科爾沁沙地7種蒙中藥生物學特征調查與種植建議

羅亞勇，張銅會，李玉霖，劉新平，王立龍，趙學勇

(1.中國科學院西北生態環境資源研究院 奈曼沙漠化研究站，甘肅 蘭州 730000；2.中國科學院西北生態環境資源研究院 甘肅省寒區旱區逆境生理與生態重點實驗室，甘肅 蘭州 730000)

中藥材是中醫藥事業傳承和發展的物質基礎，是關系國計民生的戰略性資源[1-3]。隨著市場經濟的發展和全民健康意識的不斷增強，食品藥品安全特別是原料質量的保障問題受到了全社會高度關注，中藥材在中醫藥事業和健康服務業中的基礎地位更加突出[4]；另一方面，由于野生中藥材過度開采，導致資源枯竭甚至瀕危，致使傳統的中藥材采收利用方式已經不能滿足現代社會對中藥材的需求，過度開采還會對生態環境造成破壞，尤其是在生態脆弱的科爾沁沙地更是如此[2，4]。本研究針對科爾沁沙地野生中草藥采挖造成資源環境破壞、中草藥種植產業特色優勢不明顯、產業潛在優勢亟待挖掘等問題[2，4]，通過開展沙地道地藥材種植及適應性研究，旨在為沙地道地藥材規范化栽培體系的建立提供科學參考。

立足于科爾沁沙地脆弱生態區特色藥用植物資源豐富和環境脆弱這一特點，在沙地發展蒙中藥材引種栽培和規范化種植，積極扶持道地中藥材生產基地建設，不僅有助于保護沙地瀕危中草藥資源，推動中藥資源持續健康發展；而且對于深化醫藥衛生體制改革、提高人民健康水平，以及促進沙化土地的恢復、防沙治沙等生態建設具有重要意義[2，5]。

2016年《中華人民共和國中醫藥法》明確鼓勵發展中藥材規范化種植養殖和扶持道地中藥材生產基地建設，致力于引導建設一批歷史悠久、特色鮮明、優勢突出的道地藥材生產基地，加力推進中藥產業發展，提升中藥材質量、效益和競爭力。當前，我國中藥材種植面積與產量持續增長，建立了較完善的生產服務體系。但是中藥材產業持續健康發展仍面臨著諸多挑戰，如產業規模增長與管理機制不平衡，缺乏科學種植模式及提質增效生產技術，生產過程中過分追求產量的現象比較突出，藥用植物生物學特性研究基礎薄弱等[4，6]。

植物的生物學特征是其個體生長發育及其生長周期各階段的性狀表現[7-9]。將植物生物學應用于中藥材生產管理，就是要研究植物性中藥材的生長發育規律，尤其是在生長發育過程中藥用器官變化的規律，以指導中藥材生產與應用。目前，由于對藥材生物學的研究較少，導致種植過程中藥材生長年限不夠、搶青采收等現象突出，影響了中藥材的質量。蒙中藥材生物學特征調查，可以了解其個體的生長發育規律和產量等要素。遵循藥用植物的生物學特性，不僅有助于優化藥用植物的種植年限，保證中藥材的品質和有效性；而且有助于提高藥材的產量，兼顧藥材種植的經濟效益。綜上，中藥材的生物學特征研究對于提高藥材的產量和質量具有重要作用，也是制定中藥生態種植技術規范的科學基礎[10]。

在GAP (中藥材生產質量管理規范)有關藥用植物栽培管理條文中明確規定，應根據藥用植物生長發育要求、發育時期、生長發育特性和不同的藥用部位，制定相應的種植規程和田間管理，調控植株生長發育，提高藥材產量，保持質量穩定。這就要求首先要對植物的生長發育規律進行深入的研究和探討，根據不同植物生長發育的特點和要求，提供必要的栽培條件和管理措施，制定藥材的生產標準操作規程，以保證藥材的質量，提高藥材的產量[10]。蒙中醫藥是獨特的醫藥資源、潛力巨大的經濟資源、具有原創優勢的科技資源、我國優秀的文化資源和重要的生態資源。本研究擬通過測定7種蒙中藥材在科爾沁沙地生長的根長、鮮根直徑、根干重、莖葉干重等簡單易測的生物學性狀，希望了解這幾種藥材在沙地的生長發育規律，以指導半干旱沙地蒙中藥材的生產栽培。

1 研究方法

1.1 研究區概況

研究區位于內蒙古通遼市奈曼旗境內，地處科爾沁沙地腹地(42°55′，海拔360 m)。地貌以高低起伏的沙丘地和平緩草甸或農田交錯分布為特征，土壤多為風沙土或沙質草甸土。氣候屬溫帶半干旱大陸性氣候，年均降水量343 mm，年均蒸發量1 935 mm；年日照時數2 900～3 000 h，年均氣溫7.0 ℃，≥10 ℃ 年積溫 3 190 ℃，無霜期151 d；年平均風速3.4 m·s-1，年平均揚沙天氣 20～30 d[2，8]。獨特的自然環境，造就了天然獨特的自然群落，境內生長著麻黃、防風、苦參、甘草、黃芪、黃芩、知母、柴胡、遠志等大量野生中草藥資源，這為奈曼旗發展道地蒙中藥材種植產業奠定了基礎[2，5，11]。

1.2 種植及管理

試驗地在春季播種前翻耕整地，先進行小區劃分，將有機肥撒施于地表(2 000 kg/667 m2)，氮磷鉀復合肥(40 kg/667 m2)，機械旋耕。5月上旬，條播種植，種植行距均為25 cm。苗出齊后即可松土除草，當苗高5～10 cm時進行疏苗。中藥材定苗株距分別為防風5 cm、黃芩5 cm、苦參5 cm、遠志3 cm、板藍根5 cm、黃芪5 cm和甘草5 cm。7月上旬，結合中耕除草適當追施氮磷鉀復合肥(10 kg/667 m2)。

1.3 生物學特征測定

在8月中旬測定當年種植的7種中草藥，包括：防風、黃芩、苦參、遠志、板藍根、黃芪和甘草，除了板藍根的葉子也可入藥外，這幾種藥材的藥用器官都是根。盡量完整地挖取整株，每種藥材隨機取3～5株，測定根長、鮮根直徑、根干重、莖葉干重等生物學特征，比根長為根長和生物量的比值，根干重與莖葉干重的比值為根冠比。

1.4 數據分析

采用SPSS 20.0軟件包對數據進行統計分析。在多重比較時，首先對數據進行方差齊性檢驗，若方差檢驗結果為齊性，采用LSD 法進行多重比較；若方差檢驗結果為非齊性，則用Tamhane’s T2 法進行多重比較(不同字母表明藥材間生物學特征有顯著差異，P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 7種中藥材的當年根生物量

作為以根入藥的藥材，根生物量反映了藥材的產量。7種藥材根的生物量，從大到小依次為板藍根、黃芪、苦參、甘草、黃芩、防風和遠志。板藍根的根生物量最高，達到11.54 g/株，顯著高于其他中藥材(P<0.05)；根生物量最小的遠志只有0.40 g/株，除防風外，顯著低于其他中藥材(P<0.05)；黃芪、苦參、甘草、黃芩和防風的根生物量沒有統計學差異。見圖1。

圖1 7種中藥材的根生物量

2.2 7種中藥材的根長度和直徑

根的長度和直徑是藥材品質的重要指標。7種藥材中，甘草的根長最大，為59.67 cm，板藍根和防風的根長也超過45 cm，均顯著高于其他4種藥材(P<0.05)；黃芩和苦參的根長平均為30 cm，黃芪和遠志的根長較小，低于30 cm，顯著低于甘草、板藍根和防風(P<0.05)。7種藥材鮮根的直徑以板藍根最大，為9.34 mm，顯著高于防風和遠志(P<0.05)；黃芩、苦參和黃芪的直徑均超過7cm，甘草的直徑為6.49 cm，這4種藥材的鮮根直徑沒有統計學差異；防風和遠志的直徑較小，分別為4.57 mm和2.54 mm，但二者之間沒有統計學差異。見圖2、圖3。

圖2 7種中藥材的根長

圖3 7種中藥材的鮮根直徑

2.3 7種中藥材的比根長

比根長指根單位重量的根長，可以表征根系收益和成本的關系。7種中藥材中，遠志的比根長最大，為74.35 cm/g，防風和甘草的比根長較大，分別為68.95和58.29 cm/g，這三種藥材的比根長沒有統計學差異，均顯著高于其他4種藥材(P<0.05)；板藍根的比根長最小，為5.64 cm/g，除黃芪外顯著低于其他5種藥材(P<0.05)；黃芩、苦參和黃芪的比根長沒有統計學差異。見圖4。

圖4 7種中藥材的比根長

2.4 7種中藥材的根冠比

根冠比是指植物地下部分與地上部分的鮮重或干重的比值，可以表征植物地下與地上部分的相關性。7種中藥材中，板藍根的根冠比顯著高于其他6種中藥材(P<0.05)，達3.59；遠志和苦參的根冠比較大，且顯著高于黃芪、甘草、防風和黃芩(P<0.05)；黃芪和甘草的根冠較小，且二者之間沒有顯著差異；而防風和黃芩的根冠比很小，均低于0.15，且顯著低于其他5種藥材(P<0.05)。見圖5。

圖5 7種中藥材的根冠比

3 討論

3.1 科爾沁沙地蒙中藥材發展優勢

從政策上來說，科爾沁沙地蒙中藥材產業發展具有良好政策環境。國務院辦公廳先后出臺了《中藥材保護和發展規劃(2015-2020年)》《中醫藥健康服務發展規劃(2015-2020年)》《中醫藥發展戰略規劃綱要(2016-2030年)》等中醫藥發展領域的專項規劃，均明確提出大力推進中藥材綠色生態種植。內蒙古自治區人民政府(內政辦發〔2016〕150號)和通遼市也相繼發布了蒙藥材中藥材保護和發展實施方案。科爾沁沙地蒙中藥材產業得到了自治區、通遼市等各級政府的高度重視，政策的支持會強力推動奈曼旗蒙中藥材種植產業的快速發展。

從蒙醫藥文化來說，地處科爾沁沙地腹地的奈曼旗是蒙藥鼻祖——占布拉·道爾吉的故鄉，占布拉·道爾吉是蒙古族歷史上十大杰出科學家之一，也是清代著名蒙醫藥學家，著有舉世聞名的蒙醫藥典籍《無誤蒙藥鑒》和《蒙藥正典》[12]，因此，可以說科爾沁沙地是蒙醫藥文化的發源地。蒙藥是我國民族醫藥的瑰寶，傳承和挖掘蒙醫藥文化的深厚底蘊是保護民族文化的重要途徑，也是發展中醫藥產業的重要舉措[2]。

從自然地理特征來說，科爾沁沙地晝夜溫差大、日照時間長，加之水質、大氣、土壤污染較少，而且沙質土壤土層疏松，氧氣充足[2，11]，植物的根系代謝旺盛，有助于根系藥材藥用器官的生長。本研究中7種以根入藥的藥材種植當年、到8月份，根長均在20cm以上，有較大的發展潛力；另一方面，科爾沁沙地植物經常遭受的干旱、高溫和風沙環境等逆境脅迫，有助于激發蒙中藥材抗逆代謝物質的積累，而這些抗逆物質常與蒙中藥材的藥效密切相關，可提升蒙中藥材的藥效和產品質量[13]。

從土地資源和生態環境保護來說，科爾沁沙地是我國沙漠化最嚴重的的地區之一，蒙中藥大多是多年生植物，種植過程中可減少土壤翻耕引起的沙化，而且冬春季節藥材地上部分防風固沙作用突出[11]。從土地資源來說，科爾沁沙地土地廣闊，境內有許多沙荒地、沙沼地等亟待恢復植被，如果將這部分土地合理利用，采用蒙中藥材生態種植，如人工仿野生種植，雨季采用飛播技術，推廣種植苦參、甘草、防風、麻黃等道地蒙中藥材，同時輔助防沙固沙措施，這些荒漠沙地就會逐步變成生長各種蒙中道地藥材的生態寶地，既有效保持了水土，恢復了植被，又有經濟收入[2-4，11]。因此，以蒙中藥常用藥材特色品種為重點，在沙漠化地區開展蒙中藥材種植與示范，探索適宜中蒙藥材生物學、生態學特點的荒漠化地區中蒙藥材生態種植生產模式具有明顯的生態效益[2，4]。

3.2 科爾沁沙地蒙中藥材種植年限和種類配置

開展道地蒙中藥材生物學特性和生長發育規律等基礎研究，有利于完善蒙藥材中藥材生產的基礎理論，指導蒙藥材中藥材科學研究。全面考慮各種藥材生物學特性的差異及其經濟效益，才能為合理制定蒙中藥材的種植年限管理提供科學依據。

本研究發現，板藍根在種植當年，根生物量、直徑及根冠比明顯高于其他藥材品種，表明板藍根適合當年采收，短期經濟效益較大。另外，考慮到板藍根的葉片和根系均可入藥，可根據市場行情決定采收葉子或者根；同時可根據干旱有利于提高根冠比的理論，通過控制水分供給等措施，調節其莖葉和根的物質分配[13-14]。

防風、甘草、苦參、黃芩和黃芪5種藥材當年根系長度長，但是直徑細，應該增加種植年限，提高其藥用價值和經濟效益。另外可以通過當年合理密植，次年移栽的方式擴大種植面積以提高其經濟效益。

遠志本身生長較慢，應合理密植并適當增加種植年限，以提高其藥用價值和經濟效益。

中蒙藥材本身的生物學特點和不同年限的產量和品質也有差異。而且科爾沁沙地蒙古族較多，貧困人口較多。因此在該地推廣種植蒙中藥材的過程中，應結合中蒙藥材的生物學特點確定不同的種植年限，同時搭配不同的品種，兼顧農戶的短期效益和長期效益。

4 結語

本研究中7種主要以根入藥的藥材在科爾沁沙地種植當年，到8月份根長均在20 cm以上，顯現出較大的發展潛力。在科爾沁沙地蒙中藥材種植中，應根據藥材本身的生物學特點確定其種植年限，如板藍根適合當年采收，防風、甘草、苦參、黃芩和黃芪5種藥材應延長種植年限或移栽，遠志適合密植并延長種植年限。還要選擇和配置不同的藥材種類，兼顧種植戶的短期效益和長期效益，盡量降低單種藥材價格易大幅波動的風險。