药用植物当归栽培技术研究进展
2023-01-04李国业张小玉王义存
李国业,龙 倩,张小玉,王义存
(陇南市农业科学研究所,甘肃武都 746005)
当归(Angelica sinensis)为伞形科多年生草本植物,以其干燥根入药,具有补血活血、调经止痛、润肠通便的功效,为妇科圣药,素有“十方九归”之称[1]。当归根含挥发油、有机酸、多糖、氨基酸、微量元素和维生素等多种生物活性物质,不但可用于治病,而且在美容、保健等方面也有重要的开发利用价值,是我国中医药产业出口创汇的主要药材之一[2]。随着人们生活水平的提高,康养理念得到社会的广泛认同,滋补类药材需求量日益增加。
当归主产于甘肃、四川和云南等高寒阴湿地区,其中甘肃当归产量占全国总产量的90%以上[3]。随着人类社会的发展,人工栽培药材已成为植物药的主要来源。当归有着数千年的栽培历史,《本草纲目》记载“今陕、蜀、秦州、汶州诸处,人多栽莳为货”。因此,着力发展当归丰产优质栽培技术,不仅能保障药材质量,还能提高当归产区归农的收入水平,对助力乡村振兴、实现绿色发展具有重要的实践意义和理论意义。本文介绍了当归药用历史、植物学特征,综述了当归育苗、栽植、施肥、防早抽薹、病虫害防治、采收加工等方面的研究进展,旨在为当归的丰产优质栽培提供理论参考和技术指导。
1 药用历史
当归具有数千年的药用历史,始载于我国首部本草学专著《神农本草经》(成书于汉代),被列为上品,记载为“味甘,温”,具有“主咳逆上气,温疟,寒热洗洗在皮肤中,妇人漏下绝子,诸恶疮疡金疮,煮饮之”等药效。南北朝陶弘景著作《本草经集注》记载“今陇西叨阳黑水当归,多肉少枝,气香,名马尾当归”,具有“温中止痛,除客血内塞,中风痉、汗不出,湿痹,中恶客气、虚冷,补五藏,生肌肉”等药效。唐朝甄权所著《药性论》记载当归具有“止呕逆、虚劳寒热,破宿血,主女子崩中,下肠胃冷,补诸不足,止痢腹痛。单煮饮汁,治温疟,主女人沥血腰痛,疗齿疼痛不可忍。患人虚冷加而用之”等药效。金代张元素所著《珍珠囊》记载当归具有“头破血,身行血,尾止血”。金代李杲认为“当归梢,主癥癖,破恶血,并产后恶血上冲,去诸疮疡肿结,治金疮恶血,温中润燥止痛”等药效。明代陈嘉谟所撰《本草蒙筌》记载当归具有“逐跌打血凝,并热痢括疼滞住肠胃内”等药效。明代李时珍所著《本草纲目》记载当归具有“治头痛,心腹诸痛,润肠胃筋骨皮肤。治痈疽,排脓止痛,和血补血”等药效。清朝叶香岩所著《本草再新》记载当归具有“治浑身肿胀,血脉不和,阴分不足,安生胎,堕死胎”等药效。唐朝苏敬编撰《唐本草》记载“今出当归,宕州、翼州、松州,宕州最胜”。由此可见,甘肃宕昌、岷县一带当归质量最佳,为道地产区。
2 植物学特征
当归茎直立,带紫色,高0.4~1 m,叶2~3 回单数羽状分裂,叶柄长3~11 cm,基部叶鞘膨大;叶片卵形;小叶3 对,近叶柄的1 对小叶柄长0.5~1.5 cm,近顶端的一对无柄,呈1~2 回分裂,裂片边缘有缺刻。复伞形花序,顶生,伞梗10~14 个,长短不等,基部有2 枚线状总苞片,或缺如;小总苞片2~4 枚,线形;小伞形花序有花12~36朵,小伞梗长0.3~1.5 cm,密被细柔毛;萼齿5,细卵形;花瓣5,白色,呈长卵形,先端狭尖,略向内折,无毛;雄蕊5,花丝向内弯;子房下位,花柱短,花柱基部圆锥形。双悬果椭圆形,长4~6 mm,宽3~4 mm,成熟后易从合生面分开;分果有果棱5 条,背棱线形隆起,侧棱发展成宽而薄的翅,翅边缘淡紫色;横切面背部扁平,每棱槽中有油管1个,接合面有油管2个。花期为6—7月,果期为7—8月。
3 当归丰产优质栽培技术
3.1 育苗
育苗移栽因能够显著提高产量已成为当归大田生产的主要栽培技术,故种苗质量的优劣是影响当归生长发育和产量形成的重要因素之一[4]。人为可控环境条件下能提高当归种苗的质量和产量,生产上当归育苗主要有生地育苗、熟地育苗及设施育苗等方式。当归传统产区多采用生地育苗,即选择海拔2 500 m 以上的草荒地,通过开荒、焚烧植被进行育苗的方式[5]。生地育苗的优点是不占用耕地,但技术粗放、污染环境、费工费事、种苗质量不稳定。其次是操作简单、成本低的熟地育苗,即选择海拔2 400~2 600 m、年降水量600 mm 的阴坡或半阴坡山熟地进行育苗。熟地育苗要求轮作3 年以上,播种量120 kg·hm-2,苗龄控制在110 d 左右,百苗重不超过80 g[6]。当归设施育苗是指利用日光温室、塑料大棚等现代育苗设施进行适期育苗或反季节育苗的方式。武延安等研究表明,海拔2 000~2 300 m、年均气温5~10 ℃的地域,日光温室冬季育苗移栽后抽薹率在5%以下,产量和质量与生地育苗相当[7]。此外,设施育苗可以明显提高种苗的株高和地上部分鲜重[8]。较生地育苗、熟地育苗而言,设施育苗的优点是人为控制部分环境因子的精准度更高,种苗标准化、工厂化生产程度更强,缺点是前期投入较大。
3.2 栽植
当归栽植技术主要有直播、覆膜移栽和露地移栽3种栽培方式。直播是利用种子直接播种经大田生长发育收获根茎的方式。根据直播时间不同,当归直播分为春直播和秋直播。春直播是指春季播种,秋季收获,不经越冬,不发生早抽薹,但产量低、品质差。秋直播是指7 月下旬至8 月上旬播种,翌年秋季收获。秋直播单根重低于育苗移栽,但提高种群密度仍能获得高产。直播方式采用条播或穴播,播种量15~30 kg·hm-2。直播当归较移栽当归而言,生产成本低,早抽薹发生率低。地膜覆盖可以提高根系层土壤温度和湿度,增加土壤微生物数量和活性,提高作物的抗寒、抗旱能力,显著增加作物产量。移栽方式对当归产量、品质等均有一定的影响,漆琚涛等[9]、蔺海明等[10]研究表明,覆膜当归产量显著高于露地,生产中应大力推广覆膜栽培技术。王振恒等研究表明,覆膜当归多糖含量高于大棚栽培当归[11],然宋平顺[12]却得出了相反的结论。因此,为保障当归品质,大田种植应因地制宜选择栽培技术。覆膜移栽应在3 月下旬至4 月上旬为宜,露地移栽较覆膜移栽推迟5~7 d,移栽密度1.05×105~1.2×105株·hm-2,株行距为25 cm×30 cm。
3.3 施肥
肥料的投入可以显著提高作物的生产潜力,据联合国粮农组织(FAO)统计资料表明,化学肥料的投入使得粮食单产提高55%~57%,总产提高30%左右。Brolaug N E 研究表明,20 世纪全世界所增加作物产量中的一半是来自化肥的使用[13]。合理施肥不仅能促进当归的生长发育,提高药材产量,还可以改善药材品质[14]。彭桐等研究表明,复合肥总养分含量高且施用量大,能有效提高当归的药效成分,最佳的有机肥施用量为4 797 kg·hm-2[15]。杨少华等研究表明,云当归获得高产的尿素最优施用量为999.0 kg·hm-2,钙最优施用量为1 498.5 kg·hm-2,氯化钾最优施用量为777.0 kg·hm-2[16]。马占川等认为当归最佳的施肥方式为磷肥作基肥一次施入,氮肥的2/3 作基肥,1/3 在叶生长盛期追施[17]。综上,当归大田栽培以施用有机肥为主,化学肥料为辅,这可能是由于我国土壤背景氮含量过高[18],长期大量施入化肥不仅不会提升土壤肥力,反而导致土壤理化性质改变、盐渍化程度加深。
3.4 防早抽薹
当归生产主要采用育苗移栽技术,即第1 年育苗(苗期),第2 年移栽(成药期)采挖药材,第3 年收获种子。当归在第2 年成药期发生抽薹开花不能形成商品药材的现象即为当归早抽薹。早抽薹当归根中次生韧皮部与次生木质部的比例减小,次生木质部的薄壁细胞木质化,生活的薄壁细胞和分泌道减少,影响次生产物的形成,导致肉质根木质化并空心,使得根部缺乏油气、变柴,失去药用价值[19]。大田当归正常年份早抽薹率在10%~30%,严重时可达到80%以上,有的甚至绝收,严重影响当归正常生产。优选品种、科学育苗、合理密植、轮作、间作等措施均能降低当归的早抽薹率[19],如移栽当归种苗单根重0.74~1.38 g、栽植密度9.0万~10.5万穴·hm-2为宜。
3.5 病虫害防治
麻口病和根腐病是栽培当归常见的主发性病害。当归麻口病多发生在成药期,发病植株根部表皮粗糙,内部组织呈海绵状木质化,挥发性成分散失,失去药效[20]。研究表明,当归麻口病致病菌是燕麦镰刀菌等6种真菌侵染伤口所致[20-21],也有学者认为是由线虫所致[22],高温高湿环境下易诱发麻口病[23]。培育壮苗、选育抗病品种、清理田间杂物、轮作、间作等农艺措施均能减轻麻口病的发病率。此外采用多菌灵、苦参碱、阿维菌素化学药剂进行土壤处理或者浸苗、灌根等,防治效果明显[24]。当归根腐病主要发生在成药期,6—7 月为发病高峰期,其患病根茎呈红褐色,叶柄失水变紫褐色,苗期植株矮小,病株10 d 内干枯死亡[24]。刘月宝等研究表明,镰刀菌、腐霉菌和软腐细菌共同侵染,造成幼苗猝倒、萎蔫、根腐[25]。刘华等则认为南方根结线虫是当归根腐病病害的主要原因[26]。赵振铃等研究发现腐烂茎线虫是引起云当归软腐病的病原菌[27]。可见,当归根腐病致病菌种源因气候、区域而有所不同,都表现为与其他菌复合能加重侵染的现象。轮作,杀菌剂处理苗床、种苗等均能起到一定的防治效果[28]。综上可知,合理的轮作、间作、培育壮苗等农艺措施在一定程度上可以减轻当归病害的发生。
3.6 采收加工
采收过早过迟均会影响当归的产量和品质,采收过早,根部不充实,产量低,品质差;采收过迟,土壤冻结,根易断。一般在移栽当年10月中下旬,以地上部分开始枯萎时为最适采收期。采收前,割去地上部分,留3~5 cm 的短茬。采收时力求根系完整,抖净泥土,挑出病根,除去残茎,置通风处晾晒。
将晾晒好的当归理顺侧根,切除残留叶柄,按大小分级扎把,大归2~3 枝,小归4~6 枝,每把鲜重0.5 kg左右。分大小,串成串,悬挂晾干。
4 展望
中医药是世界传统医药的重要组成部分,数千年来为人类的健康和发展提供了坚实的保障。药用植物作为传统医药的主要基原,随着科学技术的进步和医学模式的转变,特别是“回归自然”的世界潮流迅速发展,对药用植物资源的需求不断增加,加之不合理的掠夺式开发,使许多药用植物资源遭到严重破坏,甚至濒临灭绝。以当归为代表的药用植物栽培在保护药用植物资源、保证药材供应、满足中医临床和中药制药企业原料需求中起着重要作用。国家《中药材保护和发展规划(2015—2020 年)》中提出保护和发展中药材,对于深化医药卫生体制改革、提高人民健康水平,对于发展战略性新兴产业、增加农民收入、促进生态文明建设,具有十分重要的意义。
随着中药材栽培技术的发展,50 余种濒危野生中药材实现了种植养殖或替代,200 余种常用大宗中药材实现了规模化种植养殖。作为药用植物栽培从业者,应当把握时代的气息,致力于药用植物的引种驯化、生态保护、绿色仿野生栽培技术等方面的研究,为我国中药事业的发展提供丰富的物质保障。