山西省五寨縣黃芪生長氣象條件及栽培技術

馬子平，王志偉，郝紋進，鄭秀文，劉麗英

(1.山西省忻州市氣象局，山西 忻州034000； 2.山西省氣候中心，山西 太原030000；3.山西省忻州市科技情報與戰略研究中心，山西 忻州034000)

0 引言

晉北芪是山西省五寨縣道地中藥材農民專業合作社注冊的“晉北”牌野生撫育黃芪。2017年，“晉北”商標獲山西省著名商標。五寨縣地處晉西北腹地，氣候條件與土壤條件奠定了中藥材生產和種植的獨特優勢，是黃芪等多種中藥材的道地產區。1995年，中醫藥管理局和山西省醫藥總公司經過大量調查研究，決定在五寨縣建立全國性的中藥材種植基地。2012年，該基地被山西省科技廳定為“中藥材種植科技示范基地”；2018年5月，天津中醫藥大學第一附屬醫院、北京盛世龍藥業有限公司與山西省五寨縣“精準扶貧——三方共建黃芪種植基地”揭牌暨簽約儀式在山西省五寨縣舉行。

近幾年，隨著中醫藥管理局和五寨縣扶貧工作的不斷推進，黃芪、黨參等中藥材種植已形成一定規模。2019年，五寨縣中藥材種植基地通過了中藥材共建共享聯盟的“‘三無一全’(中藥材無硫加工、無黃曲霉毒素、無高毒農藥及全程可追溯)基地”認證。中國中醫科學院中醫基礎理論研究所質檢分析，五寨產兩年生移栽黃芪有效成份甲苷含量為0.082%(國標為0.040%)，直播4年生半野生黃芪甲苷含量為0.158%，接近國標的4倍，各種有效成分名列全國黃芪產區前茅。目前，五寨縣有6 000多人從事中藥材生產，覆蓋貧困戶766戶、貧困人口2 221人，種植面積3 350 hm2左右，種植收益可達到2.7萬元/hm2以上。中藥材產業已成為五寨縣的支柱產業，助力脫貧攻堅、精準扶貧。

關于黃芪的研究，姜娜等[1]統計了1998—2018年黃芪文獻數量，指出近20年來，國際黃芪研究論文的數量整體呈增長趨勢，尤其是近5年呈顯著增長。研究方向大多集中在藥理、品種、產地、土壤和栽培等對品質的影響方面，其中，藥理學占65%，分子學占52%，而黃芪生長與氣候關系方面的文獻很少[1-5]。吳亮等[6-8]論述了恒山特殊的地理環境和獨特的氣候條件為黃芪的優質高產提供了不同生育期的需求。羅小梅等[9]對臨夏地區黃芪生態氣候適應性和產量預測模型進行初步探討，指出黃芪在不同生長階段對氣象條件的要求有明顯差異。本文依托山西省科學技術發展計劃(農業部分)《野生黃芪撫育及規范化種植》項目創新成果，結合氣象資料，分析五寨縣適宜黃芪生長的氣象條件，以期了解黃芪生長特性，旨在將野生黃芪撫育栽培技術和種植范圍擴大到周邊各縣，為精準扶貧、脫貧攻堅制定可行方案提供依據，為保證黃芪品質提供氣象保障服務。

1 晉北芪

晉北芪是五寨縣道地中藥材農民專業合作社通過野生黃芪撫育技術人工種植的黃芪，也叫五寨黃芪。黃芪原名黃耆，為多年生豆科草本植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根。野生黃芪撫育種植是選擇以蘆芽山山脈和恒山山脈為主的原生、野生蒙古黃芪種子，摻入10%與黃芪種子顆粒大小相似的砂粒均勻攪拌，用脫米機粗過一遍，然后將砂粒選出，用播種機播種，使其在合理的株行中自然生長撫育，達到野生藥材的質量。五寨縣道地中藥材農民專業合作社于2017年8月申請了該技術的專利。

關于黃芪的藥用價值和功效，據《中國藥典》記載：黃芪性微溫，味甘，有補氣固表、止汗脫毒、生肌、利尿和退腫之功效[10]。現代醫學研究和臨床試驗表明，黃芪還具有利尿降壓、消炎鎮痛、強心、抗氧自由基生成及提高機體免疫功能等多種藥理作用[11-12]。五寨黃芪自古以來品質上乘，20世紀50年代，相關專家在《藥用黃芪本草學及生藥學的研究》中指出，頭等正品一號紅藍芪主產山西五寨，二號紅藍芪產渾源等地[13]。2006年，中國中醫科學院中醫基礎理論研究所對五寨黃芪藥材進行檢驗，育苗1年、移栽1年黃芪的有效成分甲苷含量為0.082%，直播3年黃芪的甲苷含量測定為0.158%，超過了全國其他黃芪產區的有效成分含量。

2 黃芪品質上乘的條件

2.1 自然條件

五寨縣平均海拔1 400 m，南高北低、東西多山坡地、中心為小盆地，有“兩山、兩梁、一川”的地理形勢，全縣12個鄉鎮中有11個鄉鎮分布在“兩山兩梁”的山區或半山區，山坡地的坡度大多數在20°以上，為植物的最佳有效用光群體結構，土質多為透水力強、酸堿度為中性的沙質土壤，適合黃芪生長。

2.2 氣候條件

五寨縣氣候四季分明，冬季寒冷、干燥，夏季雨水充足，春秋季天氣涼爽。年平均氣溫5.0 ℃，春、夏、秋、冬季平均氣溫分別為6.9、18.8、5.3和-11.0 ℃，氣溫年較差和日較差大。白天氣溫高，作物根系吸收能力強，有利于干物質形成；夜間地面長波有效輻射加大，氣溫下降，植物呼吸作用減弱，可減少營養物質的消耗，有利于干物質和糖分的積累。五寨縣歷年平均日照時間2 775.6 h，日照充足；年降水量平均453.9 mm，降水集中在夏季，占全年降水量的75%，冬季降水最少。溫度、降水、日照均符合黃芪喜冷涼、耐寒、耐旱、怕熱和怕澇的生長特性。

3 黃芪各生長期氣候條件

3.1 萌發期

試種觀測數據顯示，黃芪種子一般在地溫達到5 ℃時即可發芽，發芽適宜溫度14～15 ℃。最適宜的土壤水分含量為18%～24%。五寨人工栽培的黃芪從4月末開始至處暑以前都可以播種，直播黃芪4月末5月初可下種，15 d左右出苗；移栽黃芪5月中旬可下種，播后10～12 d出苗。夏季隨時都可播種，當地溫在20～25 ℃時下種，一般7～8 d出苗；當溫度25 ℃時發芽最快，僅需3～4 d。對于無灌溉條件的農田來說，要求在雨水集中的時段下種。如果冬季播種，一般在處暑之前下種，次年春季發芽。由于五寨冬季降水多數年份偏少，大風日數偏多，容易造成種子風干，影響出苗，一般不選擇這一時段播種。

3.2 幼苗生長期

從子葉出土到花芽形成前稱為幼苗生長期。幼苗出土到出現5片子葉一般需要18～20 d，這一時期幼苗根系未發育完全，入土淺、吸收能力差且生長緩慢，此時怕高溫、干旱，對氣溫和降水要求比較嚴格，氣溫不能長時間(3～5 h)高于32 ℃，無效降水(<0.5 mm)時間不能超過20 d。五寨縣5—6月最高氣溫為33.7 ℃，但出現的天數極少，降水量為50～60 mm，正常年份該階段光、熱、水基本滿足黃芪生長需求。

3.3 枯萎越冬期

地表以上的部分開始枯萎到次年返青前稱為枯萎越冬期。五寨黃芪一般在9月中旬葉片開始變黃枯萎，地下部分越冬芽開始形成，從當年的9月下旬到次年4月中旬均為枯萎越冬期，時間200～210 d。黃芪正常越冬的極端最低氣溫可達-40 ℃，五寨縣1957年極端最低氣溫為-38 ℃。隨著全球氣候變暖，近10年來，極端最低氣溫為2013年的-31.6 ℃，比黃芪正常越冬閾值高8.4 ℃。

3.4 返青期

春天當地表溫度達到5～10 ℃時，黃芪開始返青，返青初期的生長速度比較慢，受溫度和水分影響較大。五寨縣冬季(11月至次年3月)漫長寒冷，凍土層較厚，最大凍土層148 cm，黃芪大多種植在半山區，當地面溫度達到8～13 ℃時開始進入返青期，比其他產區的黃芪對地面溫度要求高，具體時間在4月中旬至5月上旬前期。該階段的熱量條件可滿足黃芪返青需要，若水分滿足需要，可順利返青，若發生春旱，則返青期推遲。

3.5 孕蕾開花期

孕蕾開花期指從葉腋花芽形成到果實出現之前的時期，兩年生長以上的植株一般在6月出現花芽逐漸膨大，花梗抽花、花蕾逐漸形成，7月初花蕾開放，花期20～25 d。兩年生黃芪春季返青后，植株抵御外界氣候條件的能力顯著增強，其喜冷涼、耐寒、耐旱、怕熱和怕澇的特性顯露出來，對氣候條件的要求沒有幼苗、返青時期嚴格。五寨黃芪一般在6月上旬出現花芽，7月上旬開花。五寨黃芪分布區6、7月平均氣溫為18.3、19.9 ℃，日照時間263.9、244.8 h，降水量69.2、109.6 mm，光熱水條件可滿足其生長需求。

3.6 結果種熟期

影響黃芪結果、種熟的是熱量和水分條件，該階段如遇到高溫干旱，隨著土壤相對含水量的降低，黃芪葉片相對含水量逐漸降低，而其中丙二醛含量升高，其根莖干質量也降低，使結果種熟期提前，且種皮常呈不透性，硬實率增加，種子皮質降低[4]。8月中旬至9月中旬，五寨縣出現高溫天氣的概率較小，發生干旱的頻率也低于春季，再加上多雨期，土壤墑情比較好，因此熱量和水分條件滿足黃芪結果種熟期的要求。

3.7 根部生長期

黃芪為多年生草本植物，一般3～5年根長成可采挖。在整個生育期，其根部生長經歷養分吸收、積累和儲存的過程，適宜的光熱水條件對黃芪根的生長，藥材的產量、質量等都十分有利。《中國藥典》記載，黃芪這一時期所需氣候條件為分布區80%保證率≥10 ℃積溫在1 500 ℃以上，生長季4—9月降水量220～300 mm，日照時間1 500 h以上。7、8月日較差對根部物質積累有較大影響，日較差大，根部物質積累充足，對根部生長、入藥品質有利[10]。五寨黃芪根部生長期一般在4月下旬至9月中旬，此階段分布區80%保證率≥10 ℃積溫超過1 600 ℃，大部分地區積溫在2 000 ℃以上，4—9月降水總量314.2 mm，日照時間1 487.8 h，滿足黃芪根部生長所需光熱水條件。五寨黃芪分布區7、8月氣溫日較差為12～14 ℃，日較差條件較好。

4 黃芪人工栽培技術

4.1 篩選品種

五寨縣適宜種植的黃芪品種為蒙古黃芪，蒙古黃芪具有棍條長、不打叉、糟頭小、皮嫩、斷面粉性足、柴性小和油性大等優點。五寨縣≥10 ℃的積溫不能充分滿足膜莢黃芪生長需要，人工栽培的膜莢黃芪產量低于蒙古黃芪，因此不宜栽培膜莢黃芪。

4.2 種植

(1)育苗移栽。蒙古黃芪種子的種皮較硬，播種前需對種子進行催芽處理，即將選好的種子放在50 ℃溫水中攪拌至涼，再加涼水沒過種子浸泡6～12 h，撈出種子裝入布袋放在11～15 ℃適溫下催芽。育苗地要求土壤疏松、腐殖質含量高、肥力狀況好、pH值7～8且通氣透水性能佳。移栽可在5月進行，最好邊起邊栽，選取條長、粗壯、無斷損和無病蟲害的秧苗移栽。

(2)露地直播。五寨黃芪露地直播宜在春、夏季進行，春季可在土壤解凍后搶墑適時直播，春旱較重時可在伏天多雨季節播種，處暑以后不宜直播。

4.3 選好土壤、合理輪作

蒙古黃芪根系發達，入土較深，喜肥沃土壤，怕田間積水受澇。要求選擇土層深厚、結構良好、排灌便利和富含腐殖質的黑壚土或黃綿土，質地中壤為宜。前茬以玉米類作物為好，輪作周期要求3年以上。

4.4 合理密植

五寨黃芪一般采用壟栽方式，在整好的移栽地按行距30～45 cm開溝(要求開第1條溝擺好苗后再開2條溝，同時將第1條溝覆蓋)，然后按株距15～20 cm進行斜擺或相嵌排列，平放后覆土、澆水。栽植密度18萬～22.5萬株/hm2(1.2萬～1.5萬株/畝)。

4.5 田間管理

(1)黃芪幼苗苗全后要及時淺鋤除草；不易過早間苗，當幼苗5片復葉出現后，可結合中耕進行疏苗；苗高15～20 cm時，條播的按20～30 cm株距定苗，穴播的按1～2株/穴留苗。定苗后視情況再進行1～2次中耕除草。

(2)黃芪在幼苗期和返青期需水較多，應注意及時灌水。直播第3年或育苗移栽后，植株抗旱性能顯著增強，抗澇能力差，應盡量少澆水。雨季注意排水，以防根部腐爛。

(3)黃芪的主要病害有根腐病、白粉病和銹病等。防治措施：合理密植，注意田間排水，發病前可用50%多菌靈可濕性粉劑或70%甲基托布津1 000～1 500倍液灌根或噴灑；可噴敵銹鈉防治銹病。蟲害主要有黃芪籽蜂、蚜蟲和蕪青等，可用40%樂果乳油1 000～1 500倍液或50%磷胺乳油1 500倍液防除。

4.6 防凍拔措施

黃芪在種植過程中經常會出現凍拔現象。凍拔是指在緯度高的寒冷地區，土壤含水量過高時結凍膨脹而升起，連帶植物抬起。夏春季解凍時，土壤下沉而植物留在原位，造成植物根部裸露死亡。每年的黃芪種植都有不同程度的凍拔現象，為了解決這一問題，科研人員探索出防止凍拔的方法，翻地滅草后用小四輪帶上地輥將土壤壓踏實，然后再播種，次年早春土壤解凍時，如發現還有拔起的種苗，及時再用小四輪帶地輥碾壓。

5 結束語

五寨縣獨特的地理環境和自然條件給黃芪生長提供了優質的土地資源，與黃芪生長特性匹配的氣候為黃芪生長發育及品質上乘提供了保障。本文研究了五寨黃芪不同生長發育期的溫度、降水、日照等氣候條件，給推廣野生撫育種植黃芪提供了依據，為氣候條件相似地區精準扶貧找到一條可行之路。

五寨黃芪采用野生黃芪撫育種植技術，選擇以蘆芽山山脈和恒山山脈為主的原生、野生蒙古黃芪種子進行種植，在種植技術和管理上進行改革創新。黃芪播種前要關注天氣預報，適時掌握下雨日期，雨前播種出苗率提高30%。采用播種機播種，使耕作成行、便于鋤草松土，達到高產高效。3年后收獲用深耕犁挖起，凈挖率達到90%以上。