柴胡规范化栽培现状与产业发展分析

客绍英，张胜珍，王向东，马艳芝

(1.河北农业大学，河北 保定 071001；2.唐山师范学院，河北 唐山 063000)

中医药是中国优秀传统文化的重要组成部分，以它独特的理论体系、悠久的历史背景、丰富的药物资源和突出的治疗效果而倍受世人瞩目[1]。近年来，随着世界各国对中医药认识水平的提高及研究的不断深入，中药材的需求量日益增加。

中药材的种植产业起步较晚，发展薄弱，根据产品属性，中药材可以划分为：普通中药材、无公害中药材、绿色中药材及有机中药材，中药材种植等级规范依据中药材类型不同而不同。无公害中药材、绿色中药材及有机中药材按照GAP标准进行生产[2]。GAP是中药材生产质量管理规范的简称，GAP的制定与发布是政府行为；生产过程中，为达到GAP的要求，各生产基地要制定出相应方法和措施，也就是标准操作规程(SOP)，SOP的制定是企业行为[3]。日本在1988年进行中药材GAP，2002年我国实施第一部GAP法规，一直沿用至今[4]。

柴胡(BupleurumchinenseDC．)为伞形科多年生草本植物，别名地熏、山菜、菇草、柴草，以干燥根供药用。2015年版《中国药典》规定北柴胡(BupleurumChinenseDC.)和狭叶柴胡(B.scorzonerifoliumWilld.)为药用柴胡的正品，但流通于药材市场的柴胡种质资源并不仅仅这2种，笔者所在课题组曾进行过初步搜集，包括黑柴胡、北柴胡、黄柴胡、三岛柴胡、红柴胡等11种，经初步鉴定发现存在同名异质或同质异名现象[5]。柴胡具有疏散退热、疏肝解郁、升举阳气的功能，常用于感冒发热、寒热往来、胸胁胀痛、月经不调、子宫脱垂等症[6]。一些研究发现其还有保肝、调节免疫的功效，并且对心血管系统也有显著作用[7]。随着柴胡新功能的不断发现以及近年来国际上对植物药的广泛认可，柴胡的国内外市场需求量急剧增长。但是目前对野生柴胡资源过度掠夺式采挖，使得柴胡野生资源日益减少，生态环境受到了严重破坏，目前我国柴胡的野生资源与30年前相比已减少近1/2[8]，严重制约了柴胡产业的可持续发展。因此发展柴胡人工种植成为解决柴胡供需矛盾、保证原药供应和保护野生资源的有效手段。目前甘肃、山西、陕西已成为我国种植柴胡面积和柴胡市场影响最大的省份，黑龙江、四川、内蒙古、河北、河南等地也有大规模种植[9]。现在市场上流通的大部分为人工栽培品种[10]。

本文对柴胡规范化栽培技术研究现状与产业发展进行了综合分析，以期为提升柴胡栽培技术水平，保障药材质量安全、有效、稳定、可控，实现柴胡生产和产业发展的规范化、现代化和国际化。

一、柴胡品种选育现状

目前柴胡的栽培品种主要是野生种家种，关于柴胡优良品种选育的工作较少。2003年，魏建和等采用集团选育法选育出了北柴胡第1代新品种‘中柴1号’，使种子萌发率、产量、品质有了很大提高和改善。‘中柴1号’根为土黄色，较野生柴胡根色浅、商品性较差，另外整齐度、皂苷含量和产量等仍有待于提高。2009年，郑亭亭等在‘中柴1号’的基础上采用系统选育法获得了北柴胡新品种‘中柴2号’和‘中柴3号’，其整齐度显著提高，深色根比率分别达83.2%和89.9%，柴胡皂苷含量分别达到1.3%和1.0%，为北柴胡的推广栽培提供了优质的种源[11]。2011年甘肃省采用株系选育法从野生北柴胡群体中选育出柴胡新品系JX06-1-6[12]。2014年四川德培源中药材科技有限公司从引种的北柴胡中选育出了北柴胡新品种‘川北柴1号’，发芽率及出苗时间显著优于四川柴胡地方种及‘中柴1号’，后续又选育出了‘川红柴1号’[13]。2017年河北涉县农业科技推广中心和涉县擎阳种业有限责任公司选育出了适合北方旱作区种植的柴胡新品种‘冀柴1号’[14]。

二、柴胡栽培技术研究现状

(一)种子处理技术

柴胡主要以种子繁殖为主，正常条件下发芽率较低，完成发芽过程的时间长，部分种子存在休眠现象[15]，极大的限制了柴胡的人工栽培[16]。提高种子发芽势、出苗率和整齐度是进行柴胡人工栽培的基础和前提。关于柴胡种子处理方法，前人已作过许多有益的探索，主要包括化学药剂处理(PEG、硝酸钾、水杨酸、氯化钙、高锰酸钾、H2O2等)、激素处理(GA、乙烯利、6-BA、IAA)[17-26]、砂藏处理[27]、水浴处理[28-30]、激素(GA)+超声波复合处理[31-32]等，这些处理都可在一定程度上促进柴胡种子的萌发，但不同研究所得出的有效处理浓度或处理时间不尽相同。笔者课题组也对此进行过相关研究，结果表明0.5 g/L硫酸锰浸种[33]、1.0%酵母浸膏液浸种[34]、水杨酸0.05 mmoL/L+壳寡糖10 mg/mL浸种[35]、壳聚糖10 mg/mL+224.3 μg/ML茉莉酸甲酯浸种[36]，均有较好的促进柴胡种子萌发作用。

(二)播种量

目前关于柴胡在田间大面积种植的播种方式、适宜行距，播种量等基础研究文献报道较少。李艳霞研究了不同播种量对柴胡生长的影响，结果表明当播种量达到每亩6 kg时，柴胡药材根粗、根长都达到最佳状态[37]。笔者课题组对柴胡播种量也进行了相关研究，发现柴胡播种量为每亩3kg时药效成分及产量最优，为最佳播种量。

(三)田间管理技术

田间管理对中药材产量和品质有重要影响，柴胡田间管理主要包括间苗定苗、中耕除草、去蕾、打顶、追肥灌溉、病虫草害防治等多个方面。

1.间苗。柴胡种子较小，经常因不规范播种造成出苗后疏密不一的情况。一般当苗高5～6 cm时，间去过密苗，并对缺苗处进行及时补苗。当苗高10 cm左右定苗。王亚西研究结果表明当柴胡田间密度为5.3万株/亩时，田间群体布局和生长最为合理[18]。沈路莹研究了柴胡田间密度对生长的影响，结果表明柴胡田间密度为6.0万株/亩时，产量最高，田间群体布局和生长最为合理[21]。苏东涛研究了不同栽培密度对柴胡株高、干物质积累和柴胡皂苷a、柴胡皂苷c、柴胡皂苷d含量动态变化的影响，结果表明综合分析生物量和根产量，种植密度以3.33万株/亩最为适宜[38]。

2.苗期防杂草技术。幼苗期柴胡田杂草主要有马唐、藜、狗尾草、反枝苋、稗草、马齿苋等，如果防除不及时容易导致病害虫害滋生，造成药材减产和品质下降。王康才等研究了不同除草剂对三岛柴胡种子萌发生长发育及产量的影响，认为除草通和地乐胺效果较理想[39]；袁志强等通过柴胡田封闭化学除草试验研究，推荐生产上使用施田补250 mL和地乐胺280 mL进行除草[40]。笔者课题组曾以柴胡为试验材料，于柴胡种子播种前和出苗后分别以6种不同除草剂(氟乐灵、地乐胺、除草通、精喹禾灵、高效盖草能、精稳杀得)进行处理，适采期采收后测定柴胡产量、有效成分含量及农药残留，分析不同除草剂对柴胡产量及质量的影响，认为可选用氟乐灵为柴胡播前、精喹禾灵为苗后用除草剂[41]。

3.水肥管理。根据不同生长阶段进行合理水肥运筹是药材优质高产的关键。张阳等通过对柴胡生长发育规律的研究，发现8月初至9月中旬是柴胡迅速生长的阶段，应合理的供应营养及水分[42]。目前对柴胡灌水规律的研究较少。有研究报道，在中度干旱胁迫下，柴胡皂苷a和d的含量比土壤富含水分时分别增加83%和22%，这可能与柴胡根部的抗氧化机制有关[43]。因此，在高温多雨的夏季一定要注意柴胡地的排水，一方面避免有效成分下降，另一方面防止根腐病的发生。石凯等对山西半干旱地区不同灌水量对柴胡产量的影响研究表明，柴胡最佳灌水量为每亩2.67 m3[44]。朱再标等建议柴胡出苗后每亩应适量灌水10 m3，柴胡花果期是需水的高峰期，应采用畦间放水渗灌或喷灌每亩20 m3[45]。对于柴胡不同时期灌水量、灌水规律还有待更深入的研究。

施肥种类及数量对柴胡皂苷积累有重要影响。Zhu等研究了不同氮、磷水平对柴胡皂苷a、d的影响，发现N、P肥对柴胡生长和皂苷积累有协同作用，当同时施中等量的氮肥和磷肥时，皂苷a、d含量最大；但过量的N、P肥会降低皂苷a、d含量[46]。晋小军等研究氮肥(N)、磷肥((P2O5)、钾肥(K2O)配施对柴胡产量的影响，分别得出以生物量、根冠比和根产量为指标的最佳肥料配比组合并得出了随着根产量增加，氮肥需求变小和钾肥需求增大的规律，对指导柴胡生产具有应用价值[47]。武鹏慧等为黄土半干旱地区提出柴胡栽培的最优施肥方案为尿素151～209 kg/hm2、过磷酸钙753～933 kg/hm2、硫酸钾191～256 kg/hm2[48]。曹爱农研究拔节期追肥对柴胡产量品质的影响，结果表明追肥可显著提高生物产量，增加纯收益，拔节期两年生柴胡磷酸二铵的最佳追肥量为375 kg/hm2[49]。

通过施用微肥提高产量与品质已在一些作物生产上取得了良好的效果，但目前关于微肥在柴胡上应用的研究报道不多。孟杰等研究了锌硼钼配施对柴胡生长及产量的影响，结果表明适宜浓度的锌硼钼配施能够有效地促进北柴胡各器官的生长，调节干物质积累与分配，促进根部产量的提高和柴胡皂苷、挥发油、醇溶性浸出物等的积累，从而影响北柴胡质量[50]。因此今后还应加强有关微量元素对柴胡生长的影响研究，进一步优化施肥方案。

此外研究还发现，中度水分胁迫可以使柴胡根中皂苷含量显著提高，但根的生物量却降低，因此皂苷产量是降低的；施肥和水分胁迫之间有互作，施肥可以在一定程度上减轻水分胁迫对皂苷产量的抑制作用[51]。

4.打顶和摘蕾。柴胡盛花期持续两个月左右，容易消耗大量营养物质，生产上可通过打顶和摘蕾技术调控植株对营养物质的分配，使其更多的用于根中有效成分的积累。

于英等研究发现北柴胡孕蕾期摘除花序后植株光合能力提高、干物质积累增多、根部产量增加，但打顶处理后根部产量无明显增加[52]。朱洁对两年生柴胡进行打顶处理，结果表明在打顶后的生长进程中，柴胡根、茎根干重及总皂苷含量均较对照高，但打顶对柴胡根长无较明显影响[53]。曹爱农等发现现蕾期不同留茬高度对柴胡产量、品质、纯收益的影响不同，适宜的留茬高度，有利于柴胡产量质量的提高。7月现蕾期打去柴胡植株顶端15 cm，即打顶留茬高度为80 cm左右为最佳，皂苷a、皂苷d含量分别较对照分别增加15.0%和17.2%[49]。

5.根腐病的防治。柴胡栽培过程中的主要病害为根腐病。根腐病为土传真菌病害，在高温、高湿和种植密集条件下极易引起根腐病的发生。在夏季6-8月高温多雨季节，柴胡种植区的根腐病发病面积在15%～30%，在排水不畅地块发病面积高达60%以上。因此，柴胡根腐病已成为影响柴胡产量和质量的主要因素之一[54]。

李勇等研究发现，栽培方式和环境因素对柴胡根腐病的发病率有较大影响，分离柴胡根腐病致病菌，鉴定其为尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)[55]。向琼等研究表明引起陕西商洛地区柴胡根腐病的致病菌是腐皮镰刀菌(Fusariumsolani)[54]。笔者在柴胡根腐病菌分离纯化的基础上，通过形态学和分子鉴定，并经过回接验证，确认引起河北唐山地区柴胡根腐病的致病菌是腐皮镰刀菌(Fusariumsolani)[56]，这说明不同地区的柴胡根腐病是由不同的致病菌引起。

根腐病主要通过农业措施进行防治，即通过筛选抗性品种轮作和控制水肥等方式，控制或减少病害的发生。朱再标等研究发现，施用氮、钾肥会显著降低柴胡对根腐病的抗性，但大量施用磷肥可以降低柴胡根腐病的病情指数，从预防柴胡根腐病的角度，在第二年拔节前应多施磷肥，适量施用氮钾肥[57]，此研究为柴胡的栽培过程中根腐病的防治提供了很好的参考。对于已发病的植株，可以采用化学防治。周自云等用市售11种常见药剂对柴胡根腐病进行防治(灌根处理)，结果表明75%百菌清的防治效果最佳，70% 甲基硫菌灵较好，80%代森锰锌次之。在第48天时，柴胡根中已检测不到百菌清。柴胡根腐病防治中，可用百菌清、甲基硫菌灵和代森锰锌这3种药剂交替、轮换使用。使用百菌清48天以后不存在农药残留问题[58]。

随着绿色发展、生态保护、健康生活等理念的深入人心，对于植物病虫害的防治已由高毒高残留的化学农药转向绿色无污染的生物防治手段。齐永红发现使用泡囊-丛枝菌根剂浸种、灌根防治柴胡死苗方面效果显著，具有促进柴胡根增粗、增重的作用，而且对环境友好。在生产中可使用泡囊-丛枝菌根剂浸种，并于次年返青后以1 000倍液于四、五、六3个月各灌根1次，对根腐病进行防治[59]。笔者课题组利用平板对峙法，筛选出了7株对柴胡根腐病致病菌——茄腐镰刀菌具有抑制作用的生防菌，抑制率达50.0%～65.5%，而且杀菌剂甲霜·锰锌和代森锰锌对生防菌生长影响很小。生产中采用生防菌与化学杀菌剂联合施用，可显著降低化学杀菌剂的用量。

6.采收期。柴胡为多年生植物，其所含皂苷、挥发油和糖类等成分在生长发育过程中的积累情况存在差异。同时受不同地区气候、环境等因素影响，柴胡的采收年限和采收时间也不尽相同。王鹏等对辽宁地区种植的柴胡中挥发油和总皂苷含量进行测定，得到七月份挥发油的含量最高、五月份总皂苷的含量最高[60]。王斌等对黑龙江地区的柴胡中糖类物质积累动态研究表明，7月中旬和10月初柴胡中总多糖含量较高[61]。王启帅等研究了河南地区不同采收期北柴胡中的皂苷a、d，醇溶性浸出物及挥发油的含量，其中10月份挥发油的含量最高，9月份皂苷a的含量最高，12月份皂苷d的含量最高，而醇溶性浸出物的含量在10月份最高[62]。侯芳洁等考察了河北涉县21个柴胡药材不同采收期有效成分的含量动态变化，结果表明柴胡皂苷a、柴胡皂苷d及其总和的含量在六、八月份最高，质量较好，可以为柴胡确定最佳采收期[63]。因此对于柴胡最佳采收期的确定，要根据不同地区柴胡中所含有效成分的含量及产量确定。笔者课题组以柴胡皂苷a、皂苷d、总皂苷、醇溶性浸出物、多糖含量作为质量指标，研究了9个不同引种柴胡在不同采收期有效成分的动态变化。结果表明：不同种源的柴胡适宜采收期有所不同，总体来说适宜采收期在七月中下旬到八月下旬[64]。

三、柴胡产业发展现状

柴胡作为大宗药材，南北方均有种植，但由于自然条件、经济状况和技术人才等原因，在北方形成规模化的栽培。河北省发展大宗道地药材种植，既能落实京津冀协同发展对河北功能定位的要求，充分利用丰富的自然资源，在产区形成乔、灌、藤、草多重植被，利于涵养水源、优化环境、为企业提供道地药源，同时还能增加农民收入，全面助力精准扶贫，帮助农民实现脱贫致富的愿望。近年来，河北省省级财政累计投入1.9亿元开展中药材现代产业园区创建，形成了燕山、太行山产业带和冀中、冀南平原、坝上高原产区“两带三区”发展格局。

根据农业部门统计，2016年全河北省中药材总产值72.7亿元，亩均产值3 120元，亩效益1 656元，是大田作物的3倍以上。全省贫困县中药材面积达到117.9万亩，占全省的63.4%。全省中药材种植面积233.8万亩左右，其中5万亩以上的品种有15种，柴胡面积为14.1万亩(图1)。河北省涉县，是以柴胡等为主的道地北药的优势产区，涉县柴胡种植面积从2011年不足万亩，发展到2018年达到9.7万亩，是河北省柴胡种植面积最大的地区。涉县在柴胡产业化模式构建中进行了积极探索，形成了“五大体系三种模式”，即良种繁育体系、生产技术体系、产地加工标准体系、区域公用品牌体系、社会化服务体系；创建山区特色的土地租赁、股份模式，订单合同模式，大户种植模式[65]，这些均为柴胡产业化良性发展提供了借鉴。

图1 河北省5万亩以上的中药材品种

四、展望

中药产业是我国在世界上独具特色和优势的产业领域之一。“十二五”期间，我国确定了中药现代化重点发展目标。“十三五”国家科技创新规划又重点部署了中医药现代化任务。

而中药材规范化生产是确保中药材质量和数量的根本性措施，也从源头上为中药产业现代化、国际化发展奠定了基础。为此各地都在不断地探索和完善柴胡栽培技术，积极制定适宜本地区的规范化栽培技术规程，规范各项栽培措施。同时中药材人工栽培过程中，种植环境、土肥水管理及加工贮藏等环节均影响药材质量，甚至造成农药残留和重金属等超标；中药材病害频发、种质退化和质量下降使中药材有效性和安全性受到质疑，影响中药材产业可持续发展。而发展无公害中药材生产，建立标准化、规范化技术体系，成为中药材生产发展的必然趋势[2]。相信随着研究的不断深入，柴胡栽培技术以及产业发展将越来越成熟，药材产量和质量也将进一步提高。