平贝母产业生产技术研究进展
2020-12-21吴立国满大为苗振坤1李三平昊1
吴立国, 满大为, 苗振坤1,, 李三平, 吴 昊1,*
(1.中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京 100091;2.国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江 哈尔滨 150086;3.东北林业大学机电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)
平贝母(Fritillaria ussuriensis Maxim.)为百合科植物平贝母的干燥鳞茎[1],又名坪贝、贝母、平贝。其有清热润肺,止咳化痰的作用,为一种常用中药,与川贝母、浙贝母同属贝母属,但在药用上有一定差别;主要分布于东北地区的长白山脉和小兴安岭南部山区,主产地为黑龙江、吉林、辽宁及山西、陕西、河北等省。平贝母种植历史较久,现在许多地区开始栽培,效益颇丰。野生平贝母喜冷凉湿润的气候,多生长在山区林下及河流两岸腐殖质丰富、疏松肥沃、较湿润的地方;人工栽培平贝喜疏松肥沃的砂壤土,粘土地、砂地及低洼地不宜种植[2-3]。
平贝母是多年生百合科植物,早春植物,鳞茎小,须根少,吸肥力较差,而地上部分每年的生长期仅55~60天,故适宜生于水肥充足而富有腐殖质的土地上。3月下旬至4月上旬即顶冻出苗,5月开花。地温在2 ~4 ℃时即开始抽茎,气温13~16 ℃时已生长旺盛。但其不耐高温,如气温超过28~30 ℃,土温20 ℃以上时,生长即受到抑制,故在5月下旬至6月上旬地上部分即枯萎,地下鳞茎进入休眠状态,休眠至8月中、下旬又开始萌动,在鳞片上开始生长子贝。9月上、中旬子贝渐多,直至结冰,又进入休眠,待翌春又返青出苗[4-5]。
1 平贝母种质资源的利用
1.1 平贝母种质资源
贝母属的建立可追溯至18世纪50年代由林禁以“Fritillaria”命名于《植物种志》与 《植物属志》中。我国对该属植物的调查源于它们早已被药用,至20世纪70年代末《中国植物志》十四卷出版,调查工作告一段落,结果表明:中国产本属植物为20种2变种,除广东、广西、福 建、台湾、江西等省外,其他省区均有分布,其中以四川(8种)和新疆(6种)种类最为丰富[6]。20世纪80年代以来,随着野外调查工作的深入,本属新植物种不断增加,其数目早已超过原有种。2004-2008年,由中国中医科学院中药资源中心牵头,北京中医药大学、中科院植物所、中国药材公司等57家单位,联合整合了20个省57家研究院所和大专院校所有的药用植物种质资源,共324种、1.8万份,制定了150种药用植物种质资源保存规范,构建了统一的描述标准和数据库,包括3万张照片、160万个描述数据等。其中平贝母百合科为1属50种,平贝母种植资源统计见表1。
表1 平贝母种植资源统计
1.2 平贝母种苗繁殖技术
平贝母的繁殖主要通过种子繁殖和鳞茎繁殖,在生产中一般以鳞茎繁殖为主,种子繁殖的年限较长,太耗费时间,一般不采用。在每年夏季6~7月时收获鳞茎,个头大的做药,中小做种,中号的在秋后畦面上按株行距1.5 cm间距栽种,而小号在畦面开沟,均匀地撒入沟内即可。用种子繁殖时要选择生长5~6年的健壮植株,加强肥水管理,在植株旁插些树枝或竹竿为立架,使卷须攀缘其上,以免风折。6月地上植株开始慢慢枯萎,但果尚不成熟,可连带收果,存放在通风干燥处待其后熟,注意防霉。干果由绿变黄,果缝裂开时将果摘下,搓出种子,立即播种。春播的种子,需沙藏层积处理。播种时在畦面上按行距10 cm,开0.5~1.0 cm深的浅沟,将种子均匀播入沟内,播后覆土1 cm,稍加镇压后用喷壶浇透水,保持土壤湿润。4月中旬幼苗出土,6月中旬鳞茎进入夏眠阶段。平贝母种子播入土壤后,当年萌发而不出苗,只是培根生长,第2年小苗出土,5年生以上开花结果。出苗前要把床面上的猪粪或者树叶等覆盖物揭掉一部分,以免过厚影响出苗。播种2~3年后,必须及时移栽到商品田,每平方米可以收鲜鳞茎2~3 kg[7]。
2 平贝母田间管理
2.1 中耕除草
田间要做到有草即拔,防止杂草争夺水肥,除草深度以不伤鳞茎为准,生长期和枯萎期共除草2~3次。出苗前,每亩用50%阿特拉津0.15 kg,兑水200 kg处理土壤,能防除多种一年生阔叶或禾本科杂草。平贝母出苗较早,苗期植株矮小,生长期短,所以要用除草剂处理土壤,也可在床面上套种大豆,即可药粮兼收,又可抑制杂草滋生。平贝母播种后第一年可以不用进行松土,从第二年开始每年中耕松土2~3次,疏松的土壤有利于平贝母鳞茎的生长。
2.2 水分管理
平贝母是早春植物,春季如发生旱情,要灌溉1~2次水,灌水要灌透,并结合松土防止土壤板结。进入雨季后要保持田间排水良好,防止鳞茎腐烂。土壤最高含水量不超过50%,最低含水量不低于30%,苗期、花期、果期应保持在40%左右,休眠期应低一些。入冬前,土壤干燥也应浇一次防冻水使平贝母安全越冬。
2.3 病虫害防治
平贝母在栽培过程中,主要有锈病、菌核病、鳞茎腐烂病和灰霉病危害。
锈病一般在4月发作,发病后导致叶片穿孔,叶片枯黄,植株萎焉;防治方法为彻底清园,消灭杂草和病残株,在花前喷洒敌锈钠,效果较好。菌核病主要危害鳞茎,发病时鳞茎出现黑斑,严重时导致整个鳞茎发黑,地上植株萎焉枯黄;防治方法为合理轮作,选择排水良好的地块种植,发病时要及时拔除病株,并对病穴撒施石灰消毒,对周围植株用多菌灵灌根防治。鳞茎腐烂病患病后平贝母的鳞茎会腐烂,在高温多湿或植株过密时易发此病,此外鳞茎损伤也易发此病。栽种前用20%福尔马林浸鳞茎1 h,可以有效防止这种病害的发生。同时在栽种过程中要防止土中水分过多,选无病伤的鳞茎栽种。灰霉病发病初期叶缘和叶尖出现长圆形水浸状病斑,后期病叶会枯萎死亡,这种病害蔓延较快,往往成片发生。该病多在5月发生,雨后放晴,高温高湿会加快病害的蔓延;防治方法为在患病初期可以喷60%甲基托布津可湿性粉剂800倍液,每隔7天喷一次,连续喷2~3次。
2.4 摘蕾
平贝母现蕾后,如不留种,应及时全部摘除,如果要留种,可适当疏蕾,一般每株保留1~2朵花为宜。平贝母以鳞茎入药,摘除花蕾能有效地减少营养的浪费,有利于提高平贝母的产量和有效物质的积累。不收种子的平贝母田,于现蕾期及时摘除花蕾,摘蕾越早越好。需留种的要选择生长健壮、无病虫害的作为种株,蒴果成熟时,全株割下阴干,果实开裂时搓出种子。
3 平贝母的采收、加工技术与设备
3.1 平贝母的采收
平贝母栽2~3年后于5月下旬至6月上旬采收。收获晚鳞茎发糠,收获早会影响鳞茎的产量和品质。平贝母以质实、粉性足、断面色白为佳。收获时从畦的一端开挖,收获后用筛子分级,大的加工,小的做种栽,或者小的直接留在畦内第二年继续生长,一般每亩可收鲜货500~750 kg。
传统的人工采收费用高、手段落后、效率低,严重制约了平贝母产业的发展。为此,黑龙江省伊春林科院在2005年开发了SBC-1 型平贝收获机,该机根据人工起收平贝母的生产工艺过程[8-9],即分表土、起贝土、贝土运输和贝土筛选分等环节,设计了由分土、起贝土、贝土运输、多层滚动圆筛、液压系统等机构组成的平贝母收获机械。整机驱动全部采用液压控制,液压动力来源于四轮拖拉机。但该机只是处于理论研究阶段,并没有制造出样机。宋江等[10]设计改进了4B-1200型平贝母收获机,一次可完成刮表土、挖掘、分离平贝母和土壤混合物、清理筛下平贝母和土壤混合物至垄面两侧和筛上平贝母装袋等作业。该机成本低、转弯半径小,适应山区丘陵地带作业。
3.2 平贝母鳞茎清洗
平贝母鳞茎生长在地表土层以下10 cm左右区域,所以采收后的平贝母鳞茎表面会带有大量泥土。清洗分选是烘干、入种之前非常重要的环节,现阶段平贝母种植区域清洗工作都是人工河水清洗,劳动强度大,既费时费力又污染河水。人工清洗手段落后、效率低下是严重制约平贝母种植和发展的重要障碍,平贝母鳞茎机械化清洗是林农目前最期盼的要求之一。平贝母鳞茎人工河水清洗作业如图1所示。
图1 平贝母鳞茎人工河水清洗作业
3.3 平贝母鳞茎烘干
采收量少的可在晴天时将平贝母鳞茎洗净平摊在干燥盘内,并直接在阳光下晒干。如果采收量大,可以放在45 ℃的温度下烘干,当7~8成干时,室温降至35 ℃左右继续烘干。在干燥过程中,保持温度恒定,温度不宜过高也不宜过低,时间不宜过长,翻动不宜过多,以免生物碱被破坏,干燥过程中要注意及时排湿。
日晒法是采用室外日光晾晒的方法晒干平贝母,更容易受外界不良环境的污染,晾晒场最好选建在地势高,干燥、卫生、采光充足、通风良好、周围无污染源的地方,有条件的要设置围栏,以免家禽家畜进人践踏。晾晒场要远离禽畜圈舍,远离厕所及堆、沤粪场所。
现阶段很多平贝母种植户烘干方法还是采用传统的炕干法,即在一个屋舍内搭造一个火炕,火炕上方搭建若干架子,将清洗好的的平贝母鳞茎平铺在木质器皿内,大致分为上下三层摆放。通过烧柴给火炕加热,利用火炕、火墙使室内温度升高,使用温度计显示室内的温度,利用开窗或加柴来控制室内的温度。这种方法需要工人长期驻守在烘干房边,随时关注室内温度的变化,且温度调控不够精确,柴料消耗量较大,不同位置的鳞茎受热不均匀,烘干时间还偏长。烘干对平贝母产业的发展非常重要,机械烘干代替传统炕干已经成为平贝母产业发展的迫切需求。平贝母鳞茎炕干法烘干如图2所示。
图2 平贝母鳞茎炕干法烘干
4 小结
近年来从平贝母的茎、叶和花取出贝母生物碱,用于制作治疗气管炎的新药,效果良好,拓展了平贝母的综合利用途径。平贝母也是我国出口创汇的重要物质之一,随着人们对保健食品和药膳认识的提高,以平贝母为原料的保健食品和药膳越来越被人们所重视和接纳,这些都需要供应大量的平贝母药材。目前在平贝母种质资源保护、栽培种植、病虫害防治、套种生产研究等方面取得了一系列成果,在鳞茎采收、加工技术连续化综合研究方面也取得较大的进展,但不可否认目前还存在一些关键技术的盲点及技术装备严重短缺的问题。如,耕、种、收机械化水平普遍较低,目前还没有性能高、适应性强的专用机械,多采用人机结合的半机械化方式进行播种、耕作和收获,机械装备的数量少、结构不合理、动力配套较低,尚未建立农机与农艺的联合研发机制,同时农机部门没有考虑农艺复杂多样的要求,农机农艺工作脱节,导致平贝母产业机械化作业的适应性较差。现阶段平贝母种植主要由农户经营,规模小,技术落后,不能及时掌握相关信息,不利于掌握市场动态,导致有些农户不但没创造效益,反而陷入亏损的境地。平贝母作为北药的重要产业组成,一定要加快产业装备的现代化建设。科研人员应加强实地调研工作,通过调研摸清平贝母生产情况,掌握产业机械化发展现状,解决制约平贝母机械化发展的瓶颈问题,为促进平贝母产业机械化发展提出对策措施和建议。相信在不远的将来,经过科研院所和种植户的共同努力,平贝母产业将得到跨越式发展。