綠肥在中藥材提質增效綠色發展中的應用

關鍵詞：綠肥；中藥材；綠色發展；土壤改良；品質提升

中圖分類號：S142；S567 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2025）06-0505-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.06.003

Application of Green Manure in Improving the Quality and Efficiency of Traditional Chinese Medicinal Plants forGreen Development

GE Xinchun1， BAI Meiting2， WANG Xinyou2， WANG Ping3， SHANG Panpan4， DUAN Tingyu4 （1.GansuProvicialHospitalofraditionalCineseedicine，LnzouGansu3Ooo，Cia;2.GnsuOpnUiversityao Gansu 730030，China; 3.Dingxi Vocational and Technical College，Dingxi Gansu 7305O0，China; 4.Collge of Pastoral Agriculture Science and Technology，Lanzhou University，Lanzhou Gansu 73oo2O，China）

Abstract： Gren manure occupies an important position in China's modemagricultural system and plays an indispensable rolein promoting sustainabledevelopmentof agriculture.The planting of green manurecannotonlyopenupnew sourcesof fertilizer，enancethesoil'sabittosupplynutrientstocropsnsurestableandimprovedcopyield，utalsobringsignificant ecologicalandeconomicbenefts.WiththecontinuousincreaseintheplantingareaoftraditionalChinesemedicinalplantsandthe vigorouspromotonofpolution-freeplantingtechnologyforraditionalChinese medicinalplantsresearchotheaplicationofgreen manureinimproingteualityfiecydeveloptoftadiioalinseicialplantsillotiet. This paperprovidesreviewoftecharacteristicsandtypesofgreenmanure，itsfunctionsandmechanismsofaction，itsectand applicationintherowthoftraditionalChinesemedicinalplants，aswellasprospectsforfuturedevelopmenttrends.Theaimisto providetheoreticalbasisndeferenceforteaplicationofgreenmaureinthecultivationoftraditionalChiesemediinalplants.

Key Words： Green manure; Chinese medicinal herb; Green development; Soil improvement; Quality improvement

綠肥是指可以將全部或部分地上部分直接翻耕入土作為肥料的綠色植物體[1]。綠肥在我國的應用歷史悠久，然而，從20世紀90年代至21世紀初，化肥的廣泛使用使得綠肥的應用一度減少[2]。近年來，由于能源短缺、資源匱乏以及環境污染等挑戰的加劇，人們重新認識到綠肥的重要性，并開始重視其在農業生產中的應用[3]。隨著國家對綠肥研究投人的不斷增加，種植面積和種類也逐步擴大[4]。其中，綠肥作物與中藥材之間的多種種植方式（混作、間作、套作和輪作）不僅有助于提升土壤肥力，還可以改善土壤結構，增強保水能力，最終提高中藥材的質量和產量[5-9]。

我國是世界上最大的中藥材生產國，擁有超過600種常用中藥材，其中約300種已實現人工種植「10]。近年來我國中藥材種植面積呈現增長趨勢，2023年種植總面積已達到600萬 hm² 。然而，隨著多年連續種植以及化肥的不合理使用，中藥材種植區的土壤質量逐漸下降，影響了產品的產量和品質［11-13]。為了應對這些問題，我國正在大力推動中藥材的無公害種植技術，而綠肥作為環境友好型肥料，對于中藥材產業的可持續發展具有重要的意義。為此，我們就綠肥在中藥材提質增效綠色發展中的應用展開探究，旨在為實現中藥材的安全無公害栽培及其可持續發展提供科學依據和實踐指導。

1綠肥的特點及種類

我國擁有豐富的綠肥種質資源，截至目前，我國已收集保存了20000余份綠肥種質資源材料，其中約400個常用綠肥品種在農業生產中得到了廣泛應用［14]。這些資源為綠肥作物的研究、開發和利用提供了堅實的基礎，也為農業的可持續發展注入了新的活力。通過合理規劃和應用綠肥資源，可以進一步優化農業生態系統，提高農產品的質量和產量，同時保護和改善環境，實現農業生產的綠色可持續發展。不同類型的綠肥作物因其獨特的生物學特性，在改良土壤結構、增加土壤有機質、固定大氣氮素等方面發揮著不可替代的作用。一是綠肥可以利用休閑地、空隙地以及不同茬口進行間種、套種，因而具有來源廣泛、數量大、生產成本低的特點；二是綠肥可以就地種植與施用，因而具有經濟易得、施用方便的特點；三是綠肥作物通過其根部固定氮氣，并在生物質分解后釋放氮和其他養分，從而提升土壤肥力，同時其根系有助于打破緊實的土壤層，提高土壤的孔隙率，改善水分和空氣的滲透性，因而具有改良土壤質地的特點；四是引種綠肥作物能夠吸引各種益蟲和其他有益生物，促進生態平衡，因而具有增加生物多樣性的特點；五是綠肥具有減少化肥用量，降低農業生產成本的特點；六是綠肥不僅可以作為肥料，還可作為家畜的優質飼料，因此具有綜合利用效益大的特點。

我國幅員遼闊，各地的氣候條件、降水量以及土壤類型等自然環境存在顯著差異，使得綠肥作物的種植表現出明顯的地域性特征［15]。根據各地的具體條件，不同區域適宜種植的綠肥品種也有所不同。北方地區主要種植耐旱性強的綠肥作物，如油菜、燕麥、草木穉、紫花苜蓿等。南方地區氣候濕潤，降水充沛，適合種植適應潮濕氣候的綠肥作物，如紫云英、藍花子及綠豆等。因此，生產中應根據不同的農業需求和生態環境來選擇適宜的綠肥作物。依據種植季節、生長期和植物分類學也可為綠肥分類，按照種植季節，綠肥可以分為冬季綠肥、夏季綠肥、春季綠肥和秋季綠肥四種。冬季綠肥（如紫云英、苕子等）能夠有效利用冬季閑置土地，增加土壤有機質；夏季綠肥（如綠豆、大豆等）可快速生長并提供大量有機物質；春季綠肥（如油菜、草木穉等）有助于改善春季土壤肥力；秋季綠肥（如燕麥等）可為土壤提供有機物質，改善土壤結構。按生長期可以將綠肥分為短期、一年生和多年生綠肥。短期綠肥生長周期短，能在短時間內提供有機物質，如綠豆；一年生綠肥生長周期為一年，如大豆、油菜等，適合短期輪作；多年生綠肥生長周期較長，如紫花苜蓿、白三葉等，適合長期種植以持續改善土壤。按植物分類學可以將綠肥分為豆科綠肥、禾本科綠肥、十字花科綠肥、水生綠肥和菊科綠肥等。豆科綠肥（如大豆、苕子等）具有固氮功能，能夠將大氣中的氮固定為植物可吸收的形式，提高土壤氮素含量；禾本科綠肥（如燕麥等）生長迅速，能夠快速覆蓋土壤，減少水土流失，同時為土壤提供豐富的有機物質；十字花科綠肥（如油菜等）能夠促進磷元素的吸收，改善土壤中磷的供應狀況；水生綠肥（如浮萍等）對改善水體環境有重要作用，能夠吸收水體中的富營養物質，凈化水質；菊科綠肥如波斯菊等，具有良好的覆蓋效果，能夠減少土壤水分蒸發，同時為土壤提供有機物質。

2綠肥的功能及作用機制

2.1補充土壤氮營養和調控氮循環

許多綠肥作物，尤其是豆科植物，能夠與根瘤菌形成共生關系，從而將大氣中的游離氮固定為氨態氮，進而轉化為植物可吸收的形式，如硝酸鹽或銨離子。這一過程可顯著增加土壤中可用氮的含量，減少了對外部氮肥的需求。當綠肥作物翻埋入土后，植物體內的氮元素會隨著分解過程逐漸釋放到土壤中，成為新的有機氮源。這種緩慢釋放的特性有助于維持土壤氮素供應的穩定性和持久性。

綠肥作物可以有效降低氮素以淋溶、揮發等形式從土壤中流失的風險。其根系網絡增強了土壤結構，降低了水分快速滲透的速度，從而減少了硝酸鹽隨水流失的可能性；同時，綠肥覆蓋地表還可以降低土壤表面溫度，減緩氨氣揮發。綠肥分解過程中產生的有機物質為土壤微生物提供了豐富的碳源，促進了微生物活動。活躍的微生物群落加速了土壤中有機氮的礦化過程，即將有機氮轉化為無機氮，使其更容易被植物吸收［16]。此外，部分微生物還能重新固定部分無機氮，防止其過度積累導致環境污染。綠肥還能改變土壤中不同形式氮素的比例，例如增加銨態氮與硝態氮的比例，這對于某些對硝態氮敏感的中藥材尤為重要，因為適當的銨硝比可以更好地滿足其生長需求，提高產量和品質［17-18]。長期種植綠肥可以建立一個更加健康、穩定的土壤生態系統，其中包含更多樣化的微生物群落，這些微生物能夠更有效地管理氮循環，確保氮素在土壤-植物系統內的高效流轉和利用。

2.2利用和轉化土壤中的磷、鉀等營養元素

某些綠肥作物（如十字花科植物）可以通過根系分泌有機酸，降低根際土壤 pH ，從而將固定態磷轉化為可溶性磷，使其更易于被植物吸收。此外，綠肥作物能夠與叢枝菌根真菌（AMF）形成共生關系，從而擴展植物的根系網絡，顯著增加磷素吸收的范圍和效率。同時，AMF還可以幫助植物直接從土壤中獲取難溶性的磷礦石中的磷。也有綠肥作物及其根際微生物群落可以產生特定的酶類（如磷酸酶），有助于分解復雜的有機磷化合物，釋放出可供植物利用的無機磷。綠肥在翻埋后，其分解過程中形成的有機物質能夠優化土壤結構，增強土壤的通氣性和保水性能，同時促進鉀離子的保持和有效交換。此外，良好的土壤結構還能降低鉀元素隨水分流失的可能性。綠肥分解過程中釋放的有機酸和其他代謝產物可以與土壤中的礦物質相互作用，釋放出原本固定的鉀元素，使其變為植物可吸收的形式「19-21]。綠肥的存在促進了土壤中有益微生物的繁殖，這些微生物不僅參與了磷、鉀等養分的轉化過程，還通過形成復雜的生態網絡，進一步優化了土壤養分的循環和利用效率。長期種植綠肥還可以逐步改善土壤質量，建立一個更加健康、穩定的生態系統。這種持續的改良作用使得土壤能夠更好地保持和供應磷、鉀等關鍵養分，支持后續作物的生長發育。

2.3通過招募和促進土壤中多種生物實現生物耕作效應

綠肥作物提供的豐富有機物質吸引了大量蚯蚓及其他土壤動物，蚯蚓通過吞食和消化有機物形成富含營養的糞便，增加了土壤中的可利用養分，蚯蚓在土壤中生活的行為改善了王壤通氣性和水分滲透性，有利于根系擴展［22]。土壤中的跳蟲、螨類和其他微小無脊椎動物能夠幫助分解凋落物和有機殘渣，促進養分循環，打破土壤板結，提高土壤透氣性和保水能力［23]。鞭毛蟲、變形蟲和纖毛蟲等原生生物在以細菌和真菌為食，控制著土壤微生物種群的數量和多樣性，有助于維持土壤生態系統的平衡，并間接影響土壤養分的可用性和循環速度［24]。綠肥作物及其招募的生命體共同作用，促進了土壤團聚體的形成，增強了土壤的穩定性和通透性，減少了侵蝕風險[25]。

2.4調控深層土壤結構

許多綠肥作物擁有發達且深入的根系，特別是多年生或深根型綠肥（如苜蓿、苕子等），它們可以穿透到土壤深層，打破緊實層，增加土壤孔隙度［26]。這不僅有助于改善深層土壤的通氣性和水分滲透性，還能為后續作物提供更好的生長環境。根系在生長過程中，綠肥作物會分泌黏液和其他有機物質，能將土壤顆粒黏結成穩定的團聚體，增強土壤結構的穩定性，防止土壤侵蝕，并提高保水能力。當綠肥作物翻埋入土后，其根系和地上部分分解為有機物質，這些物質逐漸礦化并釋放出養分，增加了深層土壤中的有機質含量。有機質的存在有助于緩沖土壤pH，改善土壤化學性質，促進養分的有效利用。綠肥作物分解過程中釋放的養分（如氮、磷、鉀等）可以通過微生物活動進一步轉化，形成更易被植物吸收的形式［27]。此外，有機物質還可以與礦物質結合，形成有機一無機復合物，固定養分，減少其流失風險。綠肥作物還有助于促進土壤中有益微生物的繁殖，特別是能夠分解復雜有機物、固氮、解磷和解鉀的微生物。這些微生物不僅參與了深層土壤的養分循環，還通過產生各種酶類和代謝產物，改善了土壤的化學和物理特性「28-30]。此外，綠肥作物提供的豐富有機物質吸引的土壤動物通過挖掘隧道、翻動土壤等活動，將表層有機質帶人深層土壤，促進了養分的垂直分布，同時改善了深層土壤的結構和通透性。

3綠肥在中藥材生長中的作用及應用

3.1改良中藥材根際土壤

土壤是影響中藥材生長和品質的關鍵因素。長期過量使用化肥及單一的種植結構容易導致土壤有機質下降、酸化板結，土壤健康狀況惡化。綠肥作物可以顯著改善土壤的理化性質和生物性能，優化團粒結構，增加孔隙度，降低容重，保持通透性和滲透能力，為中藥材提供更佳的生長環境。不同綠肥因根系特征和腐解速度差異，對土壤物理性狀、水分和養分狀況的改善效果各異，因此需因地制宜選擇合適的綠肥種類［31]。綠肥還能促進土壤中微生物和酶類的活性，提高微生物生物氮含量，激活蔗糖酶、脲酶、磷酸酶等關鍵酶類，促進碳、氮、磷、硫等營養元素的轉化[32]。研究表明，綠肥不僅固氮增碳，還改善了磷、鉀等主要養分和鈣、鐵、鎂、鋅等微量元素的狀況，增強了土壤速效養分的供應能力，從而提升了中藥材的養分吸收效率和產量表現[33]。此外，合理種植綠肥可增加農田覆蓋度，改善土壤孔隙度，增強持水和保水能力，優化水分環境，這對水資源短缺地區的旱地農業尤為重要。通過合理應用綠肥，可以有效改善土壤質量，提升肥力，調節養分供應，優化水分管理，從而為中藥材的健康生長和優質高產創造有利條件[34-35]。

3.2緩解中藥材連作障礙

連作障礙一直是我國農業生產中的一個棘手問題，尤其在中藥材種植中表現得尤為突出，常常導致中藥材生長遲緩、產量下降以及品質降低[36]。然而，研究表明，綠肥種植可以有效緩解中藥材的連作障礙。例如，葉文斌等［37]研究發現，當歸與馬鈴薯進行輪作后，能顯著降低土壤中尖孢鐮刀菌的數量，進而減輕連作障礙對當歸生長的不利影響。黃劍［38]研究表明，采用牛膝與懷地黃輪作，并施用牛膝全株作為綠肥，可顯著降低懷地黃的連作障礙，消減率達到 36.06% ，同時顯著增強了地黃根系的活力。在中藥材種植中，豆科綠肥是最常用于輪作的綠肥種類，其能夠有效打破連作障礙，同時為土壤提供豐富的養分[39]。周芳［40]的研究指出，在種植白術前翻耕野豌豆、紫云英或光葉紫花苕等綠肥作物，能夠有效緩解白術的連作障礙。

3.3提高中藥材產量及品質

良好的土壤條件和充足的養分供應有助于中藥材積累更多的次生代謝產物，如生物堿、黃酮類化合物等，這些成分直接決定了藥材的藥效。綠肥作物招募的有益微生物可以競爭性抑制病原菌的繁殖，減少土傳病害的發生「41]。一些微生物還能誘導中藥材產生系統獲得性抗性（SAR），增強其對病蟲害的抵抗力。健康的土壤和良好的生態環境有助于中藥材形成更好的外觀品質，如根莖粗壯、葉片翠綠等，不僅提升了藥材的商品價值，也符合市場對高品質藥材的需求。長期種植綠肥可以逐步建立一個更加多樣化、健康的土壤生物群落，提高整個生態系統的穩定性和自我調節能力，為中藥材的持續高產優質提供保障。

3.4綠肥在中藥材種植中的應用

3.4.1人參土壤是影響人參根質量和產量的重要因素。研究發現，消毒 + 綠肥回田 + 施肥改土的措施能改變土壤微生態環境，建立適宜人參生長的根際微生態環境，進而保障人參的生長和發育[42]。梁從蓮等[43]研究發現，將蘇子作為單個綠肥，或與大豆、玉米等混合種植，可以在生產中使人參植株更加旺盛，提高人參的產量和質量。另外，綠肥作物固定的大氣氮素以及分解過程中釋放的磷、鉀等元素，促進了人參皂苷等有效成分的積累，提升了藥效。同時，綠肥可以減少土傳病害的發生，確保了人參的健康生長。

3.4.2黃芪黃芪是常用的補氣藥材，其質量與土壤中氮、磷、鉀等養分的比例密切相關。在黃芪種植期間采用間作或輪作的方式引入豆科綠肥作物，能固定大氣中的氮素，為黃芪提供充足的氮源。李文倩等［44]研究了使用黃芪莖葉綠肥配施不同配比硝普鈉、黃芪固氮菌T16、黃芪固氮菌T21對黃芪產量及品質的影響，發現綠肥 1.2kg/15m² 、硝普鈉 15mmol/L 、固氮菌T16的活菌數為 10⁶/mL 、固氮菌T21的活菌數為 10⁹/mL 組合處理能顯著提高黃芪產量及品質。綠肥的應用不僅增強了黃芪的抗逆性，還促進了多糖和黃酮類化合物等有效成分的積累，使得黃芪的藥用價值更高，市場競爭力更強[41，45]

3.4.3白術白術是一種重要的中藥材，對土壤肥力和生態環境有較高要求。周芳［40]研究發現，野豌豆、紫云英、光葉紫花苕3種綠肥均能增加白術根部土壤綜合肥力，其中野豌豆處理下白術的株高、分枝數、莖粗等農藝性狀和產量以及白術內酯I、白術內酯ⅡI、白術內酯IⅢI等品質指標均最高，對白術連作障礙的消減效果最好。羅蓉［46]研究發現，在和紫云英的間作模式下，施 N155kg/hm² 能在保證白術產量與品質的同時，提高土壤肥力，促進白術生長；白術單作模式則需要施N207kg/hm² 才能達到提高產量和品質的目的。

4展望

綠肥在緩解中藥材的連作障礙方面有重要意義。進一步提升綠肥在中藥材種植中的應用價值，為中藥材產業的綠色和可持續發展提供堅實的科學依據和技術支撐，需要從以下幾個方面進行深入探索和實踐。一是深人挖掘與優化綠肥種質資源［47-48]。進一步篩選和鑒定適合不同中藥材種植需求的綠肥種質資源，特別是針對特定中藥材的土壤改良和養分需求，開發具有高效固氮、解磷、解鉀功能的綠肥品種。利用現代生物技術，如基因編輯和分子標記輔助育種，培育具有更強適應性和改良效果的綠肥新品種。二是研究綠肥與中藥材互作的分子機制研究［49-50]。深入研究綠肥與中藥材根際微生物群落的互作機制，揭示其在土壤健康和藥材品質提升中的分子基礎。解析綠肥對中藥材次生代謝產物積累的調控機制，特別是對藥效成分合成的關鍵基因和信號通路的影響。三是優化綠肥種植模式與技術［51-52]。加強精準農業技術在綠肥種植模式和技術優化方面的研究，例如結合遙感、地理信息系統（GIS）和物聯網技術，開發精準綠肥種植和管理技術，實現綠肥種植的精準化和智能化。同時，要適時開展綠肥種植模式創新，探索多樣化的綠肥與中藥材種植模式，如間作、套作、輪作的最佳配置，優化種植時間和密度，提高綠肥的利用效率和綜合效益。四是綠肥對中藥材品質的長期影響研究［53]。開展長期定位試驗，系統評估綠肥種植對中藥材品質的長期影響，特別是對藥效成分含量、重金屬和農藥殘留的動態變化。在此基礎上，開展生態效應評估，例如綜合評估綠肥種植對中藥材種植系統的生態效應，包括土壤質量、生物多樣性、生態系統服務功能等方面的變化。五是綠肥的標準化與政策支持。加強綠肥標準的標準制定，建立綠肥種植、翻壓和利用的技術標準和規范，為綠肥的推廣應用提供科學依據和技術支持。政府農業部門制定和實施相關政策，鼓勵農民和企業采用綠肥種植技術，通過補貼、獎勵等措施降低種植成本，提高綠肥種植的積極性。

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