重楼林下种植模式现状与分析△
2018-11-06林娟张美陈铁柱周先建郭俊霞王铁霖郭兰萍
林娟,张美,陈铁柱*,周先建,郭俊霞,王铁霖,郭兰萍
(1.四川省中医药科学院,四川 成都 610041;2.中国中医科学院中药资源中心/道地药材国家重点实验室培育基地,北京 100700)
重楼为百合科植物七叶一枝花Paris polyphylla Smith var.chinensis(Franch.)Hara.或云南重楼P.polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.的干燥根茎,具有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊等功效[1],现代药理学研究证明其具有抗肿瘤、抑菌、止血、调节免疫、保护肝脏等作用[2]。重楼主要分布于四川、云南、贵州等地区[3-4]。长期以来,重楼药材主要来源于野生,过度采挖致其野生资源趋于枯竭,加之市场需求的不断扩大,人工栽培成为必然选择[3]。然而,在野生环境下,重楼宜生长在有机质丰富、质地疏松的腐殖土中,因此,在人工栽培过程中,需要创建其适宜的土壤环境,在占用大量可用于农田生产的耕地的同时,需要深翻、施有机肥等措施对土壤进行改良,消耗了大量的人力、物力和财力;重楼具有 “宜荫畏晒,喜湿忌燥”习性,生长期需搭建遮荫棚和遮荫网,增加劳动成本的同时,又增添了生产成本;重楼生长发育极其缓慢,在种植过程中,为增加药材产量,常大量使用化学肥料、生长调节剂等,不仅破坏了原有耕层土壤的生态平衡系统,也极易造成环境污染。
林下种植是一种仿原生态、避免占用大量耕地、减少劳力和财力、不破坏生态平衡的种植模式,属于立体种植[5],也是生态种植模式之一[6]。目前,重楼除了大田栽培外,林下种植是其最主要的栽培模式,也是其最主要的生态种植模式。本文通过实地调查、文献报道现状分析,对重楼生长环境适应性特征、林下种植现有模式、技术要点进行归纳汇总,以期分析重楼林下种植的技术原理、固化林下种植技术,为重楼的生态种植推广应用提供有效的借鉴手段。
1 生态适应性特征分析
重楼为多年生阴生草本,适宜生长在海拔700~3400 m的林下荫蔽处[7-8]。土壤、温度、光照、湿度等环境因素对其生长发育有较大影响[9-10]。
1.1 生态适应性分析——土壤
土壤作为重楼生长的载体,其性质对重楼生长有直接影响。适宜重楼生长的土壤类型主要有强淋溶土、高活性强酸土、人为土、始成土、铁铝土、淋溶土[11]。在栽种过程,常选择土层深厚、富含腐殖质、质地疏松的微酸性沙土或壤土[11-12]。同时,土壤水分与重楼生长形态、根茎的总生物量密切相关,研究表明土壤相对含水量在40%±5%条件下,重楼生长缓慢,植株矮小;如长期处于干旱环境,可能消耗根茎部分来维持正常生长;相对含水量大于80%的条件下,根茎的总生物量明显提高[13]。
1.2 生态适应性分析——气候
影响重楼分布的气候因素包括光照、温度、湿度等,其宜产地气候因子[11]见表1。影响云南重楼分布的主要气候因子为最热季节平均温度、8月和10月降水量等[9],影响七叶一枝花分布的主要环境因子为年平均温度、最热季平均温度和7月降雨量[10]。
重楼喜阴,生长过程中荫蔽度需维持在70%左右[15],遮荫度70%和90%时根系累计生物量明显高于遮荫度50%时[13]。重楼适宜生长温度为16~20℃,18~20℃有利于种子萌发、根生长发育[8,14],20℃利于出苗,16~20℃有利于地上植株生长,14~18℃适宜根茎生长[8],低温有利于有效成分累计[15]。
2 重楼林下种植现状及分析
重楼林下种植是根据重楼喜荫特性,在适宜产区仿原生态的种植模式,是以林地土壤、气候、环境资源为基础,在不影响林木的正常生长前提下,充分利用林下自然条件,进行合理种植,充分发挥林木和重楼综合效益的一种新型农林生产模式。林地土壤有机质含量及持水量较高。土壤有机质是土壤养分的体现,可促进土壤团聚体的形成,使土壤具有调节水分、养分、温度等功能[16];土壤持水供水能力是土壤颗粒组成、土壤空隙和土壤团聚体的综合反映[17]。持水量高,能减少土壤流失,使植物具有较高的光能利用效率[18],提高重楼成活率。
重楼林下种植模式于近二十年左右开始出现,主要包括天然林下种植、人工林下种植两种模式,其种植模式主要体现在黄柏、滇桂木莲树、锥栗树、板栗树、桤木、山核桃、石榴树、华山松、有机茶、针叶林、竹林下进行套种或者立体栽培。我们对现有的重楼林下种植的发明专利进行检索,发现已授权或公布25项,其中天然林下种植重楼13项,人工林下种植重楼12项,见表2。
2.1 天然林下种植
天然林种植是指原生态林木种植重楼的生产方式。选择土层深厚、富含腐殖质的常绿阔叶林、针叶和阔叶混交林,除去林下灌木,间伐过密树木,使遮光率维持在50%~80%[19]。荫蔽不足的地方,可补搭遮荫棚,或者用藤条拉拢密林中树枝来遮阴。选择近水源且排水良好,土壤含水量50%左右,质地疏松,疏水性和保水能力都较强的微酸性夜潮土、腐殖土或灰泡土的林地[20-21],种植过程中,要求疏松土壤以保证土壤通气度。
表1 重楼生长适宜的气候因素
表2 重楼林下种植专利统计
2.2 人工林下种植
人工林下种植是指在重楼适宜产区,利用不同植物空间分层及生态习性互补的现象,采用重楼与经济林木套种的立体生态种植的种植方式[22]。选择土层深厚、富含腐殖质、肥沃疏松的微酸性沙土或者壤土,当土壤较为粘重时,可施用农家肥进行改良,选择的经济林木多为喜阳植物如黄柏、板栗树、山核桃、川滇桤木等[23-30]。栽种早期,由于栽种的林木较小,需要搭建遮荫棚,以免重楼幼苗受到强光直照,灼伤幼苗;待植株长高以后,遮荫面积较大,就可以利用天然树枝进行荫蔽[31]。
2.3 天然林下种植和人工林下种植的比较
天然林下种植重楼与人工林下种植重楼,是重楼最主要的生态种植模式。天然林地常年累积落叶,致腐殖土层较厚、质地疏松,当雨季雨量较大时,也不容易板结,能满足重楼对土壤疏松度的要求。但此种种植方式也存在缺点,首先,天然林下种植需要砍伐树木,破坏林下植被,会导致土壤含水量降低、土壤硬度、温度和土壤容重升高[32]。其次,天然林遮荫度主要通过修剪枝叶来实现,不能灵活调节[33]。人工林下种植具有保护林下生态环境,防止农田土壤流失,便于集中管理等优势,更容易形成大规模种植。且能实现重楼与其他经济林木的多层套种,提高对土地资源的充分利用,缓解重楼生长周期长带来的资源浪费,增加药农经济效益。其缺点是:人工林土壤由于长久的耕作,有土壤的有机质含量,保水能力、疏松度不如野生林林地,还可能存在农药残留。重楼两种林下种植比较,见表3。
表3 两种重楼林下种植模式的比较
3 重楼的林下种植技术要点
3.1 选地整地
在重楼的适宜产区,选择土层深厚、有机质含量高的微酸性的林地,坡度≤30°,杂灌少,枝下高≥2 m。清除土壤中的杂草、杂质和石块等,将腐熟农家肥均匀地撒在地面上,再深翻,然后细碎耙平土壤,消毒。依坡向山势作畦,畦面宽约100~120 cm,深25~30 cm。
3.2 育苗与管理
3.2.1 种子育苗 10~11月,选择无病害健壮母株,采收饱满的深红色种子,人工去除种皮,晾干。经过赤霉素、吲哚-3-乙酸溶液、0.1%次氯酸钠溶液、生根粉等药剂处理或者变温层积后,种子胚根萌发后便可播种。
3.2.2 根茎繁殖 选择无虫蛀、无病害、无机械损伤的根茎作繁殖材料。秋季倒苗后,切除重楼植株的地上部分后,按垂直于根茎主轴方向,以带顶芽部分切成小段,将伤口蘸占草木灰、生石灰,或浸入甲基托布津800~1000倍液中5 min,晾干后定植。
3.2.3 播种 条播。按行距15~20 cm挖浅沟,将处理好的种子或根茎均匀地播入沟内,然后覆盖1∶1的腐殖土和草木灰,覆上厚约1.5 cm的细土,浇透水,待长出明显根茎后便可移栽。
3.2.4 苗期管理 播种后至翌年春出苗前,床面覆盖1~3 cm厚的松针或稻草,覆盖物摆放均匀;出苗后搭设遮光度70%以上的荫棚,并及时去除杂草。土壤结冻前,在床面覆盖1~2 cm厚的腐熟有机肥。
3.3 栽植
选择根茎重量为10 g左右的种子苗或根茎苗,于冬季或早春萌芽前移栽。移栽时将顶芽芽尖向上放置,用松针或腐殖土覆盖畦面,以不露土为宜。栽后浇透一次定根水,以后根据土壤墒情适当浇水。
3.4 种后管理
适当修剪树枝或搭建遮荫棚,保证遮荫度在60%~80%左右。移植后,保证2年后遮荫度在70%,4年后在40%~60%。芽苗出苗后,需保持土壤湿润。施肥以底肥为主,追肥为辅。重楼出苗第1年、第2年可不追肥或少量追肥;出苗3年后,每年2~3月地上部分出土前和6~7月、10~11月各施追肥1次。一般种植第1年不除草,如果杂草过密,直接用镰刀割除,以后每年除草3次,除草与松土同时进行,第1次在1~2月出苗前,第2次在6~7月生长旺盛时,第3次在10~11月。
3.5 病虫害及其防治方法
林下种植重楼常见的病虫害主要有:软腐病、根腐病、茎腐病、地老虎、金龟子等。坚持 “预防为主,综合防治”的原则,宜用苦参素、杀虫素、烟碱乳油等高效低毒的农药等来防治病害,宜用黑光灯或者人工捕捉的方式防治虫害。
3.6 采收及初加工
种子繁育的重楼在栽后6~10年,根茎繁殖在栽后3~8年即可采挖,在11~12月至翌年3月以前均可采收。采挖时选择晴天采挖,去除泥土、须根,清水刷洗干净后晒干或烘干。
4 分析总结
在长期的人工单种栽培条件下,重楼常发生自毒作用,且随着栽培年限的增加,病虫害发生率越加严重。而产区为了控制病虫害发生,提高药材产量,盲目地喷施大量农药,并采用大水大肥管理,致使土壤有机质破坏严重,重楼药材产量和品质均受到不同程度的负面影响,生态环境也遭受到破坏。重楼的主产区四川、云南、贵州等地,森林资源丰富,林下种植重楼,不仅能克服重楼单一种群种植的自毒作用,提高土地的利用率和复种指数,又能满足重楼 “宜荫畏晒,喜湿忌燥”的生物学特性。
重楼林下种植选择的林木多为喜阳植物,在实地的走访调查中发现,林木种类繁多,如银杏、猕猴桃、黄柏、厚朴、板栗、山核桃等,有乔木、灌木及藤本植物。稀疏的林木间隙,为重楼提供足够生长的荫蔽空间,又保证了其光照需求。林木也可与重楼及其他药材实现多重套种,根据药材的光照需求、营养需求以及生长周期,实现多层套种,建立更稳定的生态系统,这既能提高土地的利用率,又能增加收入。林下复合栽培重楼,是林木与重楼陆地立体互利生态系统,林木与重楼共生互利,具有较高的生态价值与经济价值。
随着中药市场需求的扩大,林下经济产业的发展,重楼越来越受林农或中药种植企业的青睐,目前四川省的崇州、彭州、汶川、北川、安县、都江堰、宝兴、石棉、天全等县市,云南滇中、滇东、滇东北、滇西和滇西北各地,贵州省的梵净山、贵定、惠水、盘县、安顺、册亨等地,均有林下种植重楼的模式。其中,四川种植的物种除了七叶一枝花和云南重楼外,还有重楼属的其他非 《中华人民共和国药典》收载的物种,如球药隔重楼、黑籽重楼、平伐重楼、五指莲重楼、多叶重楼等。四川重楼林下种植发展分为两个阶段:2010年以前以传统种植方式为主,技术水平低,管理粗放,每亩(1亩≈666.7 m2)产重楼不足80 kg;2010年后,以精细化作业为主,随技术水平的提高,种植规模稳步提升,每亩产重楼120 kg以上。但目前四川省作为全国第二大林区,仍然缺乏较为完善的重楼林下种植标准,有必要建立重楼林下种植规范化体系,实现重楼的生态种植。