朱智慧，張媛媛，孟祥霄，孫 偉，師玉華，張 藝，薛建平＊＊

（1.淮北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院資源植物生物學(xué)安徽省重點實驗室 淮北 235000；2.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 北京 100700；3.成都中醫(yī)藥大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院 成都 611137）

大黃為蓼科植物掌葉大黃Rheum palmatum L.、唐古特大黃Rheum tanguticum Maxim.ex Balf.、藥用大黃Rheum officinale Baill.的干燥根和根莖。大黃性苦、寒，歸脾、肝、胃、大腸、心包經(jīng)，具有瀉下攻積、清熱瀉火、涼血解毒、逐瘀通經(jīng)和利濕退黃等功效。大黃具有多種作用，主要用于治療實熱積滯便秘、血熱吐衄、淤血經(jīng)閉、跌打損傷等功效。大黃可制成多種中藥飲片，目前，市場上常用的大黃中藥飲片有酒大黃、熟大黃、大黃炭。酒大黃主要用于目赤咽腫、齒齦腫痛，熟大黃用于火毒瘡瘍，大黃碳則具有涼血化瘀、止血的功效[1]。大黃中蒽醌類化學(xué)成分研究最多，蒽醌類成分分為游離型和結(jié)合型，游離型蒽醌含有大黃素、大黃酸、大黃酚等多種成分且與大黃治療療效密切相關(guān)[2,3]。大黃屬于我國傳統(tǒng)的大宗中藥材，具有非常悠久的藥用歷史。

大黃野生資源主要分布在四川、青海和西藏等?。▍^(qū)），在甘肅、四川等省均有大量人工栽培[4]。野生大黃生長的環(huán)境嚴(yán)苛，加之無計劃采挖和自然環(huán)境的破壞，導(dǎo)致大黃野生資源不斷減少。例如唐古特大黃生長在青藏高原，自然生長環(huán)境惡劣至使產(chǎn)量很難滿足市場需求，因此栽培品種逐漸占據(jù)市場[5]。目前中藥材種植為了追求產(chǎn)量，往往會使用大量的化肥農(nóng)藥，而種植管理中也存在著許多不合理現(xiàn)象，導(dǎo)致藥材品質(zhì)低劣，農(nóng)殘、重金屬等有害物質(zhì)超標(biāo)[6,7]。無公害中藥材是指從產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)過程以及產(chǎn)品質(zhì)量等環(huán)節(jié)都達(dá)到相應(yīng)規(guī)定的對人類健康不構(gòu)成危害的優(yōu)質(zhì)、安全中藥材[8]。為了保障中藥材產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，從源頭上控制中藥材質(zhì)量成為首個需要解決的問題，因此發(fā)展中藥材無公害種植體系尤為重要。無公害種植技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在人參、西洋參、三七和山藥的種植中[9-12]。大黃的種植地區(qū)分布廣，存在管理不規(guī)范，藥材品質(zhì)參差不齊等現(xiàn)象，因此有必要建立大黃無公害種植體系。

1 大黃無公害種植產(chǎn)地環(huán)境

1.1 無公害大黃種植環(huán)境要求

無公害大黃種植地區(qū)對空氣、土壤、灌溉水質(zhì)量要求嚴(yán)格[13]。空氣質(zhì)量要求達(dá)到GB/T3095-2012中一級或二級標(biāo)準(zhǔn)要求。土壤質(zhì)量需達(dá)到GB15618 和NY/T391中一級或二級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，土壤中重金屬含量不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。灌溉水質(zhì)對中藥材質(zhì)量有很大的影響，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的灌溉水往往會帶入新的重金屬及病害，因此灌溉水質(zhì)量應(yīng)該達(dá)到GB5084-2005中規(guī)定的指標(biāo)。

表1 大黃野生分布區(qū)、道地產(chǎn)區(qū)主產(chǎn)區(qū)氣候因子

1.2 無公害大黃生態(tài)因子

大黃的三種基原植物有不同的生長特性，因此種植環(huán)境不應(yīng)該混為一體。掌葉大黃喜干旱涼爽氣候，耐嚴(yán)寒、忌高溫、不耐澇。唐古特大黃是青藏高原典型的高山植物，喜涼爽、耐嚴(yán)寒、怕高溫，光照、溫度、土壤質(zhì)量對唐古特大黃中化學(xué)成分含量有很大的影響。藥用大黃喜光、怕熱、耐旱、怕澇，適應(yīng)能力強?；凇八幱弥参锶虍a(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃信息系統(tǒng)（genographic information system for global medicinal plants.GMPGIS）”獲得全球范圍內(nèi)大黃生態(tài)適宜性因子值，為大黃栽培地精準(zhǔn)選址提供依據(jù)[14]。大黃的基原植物主要氣候因子值（表1）。依據(jù)《中藥材產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃》（修訂版）[15]對掌葉大黃、唐古特大黃和藥用大黃適宜產(chǎn)區(qū)的劃定，建議掌葉大黃最適宜的引種栽培區(qū)域為西藏、四川、甘肅、山西、河北等?。▍^(qū)）。唐古特大黃最適宜的引種栽培區(qū)域為西藏、青海、四川、甘肅、山西等?。▍^(qū)）。藥用大黃最適宜的引種栽培區(qū)為湖北、貴州、湖南等省。

2 選地與整地

利用GMPGIS對大黃野生分布區(qū)、主產(chǎn)區(qū)、道地產(chǎn)區(qū)的土壤類型進(jìn)行分析，得出大黃最適宜生長的土壤類型（表2）。大黃對土壤的要求嚴(yán)格，以土層深厚、富含腐殖質(zhì)、排水良好、疏松肥沃的砂質(zhì)壤土為宜。土壤中鎘、汞、砷、鉛等重金屬含量應(yīng)符合規(guī)定[16]。大黃種植需要經(jīng)過4-5年的輪作周期，不可連作，前茬作物以小麥、蠶豆、油菜、馬鈴薯為宜，在前茬作物收后需進(jìn)行整地，翻耕[17]。入冬前耙細(xì)，保墑過冬以備早春移栽，次年土壤開始解凍時進(jìn)行整地，一般在四月份對種植地塊進(jìn)行深翻，深度在30 cm以上，將地里的雜草及灌木清除，使地面的土塊碎散，耕翻平整。整地時施入以每畝5000 kg以上的腐熟農(nóng)家肥及過磷酸鈣，耙平后起壟，壟寬70 cm，高10 cm-15 cm，壟間距40 cm[18]。整地時土壤含水量應(yīng)保持在50%左右。大黃移栽后，第一年植株尚小，可在行間同時種植玉米、大豆、薄荷等農(nóng)作物。這些作物既有利于大黃生長又可以充分利用土地資源[19]。

3 種子、種苗繁育

大黃繁殖方法包括種子繁殖和子芽繁殖，其中種子是主要的繁殖方式。種子繁殖又分為直接播種和育苗移栽。無公害中藥材種植選應(yīng)選取健康優(yōu)質(zhì)的種子或種苗，選取的種子質(zhì)量要求應(yīng)達(dá)到相應(yīng)中藥材種子二級以上標(biāo)準(zhǔn)[13]。無公害中藥材種植中為了培育壯苗，可通過營養(yǎng)土塊、穴盤等方式進(jìn)行育苗，育苗床應(yīng)具有疏松、透氣、保水、保溫、營養(yǎng)均衡、無病害等特點。苗期應(yīng)注意田間管理及時間苗，間苗原則為去小留大、去歪留正、去雜留純、去劣留優(yōu)、去弱留強[20]。

子芽繁殖也稱無性繁殖，該繁殖方式簡便、適合小面積種植。選擇產(chǎn)量高、沒有病害的健康大黃植株，切下母株周圍的芽進(jìn)行栽培。每塊切割的根莖上一般有3-4 個芽，將草木灰涂抹在芽上或者分離的子芽上面防止芽苗腐爛，在種植地按穴距50*50 cm挖穴，每個穴中放入一顆子芽，芽眼朝上，覆土6 cm，壓實[22,23]。

掌葉大黃種子繁殖應(yīng)選取晾曬2-3 d，除去雜物，凈度達(dá)95%的掌葉大黃成熟種子，于專用布袋保存。大黃種子儲存時溫度控制在0-5℃，注意防蟲防霉。大黃種子在15℃-25℃溫度條件下發(fā)芽率可達(dá)90%左右，因此直播期因地域而異，南方適宜在8月中下旬播種，北方適宜在3月下旬至4月上旬播種。播種方式為穴播，在整好的土地上開穴點播，穴深3-4 cm，寬3-5 cm，每穴中撒入6-10粒種子，覆土2-3 cm。出苗后，待苗高5-6 cm 時定苗，每穴留壯苗1 株。對于育苗移栽的繁殖方式，播種期在4 月上中旬。選擇土壤肥沃的陽畦地，將土打碎，清理石頭、樹枝、草根等雜物，于翻耕土地時施入草木灰1000 kg·畝-1，廄肥2500 kg·畝-1，然后做成寬1.0-1.2 m 的高畦，四周開好排水溝，橫向在畦上開溝條播，溝深3-5 cm，將種子均勻撒入溝中每公頃75-105 kg，覆土2-3 cm。在土表蓋上一層草或農(nóng)膜，出苗后揭去覆蓋物，在初冬地上葉片開始枯萎時結(jié)合中耕除草在苗行上培土3-5 cm，幫助幼苗越冬[17,21,22]。

唐古特大黃直播選擇在初秋或早春時進(jìn)行，直播方式為穴播或點播。按照行距60-80 cm，穴距50-70 cm，穴深3 cm進(jìn)行播種，每穴播種2-8粒，播后覆土2-3 cm，輕壓。育苗播種采用條播或撒播，分春播和秋播，春播在3-4月進(jìn)行，秋播時期為7-8月份。播種前做高畦，溝深3-4 cm，溝寬10 cm，溝間距10 cm。畦邊做好排水溝，播種時將種子均勻撒于溝中，播后覆土1-2 cm，輕拍壓實，最后在土表蓋上草或地膜。出苗后及時揭去覆蓋物。苗齊后及時松土、除草、澆水，苗高10-15 cm時定苗，每穴一株。根據(jù)幼苗的生長可適當(dāng)增施有機肥或復(fù)合肥，保證種苗正常生長[24-27]。

表2 大黃種植土壤類型及重金屬限量[16]

藥用大黃在進(jìn)行使用種子繁殖時應(yīng)選擇新收的種子，不宜使用存放了2-3 年的舊種子。播種前可對種子進(jìn)行晾曬，剔除破爛、發(fā)霉、有病害的種子，可以用75%代森錳鋅100 倍液進(jìn)行拌種，可有效預(yù)防病害。播種時期分春播和秋播，春播在4月中下旬進(jìn)行，秋播在8月下旬至9月上旬進(jìn)行。直播方式采用穴播，在壟上開穴，穴距50 cm，穴深3-5 cm，每穴播種8-10粒，每壟播兩行，行距50 cm，穴位呈“品”字行，播后覆土2-3 cm。育苗地須符合土層深厚、肥沃、利于排水等特點，提前50 d 深耕，施入農(nóng)家肥作底肥每畝5000 kg 以上。取富含腐殖的土壤和優(yōu)質(zhì)腐熟土肥按5∶1的量，充分混合過篩，均勻拌入50%多菌靈可濕性粉劑15 g·m-3-20 g·m-3，用塑料膜包裹堆悶72 d。然后做成寬1.2-1.5 m，高0.1-0.5 m，長10-20 m 的高畦。播種時在畦上挖溝，溝深3-5 cm，溝距9-10 cm，將種子均勻撒入溝中，播種量為30 kg·hm-2-75 kg·hm-2。播種后覆土壓平，然后覆上薄膜，及時澆水保持濕潤。出苗后揭去覆膜。幼苗長至2 cm時及時除草，并施加稀釋后的人畜糞尿水肥。直播的大黃出苗后及時間苗定苗，每穴留壯苗2-3株。育苗移栽的大黃和出苗后的大黃應(yīng)及時中耕除草[18,28]。藥用大黃子芽繁殖方法與掌葉大黃類似。選擇生長三年以上、無病蟲害、子芽完整的大黃植株，切去根頭部，再按芽頭切成小塊，每株切3-5 塊作為種苗。將種苗立即用草灰拌勻，移入大田中種植[28]。

4 合理施肥

植物生長中需要吸收養(yǎng)分，施肥可以為植物提供生長所需的營養(yǎng)。傳統(tǒng)施肥方法缺乏科學(xué)指導(dǎo)，作物對營養(yǎng)的需求和肥料的施用量不平衡導(dǎo)致養(yǎng)分吸收率下降并造成資源浪費。合理施肥對資源環(huán)境和中藥材安全具有重要影響。無公害中藥材施肥以有機肥為主，化學(xué)肥料為輔[13]。有機肥不僅可以提供植物生長所需養(yǎng)分還可以增加土壤有機質(zhì)和改善土壤[29]。肥料的使用原則、種類及各指標(biāo)應(yīng)符合DB13/T454 規(guī)定。遵循養(yǎng)分最大效率，根據(jù)植物整個生長期的需肥規(guī)律以及土壤供肥能力和吸收效率，制定施肥方案使植物最大量吸收養(yǎng)分，防止資源浪費，減少環(huán)境污染。無公害大黃施肥方法（表3）。

表3 無公害大黃合理施肥[17,18,21,22,25,27,28,30-31]

5 病蟲害綜合防治

病蟲害會嚴(yán)重影響藥材的質(zhì)量和產(chǎn)量，傳統(tǒng)的防治方法往往缺乏科學(xué)性、合理性，尤其是農(nóng)藥的濫用不僅會讓藥材的農(nóng)殘增加還會污染環(huán)境[32]。無公害中藥材病蟲害防治技術(shù)以安全、有效、經(jīng)濟(jì)、實用為原則，優(yōu)先使用農(nóng)業(yè)防治、物理防治和生物防治技術(shù)，輔以化學(xué)防治技術(shù)。無公害中藥材病蟲害防治技術(shù)采用“以防為主，防治結(jié)合”的原則，以中藥材質(zhì)量為主，最大限度降低化學(xué)農(nóng)藥的使用[33]。大黃種植中主要發(fā)生的病蟲害有根腐病、輪紋病、炭疽病等，蟲害主要有夜蛾、蚜蟲、金龜子等[24]。

5.1 病蟲害農(nóng)業(yè)綜合防治

農(nóng)業(yè)綜合防治技術(shù)指的是根據(jù)植株生長特性、種植環(huán)境，采用一系列田間管理措施達(dá)到防治病害的目的[34]。農(nóng)業(yè)綜合防治技術(shù)包括種子流通檢疫、清潔田園、合理耕作、水肥光調(diào)控、中耕除草等。大黃種植中選無病株小苗移栽，實行3 年以上輪作，加強栽培管理，主要苗田、大田和留種田要嚴(yán)格分開。冬季清除田間殘枝落葉，增施磷鉀肥可增強大黃對輪紋病和黑粉病的抗病能力。大黃根腐病發(fā)生普遍，危害率高達(dá)約50%，可與喬本科、豆科實行5年以上輪作來緩解根腐病的發(fā)生。雨后及時排水，生長期經(jīng)常松土，發(fā)生病害時應(yīng)及時拔除病株銷毀，對病株區(qū)域的土壤使用草木灰400-500 g 或用生石灰200-300 g 進(jìn)行局部土壤消毒[17,21,22]。

5.2 病蟲害物理防治

物理防治是利用病蟲害對物理因素的特殊反應(yīng)進(jìn)行防治的技術(shù)。包括利用溫度、光線進(jìn)行殺菌，利用害蟲的趨光性、趨避性進(jìn)行防治[35,36]，使用防蟲網(wǎng)隔離害蟲等[37]。例如蟲害金龜子可用燈火誘殺或進(jìn)行人工捕殺[23]，菜蚜可用30cm×50 cm的黃色木板涂機油誘殺[38]，地老虎、螻蛄等地下害蟲對黑光燈有強烈的趨向性，在成蟲期利用黑光燈進(jìn)行防治[39]。

5.3 病蟲害生物防治

生物防治技術(shù)是指利用生物天敵、微生物、農(nóng)用抗生素及其他生防制劑等方法對中藥材病蟲害進(jìn)行防治。生物防治技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、安全、無污染的優(yōu)勢，包括以菌治蟲：利用蘇云金芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、白僵菌、蚜蟲霉、阿維菌素等殺死病原菌或病蟲；以菌控病：以農(nóng)用鏈霉素、多抗霉素等抗生素防治病害；以蟲治蟲：利用害蟲天敵防治害蟲；使用植物源農(nóng)藥例如楝素、苦參堿、煙堿等防治病害。例如，唐古特大黃可采用苦參堿水劑1000倍液對葉面噴施防治蚜蟲[27]。

表4 無公害掌葉大黃病蟲害化學(xué)防治方法[17,21,22]

表5 無公害唐古特大黃病蟲害化學(xué)防治方法[25,27,30]

表6 無公害藥用大黃病蟲害化學(xué)防治方法[24,41]

5.4 病蟲害化學(xué)防治

無公害中藥材化學(xué)防治技術(shù)遵循農(nóng)藥使用準(zhǔn)則NY/T393，GB12475，NY/T1667，禁止使用高毒、高殘留化學(xué)農(nóng)藥，優(yōu)先實用綠色環(huán)保、低毒、低殘留農(nóng)藥?？茖W(xué)合理施藥，降低用藥次數(shù)[40]?；瘜W(xué)農(nóng)藥使用方法多樣，可單用可混用，用藥時注意交替使用防止害蟲產(chǎn)生耐藥性。無公害大黃種植中不允許使用的化學(xué)農(nóng)藥包括滴滴涕（DDT）、艾氏劑、殺蟲脒、敵枯雙、砷類、環(huán)氧乙烷、氰戊菊酯等。常見的病蟲害化學(xué)防治方法（表4、5、6）。

6 討論

無公害中藥材種植技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代生物學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科解決了中藥材種植中存在的一些問題，其發(fā)展將會使中藥材產(chǎn)業(yè)進(jìn)入健康發(fā)展的全新狀態(tài)。利用GMPGIS 技術(shù)為中藥材種植地進(jìn)行精準(zhǔn)選址，將組學(xué)應(yīng)用在中藥材優(yōu)良種子種苗繁育中，分析植物基因組及轉(zhuǎn)錄組有利于找出與植物重要次生代謝產(chǎn)物以及抗逆性有關(guān)的基因，有利于選育新品種[42,43]。通過宏基因組學(xué)分析藥用植物種植對土壤微生態(tài)環(huán)境的影響，建立科學(xué)的土壤改良技術(shù)[44,45]。無公害中藥材栽培體系中嚴(yán)格要求種植地土壤、空氣、灌溉水的質(zhì)量。收集藥用植物不同生長時期需肥量、土壤供肥效率等數(shù)據(jù)，制定施肥方法，使藥用植物最大效率吸收養(yǎng)分，減少環(huán)境污染、節(jié)約資源。建立病蟲害綜合防治體系，以農(nóng)業(yè)防治、物理防治和生物防治技術(shù)為主，化學(xué)防治技術(shù)為輔，防治中藥材種植中發(fā)生的病蟲害。嚴(yán)禁使用高毒、高殘留的化學(xué)農(nóng)藥，最大限度減低對中藥材的污染，保障中藥材安全。

大黃無公害種植體系的建立旨在保障大黃中藥材的健康可持續(xù)發(fā)展。該體系為大黃無公害種植提供適宜栽培區(qū)選擇、施肥方案、優(yōu)良種子種苗繁育以及病蟲害綜合防治技術(shù)指導(dǎo)。另外，應(yīng)當(dāng)加快大黃優(yōu)良新品種的篩選，提高大黃的品質(zhì)和產(chǎn)量以滿足市場需求。為了實現(xiàn)大黃從種植到加工、銷售過程中質(zhì)量可控，應(yīng)當(dāng)建立大黃中藥材質(zhì)量追溯體系[46]。采用DNA 條形碼技術(shù)和化學(xué)指紋圖譜技術(shù)保障大黃中藥材的質(zhì)量[47,48]。還可以將大黃的生產(chǎn)與市場相結(jié)合，采用信息技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，不僅可以保障大黃藥材的質(zhì)量更能保證市場需求，避免資源浪費。