白屈菜人工栽培及加工处理技术的研究
2022-10-19赵国成张国财
赵国成 ,张国财
(1.黑龙江省宾县林业和草原局,黑龙江 宾县 150400;2.东北林业大学,哈尔滨 150040)
1 形态特性
1.1 植物学特征
白屈菜(ChelidoniummajusL.)是罂粟科白屈菜属植物,又称地黄连、土黄连、八步紧、断肠草、雄黄草等,多年生草本植物,株高30~100 cm。主根比较粗壮,圆锥形,侧根发达,暗褐色。茎聚伞状多分枝,叶片为倒卵状长圆形或宽倒卵形,常有短柔毛,节上较密,后变无毛。长8~20 cm,羽状全裂,全裂片2~4对,裂片边缘圆齿状,表面绿色,无毛,背面具白粉,疏被短柔毛;叶柄长2~5 cm,被柔毛或无毛,基部扩大成鞘;花梗纤细,长2~8 cm;萼片卵圆形,舟状,长5~8 mm,无毛或疏生柔毛,早落;花瓣4瓣,倒卵形,长约1 cm,全缘,近黄色;雄蕊长约8 cm,花丝丝状,黄色,花药长圆形,长约1 mm;子房线形,长约8 cm,绿色,无毛,花柱长约1 mm,柱头2裂。蒴果长角状,长2~5 cm,粗2~3 mm。种子卵形,长约1 mm或更小,黑褐色,具光泽及蜂窝状小格;花期5~8月,果期6~10月。
1.2 生态特征
白屈菜一般生长于林缘、灌木丛、草甸边,林间溪水旁,林中空地或郁闭度0.5以下的林下生长良好,喜半阴并湿润的疏松壤土。是一种浅根性植物,耐旱、耐寒。白屈菜的适应性非常强,一般土壤均可栽培,对土壤要求不高,养分较好的砂质土壤生长良好,在碱性大的土壤和粘性大的土壤不宜成活且产量较低。
1.3 生态分布
白屈菜广泛分布于我国大部分省市,例如东北、华北、西北及江苏、江西、四川,在国外分布于朝鲜、日本、俄罗斯以及欧洲等地。
1.4 生物活性
白屈菜含有黄连碱、白屈菜碱、白屈菜红碱、白根碱、小檗碱等有毒生物碱成分,具有抗菌、杀虫等生物活性,是植物性抗菌、杀虫剂的药源植物。研究表明,白屈菜还具有抗癌作用机理,开发利用前景十分广阔。
随着国家保护生物多样性政策的实施,以及白屈菜资源的广泛开发利用,野生白屈菜可用储量会逐年减少,使用农田进行驯化并进行人工栽培势在必行。从白屈菜栽培及后期初步加工实际操作基础上,对其成活率及产量影响因素进行分析,并对实际栽培技术及后期管理注意事项进行总结,为促进白屈菜的规模种植及初步加工提供技术支撑。
2 白屈菜人工栽培技术
2.1 夏季播种
白屈菜夏季种子保存时间短,但生命力强,有利于种子萌发;伏季温湿度高,墒情好,发芽率高,白屈菜当年即可成型,并为下一年大面积移植提供苗源,并可提早收获。
2.2 种子采集
从6月下旬~7月上旬,采集白屈菜植株置于纱窗搭的框架上,下面铺塑料布,上面支遮阳网进行阴干,随每次翻动,种子落于塑料布上,去除杂质收集阴干,勤翻动,避免阳光直射。
2.3 选地与整地
白屈菜适应性强,一般性土壤均可种植,前茬作物种类影响也不明显。可于播种前两周先对待播地进行化学除草,待杂草死亡与秸秆一同进行清理,然后深耕整地,可不用镇压,待播种。为避免形成草荒,可进行乙草胺+2,4D丁酯进行苗前除草。
2.4 播种
播种时间选择7月中旬,可选择点播和穴播两种方法。点播就是人工将种子点按在未经镇压的大垄上,每穴10~20粒种子,穴距保持20 cm,然后用锄头轻轻推平即可,此方法适用于雨后较湿润的土壤。穴播就是在备好的大垄上,用锄头或镐刨深10 cm左右的穴,每穴用种在20~30粒,在最深处到边缘均匀撒播,穴距20 cm,用锄头推平覆土,厚度保持1 cm左右。
2.5 播后管理
白屈菜播种到苗齐需15~20 d左右,幼苗期要及时松土除草,严防草荒形成。雨季要提前扶垄作业,以利于排水,避免发生内涝。秋分前要清除杂草,防止草种落地造成下一年草荒,因是全草入药,不需要间苗、定苗。
2.6 移栽时间
春季移栽于早春苗源地雪化后即可进行,萌动后移栽成活率有所降低,所以移栽时间尽可能提前,哈尔滨地区以5月10日前移栽完成为宜。秋季移栽要在幼苗停止生长至地面结冻前进行。
2.7 移栽方法
从苗源地(野外或种植地)选择健壮、色泽新鲜、规格尽量一致的植株,带土坨移出,剔除干枯老叶及其他杂物,轻拿轻放避免土坨脱落,移至栽植地备用。在栽植地原垄刨穴,株距20 cm,穴深15 cm,把植株带土坨置于穴中心位置,浇透水。于穴边浇水,尽量避免土坨散落。待穴内水渗透要及时培土,避免植株根部透风失水。移栽过程中要尽量缩短植株裸露时间,随起随栽,浇透水,避免植株失水,这是提高成活率的关键。
2.8 田间管理及采收
2.8.1 苗期管理。春季出苗后要及时除草,结合春季移植进行补苗定植。移植幼苗的缓苗期要视土壤干湿情况及时补水,以确保成活。结合除草及时扶垄,提高地温。雨季及时排水。白屈菜为抗菌杀虫药源植物,病虫害感染率低或不发生。为提高产量,可少量追施复合肥,及时中耕除草,避免形成草荒。
2.8.2 采收。前一年夏播及移植的白屈菜当年即可收获。6月下旬~7月初为白屈菜盛花期,此时干物质积累达到较高重量,活性物质最为丰富,可进行第一次采收,阴干至安全含水量备用。伏季温湿度适宜,白屈菜生长旺盛,9月初可进行第二次采收,以提高单位产量。
2.8.3 干燥处理。采收白屈菜鲜品必须及时进行干燥处理。如不是规模化生产,可搭建简易防雨晾晒棚。规格为5.5 m×10 m,中间留人行通道,两侧上下两层纱窗晾晒架,上覆塑料膜及遮阳网,用于防水遮阳。规模为每亩栽培地建造晾晒棚一处(55 m2)。鲜品采收后立即进行阴干处理,每日翻动2~3次,10天左右基本达到安全含水量。
3 白屈菜初加工技术
用于提取杀虫抑菌活性物质的白屈菜,晾晒达到含水量18%以下既可以对其进行初步加工。使用秸秆揉丝机对干品进行切块粉碎,筛箅使用以0.5~1 cm直径即可,如含水量达不到安全程度(9%~14%)必须进行二次阴干处理。达到安全含水量的干品即可进行精细粉碎,使用水冷中药粉碎机进行精细研磨,机体温度控制在60 ℃以下,使用60~120目标准筛箅,成品装袋储存于阴凉通风处。
4 白屈菜成活率及产量影响因素
4.1 白屈菜成活率影响因素
4.1.1 不同生长环境影响。环境因素的影响表现在种子发芽阶段及幼苗期。气候湿热,土壤有机质含量高,土质偏砂质类型,含水量适宜的地区,种子发芽率及后期成活率较高。覆土厚度对种子发芽影响也较大,因种子细小,覆土不严或过厚都直接影响发芽。芽期极端天气如急雨、冰雹、大风会很大程度影响种子发芽及幼苗保存率。所以在种量充足情况下,下种量每穴要达到20粒。
4.1.2 播种及移植时间影响。白屈菜的播种时间,从发芽率和发芽势来看,夏播要明显强于春播,原因在于夏季温度和湿度都更利用种子萌发,种植推荐夏季播种。从表1可以得出,移栽时间4月中下旬为宜,带土移植成活率高于裸根移植。白屈菜移植春季好于秋季,原因基于秋冬季气温干燥,风大温度低,易造成植株生理缺水,影响成活。春季移植时间宜早不宜晚,尽量带土移植,成活率对比明显。
表1 白屈菜移栽时间成活率对比
4.2 产量影响因素
4.2.1 生长环境及土质影响。气温正常、降水量丰富的年份白屈菜产量较高,因此增加中耕除草次数等田间管理措施对增加干物质积累会起到积极作用。
4.2.2 单位面积株数影响。白屈菜产量以收割植株地上部分干物质统计,经自然淘汰,单位面积株数对产量影响不大,因此人工种植的白屈菜可以不进行间苗。
4.2.3 施肥影响。在植物生长期间,适当补充所需的微量元素对植物产量呈正相关,并且实验室数据表明,施肥与否对提取活性物质无明显差别。
4.2.4 采收时间影响。由表2得出,第一茬采收时间在6月20日~6月30日,二茬采收时间在9月初,两次采收鲜重和达到峰值。第一次采收过早干物质积累未达到较高重量,杀虫活性也未达到最强,过晚影响二茬植株生长,因此第一次采收最佳时段为6月下旬。二茬采收不宜过晚,给植株生长留足生长日期,以便植物得到足够营养积累,不致影响下年产量。
表2 白屈菜采收时间产量对比
4.3 活性物质提取数量影响因素
4.3.1 提取方式影响。白屈菜提取活性物质一般采用鲜品直接打浆和干品提取两种方式。鲜品直接打浆工艺简单成本低,但药浆不易保存易失药效,此方法只适用于防治之前采用;干品提取工艺复杂成本高,但提取时间上有很大的灵活性,不受植物生长期的影响。经实验表明,提取活性物质数量两种方式无明显差别。
4.3.2 干燥方法影响。白屈菜鲜品的干燥处理有三种方式:日晒干燥、自然阴干、红外干燥。日晒干燥是将白屈菜鲜品直接在阳光下暴晒干燥,自然阴干是用6针遮阳网覆盖下依靠风力自然干燥,红外干燥是建造干燥室使用红外线设备进行干燥处理。实验数据表明,日晒干燥时间短成本低,但对活性杀虫物质损失最大,不宜采取;红外干燥干燥室建造成本高,工作周期短,适用于规模化制药生产;自然阴干干燥时间稍长,小规模干燥任务比较适用。活性物质提取量红外干燥法和自然阴干法效果无明显差别。
4.3.3 机器温度影响。由于干物质粉碎细度要求较高,粉碎机长时间工作机体会产生较高温度,造成干物质温度过高,甚至形成灼烧现象,势必会影响活性物质提取量,因此粉碎机必须在安全温度下工作。选择水冷式中药粉碎机进行干物质粉碎,避免干物质粉碎因温度过高影响活性物质的提取量。