天師栗無公害規范化種植的探討＊

熊 超，李西文，關小羽，胡志剛，張景景，石召華

（1.武漢愛民制藥股份有限公司 鄂州 436070；2.中國中醫科學院中藥研究所 北京 100700；3.湖北李時珍藥物研究院 鄂州 436070；4.湖北中醫藥大學藥學院 武漢 430065）

七葉樹科共有2 屬，其中七葉樹屬植物約有30 余種，主要分布于北半球的亞洲、歐洲、美洲大陸[1]。中國有1屬約10個種，主要分布于中國西南部亞熱帶濕潤闊葉林中，其中天師栗、七葉樹、浙江七葉樹、日本七葉樹、歐洲七葉樹等物種在中國廣泛分布，北京、湖北、河南、陜西、江蘇、浙江等地均有栽培[2]。2015年版《中華人民共和國藥典》規定娑羅子的來源為七葉樹科植物七葉樹Aesculus chinensis Bge.、浙江七葉樹A.chinensis Bge.var.chekiangensis(Hu et Fang)Fang 或天師栗A.wilsonii Rehd.的干燥成熟種子[3]，七葉皂苷為其主要成分，在治療術后腫脹、燒傷和燙傷等方面具有顯著療效。天師栗作為七葉樹屬代表性植物，也作為娑羅子的主要來源之一，在食品、藥品、木材等方面用途廣泛，應用價值較高[4]。

七葉樹屬植物為高大喬木，目前國內各地在天師栗的苗木生產過程中，一般采用傳統直播法進行繁殖，但存在生長速度較慢，年產量較低，病蟲害較為嚴重等問題[5]。隨著人們對娑羅子藥用價值的認識不斷增加，對其資源需求量也日益攀升，導致野生資源不斷破壞，其產量逐年下降，市場供不應求。以純粹追求娑羅子產量為導向的人工栽培方式、盲目引種栽培和擴大生產規模以及濫用農藥與化肥，導致娑羅子品質稂莠不齊、農殘和重金屬污染等問題時常發生，給娑羅子藥材的安全合理應用帶來了很大的風險，給優質中藥材的生產也帶來了很大困難[6]。

無公害中藥材規范化種植應遵循中藥材產地適宜性優化原則，因時因地制宜，合理布局，本文從品種選育、栽培技術、病蟲害綜合防治、最佳采收期等多方面探討解決中藥材種植中的關鍵問題[7]。無公害規范化種植對提高中藥材品質，保障中藥材安全，促進產業升級以及保障中藥產業可持續發展具有重要意義[8,9]。本研究主要以娑羅子基原植物天師栗為研究對象，探討其無公害規范化種植中重要環節，為天師栗無公害規范化種植體系的建立奠定理論基礎，為促進娑羅子優質高產提供科學依據。

表1 天師栗的主產地環境生態因子值（GMPGIS-II）

1 無公害產地環境

產地環境決定植物是否適宜生長，是無公害規范化種植的基礎。應遵循應地制宜，科學規劃，合理布局的原則。無公害娑羅子種植的產地環境選擇主要包含產地生態因子和選地整地，主要以天師栗野生資源分布的地理信息搜集。無公害娑羅子種植中選擇的土壤環境、空氣環境、水環境均應符合國家標準[10,11]。天師栗不僅為藥材樹種，而且也是園林觀賞樹種，種植基地的選擇應遠離工業“三廢”、城鎮生活、醫療廢棄物等污染區和土壤重金屬含量高的區域[12]，主要以山區和園林為主。

1.1 生態因子

天師栗為多年生高大喬木，中性深根樹種，中等喜陽喜溫植物，稍耐蔭，適宜在酸性和中性、深厚、肥沃、濕潤、通風排水良好的土壤中生長。多生于地下水位較高的河流和湖泊邊緣的沙地[13]。無公害娑羅子種植條件是根據天師栗生物學的特性，依據GMPGIS-II 中21個生態因子進行產地的精準選擇[14]。

根據天師栗的野生資源采樣點的生態因子值和相關的文獻記載，本研究利用GMPGIS-II 對采樣點生態因子進行提取，GMPGIS-II 對上一版本系統中的氣候因子數據庫進行了更新，由原有7 個氣候因子更新至21個，氣候因子數據庫來源于worldclime和climond，此外采樣點數據庫也進行了實時更新，物種生長區域生態因子的種類與數值得到了豐富與提升（表1）。土壤是植物賴以生存的場所，為植物提供必需的生活條件。無公害天師栗種植土壤環境的選擇，主要依據GMPGIS-II 中土壤類型的規定，主要適宜分布區有湖北西部、河南西南部、湖南西北部、江西北部、廣東北部、四川云南貴州東北部等地，適宜土壤類型為強淋溶土、低活性淋溶土、紅砂土、黑鈣土、鐵鋁土、潛育土、始成土、粗骨土，可根據產地適宜性信息指導栽培選地和調整植物生長所需外界因子，有利于娑羅子藥材的高效產出。

1.2 土壤的選擇與整改

根據天師栗的主要生物學特性和生產需要，種植天師栗以選擇背風向陽，土層厚度在50 cm以上，pH值中性或微酸性，排水性能好，地下水位高或接近水源，交通方便的肥沃壤土或沙質壤土作為種植場所[15]。

天師栗種植大多位于丘陵地區或海拔略高地帶，田地處于上坡地上，呈條狀階臺式或波浪式斷面（稱之為梯田），可采用水平階整地：選擇適于土層較厚、6°-25°的山坡地，帶間距依山而定，一般3-4 m。梯田寬度1.0-1.5 m，梯田要求外部地勢高內部地勢低洼，另外內部需修排水溝，外部需筑土埂，長度不限，水平圍繞山轉。在梯田里需全面翻土30 cm 深，另外并根據天師栗的株行距挖定植穴，長寬深各60-80 cm，表土與土雜糞混合后填入穴底，心土用于填穴，表層用做修筑土埂[16]。園林種植需根據園林整體布局和規劃，喬木樹種之間應間隔5-8 m，挖穴栽種。穴需呈類圓形，直徑60-80 cm，要求外高內低，須翻土30 cm以上。

2 無公害種植管理

2.1 優良品種選育[17]

育種的本質是眾多優良遺傳性狀的聚集，針對天師栗種植情況，選擇適宜抗病、優質、高產、商品性好的優良品種。選育優質高產抗病蟲的新品種是無公害娑羅子種植的一個首要措施，當前傳統選育是天師栗主要的選育手段之一，該選育方法利用外在表型（種子大小）結合主要成分（七葉皂苷）含量通過多代純化篩選，實現增產或高抗的目的，然而傳統育種工作依賴于經驗和機遇，有一定的盲目性和不可預測性，目前公共平臺和共享資源建設不完善、遺傳基礎薄弱，育種周期較長。隨著分子生物學、基因組學、生物信息學、電子計算機等學科飛速發展，并與作物育種應用領域緊密結合[18]。運用現代生物分子技術（如組織培養技術、體細胞雜交技術、轉基因育種技術、分子標記育種技術等）中選育優質高產抗病蟲的天師栗新品種，可以有效的縮短選育時間，加快選育的效率，進而保障無公害娑羅子生產，目前也是我們正在開展和推進的方向。

優良品種是天師栗高產優質、抗逆性強，減少病蟲害從而達到無公害標準的有利保障。依據產地環境現狀，選擇已有新品種或開展新品種選育進行種子種苗繁育。

2.2 種子種苗繁育

2.2.1 優質種子的選擇

種子是種植環節中最重要的一環，好的種植是豐產增收的基礎。選好種子至關重要，成熟天師栗種子，單粒重約為20-55 g。苗木種子選自30 g左右，種皮堅硬、色澤栗紅、光澤明亮、胚芽飽滿、胚乳豐裕、無機械損傷、無病蟲害的種粒[19]。

2.2.2 種子種苗處理

天師栗以播種繁殖為主。由于其種子屬頑拗性種子，不耐貯藏，如干燥很容易失去活力，故種子成熟后宜及時采下，隨采隨播[20]。從9 月-10 月，當果實的外觀顏色變成深褐色并出現裂縫時即可采收，收集后需攤晾1-2 天，脫去果皮后即可用于播種[21]。種子含水量高，易霉變不宜貯藏，故宜隨采隨播，若未及時播種，可帶果皮拌沙低溫儲藏至次年春播[22]。

2.2.3 種子種苗繁殖

天師栗主要通過種子繁殖，也可以用扦插、嫁接和組織培養等方式進行繁殖[21]。選取疏松、肥沃、便于灌溉和排水良好的地段，以牛馬糞、腐葉肥等農家肥為基肥，以每株5 kg 的量施足基肥，整地作床，然后挖穴點播。天師栗的種子較大，約40 粒·kg-1，播種出苗后長勢迅速，點播的株行距宜為30×40 cm，點播穴的深度為8-10 cm[22]。播種時種臍應朝下，覆土層厚度不得超過3 cm，然后覆草并噴灑保濕。從播種后到種子出苗期間，均保持床面濕潤，以濕度60%-70%為宜。當幼苗出土后，須及時清除覆草。另外一方面，為防止日灼傷苗，還需搭棚遮蔭，遮蔭率在60%左右，并經常噴水保持濕潤，可使幼苗茁壯生長，至幼苗長至0.3-0.5 m可拆除遮蔭棚。一般一年生苗高可達0.8-1.0 m，后可移栽培育，3-4年生苗高2.5-3.0 m，即可用于園林綠化[23]。

2.3 合理施肥

天師栗施肥應堅持以基肥為主、追肥為輔和有機肥為主、化肥為輔的原則[20]。在種植幼苗時，多施有機肥，如秸稈、廄肥、綠肥等；在幼苗生長期，一年內施肥不能少于2 次，即在速生期、封頂期施用[24]。根據調查，天師栗在不同生長時期所需肥量不同：

2.3.1 速生期

主要以氮肥為主，磷鉀肥為輔，結合綠肥和有機肥搭配施用。速生期氮肥需量比磷鉀肥大，而且所需肥水也較多，可增加氮肥用量和次數，并按比例施磷鉀肥，以促進氮的吸收和苗木生長。

2.3.2 封頂期

主要以磷鉀肥為主，并施綠肥、人糞尿等有機肥，可使樹木正常生長量增加23%-28%。封頂期磷鉀肥需量多，可使樹封頂后木質化程度增加。樹嫩梢越冬易受凍害，施加氮肥可使封頂期后延遲9-15 天，可使樹梢安全越冬。

施肥方式以環狀溝施肥為宜，基肥以遲效肥為主（如草木灰、綠肥等），并應在晚秋10 月份以后至樹停止生長前施加，小樹可一次性施足基肥，大樹應在開花前后追施1次速效肥（如化肥、腐熟的人糞尿等），并在春梢生長接近停止前再施1 次人糞尿，可促進花芽分化和果實膨大[15,17]。

施肥還應注意天師栗的長勢，強壯樹可施肥量少，主要施以磷、鉀肥，特別是在開花結果時的天師栗應多施肥。在苗木速生期或根據苗木生長狀況、土壤肥力適當進行根外追肥，采用開溝埋施，每666.67 m2施以尿素40 kg，根外追肥的濃度以不宜超過0.5%；在苗木生長停止前1個月應追施鉀肥，可撒施草木灰，也可噴施0.3%的磷酸二氫鉀溶液，可促進苗木健康生長和安全越冬[25]。

2.4 田間管理[17]

灌水：天師栗應在一年內需澆灌多次，在萌芽期、速生期、封頂期各澆灌1 次，如遇天旱可增加灌水次數。灌水的方法有溝灌、噴灌和滴灌。在天師栗生長期中，關鍵的澆水時期主要有4 次，即開花前澆水、開花后澆水、果實膨大前澆水和封凍前澆水，這4次澆灌需澆足。

表2 無公害天師栗常見病蟲害及防治措施

排水：天師栗喜水，在水分充足時生長速度快，如果過多會使根部呼吸受阻生長不良。四年生天師栗根部全浸水中不能超過30天，長期浸泡整株植物會窒息死亡。故林地不能積水，有積水時應及時排出，林內應修筑排水溝，雨季應注意防澇。

整形修剪：天師栗通常在生長期間不需要整形修剪；必須進行整形修剪時，應使枝條分布均勻，生長健壯。修剪主要針對枝條，還需將枯枝、內膛枝、纖細枝、病蟲枝及生長不良枝剪除，以促進養分集中供應，形成良好樹冠。

除草：天師栗栽種后2年內應經常松土除草，一般在生長期每月進行一次，以減少病蟲害對植物的危害，提高植物對土壤水肥的利用率。

2.5 病蟲害綜合防治[26-29]

病蟲害是中藥材種植過程中常出現的現象，一方面會造成產量和品質的降低；另一方面使用化學農藥來防控病蟲害，不僅增加生產成本且會對環境造成污染，還會通過食物鏈使中藥材中殘留的農藥進入人體而危害人類健康。天師栗常見病蟲害及其防治措施（表2）。

在病蟲害防治過程中，化學農藥的使用主要根據實際情況而調整，在落葉病發病初期噴倍量式波爾多液200-240 倍液，噴灑量每畝150-250 L，發病嚴重需每隔半月噴灑1次，連續噴灑3-4次；對于炭疽病發病初期噴灑70%甲基托布津可濕性粉劑1000倍液，每畝噴灑量250-300 L，發病嚴重需每隔一周噴灑1 次，連續噴灑3-4次；對于蟲害防治，每次使用乳油稀釋倍液和糖醋酒液需噴透，直至藥液沿樹干流到根部，噴灑量每畝500-750 L，由于蟲害具有移動性，需每隔5-7 天噴1次，連續噴灑3-4次。以上措施可以有效達到防治病蟲害的目的，為無公害天師栗的健康生長提供保障。

3 采收與初加工

天師栗種子不僅是藥用部位，而且也是主要繁殖器官，最佳采收期不僅關系到娑羅子的品質，更關系到繁育的能力，故須到達最佳采收期后采收，有效成分累積最多，品質最佳，且資源得以充分發揮應用。采收時間一般為9月中、下旬至10月初，當外果皮由綠色變成棕褐色，并有個別果實開裂露出部分栗褐色的種粒時，須及時采集[30]；否則，種粒散落后7-10天，當種子含水量降至36.7%時，即顯干癟狀并喪失生命力。

果實成熟后常采用果實自然脫落或大風吹落的自然采集法；或借助采種鉤或高枝剪等采種工具的人工采集法[16]。采收后將果實堆在干凈透風平地，蓋上網袋、草簾或院內陰干，每天翻動數次，待果實開裂后，剝去外皮，選取個大、飽滿、色澤光亮、無病蟲害的種粒以作藥用[31]。

4 質量標準

由于不合理使用農藥，特別是化學農藥如除草劑，以及重金屬超標的產地環境，農殘和重金屬通過食物鏈進入人體內，并長期蓄積、滯留，常引發慢性中毒，誘發多種慢性疾病，危害人類健康[32]，需建立無公害娑羅子質量標準，保障藥材安全使用。無公害娑羅子是指農藥、重金屬及有害元素等多種對人體有毒物質的殘留量均在限定的范圍以內的娑羅子。無公害娑羅子質量包括藥材材料的真偽、農藥殘留和重金屬及有害元素限量、及總灰分、浸出物、含量等質量指標。

4.1 基原

基原植物為七葉樹科七葉樹屬天師栗A.wilsonii Rehd.的干燥成熟種子[3]。采用分子鑒定技術或（和）化學檢測手段對其進行準確鑒定，確保種植來源準確，臨床用藥安全。

4.2 無公害質量標準

4.2.1 農藥、重金屬及有害元素殘留限量

娑羅子藥材未建立農藥殘留和重金屬及有害元素限量相應標準，但通過多年來娑羅子產地、市場等數據分析，并參考《中華人民共和國藥典》、美國、歐盟、日本及韓國對甘草的相關標準以及ISO18664:2015《Traditional Chinese Medicine-Determination of heavy metals in herbal medicines used in Traditional Chinese Medicine》、GB2762-2016《食品安全國家標準 食品中污染限量》、GB2763-2016《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》等現行標準規定，建議無公害娑羅子應達到相關藥材的國家標準、團體標準、地方標準以及ISO等相關規定，保證用藥安全，避免產生其他危害。

4.2.2 含量及檢查[3]

娑羅子主要有效成分為七葉皂苷，按高效液相色譜法（《中華人民共和國藥典》2015 年版一部:附錄ⅥD）測定，七葉皂苷A 含量應≥0.7%。另外其他項檢查規定，水分不得≤13.0%，總灰分≤5.0%。

5 結語

天師栗既是中藥娑羅子的重要基原植物，又是觀賞樹木，廣泛分布于陜西、四川、河南、湖北、北京等地。天師栗應用范圍較廣，其葉芽可代茶飲；皮、根提取物可制成肥皂；葉、花可做成染料；種子作為食用，其味與板栗類同，可提取淀粉、榨油，另外也可藥用，具有理氣、殺蟲、安神等作用作為木材，質地較輕可用來造紙、制作家具及工藝品等[33]。近幾十年，娑羅子的藥用研究逐步加深，現已開發注射劑、片劑、栓劑、膠囊等藥品，并在臨床上廣泛應用，效果顯著，具有良好的市場前景。伴隨著市場需求量的增加，加之天師栗生長緩慢，野生資源不斷遭到破壞，現有的資源蘊藏量已無法滿足生產需求，故需要對其進行科學、無公害、規范化的人工種植研究[5,6]。近幾年，基于GIS基礎平臺，研究者們相繼開發出來TCMGIS、GMPGIS 等技術，對中藥材產地生態適宜性、品質適宜性等進行區劃研究，科學引導中藥材、精準選擇生產環境、規范化種植[34]。產地環境是基礎，種質資源是關鍵。隨著分子生物學以及基因組學的快速發展，植物育種學的工具箱越發豐富，分子育種對培育優良品種具有重要意義。

天師栗常采用種子直播育種，但繁殖率較低，種子數量較少且難貯藏，扦插、嫁接和組織培養等方式成活率也較低[35]。無公害規范化種植能夠為提升種子種苗繁育提供科學依據，對擴大種質資源、提高娑羅子藥材質量、增加經濟效益起到促進作用。但為追求高產量，盲目的使用肥料，噴施化學農藥，導致農殘和重金屬超標等問題頻頻出現，嚴重破壞了生態環境的平衡，極大影響了無公害中藥材的質量。無公害規范化中藥材種植的提出，為品種選育、合理施肥和正確使用農藥等工作提供重要參考依據[36,37]，為可持續戰略發展做出極大貢獻。

本研究主要依托推廣單位自有基地多年來天師栗生產數據為主，兼顧其它單位生產和科研情況，天師栗和七葉樹在生態分布、生理特征、種子形態等均具有很高的相似性[38]，借鑒七葉樹的栽培種植方式，結合實際種植情況，本規范可適用于天師栗無公害基地生產。

中藥材無公害精細化栽培體系旨在根據天師栗生長特性，為其精準挑選產地、栽培技術的指導、合理施肥、病蟲害綜合防治、確定最佳采收等方面提供理論基礎和科學依據，為提高娑羅子優質高產提出較為完整的指導體系[39]，并為無公害娑羅子藥材建立質量標準和樹立種植規范。精細化栽培對中藥材生產、種植、采收、檢驗等生產鏈條的每一操作進行相關指導和可能出現的危害進行評價，并提出危害的預防和防控措施，指導企業和農戶監管娑羅子的生產與質量把控。