劉長樂，宋忠興*，唐志書，2*，黃文靜，李國龍，史鑫波，楊興晶

1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)/陜西中藥資源產(chǎn)業(yè)化省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心/陜西中藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，陜西 咸陽 712083；2.中國中醫(yī)科學(xué)院，北京 100700

甘草為豆科多年生草本植物，全屬約20 種，我國有8 種，主要分布于我國西北、華北、東北等地，是集生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益于一體的資源植物?！吨腥A人民共和國藥典》2020 年版規(guī)定的甘草基原有烏拉爾甘草Glycyrrhiza uralensisFisch、脹果甘草G.inflataBat.和光果甘草G.glabraL.[1]。傳統(tǒng)甘草來源主要為野生資源，隨著需求量的不斷增加和野生資源的減少，構(gòu)建甘草野生撫育和人工種養(yǎng)相結(jié)合的資源產(chǎn)業(yè)模式是甘草中藥資源發(fā)展的必經(jīng)之路[2]。

中藥材生態(tài)種植是保證中藥材質(zhì)量和安全、保證中藥材產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)的發(fā)展方向。黃璐琦院士依據(jù)中藥材發(fā)展現(xiàn)狀和生產(chǎn)實際，提出了中藥材生產(chǎn)“有序、安全、有效”的發(fā)展目標(biāo)，同時又建議以科技創(chuàng)新驅(qū)動中藥材生產(chǎn)“八化發(fā)展”[3-4]。甘草為多年生大宗藥材，具有耐寒、耐旱等特點(diǎn)，適合在降水量少、夏季高溫、冬季寒冷、陽光充足、晝夜溫差大的地區(qū)種植。目前，甘草人工種植主要集中于新疆、寧夏、內(nèi)蒙古等地。然而，由于甘草種源混雜、種植年限長，種植甘草質(zhì)量參差不齊，導(dǎo)致甘草種植產(chǎn)業(yè)界乃至學(xué)術(shù)界對甘草林下生態(tài)種植的模式和技術(shù)等仍然存在一些誤區(qū)。在選地、播種、田間管理和采收等環(huán)節(jié)中，如何選擇科學(xué)合理的栽培方法及田間管理技術(shù)是種植甘草成功與否的關(guān)鍵。因此，本研究結(jié)合本課題組多年來對甘草林下種植模式的調(diào)研、實踐與思考，對甘草林下規(guī)范化生態(tài)種植的模式和技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行歸納總結(jié)，探討優(yōu)化甘草栽培技術(shù)的發(fā)展方向，從而推動優(yōu)質(zhì)甘草、品牌化甘草大品種產(chǎn)業(yè)鏈形成。

1 推動甘草良種選育，提高甘草生產(chǎn)良種覆蓋率，解決甘草種源混雜問題

1.1 不同產(chǎn)地甘草種子質(zhì)量評價

選育藥用價值高、產(chǎn)量高、可抗性強(qiáng)的優(yōu)良品種是提高人工種植甘草產(chǎn)量和效益的有效途徑，通過人工種植可提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的原料，推動甘草產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展[5]。甘草種子發(fā)芽特性研究是甘草中藥材質(zhì)量形成的起點(diǎn)和建立甘草種子種苗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，對甘草中藥資源種群建構(gòu)具有重要意義[6-7]。本課題組對33 批不同產(chǎn)地的甘草種子進(jìn)行質(zhì)量評價分析，發(fā)現(xiàn)野生甘草種子與人工種植的甘草種子發(fā)芽率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），野生甘草種子發(fā)芽率為73%～93%，人工種植的甘草種子僅為50%～75%。人工選育是促進(jìn)優(yōu)質(zhì)甘草生長體系建立的基礎(chǔ)，如中國中藥有限公司選育出的甘草新品種“國甘1 號”和野生繁育品種“蒙種2 代”的發(fā)芽率為84%～90%，而在中藥材流通市場上發(fā)現(xiàn)一種劣質(zhì)甘草種子，發(fā)芽率僅為2%（表1）。這進(jìn)一步表明，甘草的優(yōu)良種源選育是栽培優(yōu)質(zhì)甘草的開端，也是解決甘草種源混雜的重要舉措。

表1 不同產(chǎn)地甘草種子發(fā)芽率（,n=3）

表1 不同產(chǎn)地甘草種子發(fā)芽率（,n=3）

1.2 不同產(chǎn)地甘草種苗品質(zhì)評價

從種子質(zhì)量到種苗品質(zhì)系統(tǒng)、連續(xù)的綜合評價是選育品質(zhì)好、產(chǎn)量高、生長力強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)種源的保證[8]。在前期種質(zhì)評價的基礎(chǔ)上，本課題組進(jìn)一步對不同產(chǎn)地、基原和生長方式的甘草種苗進(jìn)行品質(zhì)評價（表2）。甘草為多年生植物，人工種植的甘草多以3 年生為主。根據(jù)研究結(jié)果可知，第1 年為甘草主根快速伸長期，從而建立穩(wěn)定的吸收、固定、輸導(dǎo)和合成等功能；第2 年，甘草株高、根質(zhì)量等生物產(chǎn)量迅速增加，并且顯著高于第1 年的生物產(chǎn)量（圖1、圖2）。本課題組對10批甘草種苗品質(zhì)進(jìn)行綜合評價分析，“國甘1號”和“蒙種2代”的生物量，甘草酸、甘草苷含量具有明顯的優(yōu)勢。同時，本課題組發(fā)現(xiàn)，新疆北屯的甘草種質(zhì)在生物量和指標(biāo)成分含量方面也具有顯著優(yōu)勢，并且在生物量和成分積累的過程中表現(xiàn)出較快的積累速度。結(jié)合試驗田中實際生產(chǎn)研究發(fā)現(xiàn)，野生甘草普遍較種植甘草長勢旺盛、出苗整齊、產(chǎn)量高。在3 種基原的甘草中，脹果甘草出苗率不到50%，烏拉爾甘草和光果甘草出苗整齊、長勢較好。在甘草苷、甘草酸和生物量積累方面，烏拉爾甘草的成分含量和生物量積累，以及積累速度顯著優(yōu)于其他2種甘草。第2年，在同時期的大田生產(chǎn)中，甘草出現(xiàn)了明顯的“趴地”現(xiàn)象，而本課題選定的10 批甘草種源就長勢而言顯著優(yōu)于當(dāng)?shù)氐拇筇锓N源。這進(jìn)一步證明了種質(zhì)初步評價是培育優(yōu)質(zhì)甘草的開端與關(guān)鍵。在種子質(zhì)量評價分析和種苗品質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，本課題組認(rèn)為可針對優(yōu)勢甘草種質(zhì)（如“國甘1 號”“蒙種2 代”）和新疆北屯的甘草開展進(jìn)一步深入研究。

圖1 2021年甘草種質(zhì)資源圃農(nóng)藝性狀及指標(biāo)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（,n=3）

圖2 2022年甘草種質(zhì)資源圃農(nóng)藝性狀及指標(biāo)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（,n=3）

表2 甘草種質(zhì)資源信息

甘草種源是決定甘草質(zhì)量的核心因素。隨著產(chǎn)地環(huán)境的變化，甘草也會表現(xiàn)出不同的差異。因此，因地制宜選育適宜當(dāng)?shù)赝寥?、氣候等生長環(huán)境因子的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)可減少甘草種子投入量、增加優(yōu)質(zhì)種苗的產(chǎn)出，對保護(hù)甘草資源和促進(jìn)種植戶增收具有重要意義。對甘草種質(zhì)研究內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，針對甘草種質(zhì)資源的研究提出以下問題：1）在前期調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，野生甘草種子具有優(yōu)秀的萌發(fā)特性，但不同采收期的甘草種子種皮障礙明顯不同，雖不影響發(fā)芽率，但可顯著延長發(fā)芽時滯，因此，研究適宜的采收期是促進(jìn)良種選育和降低甘草種子前處理成本的重要舉措；2）隨著儲藏期的延長，甘草種子發(fā)芽率可降低20%左右，因此，探討甘草的儲存方式、提倡合理采收種子數(shù)量對甘草野生資源的保護(hù)具有重大意義。3）由于野生、種植和陳舊種子外觀無明顯差異但價格差異較大，導(dǎo)致不同質(zhì)量甘草種子相互摻雜，因此，建立優(yōu)質(zhì)甘草種子識別系統(tǒng)是保證甘草種質(zhì)來源優(yōu)質(zhì)、保護(hù)種植戶經(jīng)濟(jì)利益的必要措施。

2 建設(shè)高品質(zhì)甘草林下生態(tài)種植模式及規(guī)范化種植體系，推動甘草生態(tài)化、機(jī)械化和品牌化發(fā)展

2.1 甘草林下生態(tài)種植符合當(dāng)前甘草產(chǎn)地環(huán)境發(fā)展的需求

2020 年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于防止耕地“非糧化”穩(wěn)定糧食生產(chǎn)的意見》，要求筑牢糧食安全底線[9]。長期以來，我國糧食價格處于穩(wěn)定狀態(tài)，相對低于藥材、水果等非糧作物，各地為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)農(nóng)民增收開展了多種多樣的“糧改藥”“糧改果”等農(nóng)業(yè)架構(gòu)的調(diào)整[10]。其中，部分中藥材品種集藥用和食用價值于一體，是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的熱門方向。甘草為多年生深根性植物，具有喜光、耐旱、耐熱、耐鹽堿和耐寒的特性，且為經(jīng)濟(jì)作物和臨床常用的藥用植物，因此，在西北地區(qū)被大規(guī)模種植。據(jù)本課題組調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前甘草種植區(qū)域已經(jīng)侵占了部分糧食用地且對環(huán)境造成一定的壓力。

退耕還林還草和防護(hù)林建設(shè)是西北區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，為解決好生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾，更好地推進(jìn)生態(tài)建設(shè)，生態(tài)種植是實現(xiàn)綠色發(fā)展的必然要求[11-12]。郭蘭萍等[4,13]認(rèn)為，中藥生態(tài)農(nóng)業(yè)是中藥農(nóng)業(yè)的必由之路，提出了“不向農(nóng)田搶地，不與草蟲為敵，不懼山高林密，不負(fù)山青水綠”的中藥生態(tài)農(nóng)業(yè)前進(jìn)方向。在甘草產(chǎn)業(yè)發(fā)展中尋求與環(huán)境保護(hù)、糧食安全相契合的發(fā)展方向才能突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展局限。甘草林下生態(tài)種植體系應(yīng)用了生態(tài)系統(tǒng)的整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生原理，結(jié)合系統(tǒng)工程方法設(shè)計，綜合考慮社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，充分應(yīng)用能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)再生，實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)的生態(tài)農(nóng)業(yè)種植方式，能夠發(fā)揮甘草獨(dú)特的生物學(xué)特性和全方位價值[14]。以荒漠地區(qū)甘草-沙棘林下間作為例，沙棘Hippophae rhamnoidesL.為胡頹子科沙棘屬灌木或喬木，具有廣泛的生態(tài)環(huán)境改造作用，是聯(lián)合國特用經(jīng)濟(jì)林樹種，也是我國“三北防護(hù)林體系工程”林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的先鋒樹種，屬非豆科固氮植物，其根可以將不溶性有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶性有機(jī)質(zhì)，在較短時間內(nèi)把貧瘠土壤改造為較肥沃的土壤，在一定程度上能夠克服由土壤養(yǎng)分不足而帶來的連作障礙問題，對實施藥藥間作的生態(tài)栽培模式提供了物質(zhì)基礎(chǔ)[15]。因此，推廣甘草林下生態(tài)種植是當(dāng)前甘草產(chǎn)地環(huán)境發(fā)展的需求和甘草大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障。

2.2 高效栽培技術(shù)是甘草林下標(biāo)準(zhǔn)化種植體系建立的基礎(chǔ)

隨著大健康產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與建立高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的大背景下，推動甘草生態(tài)化標(biāo)準(zhǔn)種植體系的建立是促進(jìn)甘草品種培優(yōu)、品質(zhì)提升、品牌打造和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)措施落地的有效途徑[16]。甘草人工種植年限為3 年，隨著甘草人工種植的發(fā)展，當(dāng)下甘草種植多以規(guī)模化種植為主。因此，推進(jìn)甘草種植過程中的機(jī)械化發(fā)展是緩解甘草目前規(guī)?；a(chǎn)業(yè)生產(chǎn)勞動力缺乏、提升規(guī)范化田間管理水平的關(guān)鍵。甘草規(guī)?；N植主要依賴傳統(tǒng)大田作物種植經(jīng)驗，過分追求產(chǎn)量，造成甘草質(zhì)量良莠不齊，嚴(yán)重影響了我國中藥產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。針對甘草生產(chǎn)的現(xiàn)存問題，本課題組對甘草生產(chǎn)過程中的產(chǎn)地環(huán)境、種植密度、生產(chǎn)底肥及追肥方式進(jìn)行了系統(tǒng)探究，以不同密度種植的2 年生甘草為研究材料，對其根長、根質(zhì)量等農(nóng)藝性狀和有效成分含量進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明，甘草規(guī)?；N植應(yīng)選擇交通便利，水源充足，排水良好，土層深厚、疏松、肥沃，土壤微堿性，土層深厚的砂質(zhì)壤土；不同種植密度對甘草的農(nóng)藝性狀積累有著顯著影響，當(dāng)行株距為15 cm×15 cm 時，甘草的根質(zhì)量和根長明顯小于株距為15 cm×30 cm、30 cm×30 cm 時的根質(zhì)量和根長（圖3）。結(jié)合甘草種植的實際情況，為防止其種植密度過于密集或稀疏，機(jī)械條播行距可選擇20～25 cm，以保證甘草優(yōu)產(chǎn)。根長作為甘草質(zhì)量評價的重要指標(biāo)之一，在甘草生長過程中，第1 年主要以增加根長為主，因此本課題組選用1年生甘草進(jìn)行不同生產(chǎn)底肥和追肥試驗，結(jié)果表明，豬牛糞復(fù)配施肥可有效增加甘草的根長、甘草苷和甘草酸的積累，相較于有機(jī)肥，氮、磷、鉀復(fù)合肥也可明顯促進(jìn)甘草地下部分的積累，其中，鉀元素為甘草地下部分積累的關(guān)鍵元素，當(dāng)甘草生長過程中缺乏鉀元素時，其根長和有效成分含量顯著降低（圖4）。因此，在甘草的實踐生產(chǎn)過程中可以在有機(jī)肥中添加適當(dāng)?shù)拟浄首鳛榈追剩?月下旬至8月初為甘草地上快速生長期，葉面可以噴施磷肥進(jìn)行處理。

圖3 不同種植密度甘草農(nóng)藝性狀（,n=3）

圖4 不同施肥處理對甘草根長及指標(biāo)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響（,n=3）

2.3 推動甘草產(chǎn)地初加工發(fā)展，保障優(yōu)質(zhì)藥材品質(zhì)

在規(guī)范化種植體系的基礎(chǔ)上，發(fā)展甘草產(chǎn)地初加工是甘草品牌打造的必經(jīng)之路。中藥飲片產(chǎn)地加工與炮制生產(chǎn)一體化是將中藥材產(chǎn)地加工環(huán)節(jié)和中藥炮制進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，摒除重復(fù)生產(chǎn)工序、降低加工成本、減少有效成分流失、提高飲片質(zhì)量，加強(qiáng)中藥飲片生產(chǎn)過程質(zhì)量控制，建立一體化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)體系[17]。新鮮甘草在原產(chǎn)地進(jìn)行切制加工，無須進(jìn)行第2 次浸潤，工藝省時、省力，減少了加工工藝上的重復(fù)環(huán)節(jié)，節(jié)約了加工成本[18]。此外，甘草在產(chǎn)地直接制成中藥飲片，到飲片廠后只作簡單的凈選即可，減少了生產(chǎn)重復(fù)環(huán)節(jié)，大大降低了成本。產(chǎn)地初加工也可有效防止因干燥時間過長所致的霉變，且直接切制成飲片可避免水潤浸泡使藥材有效成分水解流失，最大限度上保留了飲片的有效成分，提高了飲片質(zhì)量[19]。

推動甘草產(chǎn)地初加工的發(fā)展可提高甘草種植體系和生產(chǎn)加工間的關(guān)聯(lián)性，促進(jìn)甘草生產(chǎn)管理和信息化追溯體系建設(shè)，有利于對初加工甘草飲片進(jìn)行產(chǎn)地源頭追溯，提升與下游企業(yè)和使用單位追溯體系之間的銜接性，從而建立甘草飲片“來源可查、去向可追、風(fēng)險可控、責(zé)任可究”的質(zhì)量安全保障平臺[20]。因此，甘草藥材信息化追溯體系建設(shè)是打造優(yōu)質(zhì)甘草、品牌甘草強(qiáng)有力的手段，也是保障和提升甘草質(zhì)量安全、樹立和維護(hù)甘草生產(chǎn)加工企業(yè)信譽(yù)的保障。

3 總結(jié)

甘草具有重要的藥用和經(jīng)濟(jì)價值，推動甘草林下生態(tài)化種植研究不僅有利于甘草資源保護(hù)和人類大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還可利用其原始生境賦予的良好外源脅迫耐受性。種植甘草對土地沙漠化治理具有重大意義。將外界“逆境”壓力作為撬動扳手，對提高甘草藥用成分含量和藥材的療效穩(wěn)定性具有重要作用[21]。在甘草林下種植體系的基礎(chǔ)上發(fā)展甘草產(chǎn)地初加工是促進(jìn)甘草追溯體系的建立、品牌打造和提升的有效途徑，不但可以保障甘草市場的需求，還能促進(jìn)生態(tài)、種植業(yè)的合理發(fā)展，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

甘草林下種植充分利用了行間土地資源，提高了林地綜合效益。采取與不同作物間作的模式，形成光、熱、水、養(yǎng)分等自然資源的間作復(fù)合系統(tǒng)，從而實現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益[22]。運(yùn)用間作的種植特點(diǎn)增加行間植被覆蓋率，可以提高林地生產(chǎn)效率、提高單位面積土地產(chǎn)量、增加產(chǎn)能、提高土壤有效養(yǎng)分含量、促進(jìn)藥用植物的發(fā)育。探索甘草林下合理科學(xué)的栽培方法和田間管理方式（如遴選優(yōu)良種源、優(yōu)化種植技術(shù)等）是建成高品質(zhì)甘草林下種植體系的基本條件，也是林下種植高效利用土地資源、增加經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)土地生態(tài)環(huán)境的良好種植模式的探索，更是林下種植中藥材的可持續(xù)發(fā)展方向。從生態(tài)學(xué)的角度看，大量農(nóng)藥化肥的化學(xué)農(nóng)業(yè)是不可持續(xù)的，而環(huán)境友好型的生態(tài)種植對改善環(huán)境、保護(hù)資源有積極作用，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)種植模式。甘草林下種植體系的綜合開發(fā)是以生態(tài)效益為先，在充分發(fā)揮其防風(fēng)固沙、保持水土、改善生態(tài)環(huán)境效益的同時，實現(xiàn)了生態(tài)與經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)的生態(tài)農(nóng)業(yè)種植方式。