胡婭婷,胡心怡,朱星語,孟祥霄,王 瑀,劉 霞**
(1.武漢理工大學化學化工與生命科學學院 武漢 430070;2.中國中醫科學院中藥研究所 北京 100700;3.中國醫學科學院藥用植物研究所 北京 100193)
辛夷(Magnolia liliflora)別名木筆花、望春花、木蘭花、辛夷桃、姜樸花等[1],有2000 多年的藥用歷史。始載于《神農本草經》,列為上品,味主辛、溫。《中華人民共和國藥典》(2015年版一部)收載的辛夷為木蘭科植物望春花Magnolia biondii Pamp.、玉蘭Magnolia denudata Desr.或武當玉蘭Magnolia sprengeri Pamp.的干燥花蕾[2]。具文獻報道辛夷花蕾中的主要藥用成分有枸櫞醛、丁香油酚、桉油精、乙酸龍腦脂以及辛夷木脂體等木脂素類成分[3-6]。其中木脂素和新木脂素具有抗炎[7],能有效抑制血小板活性因子,防止血小板聚集[8],并在多種過敏性疾病治療上有調控作用[9],在中醫臨床中有不少運用,主治風寒頭痛、鼻淵、感冒流涕等多種癥[10]。現如今市場上的主流品種為望春花蕾,其次為武當玉蘭,玉蘭少見[11],河南南召是辛夷的原產地和最佳適生區[12]。辛夷植株素喜陽光,能在氣候溫和、四季分明、雨量充足、日照時間長等區域生長良好,較耐寒,耐旱,忌積水[13]。從分布的生態區域來看,辛夷多分布于海拔200 m 以上的山坡、路旁、林地等處。適應力強,可適應多種生態環境,在山丘、谷底、平原等地均可栽培。現如今辛夷資源主要是望春花蕾,占了總辛夷資源的80%左右,原產于湖北,今分布河南、湖北、陜西及四川等省,野生資源少,現多為栽培[14];玉蘭主產于我國四川、河南、湖南等省,常作為觀賞性植物用于庭院、公園及道路綠化等[15];武當玉蘭分布于鄂西北尤其是十堰地區[13]。通過基地多年來辛夷的大量生產數據,兼顧其它單位生產和科研情況制訂了辛夷無公害栽培技術,辛夷種子種苗的繁育和藥材無公害種植體系。該體系包括辛夷生態適宜性數值區劃確定其種植用地、無公害種植方法、田間管理、病蟲害防治、質量管理等內容,為辛夷的無公害種植提供技術支持,促進辛夷無公害種植的發展。
根據中藥材生產質量管理規范(GAP)的規范標準[16];對辛夷栽培地的產地環境、空氣質量、水源質量、種植地土壤具有相關要求,產地環境應符合無公害農產品生產質量安全控制技術規范[17];空氣質量應符合GB/T3095-2012 中一、二級標準值要求;水源質量應符合GB5084-2005 的相關規定要求;土壤質量應符合GB15618 和NY/T391 的一級或二級土壤質量標準要求。栽培生產時要根據無公害辛夷生物學的特性,根據《中國藥材產地生態適宜性區劃(第二版)》進行辛夷適宜栽培產地的選擇[13]。選擇具有良好生態環境的地區,產地區域上游無工業“三廢”、城鎮生活污水、醫療廢棄物等排放,沒有高重金屬含量的土壤區域。不選擇冶煉工業(工廠)附近或下風向3 km 內。辛夷主要生長區域生態因子范圍(表1);辛夷產地區域生態因子值范圍包括:年生長均溫、氣溫季節性變動、年均相對濕度、年均降水量、年均日照等。

表1 辛夷野生分布區、道地產區、主產區氣候因子閾值(GMPGIS-II)
辛夷植物適應力強,能適應多種氣候條件和土壤條件。在流域治理與水土保持中具有非常重要作用。辛夷喜溫暖和濕潤氣候,在海拔200 m 以上的平地或丘陵地區均可栽培,抗逆性較強,稍耐寒、耐旱。雖然辛夷樹種能適應多種氣候條件和土壤條件,但要做到辛夷豐產栽培,應當選擇背風、背陰、疏水良好、土層肥沃、坡度較緩的山麓或公路旁的酸性或微酸性土層做為辛夷栽培造林地,切勿在堿性土壤、過高海拔、高重金屬含量的土壤區域、低洼易澇易旱處造林[18]。無公害辛夷種植土壤類型及重金屬和有害元素限量(表2)。
考慮到辛夷的生產情況,在適宜產區內選擇抗病、優質、高產、商品性質好對病蟲害有較強抵抗的優良品種。病蟲害一方面會降低辛夷的產量和品質,另一方面化學農藥在防治辛夷植株病蟲害中的頻繁使用,不僅增加成本且對環境有污染,還會通過食物鏈頂端效應使藥材中殘留的農藥進入人體內而產生毒害,危及到人體身體健康。因此選育優質、高產又抗病蟲的新品種是進行無公害辛夷生產的一個重要措施[19]。目前辛夷種類繁多,選擇生長快、樹冠圓滿、結實層厚、發育良好、品質優良、抗病蟲害的優良品種。如腋花望春玉蘭、桃實望春玉蘭、小蕾望春玉蘭等是優良的藥用栽培品種[20]。

表2 無公害辛夷種植土壤類型及重金屬和有害元素限量
辛夷的繁殖方法有種子繁殖法、嫁接繁殖法、扦插繁殖法和壓條繁殖法。其中辛夷主要以種子繁殖法為主[20,21]。
2.2.1 種子繁殖
每年白露前后,選取具有20年樹齡的健壯辛夷樹作為采種母樹,采集色澤深紅、部分微裂并露出橙紅色種子的飽滿聚合果。采回后,于陰涼通風處風干,當果實果皮開裂時取出辛夷種子,種子與粗沙混合揉搓以去除辛夷種子表面含油脂的橙紅色肉質皮層,清水洗凈種子,放陰干貯藏于砂層。沙藏期間為防止發生霉變要經常檢查[22]。種子播種一般是在每年秋季九月份左右進行播種,播種前先翻土、施有機肥或堆肥,造畦,作好苗床,選擇純度高,千粒重,完整飽滿的辛夷種子。辛夷種子表面有一層蠟質,為保證種子去除蠟質正常萌發,在播種前將種子放在加草木灰的溫水中浸泡,浸泡3-5 天,直到種子表面蠟質可以搓洗掉,再用清水沖凈,加溫水浸泡24 h,撈出,與3 倍量于種子的細濕沙拌勻,蓋上草,頻繁噴水,保持一定溫度和濕度使種皮裂開,點播于苗床,蓋3 cm厚薄土,輕壓。播種后,每天需定時觀察、記錄種子萌發的過程,計算其萌芽率與成苗率,從種子發芽直至長出真葉為止。苗期怕強光[23],成苗期間嚴格控制光照直至真葉長出到樹苗停止生長之時。適當的溫度,適當的噴水,適當的光照強度能促進幼苗快速長成。用種子繁殖法,一般1年到2年即長成可移栽。
2.2.2 嫁接繁殖
嫁接一般在初夏進行。為提高辛夷嫁接成活率,嫁接時砧木應選和接穗具有強親和力、強適應性、抗逆性、能使辛夷樹提早成蕾的1年生(或2年生)辛夷苗。而所選的接穗要從已結蕾的豐產優質的樹上采集向陽部位的剛老熟枝條、品質好的為接穗,所采接穗要保持水分;嫁接法分芽接和枝接,夏末秋初多以芽接為主;枝接春秋兩季都可進行,但春季枝接成活率高。嫁接部位距離地面70 cm高度為宜,天氣晴朗,溫度最好在25-28℃,接口與平滑形成層吻合。最好嫁接采條同日進行,保證接木新鮮。接穗不要太多葉片,一點葉柄就好。嫁接后用絕緣膠布纏繞固定在接穗上,防止風吹日曬干燥。綁帶穩住封口,裹上泥團,外用樹葉包扎,防止雨水沖刷,經60天左右即可切離。
2.2.3 扦插繁殖
從兩年以上健壯母株的近基部莖干上分出長度為適當的壯實枝條,大約長度為20-25 cm,插入栽培地,埋土一半,土已于前一年冬天翻土,堆肥,保證泥土輕松埋根,創造良好的辛夷扦插苗生長環境,扦插后勤澆水,搭棚遮蔭,保證一定的溫度,濕度,直到干部周圍發出新芽,可進行分栽培養。扦插繁殖成活率可高達80-90%。
2.2.4 壓條繁殖
壓條繁殖分為普通壓條和高校壓條。①普通壓條:壓條最好在初春2-3月進行,壓條時將母株枝條彎曲成一定的弧度,把彎曲部位的下部刻傷,再向上部割開一段,固定下彎部分輕輕壓入土中,不折斷,然后堆上土。發出新芽,可進行分栽培養。②高枝壓條:入夏前在兩年生母株上選擇發育充實和無病害的嫩枝條,在其枝條基部的適當位置環狀剝皮,然后用塑料袋套上,里面裝滿適宜辛夷生長的培養土,套好用潮濕的細布條扎緊,包好保持濕潤,當枝條生根后可撤離母體,取下定植。
勤澆水,保持苗圃濕潤。定期除草、施肥,盡量做到雜草用手拔除,機械除草、松土時,勿傷根。每天定時觀察辛夷植株生長狀況,若遇病蟲早害,可噴可降解農藥處理。辛夷田薄施氮磷,用0.1%尿素和0.2%磷酸二氨鉀混合溶液進行噴施,一周一次,保證充足肥力,促進辛夷植株的良好生長。若是成片栽種,為了土地資源可充分利用,田間地里可種植豆類、草本藥材類或矮桿植物等作物[24]。辛夷幼苗生長旺盛,為了辛夷花蕾更旺盛,需及時修剪,必要時可以采取整形修枝、矮化樹冠的方式,而且也方便采收。不然容易使苗樹幽閉,內部通風透氣不好,影響辛夷花芽形成,成蕾率低。
辛夷齊苗后及時進行間苗勻苗是取得壯苗的關鍵。原則為去小留大,去歪留正,去雜留純,去劣留優,去弱留強。若發現缺苗少苗,應及時補苗。苗期控制好照明時間、濕度、溫度。
一般情況下,造林株行距應選擇為4 m×4 m 到4 m×5 m[25],每畝栽植33-42株左右。
辛夷同大多數喜陽光植物一樣,在可適應的陽光照射下,生長較好,對土壤條件有一定適應能力,能在土質肥碩、土壤疏松、疏水良好、坡度較緩(16°以下)的沙質壤土和酸性至微酸性壤土上生長迅速,其適應性較強,在山區、丘陵、平地以及房前屋后零星地塊都可適當栽培。但在土質黏重、低洼易積水的溝渠不宜種植。無公害辛夷栽培適宜土壤類型及土壤中重金屬和有害元素限量(表2)。一般情況下,一年四季都可整地,但應根據造林地適合辛夷生長的特殊情況而定,辛夷最好秋、冬兩季整地,次年春季栽培;若造林地土質較硬,砂礫石子較多,土壤不肥沃則應在伏天整地,適量施肥蓄水,保持土壤肥力。整地時多挖穴狀坑,挖穴時將表土與新土區分放置,表土與農家肥混合再填回,按照造林地設計的辛夷株行距,以每株定植點為中心,15-20 cm 直徑挖穴,修筑魚鱗坑,以達到保水保土保肥的目的[26]。
3.2.1 無公害辛夷施肥原則
辛夷喜肥,為促進辛夷早產豐產,應對辛夷林實行集約經營管理。每年中耕兩次,在樹盤下開溝或挖穴,埋入有機肥培地肥力,蓄水保墑[27]。施肥時應堅持以基肥為主追肥為輔,少量多次施用薄肥;有機肥為主化肥為輔,輔氮磷鉀合理搭配,適量施用微量元素;多采用復原肥的配方開溝或者隨水施肥的原則對辛夷進行施肥。有機肥和無機肥搭配使用,有機肥可以改善土壤機質,無機肥可謂土壤提供充足的微量元素,另外有機肥還能在持續增加辛夷產量上具有非常重要的作用。國家或省級相關農業部門為登記登記的化肥或生物肥料當禁止使用;化肥使用原則與方法以及嚴禁止使用種類等按DB13/T 454執行[28]。
3.2.2 無公害辛夷肥料類型
有機肥又叫農家肥,是經過高溫滅菌、滅害蟲、卵等處理的各種動植物殘體或代謝物如人畜糞便、作物秸稈、沼肥、屠宰場廢棄物、泥肥,另外包括餅肥如菜籽餅、茶仔餅等等。生物菌肥包括腐殖酸類肥料、根瘤菌肥料、磷細菌肥料、復合微生物肥料等。
微量元素肥料即以銅、鐵、硼、鋅、錳、鉬等微量元素及有益元素配制的肥料[19]。
3.2.3 無公害辛夷施肥方法
栽培辛夷主要是為了采摘具有藥用價值的辛夷花蕾,因此,保證土壤足夠的肥力和嚴格的栽培管理是促進辛夷早產高產的主要途徑。每年冬季中耕松土后,為促進來年辛夷高產開環狀溝放置作物秸稈、有機雜肥并覆土,使作物秸稈在腐爛過程釋放肥力;早春施氮肥,促進花蕾壯實;初夏多施磷鉀肥;秋時施以氮肥為主配合磷鉀肥。當伏天時,辛夷施肥以后要多澆水灌溉,保證土壤水分并保持土壤肥力以促使枝葉生長茂盛,來年春時花蕾多,產量高。
由于對無公害農藥的認識還不夠,現如今人們抵御病蟲害的方法還很單一,缺乏正確使用農藥的基本知識,使得大量對人體有害的農藥在農作物和藥用植物中濫用,嚴重影響了中藥材質量和使用安全性[29]。為了提高病蟲害效率,應合理使用各種有效措施進行綜合防治。培育優質高產抗病的辛夷優良品種是防止病蟲害的一個重要措施,也是經濟的措施;種子處理、土壤消毒、高溫日曬和冰凍處理病原菌等物理防治角度也是治理病蟲害的可行措施。隨著GAP的實施,為保證辛夷產品質量,須遵循GAP管理規定要求進行辛夷栽培操作,對病、蟲害采取“全面預防,早防治”的原則,嚴禁使用毒性強、高殘留、不可降解或具有致癌、致畸、致突變的農藥[18]。按照無公害辛夷生產主要病害控技術規程和無公害辛夷生產主要蟲害防控技術規程執行,在生產管理規程中容忍部分病蟲害損失,而辛夷藥材中農藥殘留和重金屬含量符合規程要求[30]。
4.1.1 病害防治
主要病害類型為根腐病、立枯病、紫紋羽病、干腐病等,無公害防治方法(表3)。
4.1.2 蟲害防治
主要蟲害類型為大蛾、辛夷卷葉象甲、栗代角胸葉蟬、天牛、蚜蟲、辛夷莖蜂等,無公害防治方法(表4)。
選取高產、適應力強、抗病蟲害的優質辛夷苗,因時因地制宜,結合間作、套作、翻耕等多種耕作方法對辛夷進行栽培管理。無公害辛夷植株的行間可套作藤本植物。翻耕可對土壤進行有效的消毒,稍去除病蟲害,能促使病株殘體在地下腐爛,深翻可疏松土層,有利于蓄水保水促進根系發育。適時播種、避開病蟲危害高峰期,從而減少病蟲害[36]。若發現病株,及時銷毀,發現蟲害,及時采取辦法驅蟲。辛夷生長期間結合中耕、松土、除草、施肥等措施,既可以有效防止田間病、蟲、草害,還可以保障土壤肥力,有助于降低蟲害的發生率,促進生長發育[37,38]。
辛夷是花蕾入藥,花期主要是春季,因此無公害辛夷采收時務必確定花蕾完整、無污染、無農藥殘留,春季采摘。干燥無公害辛夷花蕾時,采用專用烘烤設備或專用太陽能干燥棚等進行干燥。在裝運、包裝環節應干凈衛生避免二次污染。
5.1.1 農藥重金屬及有害元素殘留限量
中藥材在國家標準、團體標準、地方標準以及ISO等相關規定中對農藥殘留和重金屬及有害元素做出了相關規定。通過多年來中藥材的產地、市場、進出口檢驗等數據分析,并參考《中華人民共和國藥典》[3]、美國、歐盟、日本及韓國對辛夷的相關標準以及ISO18664:2015《Traditional Chines Medicine-Determination of heavy metals herbal medicines used in Traditional Chinese Medicine》[39]、GB2762-2017《食品安全國家標準 食品污染物限量》[40]、GB2763-2016《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》等現行標準[41],對無公害辛夷農藥殘留和重金屬及有害元素限量等問題做出了相關規定,無公害辛夷農藥殘留和重金屬及有害元素限量通用標準(圖5)。

表3 無公害辛夷種植中病害防治方法

表4 主要蟲、害類型及無公害防治方法
參照氣相色譜法(通則0521)《中華人民共和國藥典》2015年版一部進行測定。本品含揮發油不得少于1.0%(mL·g-1)。本品按干燥品計算,含木蘭脂素(C23H28O7)不得少于0.40%[2]。

表5 無公害辛夷農藥殘留和重金屬及有害元素限量通用標準
野生資源少,栽培品已成為中藥材市場的主流;市場的需求量隨著人們生活水平的提高越來越大。但是我國中藥材的無公害生產研究還很薄弱加之人們對可降解農藥的認識不夠,使得無序生產和農藥不規范使用導致農殘超標的大量中藥材在市場中流動,中藥療效與安全受到嚴重影響[42]。因此研究化學農藥在中藥材生產中的安全使用技術和農藥安全性評價方法,并建立相關的標準,是有效解決中藥材化學農藥污染問題的關鍵,同時開發現代無公害防治技術,建立我國中藥材病蟲害綜合防治的技術平臺,將為保障中藥材優質、安全生產提供技術支撐[43]。根據引種地原產地氣候、土壤等生態因子的相似性,獲得其在全球范圍內的適宜產地,是有效指導藥用植物引種和合理規劃生產布局的基本保證。中藥材無公害精細栽培技術依據生物技術、信息技術等多學科為基礎的面向中藥材生產的精細農業管理,解決藥用植物種植中精準選址、品種選育、土壤改良、施肥管理、病害防治等關鍵問題,實現藥用植物栽培的精準化及最優化。基于本草基因組學輔助中藥材優質新品種選用的策略可加快中藥材新品種的選育[44]。根據《中國藥材產地生態適宜性區劃(第2 版)》一書對中藥材進行了產地生態適宜性分析,目前解決藥用植物的精準栽培選址已經成功運用于人參、三七等物種的引種栽培中[45-47],針對紅豆杉[48]、刺五加[49]、檀香[50]、沉香[51]銀杏[52]、重樓[53]、陽春砂[54]、廣陳皮[55]等物種進行詳細產區規劃分析。加強無公害技術管理規范,嚴格調控中藥無公害栽培生產,以促進優質無毒害的優質中藥材。因此無公害種植技術是未來 中藥材種植的必然方向。