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红花无公害生产技术探讨*

2018-10-30苏丽丽尉广飞李孟芝孟祥霄许亚茹王欢欢董林林

世界科学技术-中医药现代化 2018年6期
关键词:红花农药种子

苏丽丽,尉广飞,李孟芝,孟祥霄,许亚茹,王欢欢,李 刚,董林林**

(1.中国中医科学院中药研究所 北京 100700;2.鲁东大学农学院 烟台 264025;3.盛实百草药业有限公司 北京 100062)

红花(Carthamus tinctorius)为菊科草本植物,《中华人民共和国药典(2015版)》[1]收录,药用部位为干燥花,种子也可以入药,是我国重要的传统大宗中药材[2,3],又名红蓝花、草红花、魏红花、刺红花等。红花为长日照植物,具有抗病虫、耐瘠、耐旱、耐盐碱的特点[4,5],适应性强,分布广,在很多国家均有栽培,较大产区如瑞典、印度、澳大利亚、德国等。红花在我国已有上千年的栽培历史,早在汉代已引入我国,主产区有新疆、四川、云南、河南等省,目前全国各地均有栽培[6,7]。

红花主要是药用,部分油药兼用,红花秆也可作为饲料[8]。红花辛、温,归心、肝经,具有活血通经、散瘀止痛等功效[9-10]。花主要含红花黄色素(safflower yellow)A及B、红花红色素(carthamin)、前红花苷(percarthamin)及红花明苷(safflomin)A,其中红花黄色素A及B约占20%~30%,红花红色素即二氢黄酮衍生物红花苷含量为0.3%~0.6%[11-12]。红花富含铬、锰、锌、钼等元素,可以增强心血管机能,防治心脑血管、妇科等疾病[13]。红花种子中的红花油富含不饱和脂肪酸和碘(碘值140-153)[14],具有降血脂、预防动脉粥样硬化作用。随着红花药理作用及临床应用研究的进展,导致市场需求逐渐增强,种植面积不断加大,然而红花种植过程中病虫害严重,化肥、农药等不规范使用,导致其品质下降,制约红花产业的可持续发展。本文结合红花的生物学特性,提出无公害红花对产地环境,优良品种选择、综合农艺措施、合理施肥及病虫害综合防治等生产环节的要求,为无公害红花生产提供依据,保障其优良品质。

1 无公害红花产地环境

红花喜温和干燥气候,耐盐碱、耐旱、耐寒,怕高温、高湿,特别是花期怕涝、怕雷雨[15]。根据红花的主要生物学特性和生产需要,种植红花应选择向阳、无树木遮阳、地势干燥、平坦、土层深厚、肥力中等、灌排条件便利的砂壤土及轻黏土[4,16]。按照国家《中药材生产质量管理规范(试行)》[17]的要求,红花产地环境应符合GAP的规范标准,及NY/T 2798.3-2015无公害农产品生产质量安全控制技术规范[18];无公害红花种植地的空气环境质量应符合GB/T3095-2012中一、二级标准值要求[19],农田灌溉水应符合GB5084-2005的相关规定要求[20],种植地土壤应符合GB15618和NY/T391的一级或二级土壤质量标准要求[21,22]。无公害红花生产根据其自身生物学的特性,依据《中国药材产地生态适宜性区划(第二版)》[23]进行产地的选择,产地区域生态因子值范围包括:年生长期均温为1.9-23.5℃、最冷季均温为-18.6-12.5℃、最热季均温为4.6-28.9℃、年均温为-2.5-19.7℃、年均相对湿度为47.0-74.1℃、年均降水量为33-1524 mm、年均日照为121.5-165.8 W/m2;主要土壤类型为强淋溶土、高活性强酸土、红砂土、人为土、黑钙土、始成土、冲积土、潜育土等。无公害红花生产产地应避开公路主干线、土壤重金属含量高的地区,远离城市,附近无工矿企业,不能选择冶炼工业(工厂)下风向3 km内[5,24]。

2 无公害红花优良品种选育

高产、抗逆的红花优良品种是无公害生产的有利保障。选择抗病、抗虫的优质品种有利于减少农药的使用量,增强红花自身抗病虫能力,提高产量[25]。红花在长期的栽培中形成了丰富的品种资源,我国的红花品种类型独特,有油用、油花兼用、花用等不同类型(表1)。药用红花以花为生产目标,而油用红花的生产目标主要以种子为主[26]。不同产地的栽培红花已形成特色的红花品种,如新红花4号、吉红1号、裕民红花[27]、川红花2号[28]、河南红花[29]、云红三号[30]等。红花的生产过程中,应根据用途需求,结合当地自然环境及生产水平,因地制宜,选择相应的品种类型[31]。一般海拔在1 100 m以下的地区适合选择中熟品种,而海拔在1 100 m以上的地区适合选择早中熟的品种[32]。

花用品种主要有河南大红袍、吉木萨尔红花、川红2号、简阳红花、云南红花、白沙1号等,川红花为四川省的道地中药材,由于长期种植,抗病能力逐年下降,为解决其迫切需求培育出了新品种川红花二号[9];油用品种国内种植面积较大、综合性状较好、较为有名的主要有AC 1、油酸李德等,聂征等[33]对红花含油率品种进行研究发现,油酸李德是综合性状优良的最佳油用型品种;油花兼用品种主要有云红花五号、云红花六号、吉选3号、吉红1号、新红4号、张掖红花、新红花2号等。云南省选育的云红花五号和云红花六号为花油两用红花新品种,主要特点表现为花色红、高产、抗病、抗旱和适应性广等[34,35]。新疆地区选育的油花兼用新品种吉选3号,具有花红色、无刺、丰产性好及适应性广等特点[36]。贾东海等[37]在对新疆地区不同品种红花的经济性状及生育特性进行比较后发现,红花新品种(系)13B001在产量、经济效益等方面表现为优。刘婷婷等[38]对红花品种的抗锈病进行鉴定,发现新红花2号及塔原1号抗锈病较强。倪细炉等[39]研究观察红花新品种的引种情况,结果表明“花油4号”具有抗蚜虫能力。生产实践过程中,注意选择适宜当地种植的主导品种,选育与纯化生育正常、果球大、分枝多、抗病类型的品种[40]。

3 无公害红花生产的综合农艺措施

无公害红花的生长期间,适当的农艺措施必不可少。在种植前进行土壤翻耕修复,可减少病原菌传播。红花以种子繁殖为主,播种前要筛选优质的种子,正确选择适宜的播种期及播种量。种植后期要加强田间管理,及时中耕除草,间苗要遵循间小留大、间弱留强、间密留稀等原则[44],并结合红花的实际生长需求进行排水或灌水。

3.1 土壤改良

土壤理化性质和肥力状况对红花干花产量、籽实产量、油分积累及脂肪酸成分与含量影响极大。红花切忌连作,南方种植前作物一般为玉米、棉花、高粱、水稻等,在前作物收获后整地[45];北方种植前作物一般为花生、大豆、小麦等,春季播种前整地,轮作周期一般为3-4年为宜[46,47]。土壤含盐量应在0.4%以下,土壤pH在6.5-8.5之间[48-49]。

表1 红花主要品种类型及特性

由于红花根系较深,深耕时需达25 cm以上[16]。深耕可以改良土壤的结构,提高地温和透气性,增加有效磷和氮的含量,并能使土壤有益微生物增加,减轻病虫害及杂草的滋生,达到增产的目的。到春季,当土壤墒度适宜,即可进行整地作业。播前整地要求达到地表平整,表土疏松细碎,土块直径不超过2 cm大小[26]。整地时,每亩施堆肥或圈肥1500-3 000 kg作为基肥,还可以加过磷酸钙15-20 kg等,耕翻耙平整畦,畦宽100-160 cm,做畦时要视地势、土质及当地降雨情况确定做高畦、平畦,或不做畦[26,47,50-51]。

3.2 优良种子繁育

红花以种子繁殖为主,应从优良植株中留种、调种,剔除病籽、虫籽、瘪籽,选出饱满、大粒、优质的种子,精选种子及药剂拌种,使种子净度、纯度、发芽率均在90%以上,以保证种子的质量[24,35,52-53]。播前晒种1-2 d可有效的减少种皮上的有害微生物[45,54]。红花种皮坚硬,吸水较为缓慢,为了保证出苗整齐,出苗率高[55],播前可先用常温水浸种10-12 h,待种子吸足水分后再用40-45℃的温水浸种1-2 h,取出后摊开直到表面上无水珠即可播种[40,56]。

适宜的播种期可提高红花的产量。红花种子无生理休眠特性,容易萌发,平均气温达到3-5℃和5 cm地温达5℃以上时即可直接播种[45,57]。发芽适温为15-25℃,种子寿命为2-3年[58]。播种期早晚对红花的株高、生育期的长短和单位面积产量等影响极大,产量随播期推迟而降低[59]。适期早播可延长幼苗的营养生长时期,培育壮苗,为中后期的生长发育打下良好基础。播种期还影响种子的含油率、壳的百分率、蛋白质含量和碘质等[60]。红花全生育期为180-190天[55],播种期主要有春播、秋播、冬播等,由于红花产地分布范围较广且受各地地理、气候等条件的影响,播种期的变化幅度较大,各地可通过试验找出当地的最适播种期。根据各地的生产情况选择红花播种的最适期,是达到增产的途径之一[61],不宜过早,也不宜过晚。过早幼苗长势旺,翌年抽薹早,植株高,影响产量;过晚出苗不齐,难越冬。红花在河南、山西等省常采用秋播,陕西、甘肃两省的某些地区采用晚秋播,广东、广西等省、自治区则为冬播。

红花以条播、穴播为宜,必要时也可等距离地点播,通常以方便间苗和定苗为准。条播行距30-60 cm,或宽一行、窄一行相间种植,宽者距60cm,窄者距30cm,将种子均匀撒在沟内,然后覆土厚度2-3 cm压实[45,62]。穴播按行距30-50 cm、株距15-30 cm开穴,每穴种子4-10粒,播种后覆土5-6 cm压实[63,51]。条播、穴播每亩用种量均在2-5 kg[26,62]。机播量一般为30.0-37.5 kg/hm2,行距可采用25-50 cm,或60 cm×30 cm宽窄行播种,株距5-7 cm[64]。为了便于调整播量,一般情况下,土壤肥沃、供水质量好、植株生长较旺盛的地块,红花种植密度应稀些,每亩1.4-1.6万株;土壤较贫瘠、保水能力差、植株生长不良的地块,应适当增加种植密度,一般每亩1.8-3.0万株;土壤肥力中等,植株生长条件良好,以第一级、第二级果球数为主,一般种植密度为每亩1.6-1.8万株[35,44,65]。红花的播种深度一般以种子直径的2-3倍为宜,但必须让种子埋于湿土中。红花籽的播种深度以干土5-8 cm、湿土3-5 cm为好,在大多数情况下3-8 cm即可[64]。对于土壤疏松、气候干旱、墒情不足的地区,播种要适当深些;土壤粘重,湿润地区,播种可稍浅些[32,35]。

3.3 田间综合农艺管理

适当的田间管理促进红花的生长,提高丰产率。不同种植密度对红花的产量及农艺性状会产生影响,随着种植密度的增加,株高、单株有效果球数呈降低的趋势[66]。中耕除草的目的在于使土壤疏松,调节土壤的水、肥、热、气状况,促进根系的发育及消灭杂草[62]。中耕除草一般3次,前两次结合间苗、定苗进行,第三次于封行前结合追肥、培土进行[67]。春播在苗高7-10 cm左右,长出2-3片真叶时进行第一次间苗,拔除病弱及过大过小的幼苗,留中等壮苗[68,69],苗高15-20 cm进行第二次间苗,间苗期间同时进行锄草;秋播当年出苗后,要锄草松土越冬,在翌年春天苗高12-15 cm时定苗;条播按株距20 cm左右定苗;穴播每穴留苗1-4株[16,69],缺苗时应及时补苗。红花茎长1 m左右,分枝达20枝时,应进行打顶,可促进分枝,增加产量[50]。打顶后,还必须加强肥、水管理。

红花根系发达,能从土壤深处吸收水分,在栽培中可以少浇水[70]。红花在苗期、现蕾期和开花期如遇大旱,要适当浇水,保持土壤湿润,提高产量。如雨量过大,气温升高,则应及时清沟排水,以减少病害发生,防止倒伏与烂根[52]。红花耐旱怕涝,掌握好灌溉技术是获得红花高产的关键因素,可防止倒伏,避免病害[71]。灌溉次数和灌水量因气候、土壤和品种而异[62]。红花种子发芽期间需要较高的土壤湿度,可用秋、冬灌来保证早春的地墒。红花一般需浇水3次,分别在分枝期、始花期、终花期,其中分枝期是红花生长发育过程中的需水关键期,分枝期灌水量一般为900 m3/hm2,初花期1 200 m3/hm2,终花期900 m3/hm2[62,72]。如果遇到雨水多的年份,浇水量和浇水次数可适当减少。红花的浇水方式一般采用细流沟灌或隔行沟灌。用漫灌易于引起根腐病,喷灌会导致锈病和枯萎病蔓延。

4 无公害红花合理施肥

无公害红花的施肥过程中,要重视有机肥和化肥的结合施用,注意各种肥料的合理搭配,以及注意土壤的供肥能力和红花的需肥特点。无公害红花所使用的肥料类型及原则应按DB13/T 454严格执行[73]。合理施肥是红花增加产量、降低成本、提高化肥利用率的重要措施[74]。如据塔城地区试验,合理施用肥料红花籽亩产量可达260 kg以上[75]。红花根系较深,肥料宜适当深施。红花是喜肥作物,除了施足底肥外,还要结合各个生长期适时追肥,可采取重施基肥,适时追肥,酌情施叶面肥3种形式[76]。适量增施肥料有利于提高干花产量[77-78],在采收前一个月不能施用各种肥料[68]。无公害红花生产肥料的施用方法(表2)。

5 无公害红花病虫害综合防治

无公害红花病虫害防治按照“预防为主,综合防治”的植保方针,优先选用农业防治、生物防治和物理防治的方法。红花无公害生产过程农药使用相应准则参照NY/T393绿色食品农药使用准则[82]、GB12475农药贮运、销售和使用的防毒规程[83]、NY/T1667(所有部分)农药登记管理术语[84]。针对红花病虫害类型,建立综合防治方法。在防治上,要做到早发现、早防治[76]。掌握红花病虫害的发病规律及症状,确定主要防治对象,寻找有效防治途径,确保红花达到优质、高产[35]。红花的病害主要有锈病、根腐病、叶斑病等;红花的地面害虫最普遍的是蚜虫及潜叶蝇,地下害虫则主要是地老虎、金针虫、蟋蟀、蝼蛄和蛴螬等,为害根及根茎。通过构建红花病虫害的无公害防治体系,为中药材红花的规范化种植及基地建设提供技术支撑[85-86]。

5.1 农业防治

无公害红花实行轮作制度,前茬作物以禾本科作物、豆科作物、马铃薯为好,红花忌连作[16]。红花适期早播可以避过炭疽病和红花实蝇的危害。及时松土,保持田间通气透光,排除积水以降低土壤湿度。清洁田园,清除杂草,减少越冬虫。选地势高燥、排水良好的地块种植[87],发现病株,摘除病叶病果,集中烧毁,防止传染给周围植株,可以减少再侵染源[51]。

5.2 物理防治

红花的虫害地老虎、金针虫的成虫均有趋光性,所以在城郊、居民点周围为害较重。而远离光源1.5 km外的地方危害则轻,可使用黑光灯诱杀。在棉铃虫成虫羽化盛期采用杨枝把和频振式杀虫灯诱杀,杨枝把诱蛾每公顷地摆放90-120把,也可用频振式杀虫灯诱蛾[26]。地老虎春季越冬蛹羽化前,可在4月中旬至5月上旬设置黑光灯、糖醋液诱杀成虫[88]。

5.3 生物防治

生物防治方法主要包括:以菌控病、以虫治虫、以菌治虫、植物源农药等[89],防治红花病虫害可利用天敌、杀虫微生物、农用抗生素及其他生防制剂等方法。胡长效等研究红花田中红花指管蚜及其天敌的生态区位,七星瓢虫、大草蛉等可作为红花害虫的天敌[90]。

5.4 化学防治

针对红花病虫害种类,科学合理选用化学防治技术,采用高效、低毒、低残留的农药,以降低农药残留及重金属污染等[91]。对症适时施药,降低用药次数,选择关键时期进行防治。红花种子可同时携带多种病菌,锈病、根腐病均已证实是由种子带菌传播[92],种子药剂处理可以减少田间病害[93]。红花病害较多,可采用化学防治方法。锈病是红花最易发生的主要病害之一,可使用粉锈宁拌种或喷洒二硝散等方法[32];根腐病、茎腐病可用波尔多液、多菌灵等进行防治;枯萎病、叶斑病、炭疽病可喷洒或灌根波尔多液等(表3)。

表2 无公害红花生产肥料施用方法

红花生长期间的主要虫害为蚜虫[88]。针对蚜虫危害,使用抗蚜威是一种有效的防治方法;红花潜叶蝇发生时,可喷施吡虫啉等;可用药剂拌种或药剂喷洒来防治红花地下害虫[97];发生钻心虫虫害时,可采用阿维菌素叶面喷施[52]。具体虫害名称及防治方法(表4)。

6 小结

红花中药饮片中的农药和重金属残留危害身心健康,已成人们普遍关心的问题[101]。主要原因是滥用及不规范使用,导致农药的高残留问题,影响中药疗效及安全[85]。目前,红花产业存在品种退化、品种混杂、无序生产、种植粗放、缺乏规范的种植管理措施,缺少专业人才指导等问题[101,102]。通过选择产地环境,为红花提供最适宜的生长环境。选择抗病虫害且适合当地种植的优良品种,可有效减少病虫害的发生。选择成熟、规范化的农艺管理措施,探索最适红花生长的种植技术。红花是喜肥作物,施足底肥后,要注意及时追肥,避免红花因追肥不足而生长不健壮。红花的病虫害较多,防治应遵循“预防为主,综合防治”的原则,优先选用生物防治、农业防治、物理防治等。化学防治不使用禁限用农药,不滥用农药,结合病虫害的病症特性,有依据的选用高效、低毒、低残留农药。

表3 无公害红花种植中病害化学防治方法

表4 无公害红花种植中虫害化学防治方法

无公害中药材种植产地环境应符合国家空气、土壤、灌溉水质量标准的相关规定、生产过程符合无公害中药材生产技术规范,其产品质量达到无公害中药材的质量标准[24]。如人参和三七已建立了包括产地选址、病害防控、品种筛选、土壤复合改良、合理施肥等关键环节的较为完善的无公害生产体系[103,104],保障人参及三七药材的质量及药效。农药残留及重金属含量影响药材品质及安全,制约中药材的可持续发展,高品质的中药材也是多元化的需求[25]。无公害中药材质量标准为高品质中药材树立规范,如三七及人参无公害质量标准已发布。T/CATCM003-2017《无公害三七药材及饮片农药与重金属及有害元素的最大残留限量》[105]、T/CATCM001-2018《无公害人参药材及饮片农药与重金属及有害元素的最大残留限量》[106],保障人参和三七药材及饮片的质量安全。因此,加快红花的无公害质量标准的制定及发布,实现红花生产的标准化、产业化,促进并保障红花产业的可持续发展。

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