綠肥在中藥材上的應用研究進展

摘" 要：中藥材是中醫藥產業發展的物質基礎。隨著中醫藥產業快速發展，中藥材種植面積不斷擴大，連作障礙嚴重影響中藥材的產量和品質。綠肥作為天然優質肥料，具有培肥地力、改善土壤結構、增加土壤養分等優勢。因此，綠肥可作為中藥材種植中緩解連作障礙的重要舉措。研究表明，綠肥作物應用于中藥材可以提高中藥材的產量和品質，同時也能改善中藥材種植的土壤條件，減少化肥的使用，為環境友好型可持續發展和中藥材產業綠色發展奠定基礎。

關鍵詞：綠肥；中藥材；連作障礙；應用；研究進展

中圖分類號：F326.12" " " 文獻標志碼：A" " " " "文章編號：2096-9902（2024）24-0062-05

Abstract： Chinese medicinal herbs are the material basis for the development of the traditional Chinese medicine industry. With the rapid development of the traditional Chinese medicine industry， the planting area of Chinese medicinal herbs continues to expand， and the continuous cropping obstacles of Chinese medicinal herbs seriously affect the yield and quality of Chinese medicinal herbs. As a natural high-quality fertilizer， green manure has the advantages of improving soil fertility， improving soil structure， and increasing soil nutrients. Therefore， green manure can be used as an important measure to alleviate continuous cropping obstacles in the cultivation of Chinese medicinal herbs. Studies have shown that the application of green manure crops to traditional Chinese medicinal herbs can improve the yield and quality of traditional Chinese medicinal herbs. At the same time， it can also improve the soil conditions for the cultivation of traditional Chinese medicinal herbs， reduce the use of chemical fertilizers， and lay the foundation for environmentally friendly sustainable development and the green development of the traditional Chinese medicinal herbs industry.

Keywords： green manure; traditional Chinese medicine; continuous cropping obstacle; application; research progress

中藥材是中醫臨床的主要用藥來源，是中醫藥產業發展的物質基礎。“十三五”以來，中藥材產業基礎地位突出，國家政策的大力扶持，中藥材產業取得長足的發展[1]。《“十四五”中醫藥發展規劃》中指出要加強中藥資源保護與利用，推動中藥產業高質量發展。我國作為中藥材消費大國，中藥材進出口大國，中藥材的種植區域、種植面積正在持續快速增長[2]。自新冠疫情以來，中醫藥產業迅速發展，伴隨著中藥材市場的不斷擴大，種植中藥材有著廣闊的前景。但中藥材不同于其他常規作物，受環境、氣候等條件因素影響，其道地產區種植土地面積有限，在生產過程中極易產生連作障礙，導致病蟲害增多、藥性衰減，藥材質量不達標等，影響中藥材產業發展。我國多數中藥材在種植過程中常年受連作障礙問題影響，特別是根莖類藥材，如丹參、地黃、三七和半夏等較為普遍[3]。因此，尋求緩解連作障礙的方法對中藥材種植及環境保護具有重要意義。

綠肥是一種養分完全的優質生物肥料[4]，可有效改善土壤理化性質、土壤結構，增加土壤養分，提高土壤的保水保肥和供肥能力，減少水土流失，并且翻壓綠肥植株，可提供大量有機質，促進作物生長，有助于土壤可持續發展，是農業生產中重要的輪作倒茬作物。20世紀初，為提高農作物產量及品質，化肥大面積應用于農業生產，綠肥種植面積不斷減少。隨著長期使用化肥，土地鹽堿化程度高、土壤板結、地力減弱等問題日益嚴重。黨的十八大以來，習近平總書記多次強調和闡述“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅持人與自然和諧共生，指明了實現發展和保護協同共生的新路徑[5]。2015年，農業部制定出臺了《農業部關于打好農業面源污染防治攻堅戰的實施意見》，明確要求到2020年，實現“一控兩減三基本”的目標，同時制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，大力推進化肥減量提效、農藥減量控害，積極探索產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的現代農業發展之路[6]。

1" 綠肥的種類和特點

綠肥作物是將生長中的新鮮植物體作為肥料翻壓至土壤中，或者是與其他作物進行間作、套作或者輪作后，可改善土壤結構，增加土壤有機質、增加土壤有益菌的數量，減少土傳病蟲害的發生，促進其他作物健康生長[7]。我國地域廣闊，南北跨度大，受氣候、降水量、土壤類型等因素的影響，綠肥種植具有較強的地域性[8]。根據地域及氣候特點，青海、內蒙古、黑龍江等北方地區主要種植的綠肥品種有紫花苜蓿、油菜、草木樨、苕子及燕麥等[8-11]；華南、華東等熱帶和亞熱帶地區主要種植的綠肥品種適應為潮濕氣候的紫云英、藍花子、綠豆及飛機草等[12-14]。

我國綠肥種質資源豐富、分布廣泛，且種植歷史悠久，具有廣闊的發展前景。經過長期自然選擇、人工培育及國外引進，目前我國綠肥種質資源多達20 000余份，有10科42屬60多種，共1 000多個品種[7]，主要在南方冬閑期使用較多，其中有400多個常用綠肥品種被廣泛應用于農業生產[7，15]。根據綠肥種植特點及品種特性，采用不同方法對綠肥進行分類。目前，在農業生產中，依據種植綠肥季節性特點，可分為夏季、春季、秋季和冬季綠肥，如廣泛應用的冬季綠肥紫云英，夏季綠肥豇豆、田菁等[16]；或者根據綠肥生長期特點，將綠肥分為短期、一年生和多年生綠肥，如黃豆、苕子、紫花苜蓿等[17]；或者根據綠肥特點，依據植物分類學將綠肥分為豆科、禾本科、十字花科、水生綠肥、菊科綠肥和其他科屬綠肥作物。豆科類綠肥具有發達的根系，且根部含有“根瘤菌”，可以固定大氣中游離的氮素，疏松土壤，提高土壤肥力。禾本科綠肥具有生長期短、快速生長、根系發達、地上部分茂盛等特點，可以疏松土壤，提高土壤有機質含量。十字花科綠肥強大的根系可深入土壤內部，促進土壤中磷元素的吸收[18]。豐富的綠肥種質資源及悠久的綠肥種植歷史，為我國綠肥利用研究奠定了基礎。

由此可見，種植不同種類的綠肥，其產生的作用效果也不同。因此，在實際生產應用中，根據土壤類型及特點，利用不同種類綠肥的優勢特點，采用混合播種的方式種植綠肥，可以更好地改善土壤理化性質、培肥地力，進而達到改良土壤、增產增收的目的[18]。并且，我國綠肥的栽培方式主要有間作、套作、輪作等模式及肥飼兼用型綠肥牧草生產模式[19]。在生產中以不同種植模式種植綠肥，不僅能培肥地力、改善土壤結構、增加土壤營養元素，還能夠避免化肥過度使用，保證土壤可持續利用，同時減少水土流失，改善農田生態系統[18]。

2" 中藥材連作障礙的影響

在全世界范圍內，不同植物普遍存在連作障礙現象，植物連作造成病蟲害嚴重，抗逆性下降，產量和品質下降。目前，中藥材因其道地產區種植土地面積受限，極易造成連作障礙問題。中藥材連作后，土傳病害發生機率增加，致使植株長勢變弱，其抗逆性、光合速率降低，影響植株正常進行光合作用，進而影響植株正常生長，最終導致植株產量和質量降低，并且多年連作后的植株殘體、腐蝕物、病原微生物等影響中藥材植株正常生長及代謝，導致中藥材產生化感自毒作用，抑制下茬中藥材正常生長。張重義等[20]研究表明，地黃連作后，苗期開始出現連作障礙效應，且在重茬逆境下地黃啟動防御機制，表現出SOD酶活性升高，隨著連作時間的增長，SOD活性降低。劉世鵬等[21]研究發現，隨著連作年限的增加，附子根際土壤中硝態氮、銨態氮、磷酸鹽、S含量逐步增加，土壤pH降低，且根際土壤微生物中可增強植株抵抗力的有益菌減少，致病菌增加，進而導致附子發病率替身，產量減少、質量降低。白術連作后，株高降低、葉片數量減少，導致生長受到影響，嚴重影響產量和品質[22]。半夏是忌連作的藥材，連年種植會導致半夏病蟲害嚴重，植株死亡率上升，且植株長勢受抑制，POD、MDA、SOD、可溶性糖和可溶性蛋白含量升高，導致半夏減產、質量下降，所以半夏種植需進行輪作倒茬5～7 a，但種植區域土地面積受限，半夏輪作倒茬困難，嚴重制約了半夏的發展[23]。黃鈺芳等[24]研究表明，蘭州百合連作后其苗期、鱗莖發育期及成熟期均受到抑制，并且隨著連作年限增加，生長受抑制情況加劇。

3" 綠肥在中藥材種植中的應用

3.1" 綠肥在中藥材上的應用栽培模式

我國綠肥栽培歷史悠久，早在公元3世紀以前，中國便利用雜草養地，后漢《四明月令》中詳細記述了苜蓿、刈當茭的種植記錄[25]。根據西晉郭義恭《廣志》記載，當時已在稻田廣泛種植冬綠肥苕子用以養地[25]。后魏賈思勰所著的《齊名要術》中詳細論述了綠肥種植及利用方式方法[5]。目前，綠肥在生產中主要應用模式包括間作、套作、輪作模式、肥飼兼用型綠肥牧草生產模式及果園綠肥種植模式[19]。根據中藥材的生長特性及土壤條件選擇適宜的綠肥種類，不僅能提高中藥材產量及品質，也可以達到最佳肥效和生態效益。研究表明[25-30]，根莖類中藥材與禾本科、菊科等作物輪作間作，可以降低酚酸類物質，改善土壤微生物種群，提高土壤有機質和土壤酶活性等，提高中藥材產量和品質。周洋[31]將黨參與小麥進行套作，改善了黨參種植的土壤環境，有效提高了黨參的種苗品質，同時提高了黨參的光合速率，緩解了黨參連作障礙的影響，有效增加農民種植收益。劉智赫[32]研究表明，北沙參與牛膝或玉米輪作后，有效降低北沙參根腐病發病率，提高根部浸出物及香豆素含量，且北沙參的長勢較好，品質得到提升。何志貴[33]研究發現，半夏與小麥輪作后，酚酸物質的遷移過程發生動態變化，減小了酚酸物質對半夏的危害，同時改善了土壤微生物菌群結構，提升了有益菌數量，有助于半夏正常生長。

3.2" 綠肥對中藥材連作障礙的影響

植物連作障礙是多因素互作的結果，主要包括植株化感自毒作用、土壤理化性質改變、根際微生物種群發生變化、土傳病蟲害的發生等[34]。為緩解和消減連作障礙的影響，科研人員相繼開展抗連作障礙品種的選育、土壤消毒、種植模式、施肥方式等研究。我國綠肥資源豐富且分布廣泛，從二十世紀五六十年代起，人們引種大量綠肥用于土壤改良和土壤肥力提升。研究表明，種植綠肥具有增加植被覆蓋度、有效利用光熱資源、改良土壤理化性狀、增加土壤有機質、增加土壤有益菌數量，并且能降低土壤pH等功效[35-37]。牛雅瓊等[38]研究發現，翻壓不同種類的綠肥作物，土壤容重下降，土壤含水率、孔隙度、土壤養分等有不同程度的增加，且能提高獼猴桃的產量與品質，同時改善獼猴桃園的土壤條件。葉文斌等[39]研究表明，當歸和馬鈴薯輪作后，可減少土壤中尖孢鐮刀菌數量，緩解連作障礙對當歸正常生長的影響。并且種植綠肥，不僅改善土壤微生物群落結構，增加有益菌的數量和活性，而且能重新建立土壤微生態系統平衡[40]。

根據中藥材的生長特性、生長環境及土壤條件等因素，選擇不同種類的綠肥對中藥材的生長及土壤改善程度存在差異。研究表明，牛膝輪作并施用牛膝全株綠肥，懷地黃連作障礙消減率為36.06%，且地黃根系活力呈上升趨勢，影響顯著[3]。并且不論種植牛膝與地黃進行輪作，還是選用菊花進行輪作，都可以消減連作障礙對地黃生長發育的影響，同時也能有效降低連作對地黃活性成分積累、產品加工品質的影響[41]。仲彩萍等[42]研究發現，黨參-馬鈴薯-蠶豆-綠肥輪作栽培模式，可顯著減少黨參根腐病的發生，使黨參每畝（1畝約等于667 m2）產量增加50 kg，純收益每畝增加538元。據報道，將金銀花與甘草套種，不僅能夠提高金銀花的產量和質量，而且甘草作為豆科植物可以為金銀花提供充足的養分，從而達到“以藥養花”的目的，進而提高經濟效益。解有仁等[43]研究發現，將豆科植物箭舌豌豆與枸杞進行間、套作，箭舌豌豆有助于在開花結果時為枸杞提供氮、磷、鉀等養分，進而提高枸杞產量和質量。三七忌連作性強，郭宏波等[44]分析認為，三七水旱輪作時，可以使土壤進行干濕交替變換，有效降低連作障礙對三七生長的影響。特別是，前茬旱季種植豆科類作物或紫云英等綠肥，可以增加土壤肥力；在水季基肥中施用有機肥和秸稈或綠肥，可以確保土壤肥沃，保證三七有足夠的營養正常生長。趙楊景等[45]研究發現，西洋參與紫蘇輪作效果較好，且在輪作時用紫蘇子作西洋參的肥料可提高西洋參的存苗率，增加生物學重量。周芳[46]研究結果表明，種植綠肥可促進白術生長，提高白術存苗率、產量和品質，且種植綠肥后，白術根部細菌、放線菌數量增加，真菌數量減少，有效改善土壤微生物種群，為白術生長提供良好的土壤環境。

4" 展望

中藥材是中國傳統醫學的重要組成部分，也是中醫藥事業傳承和發展的物質基礎。我國中藥材栽培歷史悠久，具有很高的經濟價值。在生產過程中，不僅要注重藥材產量，更要關注藥材品質。中藥材的品質往往取決于其藥用成分的含量，在臨床中有著舉足輕重的作用。隨著中醫藥產業的發展，中藥材的需求量不斷增加，解決中藥材連作障礙問題迫在眉睫。綠肥是天然有機肥料，能夠有效改善因連作障礙引起的土壤板結、土壤理化性質改變，透氣性差等問題，減少CO2和有害氣體在根系周圍的積累，減少化感自毒物質的積累，提高土壤保水、保肥能力，對緩解中藥材連作障礙的研究有重大意義。因此，綠肥在中藥材種植中具有廣闊的發展前景，深入研究綠肥種類、栽培技術及其對土壤環境和中藥材生長品質的影響，可進一步優化中藥材綠色種植模式，提高中藥材產量和品質，推動中醫藥產業可持續發展。

目前，綠肥在發展過程中依然存在較多的問題。種植綠肥主要用于培肥地力、改善土壤性狀，直觀效益不明顯。并且受氣候、種植區域、綠肥種類、中藥材生長環境和土壤條件等多因素影響，綠肥種類的選擇、種植技術等缺乏相應的標準及配套措施，無法發揮綠肥最佳優勢。我國綠肥種類繁多，缺少優良的綠肥種質資源，價格波動幅度大，且隨著農村勞動力的大量流失，勞動力成本增高，因此，農民對于綠肥種植積極性不高；且種植綠肥后還需進行相應的田間管理，導致種植綠肥成本較高。同時，為提高綠肥利用效率，綠肥翻壓與利用的時間對中藥材的生長和土壤改善質量有重要的影響，并且綠肥翻壓后在腐解過程中，綠肥腐解速度受氣溫、微生物活性等因素影響，養分的釋放速度和數量可能不均勻，導致中藥材生長過程中可能面臨養分供應不足或過剩的問題；并且部分綠肥所攜帶的病原菌及蟲害，若未進行處理，直接在中藥材田中種植，可能會導致中藥材受病蟲害侵染及為害的風險增加，影響中藥材的品質與產量；此外對于綠肥品種的選擇，不僅需要考慮中藥材生長條件及土壤環境，還需要考慮綠肥種植是否與中藥材存在競爭關系，避免綠肥無法為中藥材提供養分，且對中藥材生長空間和養分吸收造成影響。因此，科學合理地選擇綠肥并進行翻壓和利用，進一步探討與優化綠肥在中藥材生產中的關鍵技術，降低綠肥種植成本，加強政策引導和技術支持，推動綠肥在中藥材種植的應用，以推動中藥材生態種植模式的發展，提高中藥材產量和品質，實現中藥材產業綠色發展。

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基金項目：財政部和農業農村部國家現代農業產業技術體系（CARS-21）；甘肅省青年科技基金（22JR11RA285）

第一作者簡介：常瑜（1994-），女，碩士，助理研究員。研究方向為中藥材育種與栽培。