蘇麗麗,尉廣飛,李孟芝,孟祥霄,許亞茹,王歡歡,李 剛,董林林**
(1.中國中醫(yī)科學院中藥研究所 北京 100700;2.魯東大學農(nóng)學院 煙臺 264025;3.盛實百草藥業(yè)有限公司 北京 100062)
紅花(Carthamus tinctorius)為菊科草本植物,《中華人民共和國藥典(2015版)》[1]收錄,藥用部位為干燥花,種子也可以入藥,是我國重要的傳統(tǒng)大宗中藥材[2,3],又名紅藍花、草紅花、魏紅花、刺紅花等。紅花為長日照植物,具有抗病蟲、耐瘠、耐旱、耐鹽堿的特點[4,5],適應性強,分布廣,在很多國家均有栽培,較大產(chǎn)區(qū)如瑞典、印度、澳大利亞、德國等。紅花在我國已有上千年的栽培歷史,早在漢代已引入我國,主產(chǎn)區(qū)有新疆、四川、云南、河南等省,目前全國各地均有栽培[6,7]。
紅花主要是藥用,部分油藥兼用,紅花稈也可作為飼料[8]。紅花辛、溫,歸心、肝經(jīng),具有活血通經(jīng)、散瘀止痛等功效[9-10]?;ㄖ饕t花黃色素(safflower yellow)A及B、紅花紅色素(carthamin)、前紅花苷(percarthamin)及紅花明苷(safflomin)A,其中紅花黃色素A及B約占20%~30%,紅花紅色素即二氫黃酮衍生物紅花苷含量為0.3%~0.6%[11-12]。紅花富含鉻、錳、鋅、鉬等元素,可以增強心血管機能,防治心腦血管、婦科等疾病[13]。紅花種子中的紅花油富含不飽和脂肪酸和碘(碘值140-153)[14],具有降血脂、預防動脈粥樣硬化作用。隨著紅花藥理作用及臨床應用研究的進展,導致市場需求逐漸增強,種植面積不斷加大,然而紅花種植過程中病蟲害嚴重,化肥、農(nóng)藥等不規(guī)范使用,導致其品質(zhì)下降,制約紅花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文結(jié)合紅花的生物學特性,提出無公害紅花對產(chǎn)地環(huán)境,優(yōu)良品種選擇、綜合農(nóng)藝措施、合理施肥及病蟲害綜合防治等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求,為無公害紅花生產(chǎn)提供依據(jù),保障其優(yōu)良品質(zhì)。
紅花喜溫和干燥氣候,耐鹽堿、耐旱、耐寒,怕高溫、高濕,特別是花期怕澇、怕雷雨[15]。根據(jù)紅花的主要生物學特性和生產(chǎn)需要,種植紅花應選擇向陽、無樹木遮陽、地勢干燥、平坦、土層深厚、肥力中等、灌排條件便利的砂壤土及輕黏土[4,16]。按照國家《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(試行)》[17]的要求,紅花產(chǎn)地環(huán)境應符合GAP的規(guī)范標準,及NY/T 2798.3-2015無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量安全控制技術(shù)規(guī)范[18];無公害紅花種植地的空氣環(huán)境質(zhì)量應符合GB/T3095-2012中一、二級標準值要求[19],農(nóng)田灌溉水應符合GB5084-2005的相關(guān)規(guī)定要求[20],種植地土壤應符合GB15618和NY/T391的一級或二級土壤質(zhì)量標準要求[21,22]。無公害紅花生產(chǎn)根據(jù)其自身生物學的特性,依據(jù)《中國藥材產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃(第二版)》[23]進行產(chǎn)地的選擇,產(chǎn)地區(qū)域生態(tài)因子值范圍包括:年生長期均溫為1.9-23.5℃、最冷季均溫為-18.6-12.5℃、最熱季均溫為4.6-28.9℃、年均溫為-2.5-19.7℃、年均相對濕度為47.0-74.1℃、年均降水量為33-1524 mm、年均日照為121.5-165.8 W/m2;主要土壤類型為強淋溶土、高活性強酸土、紅砂土、人為土、黑鈣土、始成土、沖積土、潛育土等。無公害紅花生產(chǎn)產(chǎn)地應避開公路主干線、土壤重金屬含量高的地區(qū),遠離城市,附近無工礦企業(yè),不能選擇冶煉工業(yè)(工廠)下風向3 km內(nèi)[5,24]。
高產(chǎn)、抗逆的紅花優(yōu)良品種是無公害生產(chǎn)的有利保障。選擇抗病、抗蟲的優(yōu)質(zhì)品種有利于減少農(nóng)藥的使用量,增強紅花自身抗病蟲能力,提高產(chǎn)量[25]。紅花在長期的栽培中形成了豐富的品種資源,我國的紅花品種類型獨特,有油用、油花兼用、花用等不同類型(表1)。藥用紅花以花為生產(chǎn)目標,而油用紅花的生產(chǎn)目標主要以種子為主[26]。不同產(chǎn)地的栽培紅花已形成特色的紅花品種,如新紅花4號、吉紅1號、裕民紅花[27]、川紅花2號[28]、河南紅花[29]、云紅三號[30]等。紅花的生產(chǎn)過程中,應根據(jù)用途需求,結(jié)合當?shù)刈匀画h(huán)境及生產(chǎn)水平,因地制宜,選擇相應的品種類型[31]。一般海拔在1 100 m以下的地區(qū)適合選擇中熟品種,而海拔在1 100 m以上的地區(qū)適合選擇早中熟的品種[32]。
花用品種主要有河南大紅袍、吉木薩爾紅花、川紅2號、簡陽紅花、云南紅花、白沙1號等,川紅花為四川省的道地中藥材,由于長期種植,抗病能力逐年下降,為解決其迫切需求培育出了新品種川紅花二號[9];油用品種國內(nèi)種植面積較大、綜合性狀較好、較為有名的主要有AC 1、油酸李德等,聶征等[33]對紅花含油率品種進行研究發(fā)現(xiàn),油酸李德是綜合性狀優(yōu)良的最佳油用型品種;油花兼用品種主要有云紅花五號、云紅花六號、吉選3號、吉紅1號、新紅4號、張掖紅花、新紅花2號等。云南省選育的云紅花五號和云紅花六號為花油兩用紅花新品種,主要特點表現(xiàn)為花色紅、高產(chǎn)、抗病、抗旱和適應性廣等[34,35]。新疆地區(qū)選育的油花兼用新品種吉選3號,具有花紅色、無刺、豐產(chǎn)性好及適應性廣等特點[36]。賈東海等[37]在對新疆地區(qū)不同品種紅花的經(jīng)濟性狀及生育特性進行比較后發(fā)現(xiàn),紅花新品種(系)13B001在產(chǎn)量、經(jīng)濟效益等方面表現(xiàn)為優(yōu)。劉婷婷等[38]對紅花品種的抗銹病進行鑒定,發(fā)現(xiàn)新紅花2號及塔原1號抗銹病較強。倪細爐等[39]研究觀察紅花新品種的引種情況,結(jié)果表明“花油4號”具有抗蚜蟲能力。生產(chǎn)實踐過程中,注意選擇適宜當?shù)胤N植的主導品種,選育與純化生育正常、果球大、分枝多、抗病類型的品種[40]。
無公害紅花的生長期間,適當?shù)霓r(nóng)藝措施必不可少。在種植前進行土壤翻耕修復,可減少病原菌傳播。紅花以種子繁殖為主,播種前要篩選優(yōu)質(zhì)的種子,正確選擇適宜的播種期及播種量。種植后期要加強田間管理,及時中耕除草,間苗要遵循間小留大、間弱留強、間密留稀等原則[44],并結(jié)合紅花的實際生長需求進行排水或灌水。
土壤理化性質(zhì)和肥力狀況對紅花干花產(chǎn)量、籽實產(chǎn)量、油分積累及脂肪酸成分與含量影響極大。紅花切忌連作,南方種植前作物一般為玉米、棉花、高粱、水稻等,在前作物收獲后整地[45];北方種植前作物一般為花生、大豆、小麥等,春季播種前整地,輪作周期一般為3-4年為宜[46,47]。土壤含鹽量應在0.4%以下,土壤pH在6.5-8.5之間[48-49]。
表1 紅花主要品種類型及特性
由于紅花根系較深,深耕時需達25 cm以上[16]。深耕可以改良土壤的結(jié)構(gòu),提高地溫和透氣性,增加有效磷和氮的含量,并能使土壤有益微生物增加,減輕病蟲害及雜草的滋生,達到增產(chǎn)的目的。到春季,當土壤墑度適宜,即可進行整地作業(yè)。播前整地要求達到地表平整,表土疏松細碎,土塊直徑不超過2 cm大小[26]。整地時,每畝施堆肥或圈肥1500-3 000 kg作為基肥,還可以加過磷酸鈣15-20 kg等,耕翻耙平整畦,畦寬100-160 cm,做畦時要視地勢、土質(zhì)及當?shù)亟涤昵闆r確定做高畦、平畦,或不做畦[26,47,50-51]。
紅花以種子繁殖為主,應從優(yōu)良植株中留種、調(diào)種,剔除病籽、蟲籽、癟籽,選出飽滿、大粒、優(yōu)質(zhì)的種子,精選種子及藥劑拌種,使種子凈度、純度、發(fā)芽率均在90%以上,以保證種子的質(zhì)量[24,35,52-53]。播前曬種1-2 d可有效的減少種皮上的有害微生物[45,54]。紅花種皮堅硬,吸水較為緩慢,為了保證出苗整齊,出苗率高[55],播前可先用常溫水浸種10-12 h,待種子吸足水分后再用40-45℃的溫水浸種1-2 h,取出后攤開直到表面上無水珠即可播種[40,56]。
適宜的播種期可提高紅花的產(chǎn)量。紅花種子無生理休眠特性,容易萌發(fā),平均氣溫達到3-5℃和5 cm地溫達5℃以上時即可直接播種[45,57]。發(fā)芽適溫為15-25℃,種子壽命為2-3年[58]。播種期早晚對紅花的株高、生育期的長短和單位面積產(chǎn)量等影響極大,產(chǎn)量隨播期推遲而降低[59]。適期早播可延長幼苗的營養(yǎng)生長時期,培育壯苗,為中后期的生長發(fā)育打下良好基礎(chǔ)。播種期還影響種子的含油率、殼的百分率、蛋白質(zhì)含量和碘質(zhì)等[60]。紅花全生育期為180-190天[55],播種期主要有春播、秋播、冬播等,由于紅花產(chǎn)地分布范圍較廣且受各地地理、氣候等條件的影響,播種期的變化幅度較大,各地可通過試驗找出當?shù)氐淖钸m播種期。根據(jù)各地的生產(chǎn)情況選擇紅花播種的最適期,是達到增產(chǎn)的途徑之一[61],不宜過早,也不宜過晚。過早幼苗長勢旺,翌年抽薹早,植株高,影響產(chǎn)量;過晚出苗不齊,難越冬。紅花在河南、山西等省常采用秋播,陜西、甘肅兩省的某些地區(qū)采用晚秋播,廣東、廣西等省、自治區(qū)則為冬播。
紅花以條播、穴播為宜,必要時也可等距離地點播,通常以方便間苗和定苗為準。條播行距30-60 cm,或?qū)捯恍小⒄恍邢嚅g種植,寬者距60cm,窄者距30cm,將種子均勻撒在溝內(nèi),然后覆土厚度2-3 cm壓實[45,62]。穴播按行距30-50 cm、株距15-30 cm開穴,每穴種子4-10粒,播種后覆土5-6 cm壓實[63,51]。條播、穴播每畝用種量均在2-5 kg[26,62]。機播量一般為30.0-37.5 kg/hm2,行距可采用25-50 cm,或60 cm×30 cm寬窄行播種,株距5-7 cm[64]。為了便于調(diào)整播量,一般情況下,土壤肥沃、供水質(zhì)量好、植株生長較旺盛的地塊,紅花種植密度應稀些,每畝1.4-1.6萬株;土壤較貧瘠、保水能力差、植株生長不良的地塊,應適當增加種植密度,一般每畝1.8-3.0萬株;土壤肥力中等,植株生長條件良好,以第一級、第二級果球數(shù)為主,一般種植密度為每畝1.6-1.8萬株[35,44,65]。紅花的播種深度一般以種子直徑的2-3倍為宜,但必須讓種子埋于濕土中。紅花籽的播種深度以干土5-8 cm、濕土3-5 cm為好,在大多數(shù)情況下3-8 cm即可[64]。對于土壤疏松、氣候干旱、墑情不足的地區(qū),播種要適當深些;土壤粘重,濕潤地區(qū),播種可稍淺些[32,35]。
適當?shù)奶镩g管理促進紅花的生長,提高豐產(chǎn)率。不同種植密度對紅花的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀會產(chǎn)生影響,隨著種植密度的增加,株高、單株有效果球數(shù)呈降低的趨勢[66]。中耕除草的目的在于使土壤疏松,調(diào)節(jié)土壤的水、肥、熱、氣狀況,促進根系的發(fā)育及消滅雜草[62]。中耕除草一般3次,前兩次結(jié)合間苗、定苗進行,第三次于封行前結(jié)合追肥、培土進行[67]。春播在苗高7-10 cm左右,長出2-3片真葉時進行第一次間苗,拔除病弱及過大過小的幼苗,留中等壯苗[68,69],苗高15-20 cm進行第二次間苗,間苗期間同時進行鋤草;秋播當年出苗后,要鋤草松土越冬,在翌年春天苗高12-15 cm時定苗;條播按株距20 cm左右定苗;穴播每穴留苗1-4株[16,69],缺苗時應及時補苗。紅花莖長1 m左右,分枝達20枝時,應進行打頂,可促進分枝,增加產(chǎn)量[50]。打頂后,還必須加強肥、水管理。
紅花根系發(fā)達,能從土壤深處吸收水分,在栽培中可以少澆水[70]。紅花在苗期、現(xiàn)蕾期和開花期如遇大旱,要適當澆水,保持土壤濕潤,提高產(chǎn)量。如雨量過大,氣溫升高,則應及時清溝排水,以減少病害發(fā)生,防止倒伏與爛根[52]。紅花耐旱怕澇,掌握好灌溉技術(shù)是獲得紅花高產(chǎn)的關(guān)鍵因素,可防止倒伏,避免病害[71]。灌溉次數(shù)和灌水量因氣候、土壤和品種而異[62]。紅花種子發(fā)芽期間需要較高的土壤濕度,可用秋、冬灌來保證早春的地墑。紅花一般需澆水3次,分別在分枝期、始花期、終花期,其中分枝期是紅花生長發(fā)育過程中的需水關(guān)鍵期,分枝期灌水量一般為900 m3/hm2,初花期1 200 m3/hm2,終花期900 m3/hm2[62,72]。如果遇到雨水多的年份,澆水量和澆水次數(shù)可適當減少。紅花的澆水方式一般采用細流溝灌或隔行溝灌。用漫灌易于引起根腐病,噴灌會導致銹病和枯萎病蔓延。
無公害紅花的施肥過程中,要重視有機肥和化肥的結(jié)合施用,注意各種肥料的合理搭配,以及注意土壤的供肥能力和紅花的需肥特點。無公害紅花所使用的肥料類型及原則應按DB13/T 454嚴格執(zhí)行[73]。合理施肥是紅花增加產(chǎn)量、降低成本、提高化肥利用率的重要措施[74]。如據(jù)塔城地區(qū)試驗,合理施用肥料紅花籽畝產(chǎn)量可達260 kg以上[75]。紅花根系較深,肥料宜適當深施。紅花是喜肥作物,除了施足底肥外,還要結(jié)合各個生長期適時追肥,可采取重施基肥,適時追肥,酌情施葉面肥3種形式[76]。適量增施肥料有利于提高干花產(chǎn)量[77-78],在采收前一個月不能施用各種肥料[68]。無公害紅花生產(chǎn)肥料的施用方法(表2)。
無公害紅花病蟲害防治按照“預防為主,綜合防治”的植保方針,優(yōu)先選用農(nóng)業(yè)防治、生物防治和物理防治的方法。紅花無公害生產(chǎn)過程農(nóng)藥使用相應準則參照NY/T393綠色食品農(nóng)藥使用準則[82]、GB12475農(nóng)藥貯運、銷售和使用的防毒規(guī)程[83]、NY/T1667(所有部分)農(nóng)藥登記管理術(shù)語[84]。針對紅花病蟲害類型,建立綜合防治方法。在防治上,要做到早發(fā)現(xiàn)、早防治[76]。掌握紅花病蟲害的發(fā)病規(guī)律及癥狀,確定主要防治對象,尋找有效防治途徑,確保紅花達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)[35]。紅花的病害主要有銹病、根腐病、葉斑病等;紅花的地面害蟲最普遍的是蚜蟲及潛葉蠅,地下害蟲則主要是地老虎、金針蟲、蟋蟀、螻蛄和蠐螬等,為害根及根莖。通過構(gòu)建紅花病蟲害的無公害防治體系,為中藥材紅花的規(guī)范化種植及基地建設(shè)提供技術(shù)支撐[85-86]。
無公害紅花實行輪作制度,前茬作物以禾本科作物、豆科作物、馬鈴薯為好,紅花忌連作[16]。紅花適期早播可以避過炭疽病和紅花實蠅的危害。及時松土,保持田間通氣透光,排除積水以降低土壤濕度。清潔田園,清除雜草,減少越冬蟲。選地勢高燥、排水良好的地塊種植[87],發(fā)現(xiàn)病株,摘除病葉病果,集中燒毀,防止傳染給周圍植株,可以減少再侵染源[51]。
紅花的蟲害地老虎、金針蟲的成蟲均有趨光性,所以在城郊、居民點周圍為害較重。而遠離光源1.5 km外的地方危害則輕,可使用黑光燈誘殺。在棉鈴蟲成蟲羽化盛期采用楊枝把和頻振式殺蟲燈誘殺,楊枝把誘蛾每公頃地擺放90-120把,也可用頻振式殺蟲燈誘蛾[26]。地老虎春季越冬蛹羽化前,可在4月中旬至5月上旬設(shè)置黑光燈、糖醋液誘殺成蟲[88]。
生物防治方法主要包括:以菌控病、以蟲治蟲、以菌治蟲、植物源農(nóng)藥等[89],防治紅花病蟲害可利用天敵、殺蟲微生物、農(nóng)用抗生素及其他生防制劑等方法。胡長效等研究紅花田中紅花指管蚜及其天敵的生態(tài)區(qū)位,七星瓢蟲、大草蛉等可作為紅花害蟲的天敵[90]。
針對紅花病蟲害種類,科學合理選用化學防治技術(shù),采用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥,以降低農(nóng)藥殘留及重金屬污染等[91]。對癥適時施藥,降低用藥次數(shù),選擇關(guān)鍵時期進行防治。紅花種子可同時攜帶多種病菌,銹病、根腐病均已證實是由種子帶菌傳播[92],種子藥劑處理可以減少田間病害[93]。紅花病害較多,可采用化學防治方法。銹病是紅花最易發(fā)生的主要病害之一,可使用粉銹寧拌種或噴灑二硝散等方法[32];根腐病、莖腐病可用波爾多液、多菌靈等進行防治;枯萎病、葉斑病、炭疽病可噴灑或灌根波爾多液等(表3)。
表2 無公害紅花生產(chǎn)肥料施用方法
紅花生長期間的主要蟲害為蚜蟲[88]。針對蚜蟲危害,使用抗蚜威是一種有效的防治方法;紅花潛葉蠅發(fā)生時,可噴施吡蟲啉等;可用藥劑拌種或藥劑噴灑來防治紅花地下害蟲[97];發(fā)生鉆心蟲蟲害時,可采用阿維菌素葉面噴施[52]。具體蟲害名稱及防治方法(表4)。
紅花中藥飲片中的農(nóng)藥和重金屬殘留危害身心健康,已成人們普遍關(guān)心的問題[101]。主要原因是濫用及不規(guī)范使用,導致農(nóng)藥的高殘留問題,影響中藥療效及安全[85]。目前,紅花產(chǎn)業(yè)存在品種退化、品種混雜、無序生產(chǎn)、種植粗放、缺乏規(guī)范的種植管理措施,缺少專業(yè)人才指導等問題[101,102]。通過選擇產(chǎn)地環(huán)境,為紅花提供最適宜的生長環(huán)境。選擇抗病蟲害且適合當?shù)胤N植的優(yōu)良品種,可有效減少病蟲害的發(fā)生。選擇成熟、規(guī)范化的農(nóng)藝管理措施,探索最適紅花生長的種植技術(shù)。紅花是喜肥作物,施足底肥后,要注意及時追肥,避免紅花因追肥不足而生長不健壯。紅花的病蟲害較多,防治應遵循“預防為主,綜合防治”的原則,優(yōu)先選用生物防治、農(nóng)業(yè)防治、物理防治等?;瘜W防治不使用禁限用農(nóng)藥,不濫用農(nóng)藥,結(jié)合病蟲害的病癥特性,有依據(jù)的選用高效、低毒、低殘留農(nóng)藥。
表3 無公害紅花種植中病害化學防治方法
表4 無公害紅花種植中蟲害化學防治方法
無公害中藥材種植產(chǎn)地環(huán)境應符合國家空氣、土壤、灌溉水質(zhì)量標準的相關(guān)規(guī)定、生產(chǎn)過程符合無公害中藥材生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范,其產(chǎn)品質(zhì)量達到無公害中藥材的質(zhì)量標準[24]。如人參和三七已建立了包括產(chǎn)地選址、病害防控、品種篩選、土壤復合改良、合理施肥等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的較為完善的無公害生產(chǎn)體系[103,104],保障人參及三七藥材的質(zhì)量及藥效。農(nóng)藥殘留及重金屬含量影響藥材品質(zhì)及安全,制約中藥材的可持續(xù)發(fā)展,高品質(zhì)的中藥材也是多元化的需求[25]。無公害中藥材質(zhì)量標準為高品質(zhì)中藥材樹立規(guī)范,如三七及人參無公害質(zhì)量標準已發(fā)布。T/CATCM003-2017《無公害三七藥材及飲片農(nóng)藥與重金屬及有害元素的最大殘留限量》[105]、T/CATCM001-2018《無公害人參藥材及飲片農(nóng)藥與重金屬及有害元素的最大殘留限量》[106],保障人參和三七藥材及飲片的質(zhì)量安全。因此,加快紅花的無公害質(zhì)量標準的制定及發(fā)布,實現(xiàn)紅花生產(chǎn)的標準化、產(chǎn)業(yè)化,促進并保障紅花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。