玉竹生产研究现状及发展对策
2019-02-25孙文松李晓丽
孙文松,李晓丽
(辽宁省经济作物研究所,辽宁辽阳111000)
玉竹(Polygonatum odoratum)为百合科黄精属多年生草本植物,别称萎、地管子、尾参、铃铛菜,是我国传统大宗药材,也是东北地区重要的道地药材之一。以干燥根茎入药,根状茎主要含玉竹黏多糖,还含有黄精螺甾醇、黄精螺甾醇苷等甾族化合物[1],味甘,性微寒,具有养阴润燥、生津止渴等功效,用于肺胃阴伤、燥热咳嗽、咽干口渴、内热消渴等症[2]。除作为中药处方的配伍药材之外,还常被加工成饮片、保健食品、保健饮料和美容护肤品等产品[3-4]。随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,东北玉竹药用和保健功能被不断发现,多功能产品不断开发,应用前景及销量也将与日俱增。种植规模逐渐扩大,种植年限增加,生产上的技术问题也逐渐增多。该文对我国玉竹生产现状及育种、繁殖、栽培技术方面研究现状进行梳理,以促进玉竹产业科学健康有序发展。
1 玉竹生产现状
东北玉竹商品在21 世纪初以前主要来源于野生,随着市场需求增加,人们过度采挖,野生数量逐年减少。人工驯化种植成功后,推广面积有了较大提升。从玉竹市场价格的变化上看,东北玉竹2001—2005 年进入快速发展期,2005—2016 年进入高峰发展期。目前东北玉竹人工栽培面积已超过4000hm2[5],主要分布在辽宁宽甸、桓仁、清原、新宾及吉林通化、敦化、延吉等地,销往韩国及东南亚地区,主要加工保健品、饮品、食物添加剂等食用产品。
2 玉竹研究现状
2.1 生物学特性研究
玉竹为多年生草本植物,根状茎圆柱形,直径5~14 mm。茎高20~50 cm,具7~12 叶,叶互生,椭圆形至卵状矩圆形,先端尖。花序具1~4 花(在栽培情况下,可多至8 朵),总花梗(单花时为花梗)长1~1.5 cm,无苞片或有条状披针形苞片,花被黄绿色至白色,全长13~20 mm,浆果蓝黑色,直径7~10 mm,具7~9颗种子。花期5—6 月,果期7—9 月。
玉竹对环境条件的适应性较强,耐寒,耐阴湿,忌强光直射,宜生长在湿润且排水良好的地段。在北方寒冷地区4 月下旬到5 月上旬就开始萌动,一般温度在5℃以上时,形成地上枝条,18~22℃现蕾开花,19~25℃地下根茎增粗[6]。
陈斌龙等[7]采用浙江玉竹与湖南玉竹为试验材料,调查2 种玉竹生育期和植株形态等,发现2 种玉竹在生育期、叶形、花序、杆色及地下茎等生物学特性方面存在较大差异。宫丽婷等[8]以玉竹为试验材料,研究其开花习性及花粉生活力快速有效的测定方法。结果表明:玉竹花期为4 月末到5 月中下旬,持续约25 d 左右。玉竹花期从现蕾到凋谢时长12~17 d,每一花序开花持续时间为2~4 d,盛花期在见花的9~15 d,占整个花期的58.34%。I2-KI 和TTC 染色法对玉竹花粉的染色效果不理想,不适于观测其花粉活力,改良石炭酸染色法使花粉生活力的测定值偏高,亚甲基蓝染色法使花粉细胞出现蓝色、浅蓝色反应,利于分辨花粉生活力的有无。
2.2 育种研究
我国在玉竹育种方面研究较少。李国泰等[9]开展了玉竹多倍体的育种研究,以玉竹幼苗为试验材料,用0.1%的秋水仙素处理玉竹幼苗,诱发多倍体,通过根尖压片方法对玉竹进行染色体计数,结果显示染色体数目为2n=4x=40,说明诱发出了四倍体,为玉竹的遗传育种研究提供了理论依据。
2.3 繁育技术研究
玉竹繁殖方式有种子繁殖和根茎繁殖,因玉竹种子具有胚后熟和上胚轴休眠特性[10],种子繁殖时间较长,故生产中多采用根茎繁殖。
王新安等[11]研究了不同温度及沙藏处理对玉竹种子萌发的影响,结果表明:玉竹发芽的最适温度为25℃,发芽率和发芽势达到最高。在种子萌发前进行沙藏处理30 d 可以提高种子的发芽率和发芽势,发芽开始时间提前2~4 d,以低温沙藏的萌发效果最好。马尧等[12]研究了不同药剂(高锰酸钾、过氧化氢、赤霉素、清水)处理玉竹种子对胚根生长的影响,结果表明:相同药剂处理玉竹种子不同时间对胚根生长和根数没有显著影响;不同浓度过氧化氢处理玉竹种子对根数有显著影响;不同浓度高锰酸钾处理对胚根长度和根数有显著影响,效果最好的是0.7%高锰酸钾处理。赵贯志等[13]对玉竹种子萌发特性进行了研究, 结果表明:玉竹种子萌发的适宜温度为20℃、20℃/25℃和25℃;避光处理对种子萌发有较明显促进作用;在35~40℃温水中浸种18~24 h 有利于种子萌发,发芽率为86.7%。张国锋等[14]对东北地区玉竹根茎繁殖技术进行研究,结果表明:采用当年生主根前端具有越冬芽的根茎作为种栽,其植株的出苗率、茎高、产量及当年新生芽点数等均明显优于只具有不定芽的2 组根茎,从生理指标测定可看出,当年生主根前端具有越冬芽的根茎,其植株的叶绿素、可溶性蛋白含量高于当年生横轴侧根具有越冬芽的玉竹根茎。综合分析表明,当年生主根具有越冬芽根茎作为玉竹留种材料,是玉竹优质丰产节本栽培的重要措施。
2.4 栽培技术研究
关于栽培技术研究较多,主要从种植密度、肥料、病害、遮光等几个方面开展研究。
2.4.1 种植密度。张国锋等[15]以1 年生顶芽饱满的根茎为试验材料,对吉林地区玉竹栽培密度进行了研究,结果表明:栽培密度为25 cm×13 cm 时,玉竹农艺性状最优、产量最高。
2.4.2 肥料。马尧等[16]研究不同肥料不同施肥量对玉竹有效成分多糖、黄酮、挥发油含量的影响,结果表明:施加氯化钾肥料的玉竹有效成分含量最高,说明钾肥有助于玉竹地下根部的生长。王国强等[17]研究不同肥料不同施肥量对玉竹株高、主茎直径、叶片数、花数、果数、根鲜重等形态指标和产量的影响,结果表明:玉竹生长施用复合肥效果最好,以10~30 g/m2为佳;施用尿素以20 g/m2为好;磷酸氢二铵以10~30 g/m2为好;氯化钾以10~30 g/m2为好。杨哲等[18]研究不同基肥配方施肥对玉竹植株生长与根茎形成的影响,结果表明,在基肥配方中,采用腐熟猪粪渣与NPK 复合肥相结合对玉竹植株长高方面有显著促进作用,通过增加叶数和叶片叶绿素含量,使根茎侧枝发生作用加强,提高单位植株根茎的鲜干重与水溶性多糖含量,从而增加单位面积根茎产量,改善根茎品质;增施P 肥能显著促进玉竹根茎侧枝的发生,提高根茎中累积干物质分配率,促进干物质往根茎分配,进而提高植株总鲜干重和根茎产量;增施N肥能显著促进玉竹地上部分的生长,进而提高植株的茎叶鲜干重。郑永春等[19]研究不同施肥对玉竹农艺性状、生理指标和产量的影响,结果表明:施用复合肥+尿素的处理,玉竹生长状况最好,而且产量最高,产量可达9721.53 kg/hm2。
2.4.3 主要病害。随着玉竹的种植面积不断增加,玉竹病害的发生也随之加重,主要有根腐病、叶斑病、灰霉病、紫轮病、锈病等。
曹亮等[20]研究玉竹根腐病防治杀菌剂的筛选,通过实验室测试13 种杀菌剂对玉竹根腐病原菌的抑菌活性,筛选出5 种杀菌剂抑菌率大于80%,田间试验结果表明,甲基硫菌灵、苯醚甲环唑对玉竹根腐病有良好的防治效果。崔蕾等[21]进行了玉竹根腐病病原菌鉴定及抑菌剂筛选试验研究,以13 种中药制成的抑菌剂对根腐病病原进行抑菌试验,筛选具有明显抑菌效果的中药,发现艾叶、苦参、吴茱萸、当归、前胡对菌丝生长的抑制效果明显,抑菌率分别达到了100%、97.62%、94.05%、91.67%、90.48%。均高于50%多菌灵800 倍液(45.24%),表明艾叶、苦参、吴茱萸、当归、前胡、蒲公英、车前草和白头翁对茄镰孢菌菌丝的生长抑菌率在70%以上,表现出了较强的抑制作用,为玉竹根腐病的防治提供了试验依据。吴金平等[22]采用常规组织分离法分离玉竹茎基部病原菌菌株,经过柯赫氏法则致病性测定和18S rDNA分子鉴定,结果表明,湖北玉竹根腐病的根腐症状和病原菌与前人文献描述不同,为尖孢镰刀菌和烟曲霉菌2 种致病菌复合侵染。王中武等[23]对玉竹叶斑病病原鉴定及生物学特性进行研究,初步确认病原为日光兰链格孢,适宜菌落生长的碳源为木糖;适宜菌落生长的氮源为硝酸钾;适宜菌落生长温度为25℃;适宜菌落生长的pH 6~7;全光照条件下适宜菌落生长。吕东明等[24]采用平板培养法从玉竹根茎中分离得到的18 株内生真菌,通过对峙培养法,筛选出部分菌株对于供试的5 种病菌均有不同的抑制作用,并确定了其最佳发酵条件为培养时间13.29 d,温度24.55℃,转速120 rpm,抑菌活性达到了82.25%。
2.4.4 遮光。尹立辉等[25]对玉竹进行遮阴处理,研究光强对其产量的影响,结果表明,玉竹适合的光强为全光照的30%。李璟等[26]通过研究遮光对玉竹光合日变化和光合有效辐射—净光合速率响应曲线的影响,认为玉竹栽培中以遮阳率70%较适宜。杜洋文等[27]研究不同药材在不同郁闭度油桐林分的地上部分鲜重增量和地下部分鲜重生长情况,结果表明:油桐林分郁闭度在0.7 以上的可套种玉竹、黄精等耐阴性药材。
上述学者的研究,为玉竹人工栽培提供了科学指导,提高种植成活率和品质。上述试验结果对于试验区及相似产区适用,新引种区建议在引种之前还需进行相应的栽培试验研究。
3 玉竹生产中存在的问题
3.1 种质混杂退化
优良品种是种植优质药材的前提条件。由于玉竹种质资源缺乏科学系统的整理,并且忽略了提纯复壮,新品种选育研究工作进展缓慢,生产中应用的品种混杂且退化,种苗质量参差不齐,直接影响药材的质量。
3.2 栽培及采收加工技术不规范
产量的高低与品质好坏及栽培技术有很大的关系。目前玉竹生产栽培管理比较粗放,病虫害防治及杂草防除技术薄弱,农药化肥使用不规范,采收时期、加工方法不统一、不规范,为了早上市,药农早收获等情况,导致药材功效成分含量不达标,从而药材品质差距较大,严重影响了药材的质量和市场竞争力,也影响了药农的经济效益。
4 玉竹发展对策
4.1 培育优质种源
从本质上提高玉竹的药材质量和产量,必须要加强玉竹优良品种的选育工作。收集玉竹种质资源,建立资源评价体系,开展新品种培育及提纯复壮工作,培育抗逆性强、优质、高产的玉竹新品种,建立优质种源基地。
4.2 建立玉竹GAP 种植基地
随着市场需求量的不断增大,要加强玉竹种苗生产基地建设、优质玉竹生产基地建设,建立稳产、高产、优质的玉竹规范化种植基地。从保证中药材质量出发,控制影响药材质量的各种因子,规范药材生产的各个环节乃至全过程,以保证中药材“安全、优质、稳定、可控”,实施中药材GAP 生产。
4.3 改进加工工艺,提高质量
应改进加工工艺或引进先进加工设备和加工工艺。从原料开始就严格、规范采用集中统一的加工模式,达到技术熟练、产品规格与色泽一致。此外,还应根据不同加工要求,进一步摸索玉竹采收期,使玉竹加工品的内在质量和外观品质更好。