科尔沁沙地7种蒙中药生物学特征调查与种植建议

罗亚勇，张铜会，李玉霖，刘新平，王立龙，赵学勇

(1.中国科学院西北生态环境资源研究院 奈曼沙漠化研究站，甘肃 兰州 730000；2.中国科学院西北生态环境资源研究院 甘肃省寒区旱区逆境生理与生态重点实验室，甘肃 兰州 730000)

中药材是中医药事业传承和发展的物质基础，是关系国计民生的战略性资源[1-3]。随着市场经济的发展和全民健康意识的不断增强，食品药品安全特别是原料质量的保障问题受到了全社会高度关注，中药材在中医药事业和健康服务业中的基础地位更加突出[4]；另一方面，由于野生中药材过度开采，导致资源枯竭甚至濒危，致使传统的中药材采收利用方式已经不能满足现代社会对中药材的需求，过度开采还会对生态环境造成破坏，尤其是在生态脆弱的科尔沁沙地更是如此[2，4]。本研究针对科尔沁沙地野生中草药采挖造成资源环境破坏、中草药种植产业特色优势不明显、产业潜在优势亟待挖掘等问题[2，4]，通过开展沙地道地药材种植及适应性研究，旨在为沙地道地药材规范化栽培体系的建立提供科学参考。

立足于科尔沁沙地脆弱生态区特色药用植物资源丰富和环境脆弱这一特点，在沙地发展蒙中药材引种栽培和规范化种植，积极扶持道地中药材生产基地建设，不仅有助于保护沙地濒危中草药资源，推动中药资源持续健康发展；而且对于深化医药卫生体制改革、提高人民健康水平，以及促进沙化土地的恢复、防沙治沙等生态建设具有重要意义[2，5]。

2016年《中华人民共和国中医药法》明确鼓励发展中药材规范化种植养殖和扶持道地中药材生产基地建设，致力于引导建设一批历史悠久、特色鲜明、优势突出的道地药材生产基地，加力推进中药产业发展，提升中药材质量、效益和竞争力。当前，我国中药材种植面积与产量持续增长，建立了较完善的生产服务体系。但是中药材产业持续健康发展仍面临着诸多挑战，如产业规模增长与管理机制不平衡，缺乏科学种植模式及提质增效生产技术，生产过程中过分追求产量的现象比较突出，药用植物生物学特性研究基础薄弱等[4，6]。

植物的生物学特征是其个体生长发育及其生长周期各阶段的性状表现[7-9]。将植物生物学应用于中药材生产管理，就是要研究植物性中药材的生长发育规律，尤其是在生长发育过程中药用器官变化的规律，以指导中药材生产与应用。目前，由于对药材生物学的研究较少，导致种植过程中药材生长年限不够、抢青采收等现象突出，影响了中药材的质量。蒙中药材生物学特征调查，可以了解其个体的生长发育规律和产量等要素。遵循药用植物的生物学特性，不仅有助于优化药用植物的种植年限，保证中药材的品质和有效性；而且有助于提高药材的产量，兼顾药材种植的经济效益。综上，中药材的生物学特征研究对于提高药材的产量和质量具有重要作用，也是制定中药生态种植技术规范的科学基础[10]。

在GAP (中药材生产质量管理规范)有关药用植物栽培管理条文中明确规定，应根据药用植物生长发育要求、发育时期、生长发育特性和不同的药用部位，制定相应的种植规程和田间管理，调控植株生长发育，提高药材产量，保持质量稳定。这就要求首先要对植物的生长发育规律进行深入的研究和探讨，根据不同植物生长发育的特点和要求，提供必要的栽培条件和管理措施，制定药材的生产标准操作规程，以保证药材的质量，提高药材的产量[10]。蒙中医药是独特的医药资源、潜力巨大的经济资源、具有原创优势的科技资源、我国优秀的文化资源和重要的生态资源。本研究拟通过测定7种蒙中药材在科尔沁沙地生长的根长、鲜根直径、根干重、茎叶干重等简单易测的生物学性状，希望了解这几种药材在沙地的生长发育规律，以指导半干旱沙地蒙中药材的生产栽培。

1 研究方法

1.1 研究区概况

研究区位于内蒙古通辽市奈曼旗境内，地处科尔沁沙地腹地(42°55′，海拔360 m)。地貌以高低起伏的沙丘地和平缓草甸或农田交错分布为特征，土壤多为风沙土或沙质草甸土。气候属温带半干旱大陆性气候，年均降水量343 mm，年均蒸发量1 935 mm；年日照时数2 900～3 000 h，年均气温7.0 ℃，≥10 ℃ 年积温 3 190 ℃，无霜期151 d；年平均风速3.4 m·s-1，年平均扬沙天气 20～30 d[2，8]。独特的自然环境，造就了天然独特的自然群落，境内生长着麻黄、防风、苦参、甘草、黄芪、黄芩、知母、柴胡、远志等大量野生中草药资源，这为奈曼旗发展道地蒙中药材种植产业奠定了基础[2，5，11]。

1.2 种植及管理

试验地在春季播种前翻耕整地，先进行小区划分，将有机肥撒施于地表(2 000 kg/667 m2)，氮磷钾复合肥(40 kg/667 m2)，机械旋耕。5月上旬，条播种植，种植行距均为25 cm。苗出齐后即可松土除草，当苗高5～10 cm时进行疏苗。中药材定苗株距分别为防风5 cm、黄芩5 cm、苦参5 cm、远志3 cm、板蓝根5 cm、黄芪5 cm和甘草5 cm。7月上旬，结合中耕除草适当追施氮磷钾复合肥(10 kg/667 m2)。

1.3 生物学特征测定

在8月中旬测定当年种植的7种中草药，包括：防风、黄芩、苦参、远志、板蓝根、黄芪和甘草，除了板蓝根的叶子也可入药外，这几种药材的药用器官都是根。尽量完整地挖取整株，每种药材随机取3～5株，测定根长、鲜根直径、根干重、茎叶干重等生物学特征，比根长为根长和生物量的比值，根干重与茎叶干重的比值为根冠比。

1.4 数据分析

采用SPSS 20.0软件包对数据进行统计分析。在多重比较时，首先对数据进行方差齐性检验，若方差检验结果为齐性，采用LSD 法进行多重比较；若方差检验结果为非齐性，则用Tamhane’s T2 法进行多重比较(不同字母表明药材间生物学特征有显著差异，P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 7种中药材的当年根生物量

作为以根入药的药材，根生物量反映了药材的产量。7种药材根的生物量，从大到小依次为板蓝根、黄芪、苦参、甘草、黄芩、防风和远志。板蓝根的根生物量最高，达到11.54 g/株，显著高于其他中药材(P<0.05)；根生物量最小的远志只有0.40 g/株，除防风外，显著低于其他中药材(P<0.05)；黄芪、苦参、甘草、黄芩和防风的根生物量没有统计学差异。见图1。

图1 7种中药材的根生物量

2.2 7种中药材的根长度和直径

根的长度和直径是药材品质的重要指标。7种药材中，甘草的根长最大，为59.67 cm，板蓝根和防风的根长也超过45 cm，均显著高于其他4种药材(P<0.05)；黄芩和苦参的根长平均为30 cm，黄芪和远志的根长较小，低于30 cm，显著低于甘草、板蓝根和防风(P<0.05)。7种药材鲜根的直径以板蓝根最大，为9.34 mm，显著高于防风和远志(P<0.05)；黄芩、苦参和黄芪的直径均超过7cm，甘草的直径为6.49 cm，这4种药材的鲜根直径没有统计学差异；防风和远志的直径较小，分别为4.57 mm和2.54 mm，但二者之间没有统计学差异。见图2、图3。

图2 7种中药材的根长

图3 7种中药材的鲜根直径

2.3 7种中药材的比根长

比根长指根单位重量的根长，可以表征根系收益和成本的关系。7种中药材中，远志的比根长最大，为74.35 cm/g，防风和甘草的比根长较大，分别为68.95和58.29 cm/g，这三种药材的比根长没有统计学差异，均显著高于其他4种药材(P<0.05)；板蓝根的比根长最小，为5.64 cm/g，除黄芪外显著低于其他5种药材(P<0.05)；黄芩、苦参和黄芪的比根长没有统计学差异。见图4。

图4 7种中药材的比根长

2.4 7种中药材的根冠比

根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值，可以表征植物地下与地上部分的相关性。7种中药材中，板蓝根的根冠比显著高于其他6种中药材(P<0.05)，达3.59；远志和苦参的根冠比较大，且显著高于黄芪、甘草、防风和黄芩(P<0.05)；黄芪和甘草的根冠较小，且二者之间没有显著差异；而防风和黄芩的根冠比很小，均低于0.15，且显著低于其他5种药材(P<0.05)。见图5。

图5 7种中药材的根冠比

3 讨论

3.1 科尔沁沙地蒙中药材发展优势

从政策上来说，科尔沁沙地蒙中药材产业发展具有良好政策环境。国务院办公厅先后出台了《中药材保护和发展规划(2015-2020年)》《中医药健康服务发展规划(2015-2020年)》《中医药发展战略规划纲要(2016-2030年)》等中医药发展领域的专项规划，均明确提出大力推进中药材绿色生态种植。内蒙古自治区人民政府(内政办发〔2016〕150号)和通辽市也相继发布了蒙药材中药材保护和发展实施方案。科尔沁沙地蒙中药材产业得到了自治区、通辽市等各级政府的高度重视，政策的支持会强力推动奈曼旗蒙中药材种植产业的快速发展。

从蒙医药文化来说，地处科尔沁沙地腹地的奈曼旗是蒙药鼻祖——占布拉·道尔吉的故乡，占布拉·道尔吉是蒙古族历史上十大杰出科学家之一，也是清代著名蒙医药学家，著有举世闻名的蒙医药典籍《无误蒙药鉴》和《蒙药正典》[12]，因此，可以说科尔沁沙地是蒙医药文化的发源地。蒙药是我国民族医药的瑰宝，传承和挖掘蒙医药文化的深厚底蕴是保护民族文化的重要途径，也是发展中医药产业的重要举措[2]。

从自然地理特征来说，科尔沁沙地昼夜温差大、日照时间长，加之水质、大气、土壤污染较少，而且沙质土壤土层疏松，氧气充足[2，11]，植物的根系代谢旺盛，有助于根系药材药用器官的生长。本研究中7种以根入药的药材种植当年、到8月份，根长均在20cm以上，有较大的发展潜力；另一方面，科尔沁沙地植物经常遭受的干旱、高温和风沙环境等逆境胁迫，有助于激发蒙中药材抗逆代谢物质的积累，而这些抗逆物质常与蒙中药材的药效密切相关，可提升蒙中药材的药效和产品质量[13]。

从土地资源和生态环境保护来说，科尔沁沙地是我国沙漠化最严重的的地区之一，蒙中药大多是多年生植物，种植过程中可减少土壤翻耕引起的沙化，而且冬春季节药材地上部分防风固沙作用突出[11]。从土地资源来说，科尔沁沙地土地广阔，境内有许多沙荒地、沙沼地等亟待恢复植被，如果将这部分土地合理利用，采用蒙中药材生态种植，如人工仿野生种植，雨季采用飞播技术，推广种植苦参、甘草、防风、麻黄等道地蒙中药材，同时辅助防沙固沙措施，这些荒漠沙地就会逐步变成生长各种蒙中道地药材的生态宝地，既有效保持了水土，恢复了植被，又有经济收入[2-4，11]。因此，以蒙中药常用药材特色品种为重点，在沙漠化地区开展蒙中药材种植与示范，探索适宜中蒙药材生物学、生态学特点的荒漠化地区中蒙药材生态种植生产模式具有明显的生态效益[2，4]。

3.2 科尔沁沙地蒙中药材种植年限和种类配置

开展道地蒙中药材生物学特性和生长发育规律等基础研究，有利于完善蒙药材中药材生产的基础理论，指导蒙药材中药材科学研究。全面考虑各种药材生物学特性的差异及其经济效益，才能为合理制定蒙中药材的种植年限管理提供科学依据。

本研究发现，板蓝根在种植当年，根生物量、直径及根冠比明显高于其他药材品种，表明板蓝根适合当年采收，短期经济效益较大。另外，考虑到板蓝根的叶片和根系均可入药，可根据市场行情决定采收叶子或者根；同时可根据干旱有利于提高根冠比的理论，通过控制水分供给等措施，调节其茎叶和根的物质分配[13-14]。

防风、甘草、苦参、黄芩和黄芪5种药材当年根系长度长，但是直径细，应该增加种植年限，提高其药用价值和经济效益。另外可以通过当年合理密植，次年移栽的方式扩大种植面积以提高其经济效益。

远志本身生长较慢，应合理密植并适当增加种植年限，以提高其药用价值和经济效益。

中蒙药材本身的生物学特点和不同年限的产量和品质也有差异。而且科尔沁沙地蒙古族较多，贫困人口较多。因此在该地推广种植蒙中药材的过程中，应结合中蒙药材的生物学特点确定不同的种植年限，同时搭配不同的品种，兼顾农户的短期效益和长期效益。

4 结语

本研究中7种主要以根入药的药材在科尔沁沙地种植当年，到8月份根长均在20 cm以上，显现出较大的发展潜力。在科尔沁沙地蒙中药材种植中，应根据药材本身的生物学特点确定其种植年限，如板蓝根适合当年采收，防风、甘草、苦参、黄芩和黄芪5种药材应延长种植年限或移栽，远志适合密植并延长种植年限。还要选择和配置不同的药材种类，兼顾种植户的短期效益和长期效益，尽量降低单种药材价格易大幅波动的风险。