天师栗无公害规范化种植的探讨＊

熊 超，李西文，关小羽，胡志刚，张景景，石召华

（1.武汉爱民制药股份有限公司 鄂州 436070；2.中国中医科学院中药研究所 北京 100700；3.湖北李时珍药物研究院 鄂州 436070；4.湖北中医药大学药学院 武汉 430065）

七叶树科共有2 属，其中七叶树属植物约有30 余种，主要分布于北半球的亚洲、欧洲、美洲大陆[1]。中国有1属约10个种，主要分布于中国西南部亚热带湿润阔叶林中，其中天师栗、七叶树、浙江七叶树、日本七叶树、欧洲七叶树等物种在中国广泛分布，北京、湖北、河南、陕西、江苏、浙江等地均有栽培[2]。2015年版《中华人民共和国药典》规定娑罗子的来源为七叶树科植物七叶树Aesculus chinensis Bge.、浙江七叶树A.chinensis Bge.var.chekiangensis(Hu et Fang)Fang 或天师栗A.wilsonii Rehd.的干燥成熟种子[3]，七叶皂苷为其主要成分，在治疗术后肿胀、烧伤和烫伤等方面具有显著疗效。天师栗作为七叶树属代表性植物，也作为娑罗子的主要来源之一，在食品、药品、木材等方面用途广泛，应用价值较高[4]。

七叶树属植物为高大乔木，目前国内各地在天师栗的苗木生产过程中，一般采用传统直播法进行繁殖，但存在生长速度较慢，年产量较低，病虫害较为严重等问题[5]。随着人们对娑罗子药用价值的认识不断增加，对其资源需求量也日益攀升，导致野生资源不断破坏，其产量逐年下降，市场供不应求。以纯粹追求娑罗子产量为导向的人工栽培方式、盲目引种栽培和扩大生产规模以及滥用农药与化肥，导致娑罗子品质稂莠不齐、农残和重金属污染等问题时常发生，给娑罗子药材的安全合理应用带来了很大的风险，给优质中药材的生产也带来了很大困难[6]。

无公害中药材规范化种植应遵循中药材产地适宜性优化原则，因时因地制宜，合理布局，本文从品种选育、栽培技术、病虫害综合防治、最佳采收期等多方面探讨解决中药材种植中的关键问题[7]。无公害规范化种植对提高中药材品质，保障中药材安全，促进产业升级以及保障中药产业可持续发展具有重要意义[8,9]。本研究主要以娑罗子基原植物天师栗为研究对象，探讨其无公害规范化种植中重要环节，为天师栗无公害规范化种植体系的建立奠定理论基础，为促进娑罗子优质高产提供科学依据。

表1 天师栗的主产地环境生态因子值（GMPGIS-II）

1 无公害产地环境

产地环境决定植物是否适宜生长，是无公害规范化种植的基础。应遵循应地制宜，科学规划，合理布局的原则。无公害娑罗子种植的产地环境选择主要包含产地生态因子和选地整地，主要以天师栗野生资源分布的地理信息搜集。无公害娑罗子种植中选择的土壤环境、空气环境、水环境均应符合国家标准[10,11]。天师栗不仅为药材树种，而且也是园林观赏树种，种植基地的选择应远离工业“三废”、城镇生活、医疗废弃物等污染区和土壤重金属含量高的区域[12]，主要以山区和园林为主。

1.1 生态因子

天师栗为多年生高大乔木，中性深根树种，中等喜阳喜温植物，稍耐荫，适宜在酸性和中性、深厚、肥沃、湿润、通风排水良好的土壤中生长。多生于地下水位较高的河流和湖泊边缘的沙地[13]。无公害娑罗子种植条件是根据天师栗生物学的特性，依据GMPGIS-II 中21个生态因子进行产地的精准选择[14]。

根据天师栗的野生资源采样点的生态因子值和相关的文献记载，本研究利用GMPGIS-II 对采样点生态因子进行提取，GMPGIS-II 对上一版本系统中的气候因子数据库进行了更新，由原有7 个气候因子更新至21个，气候因子数据库来源于worldclime和climond，此外采样点数据库也进行了实时更新，物种生长区域生态因子的种类与数值得到了丰富与提升（表1）。土壤是植物赖以生存的场所，为植物提供必需的生活条件。无公害天师栗种植土壤环境的选择，主要依据GMPGIS-II 中土壤类型的规定，主要适宜分布区有湖北西部、河南西南部、湖南西北部、江西北部、广东北部、四川云南贵州东北部等地，适宜土壤类型为强淋溶土、低活性淋溶土、红砂土、黑钙土、铁铝土、潜育土、始成土、粗骨土，可根据产地适宜性信息指导栽培选地和调整植物生长所需外界因子，有利于娑罗子药材的高效产出。

1.2 土壤的选择与整改

根据天师栗的主要生物学特性和生产需要，种植天师栗以选择背风向阳，土层厚度在50 cm以上，pH值中性或微酸性，排水性能好，地下水位高或接近水源，交通方便的肥沃壤土或沙质壤土作为种植场所[15]。

天师栗种植大多位于丘陵地区或海拔略高地带，田地处于上坡地上，呈条状阶台式或波浪式断面（称之为梯田），可采用水平阶整地：选择适于土层较厚、6°-25°的山坡地，带间距依山而定，一般3-4 m。梯田宽度1.0-1.5 m，梯田要求外部地势高内部地势低洼，另外内部需修排水沟，外部需筑土埂，长度不限，水平围绕山转。在梯田里需全面翻土30 cm 深，另外并根据天师栗的株行距挖定植穴，长宽深各60-80 cm，表土与土杂粪混合后填入穴底，心土用于填穴，表层用做修筑土埂[16]。园林种植需根据园林整体布局和规划，乔木树种之间应间隔5-8 m，挖穴栽种。穴需呈类圆形，直径60-80 cm，要求外高内低，须翻土30 cm以上。

2 无公害种植管理

2.1 优良品种选育[17]

育种的本质是众多优良遗传性状的聚集，针对天师栗种植情况，选择适宜抗病、优质、高产、商品性好的优良品种。选育优质高产抗病虫的新品种是无公害娑罗子种植的一个首要措施，当前传统选育是天师栗主要的选育手段之一，该选育方法利用外在表型（种子大小）结合主要成分（七叶皂苷）含量通过多代纯化筛选，实现增产或高抗的目的，然而传统育种工作依赖于经验和机遇，有一定的盲目性和不可预测性，目前公共平台和共享资源建设不完善、遗传基础薄弱，育种周期较长。随着分子生物学、基因组学、生物信息学、电子计算机等学科飞速发展，并与作物育种应用领域紧密结合[18]。运用现代生物分子技术（如组织培养技术、体细胞杂交技术、转基因育种技术、分子标记育种技术等）中选育优质高产抗病虫的天师栗新品种，可以有效的缩短选育时间，加快选育的效率，进而保障无公害娑罗子生产，目前也是我们正在开展和推进的方向。

优良品种是天师栗高产优质、抗逆性强，减少病虫害从而达到无公害标准的有利保障。依据产地环境现状，选择已有新品种或开展新品种选育进行种子种苗繁育。

2.2 种子种苗繁育

2.2.1 优质种子的选择

种子是种植环节中最重要的一环，好的种植是丰产增收的基础。选好种子至关重要，成熟天师栗种子，单粒重约为20-55 g。苗木种子选自30 g左右，种皮坚硬、色泽栗红、光泽明亮、胚芽饱满、胚乳丰裕、无机械损伤、无病虫害的种粒[19]。

2.2.2 种子种苗处理

天师栗以播种繁殖为主。由于其种子属顽拗性种子，不耐贮藏，如干燥很容易失去活力，故种子成熟后宜及时采下，随采随播[20]。从9 月-10 月，当果实的外观颜色变成深褐色并出现裂缝时即可采收，收集后需摊晾1-2 天，脱去果皮后即可用于播种[21]。种子含水量高，易霉变不宜贮藏，故宜随采随播，若未及时播种，可带果皮拌沙低温储藏至次年春播[22]。

2.2.3 种子种苗繁殖

天师栗主要通过种子繁殖，也可以用扦插、嫁接和组织培养等方式进行繁殖[21]。选取疏松、肥沃、便于灌溉和排水良好的地段，以牛马粪、腐叶肥等农家肥为基肥，以每株5 kg 的量施足基肥，整地作床，然后挖穴点播。天师栗的种子较大，约40 粒·kg-1，播种出苗后长势迅速，点播的株行距宜为30×40 cm，点播穴的深度为8-10 cm[22]。播种时种脐应朝下，覆土层厚度不得超过3 cm，然后覆草并喷洒保湿。从播种后到种子出苗期间，均保持床面湿润，以湿度60%-70%为宜。当幼苗出土后，须及时清除覆草。另外一方面，为防止日灼伤苗，还需搭棚遮荫，遮荫率在60%左右，并经常喷水保持湿润，可使幼苗茁壮生长，至幼苗长至0.3-0.5 m可拆除遮荫棚。一般一年生苗高可达0.8-1.0 m，后可移栽培育，3-4年生苗高2.5-3.0 m，即可用于园林绿化[23]。

2.3 合理施肥

天师栗施肥应坚持以基肥为主、追肥为辅和有机肥为主、化肥为辅的原则[20]。在种植幼苗时，多施有机肥，如秸秆、厩肥、绿肥等；在幼苗生长期，一年内施肥不能少于2 次，即在速生期、封顶期施用[24]。根据调查，天师栗在不同生长时期所需肥量不同：

2.3.1 速生期

主要以氮肥为主，磷钾肥为辅，结合绿肥和有机肥搭配施用。速生期氮肥需量比磷钾肥大，而且所需肥水也较多，可增加氮肥用量和次数，并按比例施磷钾肥，以促进氮的吸收和苗木生长。

2.3.2 封顶期

主要以磷钾肥为主，并施绿肥、人粪尿等有机肥，可使树木正常生长量增加23%-28%。封顶期磷钾肥需量多，可使树封顶后木质化程度增加。树嫩梢越冬易受冻害，施加氮肥可使封顶期后延迟9-15 天，可使树梢安全越冬。

施肥方式以环状沟施肥为宜，基肥以迟效肥为主（如草木灰、绿肥等），并应在晚秋10 月份以后至树停止生长前施加，小树可一次性施足基肥，大树应在开花前后追施1次速效肥（如化肥、腐熟的人粪尿等），并在春梢生长接近停止前再施1 次人粪尿，可促进花芽分化和果实膨大[15,17]。

施肥还应注意天师栗的长势，强壮树可施肥量少，主要施以磷、钾肥，特别是在开花结果时的天师栗应多施肥。在苗木速生期或根据苗木生长状况、土壤肥力适当进行根外追肥，采用开沟埋施，每666.67 m2施以尿素40 kg，根外追肥的浓度以不宜超过0.5%；在苗木生长停止前1个月应追施钾肥，可撒施草木灰，也可喷施0.3%的磷酸二氢钾溶液，可促进苗木健康生长和安全越冬[25]。

2.4 田间管理[17]

灌水：天师栗应在一年内需浇灌多次，在萌芽期、速生期、封顶期各浇灌1 次，如遇天旱可增加灌水次数。灌水的方法有沟灌、喷灌和滴灌。在天师栗生长期中，关键的浇水时期主要有4 次，即开花前浇水、开花后浇水、果实膨大前浇水和封冻前浇水，这4次浇灌需浇足。

表2 无公害天师栗常见病虫害及防治措施

排水：天师栗喜水，在水分充足时生长速度快，如果过多会使根部呼吸受阻生长不良。四年生天师栗根部全浸水中不能超过30天，长期浸泡整株植物会窒息死亡。故林地不能积水，有积水时应及时排出，林内应修筑排水沟，雨季应注意防涝。

整形修剪：天师栗通常在生长期间不需要整形修剪；必须进行整形修剪时，应使枝条分布均匀，生长健壮。修剪主要针对枝条，还需将枯枝、内膛枝、纤细枝、病虫枝及生长不良枝剪除，以促进养分集中供应，形成良好树冠。

除草：天师栗栽种后2年内应经常松土除草，一般在生长期每月进行一次，以减少病虫害对植物的危害，提高植物对土壤水肥的利用率。

2.5 病虫害综合防治[26-29]

病虫害是中药材种植过程中常出现的现象，一方面会造成产量和品质的降低；另一方面使用化学农药来防控病虫害，不仅增加生产成本且会对环境造成污染，还会通过食物链使中药材中残留的农药进入人体而危害人类健康。天师栗常见病虫害及其防治措施（表2）。

在病虫害防治过程中，化学农药的使用主要根据实际情况而调整，在落叶病发病初期喷倍量式波尔多液200-240 倍液，喷洒量每亩150-250 L，发病严重需每隔半月喷洒1次，连续喷洒3-4次；对于炭疽病发病初期喷洒70%甲基托布津可湿性粉剂1000倍液，每亩喷洒量250-300 L，发病严重需每隔一周喷洒1 次，连续喷洒3-4次；对于虫害防治，每次使用乳油稀释倍液和糖醋酒液需喷透，直至药液沿树干流到根部，喷洒量每亩500-750 L，由于虫害具有移动性，需每隔5-7 天喷1次，连续喷洒3-4次。以上措施可以有效达到防治病虫害的目的，为无公害天师栗的健康生长提供保障。

3 采收与初加工

天师栗种子不仅是药用部位，而且也是主要繁殖器官，最佳采收期不仅关系到娑罗子的品质，更关系到繁育的能力，故须到达最佳采收期后采收，有效成分累积最多，品质最佳，且资源得以充分发挥应用。采收时间一般为9月中、下旬至10月初，当外果皮由绿色变成棕褐色，并有个别果实开裂露出部分栗褐色的种粒时，须及时采集[30]；否则，种粒散落后7-10天，当种子含水量降至36.7%时，即显干瘪状并丧失生命力。

果实成熟后常采用果实自然脱落或大风吹落的自然采集法；或借助采种钩或高枝剪等采种工具的人工采集法[16]。采收后将果实堆在干净透风平地，盖上网袋、草帘或院内阴干，每天翻动数次，待果实开裂后，剥去外皮，选取个大、饱满、色泽光亮、无病虫害的种粒以作药用[31]。

4 质量标准

由于不合理使用农药，特别是化学农药如除草剂，以及重金属超标的产地环境，农残和重金属通过食物链进入人体内，并长期蓄积、滞留，常引发慢性中毒，诱发多种慢性疾病，危害人类健康[32]，需建立无公害娑罗子质量标准，保障药材安全使用。无公害娑罗子是指农药、重金属及有害元素等多种对人体有毒物质的残留量均在限定的范围以内的娑罗子。无公害娑罗子质量包括药材材料的真伪、农药残留和重金属及有害元素限量、及总灰分、浸出物、含量等质量指标。

4.1 基原

基原植物为七叶树科七叶树属天师栗A.wilsonii Rehd.的干燥成熟种子[3]。采用分子鉴定技术或（和）化学检测手段对其进行准确鉴定，确保种植来源准确，临床用药安全。

4.2 无公害质量标准

4.2.1 农药、重金属及有害元素残留限量

娑罗子药材未建立农药残留和重金属及有害元素限量相应标准，但通过多年来娑罗子产地、市场等数据分析，并参考《中华人民共和国药典》、美国、欧盟、日本及韩国对甘草的相关标准以及ISO18664:2015《Traditional Chinese Medicine-Determination of heavy metals in herbal medicines used in Traditional Chinese Medicine》、GB2762-2016《食品安全国家标准 食品中污染限量》、GB2763-2016《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》等现行标准规定，建议无公害娑罗子应达到相关药材的国家标准、团体标准、地方标准以及ISO等相关规定，保证用药安全，避免产生其他危害。

4.2.2 含量及检查[3]

娑罗子主要有效成分为七叶皂苷，按高效液相色谱法（《中华人民共和国药典》2015 年版一部:附录ⅥD）测定，七叶皂苷A 含量应≥0.7%。另外其他项检查规定，水分不得≤13.0%，总灰分≤5.0%。

5 结语

天师栗既是中药娑罗子的重要基原植物，又是观赏树木，广泛分布于陕西、四川、河南、湖北、北京等地。天师栗应用范围较广，其叶芽可代茶饮；皮、根提取物可制成肥皂；叶、花可做成染料；种子作为食用，其味与板栗类同，可提取淀粉、榨油，另外也可药用，具有理气、杀虫、安神等作用作为木材，质地较轻可用来造纸、制作家具及工艺品等[33]。近几十年，娑罗子的药用研究逐步加深，现已开发注射剂、片剂、栓剂、胶囊等药品，并在临床上广泛应用，效果显著，具有良好的市场前景。伴随着市场需求量的增加，加之天师栗生长缓慢，野生资源不断遭到破坏，现有的资源蕴藏量已无法满足生产需求，故需要对其进行科学、无公害、规范化的人工种植研究[5,6]。近几年，基于GIS基础平台，研究者们相继开发出来TCMGIS、GMPGIS 等技术，对中药材产地生态适宜性、品质适宜性等进行区划研究，科学引导中药材、精准选择生产环境、规范化种植[34]。产地环境是基础，种质资源是关键。随着分子生物学以及基因组学的快速发展，植物育种学的工具箱越发丰富，分子育种对培育优良品种具有重要意义。

天师栗常采用种子直播育种，但繁殖率较低，种子数量较少且难贮藏，扦插、嫁接和组织培养等方式成活率也较低[35]。无公害规范化种植能够为提升种子种苗繁育提供科学依据，对扩大种质资源、提高娑罗子药材质量、增加经济效益起到促进作用。但为追求高产量，盲目的使用肥料，喷施化学农药，导致农残和重金属超标等问题频频出现，严重破坏了生态环境的平衡，极大影响了无公害中药材的质量。无公害规范化中药材种植的提出，为品种选育、合理施肥和正确使用农药等工作提供重要参考依据[36,37]，为可持续战略发展做出极大贡献。

本研究主要依托推广单位自有基地多年来天师栗生产数据为主，兼顾其它单位生产和科研情况，天师栗和七叶树在生态分布、生理特征、种子形态等均具有很高的相似性[38]，借鉴七叶树的栽培种植方式，结合实际种植情况，本规范可适用于天师栗无公害基地生产。

中药材无公害精细化栽培体系旨在根据天师栗生长特性，为其精准挑选产地、栽培技术的指导、合理施肥、病虫害综合防治、确定最佳采收等方面提供理论基础和科学依据，为提高娑罗子优质高产提出较为完整的指导体系[39]，并为无公害娑罗子药材建立质量标准和树立种植规范。精细化栽培对中药材生产、种植、采收、检验等生产链条的每一操作进行相关指导和可能出现的危害进行评价，并提出危害的预防和防控措施，指导企业和农户监管娑罗子的生产与质量把控。