇種植一些綠肥植物，如紫云英、大豆、蠶豆等，也可增施適當有機肥培肥地力[18]。

3.3?種子、種苗的選擇和處理?我國甘草人工種植面積逐年增大，但栽培甘草的種子大都來自野外，種源混雜，種子質量良莠不齊，對甘草產量和品質具有重大影響。在生產中一般選擇飽滿、形狀橢圓形、無病害無破損、品種純正的甘草種子。目前人工種植甘草多采用育苗1年移栽的生產方式，但各產區種苗無規范的質量等級之分，導致種苗質量良莠不齊，影響甘草的產值和藥農的利益。于福來等[19]采用標準差法并結合各產區實際生產情況制定出種苗質量等級。見表4。在實際生產中，應選擇質量等級二級以上的種苗進行栽種，這對增加甘草產量和品質尤為重要。甘草種子硬實率高達70%以上，表層覆蓋一層膠狀物質導致種子自然發芽率不足20%，因此在播種前需對種子進行相應的處理，以提高種子的發芽率，具體方法措施見表5[20]。其中，碾米機法具有操作簡單、耗時短、成本低等特點，處理過的甘草種子發芽率能達到80%～90%。

3.4?播種與移栽?甘草在春、夏、秋季均可播種，秋播后由于生長期短，根系小，難以越冬，因此一般選擇在4月下旬至5月上旬，日平均氣溫5 ℃以上時進行播種，實際生產中各產區應根據自身不同的氣候環境選擇適宜的播種期。甘草的播種方式分為直播法、育苗移栽法和根莖繁殖法，具體操作流程如下[21]。見表6。直播法中又分為穴播、點播、條播，地勢復雜、起伏較大的地塊適宜采用穴播、點播，地勢平坦、面積大的地塊適合條播。育苗移栽應選擇苗圃中育苗一年，主根粗度為0.8～1 cm，苗長30～40 cm，質量等級二級以上的甘草種苗，根莖繁殖需選擇沒有損傷、直徑0.5～0.8 cm的甘草根莖，將其剪成長10～15 cm、帶有2～3個芽眼的莖段[22]。種植密度過大會導致種內競爭加劇，不利于種群中單株的生長以及代謝物的積累。在一定范圍內甘草的速生期和個體的生物量均與種植密度負相關[23]。一般以24萬株/公頃的種植密度為宜，此種植密度下單株長勢旺盛，有助于甘草根部甘草酸的形成和積累[24]。同時，在播種后要定期觀察甘草成活情況，及時補植。

3.5?合理施肥?無公害甘草施肥應遵循有機肥為主、化肥為輔的原則，肥料的使用原則和種類應滿足DB13/T454標準，使用應以對環境和作物無害為前提。甘草無需過多施肥，播種前一般按每667 m2農家肥1 000～2 000 kg或磷酸二銨15～50 kg的比例施入底肥，在分枝期每667 m2追施尿素8～10 kg，甘草第二年進入快隨生長期，每667 m2追施磷酸二銨10 kg[25]。一般施肥將肥料均勻撒在地表，并結合中耕除草使肥土混合，采用漫灌方式灌溉，灌水量一般為300 m3/667 m2，有條件的地區可使用現代農業的滴灌技術，這種灌溉方式具有灌溉效率高、機械化程度高、適配性強、節水等特點。灌水時間和灌水量應根據種植地實際土壤濕度決定，如遇降水可適當減少灌溉次數，多雨季節要注意田間排水。不同的施肥配比對甘草生長、產量和品質均有影響，有研究表明，當施肥配比按N∶P∶K為2∶2∶1或2∶3∶1時，甘草的生物量和活性成分顯著提高，這也為甘草未來的施肥方法提供了新的思路[26]。

3.6?采收與加工?甘草一般種植2～3年后，在秋末春初采收，以甘肅、內蒙古、新疆等主產地為例，甘草以生長3年在9月末10月初采收為宜，此時收獲的甘草具有甜味濃、粉性大、產量和品質均較高等特點。采收分為人工和機械采收2種方式，甘草根深，人工采收時應先沿行兩邊挖走20～30 cm的土，揪住根頭用力拔出，但應避免刨斷或損傷根皮。機械采收一般用犁深切30～40 cm將側根切斷，然后用耙將根摟出即可，機械采收能明顯減少甘草根的破損率，挖出后去除泥土和殘莖，忌用水洗。

甘草加工廠地應就近選擇，可在地勢高、通風好、周邊無污染地塊設置工作棚，田間收獲的甘草需去除纖細的須根、支根以及霉爛、損傷、凍傷的部分，甘草可根據外觀性狀進行初步等級劃分，一般按照粗端直徑>1.60 cm，中部圍度>3.76 cm;粗端直徑為1.39～1.60 cm，中部圍度為3.09～3.76 cm;粗端直徑為1.08～1.39 cm，中部圍度2.41～3.09 cm分為一等、二等、三等[27]。晾曬可利用室外自然通風和室內鼓風機進行，室外晾曬時要關注天氣情況，防止受潮生霉。晾曬過程中要及時翻動檢查，使其晾曬均勻，晾曬干后進行洗草，徹底洗去泥沙等雜質[28]。將洗凈的甘草放在蒸鍋內加熱10～20 min直至根條發軟，取出主根按照不同規格切片，切片烘干到含水量在10%～15%為宜，切片中的灰塵和草木渣可利用鼓風機去除，按要求包裝，注明等級重量后即可出售，各產區也可根據自身實際情況和市場需求，以不同的方式加工出售[29]。

4?無公害甘草病蟲害防治

病蟲害不僅嚴重影響了中藥材的品質和產量，還對藥農的收益造成損失。根據甘草的發病類型和發病時期，掌握甘草的發病規律，尋找合理有效的防治途徑，做到早發現，早治療。2020版《中華人民共和國藥典》對藥材規定了農藥殘留限量標準，但相比其他種植業以及歐洲、美國等發達國家藥典規定的農藥殘留限量品種仍具有較大差距[30]，甘草及其制品是我國中藥資源出口的大宗品種，主要出口日、韓、歐美等發達國家，因此我國甘草藥材的農殘限量應盡量符合出口國家標準。為了達到更嚴格的農藥殘留限量標準，應建立以農業防治、生物防治、物理防治為主，化學防治為輔的病蟲害綜合防治體系，盡可能減少并替代化學農藥的使用，使用化學農藥時應注意安全間隔期，最終使生產的藥材達到無公害質量標準[31]。

4.1?農業防治?因地制宜選擇適合本地區種植的優良品種，積極培育抗病新品種，合理實行輪作。播種前深翻土地晾曬，可促進根系發育，并在一定程度上也可殺死地下害蟲和病菌[32]。加強種子和種苗的質量檢疫，選擇無病害、質量等級高的種源可避免病蟲害傳播，也可提高產品的品質。在生產過程中要做到清潔田園，及時拔除病株和雜草并銷毀，避免病害的繁殖和傳播[33]。甘草合理的種植密度可優化群體結構，確保植株有充足的生長空間，不僅降低病蟲害發生概率，還能提高甘草藥用部分的品質，實現甘草的優質高產。在越冬卵孵化出之前將紅蜘蛛的寄主作物集中銷毀，可大量減少紅蜘蛛數量[34]。

4.2?生物防治?苦參堿對甘草螢葉甲具有良好的控制效果，一般在5月中旬施藥效果最佳，殺蟲率達93%以上。釋放一定密度的七星瓢蟲（3只/m2）可很好地壓制甘草蚜蟲的數量，同時利用瓢蟲、草蛉蟲等天敵也可以控制刺吸式害蟲的數量。植物源農藥滅幼脲對甘草透翅蛾有較好的作用，苦參堿、印楝素、煙堿均可用于甘草的病蟲害生物防治[35]。

4.3?物理防治?甘草種植中盲蝽類和葉蟬類害蟲可利用燈光誘殺，蚜蟲可使用黃板進行誘殺[36]。在夏季對休種土地進行深翻或覆膜暴曬，利用高溫將土壤中的病源和蟲源殺死。夜蛾科害蟲可使用防蟲網、糖醋液誘殺。各產區可根據自身情況，采取合理措施減輕病蟲害發生率。

4.4?化學防治?化學農藥在甘草無公害栽培過程中的使用應做到合理用藥、交替用藥、適時用藥。建議選用高效、低毒、低殘留的農藥種類，使用時應嚴格按農藥使用說明進行，噴灑農藥時應做好防護工作，確保人員安全[37]，此外還應進一步加強對不同農藥在甘草和根際土壤中的殘留和消解動態研究，掌握不同農藥在甘草種植中的安全間隔期，減少農殘對甘草藥材的影響。甘草病蟲害種類較多，常見的病蟲害及其防治方法如下[38-43]。見表7、8。

5?討論與展望

甘草素有草藥之王的美稱，近年來，需求量的上升致使甘草野生資源出現危機，并使生態環境遭到破壞。甘草人工種植是解決當前困境的有效途徑，但在實際生產中盲目引種、優良品種匱乏、化肥農藥使用不規范等問題依舊存在，嚴重制約了甘草產業的優質發展。

建立標準化、科學化和規范化的無公害甘草栽培技術體系是促進甘草產業可持續發展的必然選擇。甘草無公害生產是一項涉及農學、生物學、中藥學、化學等學科的系統性工程。我們對甘草種植的一系列流程進行了介紹，涵蓋了甘草的整個生產過程，為甘草的無公害生產提供了科學指導。

目前我國栽培的甘草品種改良和育種工作相對滯后，導致種源質量良莠不齊、種子發芽率低、甘草品質不穩定等現象發生。今后應加大對甘草選育手段的研究，利用現代生物技術縮短育種時間，選育出抗病性強、甘草酸含量高的甘草新品種。在實際生產中應加大機械化投入，提高生產效率，推進全國性中藥材服務體系建設，成立甘草產業開發協調機構，正確引導甘草的科學發展。甘草作為一種固沙草本植物對生態環境具有重要作用，在干旱荒漠區、半干旱荒漠區均能正常生長，未來在加大對甘草野生資源的保護同時可增加在該類地區的人工種植面積，起到固沙固土的同時也能增加當地農民的經濟收益。

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（2020-12-12收稿?責任編輯：王明）