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无公害银杏种植技术探讨△

2018-12-01刘志香李西文黄旗凯胡江宁李琦乔洪翔开国银

中国现代中药 2018年11期
关键词:银杏病虫害生长

刘志香,李西文,黄旗凯,胡江宁,李琦,乔洪翔,开国银*

(1.浙江中医药大学 药学院,浙江 杭州 310053;2.中国中医科学院 中药研究所 中药鉴定与安全性检测评估重点实验室,北京 100700;3.浙江康恩贝制药股份有限公司 浙江省中药制药技术重点实验室,浙江 杭州 310052;4.上海市药材有限公司,上海 200002;5.云南希康生物科技有限公司,云南 昆明 650217)

银杏GinkgobilobaL.是银杏科银杏属多年生落叶乔木植物,又名公孙树、白果树、鸭脚树,在地球上已存在约2亿年,是现存种子植物中最古老的孑遗植物,素有“天然活化石”之称[1]。银杏是我国特有的著名经济树种,具有叶用、果用、材用、观赏及生态防护等多种用途,同时能够起到绿化环境、净化空气、保持水土和防治虫害等作用[1]。根据《中华人民共和国药典》(2015版)记载[2],银杏植株的可使用药材包括白果和银杏叶,白果含有丰富的淀粉、粗蛋白、多种糖类、核蛋白、粗脂肪等多种营养成分,白果种皮的酚酸性成分具有良好的抗菌作用,有一定的抗过敏、抗病毒、抗炎、抗癌等作用[3];银杏叶富含有黄酮类、萜类、生物碱类、酚类、氨基酸类等多种有效成分,具有改善心脑血管、降低胆固醇、治疗高血压、心脏病等作用[3]。银杏在园林绿化、医药领域、食品工业、生物农药等领域中具有广泛的应用前景[3]。

我国是世界银杏的起源、进化及分布中心,银杏药用历史悠久,在李时珍《本草纲目》中已有详细记载。虽仅在浙江天目山和湖北神农架等地区有野生树木,但在我国分布广泛,20多个省(区)内均有栽培[4]。银杏的适应性强,具有耐寒、抗风、抗旱等抗性,在微碱性、酸性或中性土壤中均能正常生长[5-6]。我国是银杏主产国,然而由于有效成分含量低、质量不稳定等因素,限制了出口。目前我国达到农残检测出口标准的银杏叶原料仅占极小部分,出口量和品质远不及日本、韩国等国[7]。本文通过结合银杏的生物学特性,总结了银杏无公害生产的产地环境、优质品种、综合农艺管理措施、施肥技术及病虫害的综合防治方法,为银杏无公害化种植和银杏产业的可持续性发展提供依据。

1 无公害银杏生态适宜性分析及生产区划

无公害银杏栽培选址要依据地域性原则[8],根据其生物学特性,因地制宜,合理规划。开展银杏生态区域选址,分析银杏适宜生长区域,确定银杏栽培基地,是实现优质无公害银杏中药材规模生产的首要环节。

银杏极喜温凉湿润的气候,但降水不宜过多;能耐干旱,但是不能经受水涝;空气相对湿度越大,生长发育越好[9]。根据银杏的主要生物学特性和生产需要,种植银杏应选择向阳、地势稍高、地下水位较低、灌排条件便利、土层厚度在l m 以上的黄壤或红壤中[10-14]。

按照国家《中药材生产质量管理规范(试行)》的要求,银杏产地环境应符合GAP的规范标准;无公害银杏种植地的空气环境质量应符合《环境空气质量标准》(GB/T 3095—2012)中二级以上标准值,农田灌溉水的水源质量必须符合《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)的相关规定要求,以及种植地土壤必须符合《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB 15618—2018)》。无公害银杏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)》[15]进行产地的选择,产地区域生态因子包括21种,详见表1。土壤类型主要为强淋溶土、高活性强酸土、红砂土、黑土、黑钙土、铁铝土、冲积土等。适宜银杏生长的土壤以湿润肥沃、排水良好的中性或微酸性土为好[16]。生产基地环境要保证无污染、无工业废弃物排放的场所[17]。

表1 银杏产区适宜生态因子范围阈值(GMPGIS-Ⅱ)

2 无公害银杏优良品种选育

在选择优质、高产品种的同时要选择抗病、抗虫及适应性广的品种,这样既保证了良好的药性且可以减少农药的使用量及使用次数,使其真正达到无公害的标准[8]。银杏在长期的栽培中形成了丰富的品种资源,我国的银杏品种类型独特,有叶用、果用、材用、观赏用等不同类型。实际生产中各地应根据当地生态环境、栽培目的的不同来选择优良品种种植,充分发挥品种的内在优势,如安陆1号、黄酮F-1号和黄酮F-2号等[18]。

选育优良银杏新品种,增强抗病虫能力,减少用药。湖南省林科所筛选了适合于叶用栽培的优良株系019、047、011和032;陈学森等[19]从44个银杏品种中选出泰山1号、泰山2号及泰山4号3个有效成分含量高、叶产量大的品种。曹福亮等[20]通过对来自各地13个雄性品种和泰兴境内18株雄株进行测定,得到了单叶面积、单叶质量以及单株质量较大的雄株品系A1;同时,在银杏的耐热性研究中选出洞庭皇1号、郯城马铃2号、大龙眼3个强耐热性的栽培品种。汪贵斌等[21]在对大金坠、梅核、马铃、大圆铃、佛指5个银杏品种进行的耐盐能力的试验后发现马铃具有刚好的耐盐性。王迎等[22]选出生长活力更强、各方面抗性都更强的银杏新品种聚宝,该品种与普通品种相比较,生长活力更强,抗逆能力更大。但在雄株选优方面,我国仍没制定出相应的标准,美国雄株在这方面处于领先地位,早在1994年已有50个银杏品种被正式注册,其中被认可的栽培品种有18个[23]。银杏的生产过程中,应根据用途需求,结合当地土壤环境、气候条件及生产水平,因地制宜,选择相应的品种类型(见表2)。根据核型不同,可将银杏品种划分为马铃类、长子类、梅核类、佛指类和圆子类5大类[24]。叶用品种主要有洞庭佛手、泰兴佛指、马铃、郯城金坠、郯城圆铃等[25];果用品种主要有吴县的洞庭皇、郯城的大金坠、诸暨的大梅核、灵川的长柄佛手等[14]。观赏和材用品种有垂乳银杏、金带银杏、金丝银杏、大耳朵和叶籽银杏等[26]。

表2 国内较为有名的银杏主要品种类型及其特性

注:参考文献[24-25,27-29]。

3 无公害银杏生产的综合农艺措施

无公害银杏生长期间,适当的农艺措施必不可少。在种植前要进行土壤的翻耕修复,减少病原菌的传播。银杏苗的繁育主要有有性繁殖和无性繁殖两种方式,因有性繁殖遗传性状不稳定,故主要以无性繁殖为主[30]。扦插育苗前应选择适当的软枝,正确选用适宜的扦插时间。育苗后选择适当的时间进行移栽,扦插和移栽后都要加强田间管理,及时中耕除草[31],并结合银杏的实际生长需求进行排水或灌水。

3.1 扦插育苗

银杏的无性繁殖以扦插繁殖为主,在移栽之前须先以扦插的方式育出优质的银杏苗。适宜的扦插时间可保证插穗的成活率,试验表明6月下旬扦插成活率最高[30]。扦插时在优良的植株上选择合适的枝条做插穗,以10~25年生实生母树的当年生枝条为宜,硬枝软枝皆可[24];采集后把穗条剪成10~15 cm、上留2~3片叶的插穗;选好插穗,做好插壤消毒后便可进行扦插,扦插前嫩枝用300~400 mg·L-1萘乙酸(NAA)速蘸处理,硬枝需用500 mg·L-1NAA溶液浸泡插穗下端;之后按4 cm×15 cm株行距,将插穗2/3埋入土壤压实,约1个半月至2个月即可生根;在这期间注意遮阴,保持土壤湿润,使插床的温度控制在24~28 ℃,相对湿度控制在90%左右,经常浇水,每次雨后喷施多菌灵防止病害发生。提高扦插质量,能保证育出的银杏苗苗全苗壮,提高银杏苗自身抗病能力,使移栽之后的生产过程减少病虫害,减少农药化肥使用,对无公害银杏的生产有着重要作用。

3.2 土壤改良和移栽

土壤理化性质和肥力状况对银杏的叶产量、果产量及黄酮类等有效成分含量影响极大。银杏对土壤pH值适用范围很广,pH 4.0~8.5土壤均能生长,但以pH 6.0~7.5为宜[13,32-33]。含盐量0.3%以下[32,34],土层厚度1.5 m以上,地下水位1.5 m以下[29]。

银杏喜光,耐干旱,不耐水涝。栽植时要掌握“苗壮、穴大、肥足、土实、浅栽、水透”几个要点,并选择春秋两季进行栽植。良种壮苗以雌株为主,要求顶芽健壮、侧芽饱实、当年新梢长30 cm以上、主根长30 cm以上且侧根多、木质部发白、根皮略成红色且与木质部紧密相贴、无病虫害。春季萌芽前进行移栽,但成活率不如秋冬季高。一般在10—12月落叶后进行秋栽,此时栽植苗根系恢复期长,成活率较高[29]。特殊情况下,夏季也可以移栽,但需要修剪掉1/3~2/3 的枝叶量后带土移栽,并需要加强抚育管理。栽植地应选择在地势高、阳光足、土壤肥厚、排水较好的地方,土壤选择黄壤、砂质壤土[10]。若地形为黏重土和渗水排水不良,需先进行浇灌种植穴,待水下渗后再移植。

在移栽前一个季节,应采用挖种植沟或挖穴等方式进行土壤改良。穴深以50 cm较为适宜,栽植深度过大,会产生地温上升慢、土壤透气性下降、湿度增大等一系列不利于根系伤口愈合和发新根的问题[35]。穴的直径与深相似,50 cm左右。种植密度为每666.7 m2种40株左右。每穴(沟)内施入腐烂有机杂肥(充分腐熟)、有机氮肥和磷肥的复合肥20 kg,充分腐熟,上盖15 cm左右厚的土,防止根系接触肥料而烧根;之后取银杏苗种入穴内;然后扶正培土,栽植不宜过深,苗种根茎与地面持平即可,深度以原土痕上方3~5 cm为宜;根系舒展后,边培土边踩实;定植后浇足定根水,待水渗下后,再覆盖一层细土[35]。

银杏苗移栽后首先应采用3柱支架固定法进行树体固定,以防止风吹致树冠歪斜;同时需固定根系以利于根系生长。移栽后5~7 d浇水,待银杏成活后,无须经常灌水。银杏耐旱忌涝,阴雨天要注意排涝。春秋两季,在树冠外围,用打洞或环状施肥法的方法,施1次腐熟的有机肥,施后浇水。

另外,银杏移植时需注意雌雄异株树种的栽培比例配置,一般5%(即20∶1)比例为宜,雄株要求选择花粉量大、花期长、花期基本与雌树一致,并栽植于主风方向的上方,有利于风媒传粉[36]。

3.3 田间综合农艺管理

适当的田间管理促进银杏的生长,提高丰产率。种植密度不但会对银杏的产量产生影响,也会影响其有效成分[37]。前期密度采用0.2 m×1.0 m产生的单位面积经济效益较高;但一般种植密度为每666.7 m2种40株左右为宜。

中耕是为了增强土壤的通透性,改良土壤的结构,要做好中耕除草的工作,中耕除草一般在生长季进行,视具体情况一年可进行中耕4~8次,中耕深度为5~10 cm[34-35]。在移植后的每年都要进行扩穴[33],在11月中旬进行,以植株树冠边缘位置向外挖60 cm×60 cm左右的环形深沟,逐年向外扩大,扩穴改土可结合施肥,在回填时放入各种所需肥料。在银杏栽培过程中,合理的施肥和浇水对银杏的生长起重要作用,夏季高温,土壤水含量低时应及时浇水,多雨季节根据情况减少浇水,并注意排水工作,春秋两季为最佳施肥时间,可施2~3次肥。种植后3至4年内,可套种花生、大豆、绿豆等植物。每年冬季人工修剪整形[38],剪除枯枝、细弱枝、重叠枝、过密枝、伤残枝、直立枝和病虫枝。过密的枝条用绳拉开,确保光照,剪除根部新芽减少养分浪费。长枝形银杏树枝容易出现重叠现象,应及时修剪[38]。

4 无公害银杏合理施肥

在银杏栽培和养护中,限制银杏生长的主要因素是施肥不足和缺乏营养。银杏生长和发育需要充足的营养供给作为基础,营养供给不足则产量得不到保障[39]。生产过程中尽量通过使用有机肥、种植绿肥、微生物肥、腐殖质类肥保证产品达到无公害的要求[8]。肥料中各元素的比例不同也会影响银杏的长势不同,姜宗庆等[40]对不同施肥处理盆栽银杏幼苗的生长指标进行观察,发现都有明显差异。叶用林生长对氮和钾需要量较大,对磷需要量较少。施肥方法见表3。

表3 无公害银杏生产肥料施用方法

注:参考文献[41]。

银杏的施肥主要把握3个时期:早春用催芽肥促进苗木生长;生长期用壮果肥促进果实生长;秋季果实采收期施一定量肥,增加树木抗寒力。银杏施肥方法主要有基肥和追肥[41]。

5 无公害银杏病虫害综合防治

无公害银杏病虫害防治按照“预防为主、综合防治”的植保方针,采取农业防治、化学防治和生物防治相结合的手段,更为有效地控制病虫害的发生[42]。银杏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》《GB12475农药贮运、销售和使用的防毒规程》《NY/T1667(所有部分)农药登记管理术语》。针对银杏病虫害类型,建立综合防治方法,构建银杏病虫害的无公害防治体系。在防治上,要做到早发现、早防治。银杏的病害较少,主要病害有叶枯病和茎腐病等真菌性病害,害虫主要有超小卷叶蛾、大袋蛾、黄刺蛾等[42]。

5.1 农业防治

无公害银杏可以利用间套作方式对银杏害虫起到控制作用,可通过与葱蒜姜间作栽培使银杏病虫害减少。栽植时选择无病虫的抗病壮苗进行栽植,加强水肥管理、土壤管理,以提高树木本身的抗病虫害能力。3年以上的轮作制度可以控制坚黑穗病和野燕麦杂草的发生;及时清除病株残体和田间杂草,消灭越夏病源和虫源。人工剪除病枝,修剪时切口平整,避免伤口,防止病菌侵入,修剪下来的病枝同枯枝落叶、虫茧等集中拿出园外烧毁。整地中耕时,可人工捕杀地下害虫并将其烧毁[43]。

5.2 物理防治

银杏的虫害多为鳞翅目害虫,成虫具趋光性,可利用诱虫灯或黑光灯等诱杀。银杏大蚕蛾虫卵多产于树干上,较易发现,故可用棒敲击或刮去卵块。虫蛹与虫卵相似,容易发现可手工摘除。敲击树干可击落金龟子等害虫,落地将其捕获击杀。冬天可用白涂剂涂抹树干、主枝干来减少越冬虫源、菌源等病虫害[43]。

5.3 生物防治

利用生物天敌、昆虫病原微生物等方法对银杏病虫害进行生物防治,人工饲养平腹小蜂、赤眼蜂等寄生蜂防治银杏大蚕蛾[44]。用苏云金杆菌制剂、球孢白僵菌分别防治蛴螬、银杏大蚕蛾[44]。用昆虫病毒如核多角体病毒防治银杏大蚕蛾等鳞翅目害虫[44]。

5.4 化学防治

化学防治容易污染环境,引起人畜中毒,有农药残留及重金属污染等问题,但其效果好、见效快、使用方便、成本低,是目前最常用的防治方法之一[17,44]。化学防治要做到科学合理用药,注意对症施药,减少施药次数,尤其禁用高毒性农药,以降低农药残留及重金属污染等。

银杏病害较少,但不可忽略病害的防治,采用化学防治方法如发生叶枯病时,可使用多菌灵或托布津在生长前期喷施2~3次,发生茎腐病时,可用波尔多液、多菌灵等进行防治;发生早期黄化病、缺钾症、缺铁症等时,可增施有机肥等。具体病害名称及防治方法参照表4。

表4 无公害银杏种植中病害化学防治方法

注:参考文献[41-43]。

银杏生长期间的主要虫害有天牛、大袋蛾、蓟马和银杏超小卷叶蛾,蓟马发生时,可喷敌杀死乳油防治,超小卷叶蛾幼虫虫害时,可喷辛硫磷乳油防治;尽量不使用敌敌畏、敌百虫等高毒性农药进行毒杀。具体虫害名称及防治方法参照表5。

表5 无公害银杏种植中虫害化学防治方法

注:参考文献[44]。

6 讨论及展望

我国的银杏资源居世界首位,因其树形优美,园林用银杏的相关研究较多,种源选育研究倾向于培育观赏价值更高的株系、品系,而在叶用银杏的种质资源研究方面较为薄弱。目前选育叶用银杏良种时,主要以叶中黄酮和萜内酯含量或基地产量为主要因素,考察标准主次不同,选种结果差异较大,不能形成统一标准,故亟需建立银杏良种选育的标准。本文提出开展良种选育研究、进行土壤综合改良移栽研究和建立银杏病虫害综合防治平台等措施,以期改进和完善银杏无公害栽培技术。

叶用银杏在山东、四川、云南、崇明岛等地区有大型种植区,但存在明显的地域生态环境、种植技术、田间管理等综合差异,导致市场上银杏叶品质良莠不齐。建立规范的银杏无公害生产体系,更好地指导银杏的规范生产栽培。通过对银杏产地环境的选择,为银杏的生长提供适宜的环境[45]。选择更优的银杏品种,能有效减少病虫害,从而减少农药的使用。农艺管理措施结合当地生态环境条件,向更为成熟、更规范化的方向发展,探索最适银杏生长的种植技术,生产无公害高质量银杏药材[46]。

近30年来,我国农业发展迅速,化肥和农药大量使用,极大提高了农业生产率,但也带来了一系列的问题,如土壤等环境污染、生态恶化、农产品质量下降等。因此也会对银杏叶的品质造成影响(如农药、重金属含量超标,活性成分降低等),从而影响银杏的疗效和安全。银杏的病虫害相对较少,但不可忽视其危害,防治应遵循生物防治、农业防治、物理防治相结合;科学合理地利用化学防治,少用农药,或选用低毒性、低残留的农药类型;采用科学合理的生产方式,实现银杏的规范化生产,达到无公害化标准[42]。

中药材的质量及其稳定性是中药现代化的基石,中药材的质量受环境因素、种植技术、田间管理等综合因素的影响,所以我国银杏“道地药材”地理标志优质高产原料研究和保护是现代中药科研道路上迫在眉睫解决的科学项目之一。陈士林研究团队开拓形成了“本草基因组学”,从基因层面为中药材的基原物种分子鉴定和品种选育提供标准数据源[47];先后制定了人参等中药材无公害农田栽培技术体系,为中药材无公害化栽培提供理论参考[48]。由此,通过DNA条码鉴定技术,确保银杏药材种子种苗的纯正性;通过建立无公害种植体系,可为银杏种植注入科技的内涵,指导并保障农户科学合理种植、施肥和采收,扶贫致富,体现科技与生产相结合,为下游制剂和大健康产品生产企业提供具有成分含量特征地理标志的高品质银杏叶,促进银杏产业可持续健康发展[49]。

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