孫 燕,杜 衎,高德民,曹海祿
(1.山東中醫藥大學藥學院,濟南 250355;2.恒德本草(北京)農業科技有限公司,北京 250100)
柴胡為傘形科植物柴胡(Bupleurum chinenseDC.)或狹葉柴胡(Bupleurum scorzonerifoliumWilld.)的干燥根,具有疏散退熱、疏肝解郁、升舉陽氣的功效[1]。柴胡是常見的大宗中藥材之一,藥用價值和經濟價值高,市場需求大,已被國家中醫藥管理局列為名貴緊缺中藥材。在柴胡規模化種植中,為提高產量,農藥化肥濫用,導致柴胡藥材的農殘和重金屬超標,藥材的品質嚴重下降,亟待尋找一條優質高產規模化的生態發展道路。仿野生種植是中藥材發展的新模式,與地區自然環境條件密切相關[2]。中國南北跨度大,熱量分布不均;東西跨度大,水分分布不均。這些生態因素是藥材生產過程中關鍵因素,導致仿野生適宜區的生態環境選擇尤為困難。經過近4 年的仿野生種植探索,制定了仿野生柴胡栽培生產技術。
根據北柴胡和狹葉柴胡在國內的主產區的數據分析,參考中國統計年鑒(2020)和天氣網,匯總主產區北柴胡和狹葉柴胡的生態因子,2 種柴胡主產區具體生態因子指標見表1。由表1 可知,北柴胡和狹葉柴胡主產區生長環境適宜、陽光充足、氣候相對干燥、海拔較低,這與中國北方大多數地區自然環境條件相似。2 種柴胡的溫度適宜范圍差別較大,北柴胡仿野生種植區域主要以河北、山西、四川、山東一帶為宜,狹葉柴胡仿野生種植區域主要以黑龍江、吉林、遼寧一帶為宜。考慮到柴胡幼苗期喜陰涼,成長期耐寒耐旱怕澇的特性,仿野生種植區域主要設在海拔高度200~600 m 且坡度70°以下的環境,其中北柴胡以荒坡、荒山為宜,而狹葉柴胡以林下、灌叢及高緯度地區為宜。

表1 北柴胡和狹葉柴胡主產區生態因子指標
在山東省濟南市、河北省承德市柴胡分布區的物種調查中發現,在自然條件下,柴胡植物分布零散,很少單株存在,其伴生物種以耐旱的草本、小灌木為主,自然條件下的部分伴生植物見表2。

表2 柴胡伴生植物
柴胡野生環境中的伴生植物種類豐富,以菊科、莎草科、禾本科多見,北柴胡生長周期內植株高度為50~85 cm、狹葉柴胡為30~60 cm,而菊科一般生長后期植株高于柴胡,與柴胡競爭光照,影響其生長。莎草科如薹草屬(CarexL.),禾本科如隱子草屬(CleistogenesKeng)、芨芨草屬(AchnatherumP.Beauv.)和野青茅屬(DeyeuxiaClarion ex P. Beauv.)植物可在柴胡苗期為其提供遮陰環境,后期也不會影響柴胡對光照的需求,伴生群落應選擇上述植物生長良好的原生環境。同時,考慮植物生長對光的需求,實際遮陰條件下,群落蓋度不應超過70%。
在仿野生柴胡種植過程中,首先要保證仿野生種植區域及周邊環境無污染,產地周圍環境應達到《環境空氣質量標準》(GB 3095—2012)二級標準,生產用水應達到《農田灌溉水質標準》(GB 5084—2021)標準,種植土壤環境應達到《土壤環境質量標準》(GB 15618—2008)農業用地標準。參考土壤信息服務平臺,匯總主產區北柴胡和狹葉柴胡的土壤信息,主產區土壤信息見表3。
由表3 可知,北柴胡和狹葉柴胡的主產區為中性、偏沙質土壤。北柴胡主要適宜生長在褐土、黃褐土環境,而狹葉柴胡適宜生長在暗棕壤、黑土、棕壤土壤。結合2 種柴胡的生態學特性,在柴胡仿野生種植時優先選擇疏松肥沃、排水良好且富含腐殖質的沙質土壤[3],仿野生區域土層厚度應在15 cm 以上,以保證柴胡根系的正常生長。

表3 北柴胡和狹葉柴胡主產區土壤信息
柴胡屬(BupleurumL.)植物共200 余種,中國現知有36 種17 變種7 變型,藥用柴胡廣布于除海南島以外的各個地區[4]。柴胡屬雖然種類多,但收載品種較少,2020 年版《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)僅收載北柴胡(Bupleurum chinenseDC.)和狹葉柴胡,絕大多數品種不在收錄范圍內[5]。
柴胡屬種類多,種內變異類型多,很多地區種植的柴胡存在嚴重的種內和種間混雜現象,導致產量低、品質差。為規范柴胡用藥來源,鑒定柴胡屬易混淆藥材,僅通過形態學鑒定不足以滿足鑒定需求,薄層鑒定、基因鑒定等方面應用廣泛[6,7]。中國種植的北柴胡主要有中柴1 號、中柴2 號、中柴3 號、川北柴1 號4 個品種。楊秀娟等[8]針對四川省環境,選育出適宜當地生長特性優良的北柴胡新品系CBC-3。北柴胡和狹葉柴胡主要種植品種的特性見表4[9-15]。

表4 柴胡常見品種比較技術研究
市面種植北柴胡有8 種,狹葉柴胡有2 種,這些品種主要用于大田生產。大田種植柴胡品種多,研究工作趨于成熟,對于仿野生種植來說,種植時采用的仍是常見的大田品種。各仿野生柴胡的特性鑒定和優質高產仿野生柴胡新品種篩選工作還處于起步階段,該方面的研究將會對柴胡行業起到積極推動作用。
以《中國藥典》(2020 版)收載的北柴胡和狹葉柴胡為物種來源。所選種子應從野生柴胡或逸生柴胡采集為主,栽培柴胡以自然生長一個生長周期的為主。所選北柴胡種子應飽滿成熟且活力在50%以上、千粒重在0.9 g 以上以及凈度在90%以上,顏色為棕黑色為宜;狹葉柴胡種子千粒重在0.8 g 以上,顏色為暗褐色為宜,其余要求與北柴胡種子選擇相同。
3.1.1 物候期 物候期反映了柴胡在生長過程中,隨環境溫度的變化影響自身生長、發育的過程。柴胡野生型和種植型的物候期見表5。由表5 可知,野生型和種植型的生長發育過程中,發芽期與幼苗期不同。仿野生柴胡種植時各個條件盡量與野生型保持一致,播種時間宜選擇在4 月上中旬。

表5 野生型與種植型北柴胡物候期
3.1.2 種子處理 柴胡生產中存在種子萌發率低、發芽時間長等問題[16,17]。袁夢佳等[18]采用赤霉素對種子進行處理,發現濃度為150 mg∕L 時,發芽效果好。李錢錢等[19]研究發現,搓擦處理北柴胡種子,種子發芽效果最佳,但搓擦處理偶然因素太大,易損傷種子。趙建所等[20]研究發現,浸種后12 h,放于環境溫度25 ℃∕15 ℃(晝∕夜)條件下,“冀柴1 號”種子發芽率達61.3%,與恒溫20 ℃條件下發芽率效果差別不大。有關柴胡種子萌發的研究較多,如用6-BA 處理柴胡種子[21],對發芽床基質的研究等[22]。常見藥劑處理方式見表6[23-25],各處理后的種子都應在清水中反復沖洗。

表6 常見柴胡種子處理方式
3.1.3 播種操作 根據柴胡物候期結合山東省濟南市、河北省承德市開展的柴胡仿野生栽培試驗為基礎進行柴胡播種。以春秋季為主,在雨季來臨前和伴生植物生長茂盛時進行,土壤表層溫度在10 ℃以上或土壤解凍達10 cm 以上。播種前用20~25 ℃溫水浸種8~12 h,除去上浮種子,稍晾后將種子與細砂(平均粒徑為0.125~0.250 mm 的細砂)、生物菌肥(以枯草芽孢桿菌和哈茨木霉菌為主的生物菌肥),按1∶3∶1 比例拌勻,4~8 h 陰干或風干后待用。
種子以直播為主,有穴播和條播2 種方式。穴播時宜選擇伴生植物(薹草、隱子草、芨芨草屬等)背陰面或遮陰環境良好地區。穴行距1 m、穴距0.5 m、直徑15 cm、深度1~2 cm。每穴播種量控制在200粒左右,覆土1 cm 左右,播后稍壓實,也可覆雜草遮陰保濕。條播時開深為1~2 cm、寬為8~10 cm 的淺溝,均勻撒種,每公頃用種量北柴胡為11.25~15.00 kg(狹葉柴胡為9.0~13.5 kg),其他措施與穴播相同。因荒山地形與土壤厚度的限制,仿野生柴胡宜選擇穴播。
于3 月下旬至4 月中上旬進行室外拱膜育苗,在苗床上作高約5 cm,寬約1 m 的畦,行距15 cm 左右,條播,稍灑水,其他措施同穴播,20 d 左右即可出苗。苗高6 cm 時可挖取帶土的幼苗,或在山地背陰面穴播育苗,齊苗后挖取幼苗定植。
苗高3~5 cm 時去除過密苗,對缺苗處及時補苗;苗高5~8 cm 時定苗,以株距1 cm 左右為宜,以利于通風透光。苗高3 cm 左右在穴居周圍5 cm 處除草,除草時注意勿傷根系,苗期后不需要除草。仿野生柴胡種植無需特殊管理,但應忌水澇,雨季應注意排水,防止爛根。種植柴胡應注意穴播不能過深,以不積水為宜。干旱地區在荒坡穴居種植柴胡時還應注意保存雨水。
病蟲害的防治工作是柴胡仿野生栽培的重要環節,堅持貫徹“預防為主,綜合防治”的方針[26],選擇野生種質或逸生種質,必要時進行抗性鍛煉。柴胡病害主要有根腐病[3,27,28]和銹病[3,29],蟲害主要有蚜蟲[28,30]和黃鳳蝶[3,30]。仿野生柴胡因地形優勢,通風和排水良好,一般不易染病。
選擇2 年以上生長整齊、健壯、無病蟲感染的植株采種。在正常年份下,9—10 月柴胡種子即可成熟,至70%~80%種子稍變褐色時即可收獲;根部在10 月上中旬采挖,至根部以上5 cm 處莖粗高達1.2 cm 時即可收獲,采挖時避免斷根。收割后的根部,整齊碼放周轉箱或竹筐內,運到車間清洗加工,并根據長度、大小、形態分級,去除根須等,曬至半干后包裹成小塊自然干燥或烘烤至干燥。
柴胡豐產期為2~3 年,達到采收標準的即可當年采收。新采收的種子胚具有后熟現象[31],在陰涼通風處存1 個月或自然存放半個月再轉入5 ℃以下存半個月則會顯著提高發芽率,在下一次播種前應檢查種子的壽命、活力等。
柴胡作為中國的大宗中藥材,是新冠肺炎疫情的常用中草藥,常被中醫用于治療多種疾病導致的發熱。現在柴胡市場存在多種問題,野生柴胡因大量采挖其蘊藏量逐年減少,但需求量逐年上升[32]。栽培柴胡為追求產量,亂施農藥化肥,導致農殘重金屬等超標;隨意引種,造成市售柴胡種源季度混亂;種植年限不足,導致藥效成分不達標;無科學指導,采收加工不規范[33]。仿野生種植柴胡規定種植環境、生產管理、采收標準等,不僅保證藥材品質,媲美野生品,而且提高了土地使用率,做到了生態、經濟和社會效益的有機統一,柴胡仿野生栽培具有廣闊的市場前景。
基于山東濟南、河北承德開展的柴胡仿野生栽培試驗,結合柴胡的生長習性,制定了柴胡仿野生栽培生產技術。根據主產區的生態特點、前期伴生物種調查和仿野生種植柴胡的一般區域標準,確定仿野生種植柴胡的基地選擇要求。分析了柴胡的種質資源現狀、常見品種特性,提出柴胡仿野生種植的選種方法。依據柴胡物候期特點和柴胡種子一般處理后的發芽情況,確定仿野生柴胡的具體播種操作。根據種植試驗,梳理了仿野生柴胡種植時的生產管理、病蟲害防治、采收、更新等技術要求,可顯著提高仿野生柴胡的成活率,降低病蟲害,有效推動實際工作的開展。但仿野生柴胡在新品種培育以及植株特異性鑒定等方面的工作還明顯不足,影響了柴胡仿野生的栽培工作。應進一步擴大仿野生柴胡的品種和品質研究力度,提高藥農種植水平,達到仿野生柴胡優質高產的目的。