陕西省黄精生态种植模式评价与技术分析
2024-02-26李刚张欣飞郭明昊王世强王喆之牛俊峰
李刚 张欣飞 郭明昊 王世强 王喆之 牛俊峰
摘要:以陕西省黄精为研究对象,对其在陕西省的生态种植技术进行系统分析与评价。结果表明,在陕西省黄精的种植模式主要分为2种,林下种植与间套作种植模式。林下种植黄精可有效利用陕西省土地资源且可形成良好的生态环境。黄精的间套作模式为黄精的生长创造了良好的根际环境,同时改善了农业生态环境,促进了资源再生和循环利用。
关键词:黄精(Polygonatum sibiricum); 生态种植; 间套作; 评价; 技术分析; 陕西省
中图分类号: S567.23+9 文献标识码:A
文章编号:0439-8114(2024)01-0081-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.01.014 开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Evaluation and technical analysis of the ecological planting model of Polygonatum sibiricum in Shaanxi Province
LI Gang, ZHANG Xin-fei, GUO Ming-hao, WANG Shi-qiang, WANG Zhe-zhi, NIU Jun-feng
(College of Life Sciences/National Engineering Laboratory for Resource Development of Endangered Chinese Crude Drugs in Northwest of China/Key Laboratory of the Ministry of Education for Medicinal Resources and Natural Pharmaceutical Chemistry, Shaanxi Normal University, Xian 710119, China)
Abstract: Polygonatum sibiricum from Shaanxi Province was taken as the research object, and the ecological planting technology of Polygonatum sibiricum in Shaanxi Province was systematically analyzed and evaluated. The results showed that the current planting patterns of Polygonatum sibiricum in Shaanxi Province were mainly divided into two types: Underforest planting and intercropping planting patterns. Planting Polygonatum sibiricum under the forest could effectively utilize the land resources in Shaanxi Province and form a good ecological environment. The intercropping mode of Polygonatum sibiricum created a good rhizosphere environment for the growth of Polygonatum sibiricum, improved the agro-ecological environment, and promoted the regeneration and recycling of resources.
Key words: Polygonatum sibiricum; ecological planting; intercropping; evaluation; technical analysis; Shaanxi Province
收稿日期:2022-08-22
基金项目:国家自然科学基金项目(82104323;32170378);国家中医药现代化关键技术研发计划项目(2017YFC1701300;2017YFC1700706);西安市科技项目(20NYYF0057);中央高校基本科研业务费专项(GK202103065;GK201806006);陕西省重点研发计划项目(2022SF-172;2021SF-383;2020LSFP2-21);陕西师范大学研究生教育与教学改革研究项目(GERP-20-41);陕西省教育厅青年创新团队建设科研项目(21JP027)
作者简介:李 刚(1997-),男,江苏盐城人,在读硕士研究生,研究方向为药用植物种质资源开发,(电话)18192622069(电子信箱)lixiaogang@snnu.edu.cn;通信作者,牛俊峰(1986-),男,山西运城人,副教授,博士,主要从事药用植物资源及可持续利用研究,(电子信箱)niujunfeng@snnu.edu.cn。
陕西自古以来以“秦”代称,陕西道地药材因此称之为“秦药”。“秦药”产业的发展在惠民生、促增长方面发挥着积极作用。因“秦药”分布区南至秦巴山区暖温带和北亚热带,北至黄土高原半干旱区,区域内野生中药材资源丰富,且种植历史悠久,所产药材质量优良。
2017年10月18日中共十九大,习近平总书记提出乡村振兴战略,而因地制宜发展中药材产业是响应乡村振兴战略的重要途径之一。生态种植是中药产業发展的主要方法,也是农业产业发展的关键步骤之一。生态种植由国家“十三五”时期开始实施,且在“十四五”期间,中国农业将进入全面生态种植阶段。
黄精(Polygonatum sibiricum Delar. ex Redoute)是天门冬科极具药用价值的一种中国传统药材,历史悠久。具有促睡眠[1]、抗糖尿病[2]、抗氧化[3]和抗癌[4]等功效。由于市场需求不断扩大,对黄精的需求量越来越大。许多农民为了高利益而盲目开发土地资源种植黄精,加之没有科学的种植技术指导,导致部分地区土地资源的浪费甚至破坏,与国家倡导的生态种植理念相违背。所以正确规范黄精生态种植技术,扩大生产规模,成了迫切需要解决的问题。只有通过生态种植将生态农业建设与经济建设有机结合,将现代科学的有效管理方式与传统农业种植管理有效经验结合,才能够获得更高的社会、经济和生态效益。
陕西省中药协会在2018年开展了陕西“秦药”评选,其中“略阳黄精”入选“十大秦药”之一[5]。2020年8月陕西省卫生健康委员会等8部门联合发布了“秦药”遴选结果,黄精被选为10种区域特色中草药品种之一。而陕西省种植黄精历史悠久,其中山东步长制药股份有限公司在略阳县的黄精GAP基地2015年通过了CFDA认证。以陕西师范大学西北濒危药材资源开发国家工程实验室专家团队为核心组成的陕西省科技特派员中药材产业技术服务团,在推动该省黄精生态种植产业推广过程中,开展了大量的工作。基于此,本研究采取的评估方法是从经济效益、生态效益和社会效益3个方面对陕西省的黄精种植模式进行评价与分析,希望能将陕西省发展成熟的黄精生态种植模式进行推广普及,从而提升黄精品质,推动产业发展。
1 黄精生物学性状与种植现状
1.1 黄精生长习性
黄精是天门冬科(Asparagaceae)黄精属的多年生草本植物,因其根状茎呈明显圆柱形状,且结节膨大导致两侧粗细有别,民间也常以鸡头黄精名之[6]。典型的黄精生物学特征:叶轮生,花期5—6月,8—9月果实成熟,果实呈黑色,通常含3~6颗种子,其植物学及药材性状与药典中其他2种黄精多花黄精(Polygonatum cyrtonema)和滇黄精(Polygonatum kingianum)有显著区别。黄精大部分生长在林中、灌木丛和山坡上,生长环境多偏阴湿,黄精耐寒,其幼苗能露地过冬[7,8]。本研究主要以陕西省鸡头黄精为研究对象。
1.2 陕西省黄精种植现状
1.2.1 种植分布 陕西省自古以来就是黄精的道地产区,几乎每个县都有黄精分布。孙思邈的《千金翼方》是最早记录陕西作为黄精道地产区的典籍[9]。《名医别录》中收载了黄精,谓其“味甘,平,无毒,主补中益气,除风湿,安五脏,久服轻身延年”。同时,黄精也被李时珍认定为药食同源的重要药材。
全国第四次中药资源普查结果中显示陕西省黄精主要产地在安康、咸阳、渭南、延安、商洛、宝鸡、汉中、铜川等地,其野生资源以子午岭、黄龙山、乔山灌丛中分布为多,其收购和加工以富县、宜君县、黄龙县较为集中(图1)。人工种植以陕西省南部地区为多。
1.2.2 种植规模和效益 陕西省黄精产业迅速发展。其中,略阳县黄精种植面积高达6.0×104 hm2,建设有通过中药材GAP认证的黄精基地,种植面积约达20 000 hm2。而黄精产量约4 500 kg/hm2(干货),按20元/kg的价格计算,经济效益约为90 000元/hm2。略阳县通过大规模种植黄精,基本带领农民实现脱贫。
2 陕西省黄精生态种植模式及机制
在中国南方地区,如云南、广西、广东、江西等地,以发展滇黄精和多花黄精为主,而北方地区以鸡头黄精和多花黄精居多,其中陕西省主要以鸡头黄精为主。由于全国各地所处环境、气候因子不同,导致各地区种植模式有所不同,如山东省泰安市的“桃树林下种植黄精”,云南省普洱的“茶林下种植黄精”。
陕西省因其独特的地域特性,在秦巴山区形成了特有的杜仲、核桃等经济林,商洛市的核桃面积达1.40×105 hm2,汉中市略阳县杜仲林面积为5.4×105 hm2;而在关中平原和渭北高原的分布带中,是花椒的主产区之一,西至凤县的凤椒,冬至韩城的大红袍,截至2019年,花椒种植面积达2.49×106 hm2。因此,为了增加土地产出效益,陕西省多地均开展了经济作物与黄精套种的种植模式,其中较为成熟的模式还是以玉米、花椒等间套作黄精为主。
陕西省作为黄精的道地产区,尽管种植历史悠久,但目前主要形成了2种生态种植模式,即林下仿野生种植模式和经济作物间套作黄精模式,主要有杜仲+黄精、核桃+黄精、山茱萸+黄精、花椒+黄精和玉米+黄精等模式。其中黄精-玉米间套作模式已经成为该省黄精的主要栽培模式,约占栽培面积的90%。略阳县作为陕西省黄精规范化栽培的代表,无论是大田种植还是林下仿野生种植都已初具规模,该县的黄精GAP种植基地形成的成熟规范化种植流程引领无数企业家前来合作。
2.1 陕西省黄精林下仿野生种植模式
2.1.1 种植技术 林下仿野生种植是以模仿森林生态环境作为种植基础[10],经常选择红枫林[11]、油茶林[12]、杉木林[13]、毛竹林[14]等。而陕西省黄精往往因地制宜,常以花椒林[15]、甜柿林[16]、杜仲和山茱萸等为主。陕西省林下仿野生种植技术包括以下步骤。
1)林地的选择。选择湿润地块,土壤质地疏松且保水性好,没有严重的虫害,透光率35%左右。
2)林地整理。首先,透光率不足的需通过人工方式调整。其次,林间老弱枯枝以及病害树木需通过人工除去。林间距2 m左右并对种植区域用生石灰杀菌处理。间距不足时应适当增加植株的株行距,以防后期树林过于密集导致透光率过低。
3)育苗。选萌发的种子,按株、行距分别为20 cm和25 cm播于畦上,盖上稻草或搭遮阴网保湿遮阴。幼苗出土后露出种苗,定期锄草,2年后便可移植林下[17]。
4)林下移栽。選取健康无病害种苗,按行距 35 cm左右均匀种植于林间种植区域。
5)林间管理。黄精虽然喜阴湿,怕遇干旱,但逢雨季一定要及时排水,以免黄精根部久泡腐烂。忌施大量化肥,可施予有机肥和农家肥。锄草和松土时,不宜深耕,减少黄精根部人为损害。
6)病害防治。黄精多见黑斑病。防治方法轻者可通过喷洒生物菌剂、撒施生物菌肥等方法防治;对发病严重的区域,宜通过清园消毒等方式处理。
7)虫害防治。结合生物防治,黄精生长初期可喷少量杀虫剂。待地上部分生长稳定,可在林间散养鸡、鸭等家禽,以减少黄精地下虫害。
8)采收。种植4~5年后可收获。黄精以采收年的秋季地上部分枯萎后采挖为佳,挖出完整的根茎即可[18]。
2.1.2 技术原理与评价 生态种植的评估内容一般是经济、生态和社会效益3个方面的评价[19]。经济效益主要评价产量和产值,生态效益主要评价植被覆盖率和空气指数,社会效益主要评价种植推广面积、农民脱贫率和对农业的贡献[20]。
黄精耐寒、喜潮湿,陕西省这种林下种植模式首先能为黄精提供遮阴的环境,在陕西省夏季炎热干燥地区,林阴能有效防止黄精灼晒。其次可高效利用陕西省土地资源,陕西省山多地少,可耕种土地除种植黄精外,大部分仍以传统农作物为主。而林下种植黄精可有效利用陕西省土地资源且可形成良好的生态环境[21]。
1)从生态角度来看,黄精在林下种植可有效防止被夏季高温灼伤,且雨季林中潮湿度良好,因此林下种植环境十分适合黄精的生长。除此以外,林下种植不仅能调节气候,改善陕西省部分黄土土壤质量,更重要的是实现黄精在道地产区的野生资源保护,增加植被的覆盖率[16]。
2)经济效益角度。以陕西省花椒林+黄精种植模式为例,就产值和成本回报而言,栽种次年花椒产值为12 000元/hm2,花椒第三年产值为37 500元/hm2,第四年挖掘,黄精产量为4 000 kg/hm2(干货),产值为80 000元/hm2。黄精-花椒林种植模式所产生的经济效益相比单独种植黄精高约30%。
3) 社会效益角度。林下种植模式在陕西省已大规模推广,该模式可以实现经济作物和药材的双丰收,尤其在部分相对贫困地区,可以帮助当地农户早日奔小康,促进陕西省各县早日实现乡村振兴。
2.2 陕西省黄精的间套作模式
2.2.1 种植技术 黄精的间套作模式主要是与玉米[22]、山核桃[23]、元宝枫林[24]、桑树[25]、梨树[26]、猕猴桃树[27]等进行套作种植。陕西省主要以套作玉米和猕猴桃为主。该模式种植技术如下。
1)土地的选择。尽量选择湿润且阴蔽的地块,土壤质地要疏松、保水力好。
2)整地。播种前需要将地深翻1次,大约施 2 500 kg/hm2农家肥即可,混入田中作为基肥,接着将土耙细后整平并起垄,垄的宽度在1.2 m左右最为适宜,垄高20~25 cm,沟宽 20~25 cm,垄周围开排水沟。
3)育苗。采收当年产黄精果实,去除果肉,用3% H2O2消毒,以1∶3的比例将种子与湿润的沙子混匀,在透气性好的坡地沙藏,待种子萌发后,按行距10~15 cm条播于畦上,盖上稻草或用遮阴网来保温保湿。幼苗出土后露出种苗,定期锄草,2年后便可移植大田[17]。
4)移栽。黄精移栽前需要先进行检验检疫,去除病患根茎,选择根茎大小不同的黄精苗分开移栽,每个根茎只留 2~3个主芽以保证黄精品质。用500倍50%多菌灵稀释液浸泡25 min消毒,取出置于阴凉处过夜,风干表面水分,准备移栽。开始栽种时,株行距为20 cm× 25 cm,覆土厚度1 cm左右。
5)田间管理。待黄精种子生长出1片叶子,注意保湿,每隔30 d播撒生物菌肥1次。种苗生长前期要经常除草,每隔60 d进行浅锄并适当培土;至生长后期拔草即可。
6)病虫害管理。黄精常见病害为黑斑病,其危害在于叶片。在发病前期,叶片会出现黄褐色斑现象,之后病斑向下蔓延,病部叶片枯黄,此现象在雨季更为严重。防治方法:于黄精采收年,进行清园来消灭病残体;在黄精生长前期可用50%退菌特1 000倍稀释液进行喷洒。
黄精常见虫害: ①蛴螬。主要为其幼虫为害黄精幼苗根部,造成幼苗根部空洞甚至断苗。②地老虎。为害根状茎,造成根茎损坏。防治方法:用 75%辛硫磷乳油,按种子量 0.1%拌种;用 90%敌百虫1 000倍稀释液浇灌;诱杀成虫;施用粪肥要充分腐熟,最好用高温堆肥。
7)采收。种植 4~5年后,在 11—12月采收。挖出完整的根茎,去除泥土和残茎[18]。
2.2.2 技术原理与评价
1)生态位原理。間套作模式能提高黄精的栽培环境层次,通过农作物地上部分的遮阴作用和地下部分的根际作用,更适宜黄精生长发育和多糖积累[26,28]。陕西省各地不仅种植药材,而且存在农作物产业链。如花椒、苹果、梨、玉米、核桃和猕猴桃等农产品。但是土地资源有限,合理间套作药材与农作物的种植模式是必由之路。
2)互惠共生原理。间套作模式一般选择可与黄精互利共生的农作物,在提高生态系统多样性和稳定性的同时,兼具提高生态经济效益,进而增加农民的经济收入[29,30]。间套作种植模式下,因为农作物的地上部分可为黄精遮阴,延长了黄精的生长期,同时可以降低黄精叶的枯萎率[12]。以陕西省略阳县产区为例,该产区2014—2017年采用该模式种植黄精,黄精-玉米间套作4年干黄精产量4 500~5 000 kg/hm2,较露地种植模式(干黄精产量4 000 kg/hm2)可增产12.5%~25%,可增加收入1万~2万元/hm2。同时,黄精生长周期4~5年,期间没有黄精收益;而玉米属于一年生作物,通过套种的玉米发挥边际效应,同面积产量可达纯种植玉米产量的60%以上。
3) 生物与环境的适应与协同进化原理。以玉米为例,在玉米-黄精的合理间套作中,玉米属于禾本科菌根植物,根系活化了土壤,土壤物理性质得到改善,土壤团粒结构和非毛管空隙增加,氧化还原电位提高,次生潜育化消除,为黄精的生长创造了良好的根际环境。此外,玉米的秸秆还田改善了农业生态环境,促进了资源再生和循环利用,环境更适宜黄精生长,黄精更高产。
3 小结
生态种植是农业发展的需要,也是与环境协调发展的种植模式[31]。生态种植是生态学、经济学、农业种植技术和工程技术相结合形成的科学种植模式[20],也是未来农业发展的趋势。
随着人们对美好生活的向往,黄精的需求量必将不断扩大。新形势下,黄精产业的发展须以生态种植技术为基础,着重解决黄精质量问题,进而促进高品质黄精大健康产业的发展。本研究通过对陕西省主产区鸡头黄精林下种植与间套作种植模式的总结与分析,旨在为推动当地产业发展提供思路,助力乡村振兴。
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