史彥鵬 任麗均 王 梅 侯環珍
1.濮陽市農業高新技術開發中心,河南 濮陽 457000;2.河南省農業廣播電視學校濮陽市分校,河南 濮陽 457000;3.濟源市農業科學院,河南 濟源 459002;4.國有濟源市南山林場,河南 濟源 459002
冬凌草是碎米椏[Rabdosia rubescens(Hemsl.)Hara]的俗名,為唇形科香茶菜屬植物,因其植株在霜降后會凝結薄如蟬翼、形態各異的蝶狀冰凌片而得名。冬凌草多生長于海拔100~2 800 m 的山坡、灌木叢、林地、礫石地及路邊向陽處。現代醫學研究表明,冬凌草具有重要的藥用價值,其含有的主要化學成分對金黃色葡萄球菌、甲型鏈球菌等有較強的殺傷作用,故被稱為“中藥里的盤尼西林”。近年來,消費市場對冬凌草的需求量大幅上升,野生的冬凌草資源已滿足不了市場需求,人工栽培已成必然。鑒于此,筆者簡述冬凌草的發現與發展、植物學特性及資源分布,而后從種苗繁育、合理施肥、植株再生、與其他作物間作及適宜采收期的確定等方面對其栽培技術研究進展進行總結,并對其未來發展提出合理化建議,以期為冬凌草產業的高質量發展提供參考。
二十世紀六七十年代,在大規模的中草藥群眾運動中,河南省醫學科學研究所張覃沐教授等人在王屋山發現了冬凌草。最早發現冬凌草可以入藥的是“藥王”孫思邈[1]。1977 年,濟源冬凌草被收錄入《中華人民共和國藥典》,并編入《全國中草藥匯編》[2]。2004年,濟源市“冬凌草有機栽培標準化及其加工技術研究”被列為河南省重大科技攻關項目[3]。2007年,濟源市質量技術監督局成立了濟源冬凌草國家標準制定領導小組和起草工作組,開展了資料收集、標準起草、征求意見和專家審查等工作。歷時一年多,《地理標志產品濟源冬凌草》(GB/T 22744—2008)于2008年12月28日被批準發布,結束了濟源冬凌草無標生產、無序競爭的歷史[4]。
冬凌草為多年生草本植物或亞灌木,高30~100 cm;莖直立,基部近圓形,上部及分枝均為四棱形,呈紫紅色或褐色,密被小疏柔毛(幼枝被極密絨毛),質硬而脆,斷面呈淡黃色;葉對生,有柄,葉片卵形或菱狀卵圓形,先端銳尖或漸尖,或先端一齒較長,基部寬楔形,驟然變狹下延成假翅,邊緣具粗圓齒狀鋸齒,沿葉脈密被小疏柔毛,葉背有白色絨毛,葉脈細小,氣微香;聚傘花序,花小,花萼筒狀鐘形(5 裂齒),花冠二唇形,花冠淡藍或紫紅色,雄蕊及花柱伸出;小堅果倒卵狀三棱形,褐色,無毛。花期8—10月,果期10—11月。
全世界唇形科香茶菜屬植物約有150 種,其中我國有90個種和21個變種[5-6],河南省有9個種和1個變種[7]。在我國,冬凌草廣泛分布于太行山區及王屋山區,其中林州市、濟源市、鶴壁市等地分布較多[6]。
近年來,隨著市場對冬凌草需求量的增加,人們肆意采挖冬凌草,導致野生冬凌草資源瀕臨枯竭且品質退化,嚴重影響了冬凌草產業發展。人工栽培的冬凌草性狀穩定,與野生資源相比,其生物學、生態學特性及藥用價值無明顯差異[8]。在此背景下,有必要對冬凌草人工栽培技術開展深入研究。
冬凌草種苗培育是促進冬凌草產業發展不可或缺的一項工作,也是影響冬凌草產業發展的重要一環。
4.1.1 播種育苗
馬朝喜等[9]研究表明,不同育苗基質對冬凌草種子的出苗率影響不大,但對幼苗生長、假植苗生長、假植苗成活率有較大影響;其中,長春壯苗泥炭科技有限公司和北京福萬家生物科技有限公司生產的育苗基質對幼苗與假植苗的株高、次生根數量及假植苗的成活率均有顯著影響,可于生產中推廣應用。馬朝喜等[10]研究表明,冬凌草育苗以采用128 孔穴盤為最佳選擇,其次是105孔穴盤,每穴播種量為25~30粒,苗齡控制在25~35 d;假植苗首選50 孔穴盤,72 孔穴盤次之,每穴種植1株苗,苗齡控制在20~25 d。
4.1.2 組織培養育苗
組織培養育苗是指在實驗室、無菌操作條件下,將種子、莖或葉片等離體組織,放置于適宜的培養基上,通過人工控制溫度、濕度、光照等條件,使離體組織生長為一株完整植株的過程。羅曉錚[11]等研究發現,冬凌草種子在白光下長勢最好,葉片較多;在紅光下長勢稍弱,但株高增長最快;在黃光、綠光、藍光下長勢較差;在黑暗條件下長勢最差,植株發黃。陳麗等[12]的研究表明,用冬凌草種子進行組織培養的最佳培養基為MS+6-BA1.2 mg/L+NAA0.4 mg/L+2,4-D 0.6 mg/L,能夠在較短時間內繁殖種苗,達到快速、高效育苗的目的。
4.1.3 扦插育苗
扦插是快速繁殖苗木的方式之一,截取植株的根、莖、葉等器官或組織,并將其插入疏松潤濕的育苗基質中,使之生根抽枝生長為新的植株。孔四新等[9]研究發現,人工種植可使冬凌草扦插生根率達到90.5%。陳麗等[13]研究發現,冬凌草扦插繁殖比播種繁殖快、成活率高、穩定性好。
在冬凌草栽培中,為了追求經濟效益最大化,加之缺乏科學指導,農民往往重施氮肥,忽略了磷、鉀肥的合理配施,導致冬凌草植株矮小、莖葉黃化、根系死亡等。只有科學合理施肥,才能保障冬凌草的藥效成分。王龍等[14]研究提出,在每667 m2施用有機肥120~300 kg作為基肥的基礎上,初春施用純氮4.0~6.0 kg、純磷4.2~6.6 kg,在快速生長期前追施純氮2.0~3.0 kg、純鉀3.0~4.0 kg,冬凌草可實現優質高產。在施肥過程中,應注重肥、水結合,以保證肥料被充分吸收利用。董誠明等[15]研究發現,葉面噴施0.10%鋅肥,冬凌草的生物產量增加16.5%、冬凌草甲素含量提高40.28%。
冬凌草莖葉收割后,增施氮肥(尿素、餅肥或人畜糞尿等)可促使其下部的隱(側)芽萌發。董誠明等[16]研究發現,培養基中不同蔗糖質量分數及NO3-/NH4+比例對冬凌草再生植株的生長和次生代謝物的合成有明顯的影響;其中,3%蔗糖有利于冬凌草再生植株的生長和冬凌草甲素的積累,5%蔗糖有利于迷迭香酸的積累;NO3-/NH4+比例過高或過低均不利于再生植株的生長和次生代謝產物的積累,二者比例為2∶1 時,再生植株生長和次生代謝產物積累最佳。曹利華等[17]研究發現,稀土元素鈰能顯著改善冬凌草再生植株的農藝性狀,而鑭對冬凌草生長的促進作用不顯著。
冬凌草屬陽性耐陰植物,適合與果樹等間作或套作。常東東等[18]研究發現將核桃與冬凌草同年栽植,有利于合理利用空間,可提升植株對土地、光照、水等資源的利用率;當年間作當年見效,第2 年行間覆蓋度在0.90%以上,4 年投入產出比為1.00∶3.58,4 年累計純增收89 070 元/hm2,第5 年核桃進入盛果期,效益可達106 500元/hm2。
當藥材中有效成分含量達顯著的高峰期,且藥用部分的質量變化不顯著時即為適宜采收期,也就是有效成分含量高峰期。人工規模化種植冬凌草時,確定適宜的采收期至關重要,不僅關乎冬凌草的品質,還關乎冬凌草產業的發展。
李洋等[19]研究發現,冬凌草甲素含量相對較大值在9月下旬出現;冬凌草乙素含量最大值在6月下旬出現,相對較大值在9 月下旬出現;迷迭香酸含量最大值在6 月下旬出現,相對較大值在8 月下旬出現;因而冬凌草適宜采收期為9 月下旬。魯彥毫等[20]研究發現,冬凌草葉和莖中的冬凌草甲素質量分數分別約為0.55%和0.025%,平均回收率為97.45%。吳嬌等[21]研究發現,冬凌草的適宜采收期為開花前,在引種地武漢市宜于6月采收,引種地廣水市宜在6—7月采收,原產地河南省淇縣宜在6—8月采收。
有關部門可通過以下途徑合理開發和利用冬凌草資源。第一,深入調查研究冬凌草資源的分布,并對其生物學特性等進行系統研究,并及時建立種質資源圃。第二,充分利用豐富的野生種植資源,不斷挖掘利用優良性狀,輔以科學的培育手段,培育品質優良和可穩定遺傳的品系。例如,2021—2022 年,濟源市農業科學院通過對冬凌草野生種質資源的研究與利用,成功培育出兩個優良品種,即“濟農冬凌草一號”和“濟農冬凌草二號”。第三,合理密植。種植密度是影響冬凌草栽培產量的重要因素之一。種植密度過小,易造成光、溫、土地資源浪費,產量降低;種植密度過大,通風透氣性差,易造成葉片嚴重脫落,導致產量低,效益差。因此,農民應合理調節群體與個體間的關系,充分利用水、肥、氣、熱、光等資源,使群體與個體間相互協調,從而達到優質高產的目的。第四,加快種苗繁育,縮短馴化進程,從而滿足市場需求。第五,積極研究應對異常天氣的技術措施。冬凌草在生長過程中經常受到不良天氣的影響,例如,在冬凌草早春萌芽期,若氣溫低于7 ℃,冬凌草植株基本停止生長,低于5 ℃則會出現冷害;夏季高溫干旱時,土壤含水量若低于4%,冬凌草葉片會出現失水枯萎等現象。第六,推廣“藥企+合作社+農戶”發展模式,促進種植規模的擴大,帶動農民增收致富,助力鄉村特色產業振興。