天師栗無公害規(guī)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(yī)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(yī)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(guī)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(nèi)各地在天師栗的苗木生產(chǎn)過程中，一般采用傳統(tǒng)直播法進行繁殖，但存在生長速度較慢，年產(chǎn)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(chǎn)量逐年下降，市場供不應求。以純粹追求娑羅子產(chǎn)量為導向的人工栽培方式、盲目引種栽培和擴大生產(chǎn)規(guī)模以及濫用農(nóng)藥與化肥，導致娑羅子品質(zhì)稂莠不齊、農(nóng)殘和重金屬污染等問題時常發(fā)生，給娑羅子藥材的安全合理應用帶來了很大的風險，給優(yōu)質(zhì)中藥材的生產(chǎn)也帶來了很大困難[6]。

無公害中藥材規(guī)范化種植應遵循中藥材產(chǎn)地適宜性優(yōu)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(guī)范化種植對提高中藥材品質(zhì)，保障中藥材安全，促進產(chǎn)業(yè)升級以及保障中藥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)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(guī)范化種植中重要環(huán)節(jié)，為天師栗無公害規(guī)范化種植體系的建立奠定理論基礎，為促進娑羅子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供科學依據(jù)。

表1 天師栗的主產(chǎn)地環(huán)境生態(tài)因子值（GMPGIS-II）

1 無公害產(chǎn)地環(huán)境

產(chǎn)地環(huán)境決定植物是否適宜生長，是無公害規(guī)范化種植的基礎。應遵循應地制宜，科學規(guī)劃，合理布局的原則。無公害娑羅子種植的產(chǎn)地環(huán)境選擇主要包含產(chǎn)地生態(tài)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(huán)境、空氣環(huán)境、水環(huán)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(yè)“三廢”、城鎮(zhèn)生活、醫(yī)療廢棄物等污染區(qū)和土壤重金屬含量高的區(qū)域[12]，主要以山區(qū)和園林為主。

1.1 生態(tài)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(jù)天師栗生物學的特性，依據(jù)GMPGIS-II 中21個生態(tài)因子進行產(chǎn)地的精準選擇[14]。

根據(jù)天師栗的野生資源采樣點的生態(tài)因子值和相關的文獻記載，本研究利用GMPGIS-II 對采樣點生態(tài)因子進行提取，GMPGIS-II 對上一版本系統(tǒng)中的氣候因子數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫來源于worldclime和climond，此外采樣點數(shù)據(jù)庫也進行了實時更新，物種生長區(qū)域生態(tài)因子的種類與數(shù)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(huán)境的選擇，主要依據(jù)GMPGIS-II 中土壤類型的規(guī)定，主要適宜分布區(qū)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(jù)產(chǎn)地適宜性信息指導栽培選地和調(diào)整植物生長所需外界因子，有利于娑羅子藥材的高效產(chǎn)出。

1.2 土壤的選擇與整改

根據(jù)天師栗的主要生物學特性和生產(chǎn)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(zhì)壤土作為種植場所[15]。

天師栗種植大多位于丘陵地區(qū)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(nèi)部地勢低洼，另外內(nèi)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(jù)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(jù)園林整體布局和規(guī)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(nèi)低，須翻土30 cm以上。

2 無公害種植管理

2.1 優(yōu)良品種選育[17]

育種的本質(zhì)是眾多優(yōu)良遺傳性狀的聚集，針對天師栗種植情況，選擇適宜抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、商品性好的優(yōu)良品種。選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)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(tǒng)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?。┙Y合主要成分（七葉皂苷）含量通過多代純化篩選，實現(xiàn)增產(chǎn)或高抗的目的，然而傳統(tǒng)育種工作依賴于經(jīng)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(fā)展，并與作物育種應用領域緊密結合[18]。運用現(xiàn)代生物分子技術（如組織培養(yǎng)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(yōu)質(zhì)高產(chǎn)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(chǎn)，目前也是我們正在開展和推進的方向。

優(yōu)良品種是天師栗高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、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(jù)產(chǎn)地環(huán)境現(xiàn)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(yōu)質(zhì)種子的選擇

種子是種植環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)，好的種植是豐產(chǎn)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(xiàn)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(yǎng)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(nóng)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 ?！g-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(jīng)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(nèi)施肥不能少于2 次，即在速生期、封頂期施用[24]。根據(jù)調(diào)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(shù)，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(zhì)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(huán)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(jù)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(nèi)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(shù)。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(nèi)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(nèi)膛枝、纖細枝、病蟲枝及生長不良枝剪除，以促進養(yǎng)分集中供應，形成良好樹冠。

除草：天師栗栽種后2年內(nèi)應經(jīng)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(xiàn)的現(xiàn)象，一方面會造成產(chǎn)量和品質(zhì)的降低；另一方面使用化學農(nóng)藥來防控病蟲害，不僅增加生產(chǎn)成本且會對環(huán)境造成污染，還會通過食物鏈使中藥材中殘留的農(nóng)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(nóng)藥的使用主要根據(jù)實際情況而調(diào)整，在落葉病發(fā)病初期噴倍量式波爾多液200-240 倍液，噴灑量每畝150-250 L，發(fā)病嚴重需每隔半月噴灑1次，連續(xù)噴灑3-4次；對于炭疽病發(fā)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(fā)病嚴重需每隔一周噴灑1 次，連續(xù)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(xù)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(zhì)，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(zhì)最佳，且資源得以充分發(fā)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(wǎng)袋、草簾或院內(nèi)陰干，每天翻動數(shù)次，待果實開裂后，剝?nèi)ネ馄?，選取個大、飽滿、色澤光亮、無病蟲害的種粒以作藥用[31]。

4 質(zhì)量標準

由于不合理使用農(nóng)藥，特別是化學農(nóng)藥如除草劑，以及重金屬超標的產(chǎn)地環(huán)境，農(nóng)殘和重金屬通過食物鏈進入人體內(nèi)，并長期蓄積、滯留，常引發(fā)慢性中毒，誘發(fā)多種慢性疾病，危害人類健康[32]，需建立無公害娑羅子質(zhì)量標準，保障藥材安全使用。無公害娑羅子是指農(nóng)藥、重金屬及有害元素等多種對人體有毒物質(zhì)的殘留量均在限定的范圍以內(nèi)的娑羅子。無公害娑羅子質(zhì)量包括藥材材料的真?zhèn)?、農(nóng)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(zhì)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(zhì)量標準

4.2.1 農(nóng)藥、重金屬及有害元素殘留限量

娑羅子藥材未建立農(nóng)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(chǎn)地、市場等數(shù)據(jù)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(nóng)藥最大殘留限量》等現(xiàn)行標準規(guī)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(guī)定，保證用藥安全，避免產(chǎn)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(guī)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(zhì)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(xiàn)已開發(fā)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(xiàn)有的資源蘊藏量已無法滿足生產(chǎn)需求，故需要對其進行科學、無公害、規(guī)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(fā)出來TCMGIS、GMPGIS 等技術，對中藥材產(chǎn)地生態(tài)適宜性、品質(zhì)適宜性等進行區(qū)劃研究，科學引導中藥材、精準選擇生產(chǎn)環(huán)境、規(guī)范化種植[34]。產(chǎn)地環(huán)境是基礎，種質(zhì)資源是關鍵。隨著分子生物學以及基因組學的快速發(fā)展，植物育種學的工具箱越發(fā)豐富，分子育種對培育優(yōu)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(shù)量較少且難貯藏，扦插、嫁接和組織培養(yǎng)等方式成活率也較低[35]。無公害規(guī)范化種植能夠為提升種子種苗繁育提供科學依據(jù)，對擴大種質(zhì)資源、提高娑羅子藥材質(zhì)量、增加經(jīng)濟效益起到促進作用。但為追求高產(chǎn)量，盲目的使用肥料，噴施化學農(nóng)藥，導致農(nóng)殘和重金屬超標等問題頻頻出現(xiàn)，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡，極大影響了無公害中藥材的質(zhì)量。無公害規(guī)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(nóng)藥等工作提供重要參考依據(jù)[36,37]，為可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)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(chǎn)數(shù)據(jù)為主，兼顧其它單位生產(chǎn)和科研情況，天師栗和七葉樹在生態(tài)分布、生理特征、種子形態(tài)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(guī)范可適用于天師栗無公害基地生產(chǎn)。

中藥材無公害精細化栽培體系旨在根據(jù)天師栗生長特性，為其精準挑選產(chǎn)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(jù)，為提高娑羅子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)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(zhì)量標準和樹立種植規(guī)范。精細化栽培對中藥材生產(chǎn)、種植、采收、檢驗等生產(chǎn)鏈條的每一操作進行相關指導和可能出現(xiàn)的危害進行評價，并提出危害的預防和防控措施，指導企業(yè)和農(nóng)戶監(jiān)管娑羅子的生產(chǎn)與質(zhì)量把控。