升麻无公害种植技术探讨＊

任伟超，孙 伟，孟祥霄，刘运伟，马 伟

（1. 黑龙江中医药大学药学院 哈尔滨 150040；2. 中国中医科学院中药研究所 北京 100700；3. 伊春林业科学院 伊春 153000）

升麻始载于《神农本草经》，为处方中常用药材。《中华人民共和国药典》2015 年版规定升麻为毛茛科植物大三叶升麻Cimicifuga heracleifolia Kom.、兴安升麻C. dahurica（Turcz.）Maxim.或升麻C. foetida L.的干燥根茎，具有发表透疹、清热解毒、升举阳气的功效，常用于风热头痛，咽喉肿痛，麻疹不透，子宫脱垂等症[1]。现代研究表明，环菠萝蜜烷型三萜及其皂苷、苯丙素类、色原酮类及生物碱等是升麻属植物的主要成分，其中环菠萝蜜烷型三萜类成分是升麻属植物的特征性成分，具有解毒、抗病毒和治疗妇女更年期综合症及抗骨质疏松等作用[2-8]。早春时节，东北地区人们常食用升麻的幼芽，清香爽口，略带苦味[9,10]。

升麻为多年生草本植物，生长周期在4年以上，且不易种植。近年来，研究人员已开展兴安升麻仿野生栽培、保护地冷棚栽培技术的研究，初步形成了栽培技术流程，但目前未见升麻药材无公害栽培技术报道[11]。升麻作为道地野生品种，随着其用量不断增加，不仅在国内销售，同时还出口日本，使得私挖滥采日益严重，野生资源日益减少，生态环境被严重破坏[12,13]。人工栽培是开发资源的新途径，即可保障资源可持续，又可创造经济效益。建立标准化的无公害中药材生产体系，已成为打破中药材生产发展瓶颈的迫切需要和促进中药产业健康发展的必然方向[14-18]。建立科学合理的无公害升麻药材栽培技术体系，将有利于保证升麻药材品质，控制农药残留及重金属含量，来满足国内外市场需求。目前，对兴安升麻和大三叶升麻栽培研究较多，未有升麻栽培相关方面研究。因此，本文以兴安升麻和大三叶升麻为研究对象，通过分析前人研究成果，对兴安升麻、大三叶升麻无公害栽培关键技术进一步展开探讨，为升麻药材无公害精细化生产提供科学依据。

1 无公害升麻栽培环境

野生资源多生长在海拔1 700-2 000 m 阴坡或阳坡的落叶松林、阔叶林、针阔混交林等，且伴生植物种类较多[19]。从土壤类型来看，有含腐殖质的棕色壤土、棕褐色壤土、黑色壤土、肥力较弱风化弱性黏质土等各类土壤，对土壤要求不十分严格；从长势来看，在腐殖土和含腐殖质的沙壤土中植株长势较好；在土壤湿度方面，受季节和降水量的影响，土壤的湿度变化较大[20,21]。兴安升麻和大三叶升麻在蒸发量较小的林下地、路边草地等湿润地长势健壮，但积水过多会导致根部腐烂，因此野生升麻一般不长在在低洼积水处。同时，土壤干旱、贫瘠、光照度过强，会导致植株矮小、瘦弱。兴安升麻和大三叶升麻在生长期中由于幼苗怕强光直射，因此需要适当控制光照；开花结实期需要充足光照。兴安升麻和大三叶升麻喜湿润，喜微酸性或中性的腐殖质土壤，不宜在碱性或重粘土中栽培。兴安升麻和大三叶升麻野生环境生态因子如表1。

表1 兴安升麻、大三叶升麻野生环境生态因子

升麻药材的栽培应按照《中药材生产质量管理规范》（试行）[22]的标准进行管理，升麻药材产地环境应符合良好农业规范（good agricultural practices，GAP）要求和《无公害农产品生产质量安全控制技术规范》（NY/T 2798.3-2015）标准[23]，空气应达到《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准[24]，土壤应达到《土壤环境质量标准》GB15618-2008 二级标准[25]，灌溉水质应达到《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）二级标准[26]。对种植基地的土壤、大气、水质进行定期监测，确保升麻种植基地无污染。无公害升麻的栽培区域应远离工业区、公路主干道及土壤中重金属含量较高的地域。

根据兴安升麻、大三叶升麻生物学特性及《中国药材产地生态适宜性区划（第二版）》[27,28]分析适宜兴安升麻、大三叶升麻种植土壤类型（表2）。由于兴安升麻与大三叶升麻地理分布基本相同，因此两者适宜栽种的土质最为接近，可根据产地适宜性信息指导栽培选地，引种推广。

2 无公害升麻药材种植技术

2.1 种子基原鉴定

种源是保证中药材品质的基础。传统中药材的鉴定方法包括形状鉴定、显微鉴定、理化鉴定，这些方法对鉴定人员的经验要求较高，同时由于药材品质也影响鉴定的准确度。目前完善的中药材DNA 条形码鉴定体系已经形成，已成为传统中药鉴定方法的重要补充，加快了中药鉴定标准化的进程，在可在源头上保证药材基原的准确性。采用DNA 条形码技术，对购买或收集到的升麻药材种子进行基原鉴定，是升麻无公害栽培的前提。

2.2 选地和整地

优质的土壤是保证中药材质量的关键因素。因此，保护土壤结构，防止土壤恶化也是在中药材生产过程中要重点关注的，这样才能持久保证中药材生产才的高产、高效[29-32]。根据兴安升麻和大三叶升麻生长特点，宜选择土层深厚、排水良好的沙壤土，林缘地和林下空地最好。升麻药材以根部入药，保证土壤疏松有利于升麻药材的根系扎下去，促进根系生长有助于药用部位有效成分的积累。通过对土壤进行翻耕，可有效改善土壤结构，使土壤疏松，进而促进药材根系下扎。

2.3 播种育苗

兴安升麻和大三叶升麻均采用种子繁殖方法进行播种育苗。为保证幼苗成活率，在春秋两季采用集中育苗的方法育苗，一年后移栽[10]。种子采收后，将种子保存在湿沙层处理2 个月，可提高种子发芽率。春季在4 月中旬至5 月上旬，保证白天温度在22℃左右，夜晚不低于12℃，土壤湿度应保持在45%-60%。播种时先在畦面上按行距20-25 cm顺畦开沟，沟深4-5 cm，把种子均匀地条播在沟内，覆土1.5-2.0 cm，稍镇压，浇一次透水，并盖稻草保证土壤湿度[18-20]。秋季播种选择在10月中旬至11月上旬，方法与春季相同。

2.4 幼苗移栽

采用一年生兴安升麻和大三叶升麻幼苗生移栽，移栽通常在秋季地上植株枯萎后或春季返青前进行。按株距25-30 cm，行距40-50 cm 进行开穴，穴深10-15 cm，栽种较大者1 个/穴，栽种较小者2-3 个/穴，覆土以盖上顶芽4-5 cm 为宜，栽后浇一次透水[19-21]。秋季移栽应加盖防寒土、盖头粪或防寒帘等。第2 年返青前撤去防寒土或防寒帘，以提高地温。春季移栽应施足底肥，栽后浇足水[19]。

3 合理施肥

根据不同药材的药用部位、有效成分、生长季节等因素合理配置施肥种类和施肥方式，能进一步提升中药材质量，保证疗效。在对肥料的处理上应严格按照无公害化标准进行。针对农家肥，应通过高温堆肥的方式对人畜粪便进行无公害化处理[33]。升麻为根类药材，首先应满足植株对底肥的需求，在生长过程中施肥应以钾肥为主，辅助填施氮肥，还要根据各时期植株生长需求，适时追肥[10,21,34]。无公害升麻种植肥料种类及施用方法，如表3。

4 无公害升麻植物病虫害综合防治

4.1 农业防治

农业防治以改变耕作栽培制度和农业生态环境为方法，产生不利于害虫生存的环境，以达到防治目的，是实际生产中防治虫害的重要手段。蛴螬取食蓖麻后，蓖麻碱和蓖麻蛋白会起到麻痹的作用，使其不能入土，降低土壤中蛴螬数量。因此，可利用田边、地头、村边、沟渠附近的空地种植蓖麻，可降低蛴螬对作物的危害。及时清除蛴螬的寄主植物，可有效降低蛴螬虫害发生率[35-38]。通过对施业地块进行深翻、精耕细作，可直接进行机械杀伤，还可将虫蛹翻至地表，使其暴晒致死或冻死，从而起到降低虫害的作用。利用成虫的趋光性，在其盛发期用黑光灯或黑绿单管双光灯诱杀成虫[39,40]。

表3 无公害兴安升麻和大三叶升麻种植肥料种类及施用方法

4.2 生物防治

在无公害中药材栽培过程中已禁止使用高毒化学农药，且蛴螬的抗药性逐渐增强，因此生物防治是防治蛴螬最理想的方法。利用昆虫病原真菌防治蛴螬，是生物防治方法之一。目前，对蛴螬防止有效的病原微生物主要有绿僵菌、白僵菌[41,42]。使用布氏白僵菌处理具有较强寄生力的东北大黑鳃金龟，防治效果达到66.9%-85.0%；对华北大黑鳃金龟3 龄越冬幼虫，僵虫率达76.47%，且药效持久，可延续至第2年。

4.3 化学防治

目前，化学防治还不能完全被其它防治方法替代，但造成的农药残留、环境污染和病虫害抗性等已引起人们的重视。所以，应以不用或少用高毒、高残留农药为原则，优先使用农业防治、物理防治、生物防治措施，化学农药防治作为辅助手段，以达到减少中药材的农药残留及环境污染的目的。本研究总结了兴安升麻和大三叶升麻种植过程中常见病虫害种类及防治措施（表4）。

5 无公害种植管理与药材采收

依据兴安升麻和大三叶升麻生长特点，应采取有效的无公害种植管理措施，实现生产无公害中药材的目的。春季根据气候干燥程度要适量淋水保温，锄草的深度要浅，防止伤及根茎，在嫩芽出土前，培土2-3次，每次培土3 cm，有利于兴安升麻和大三叶升麻地下部分的生长。2 年生植株种子质量较差，不宜作为留种，可在初期剪去花蕾，以利根茎生长。7-8月份雨季到来前适当培土，以防积水。干旱时要及时浇水，保持土壤湿润，促进植株生长。秋季植株干枯后，在畦上铺10 cm 的有机肥，可起到施肥保温的作用，有利于第二年提早返青。升麻药材一般栽后4年采收。秋季将根茎挖出、除去泥土，晾晒至八成干，用火燎去须根，再晒至全干，装袋包装于通风干燥处保存。

表4 无公害兴安升麻和大三叶升麻病虫害种类及防治方法

6 讨论及展望

长期以来中药材无序生产、农药化肥不规范使用、质量标准缺失等问题，严重影响升麻药材的质量。本文建立了升麻药材无公害栽培体系，促进升麻药材无公害、标准化、产业化发展。

建立完善的升麻无公害种植技术体系，有利于升麻药材生产的标准化，有助于升麻种质资源的保护，有利于该技术在道地产区的推广，进一步推动中药材种植产业的健康可持续发展。升麻种质资源保护存在3 个方面问题：一是现阶段市售升麻药材全部来源于野生资源，且野生资源数量有限；二是市场需求量逐年增大，人们的资源保护意识淡薄，在利益的驱使下野生资源被乱采；三是目前升麻栽培技术还不成熟，未见大面积的升麻栽培基地。如不及时采取措施会使资源的再生能力无法恢复，导致升麻种质资源遭到不可逆性破坏。

建立升麻药材无公害栽培体系，首先对升麻种质资源进行保护，采用DNA 条形码技术对升麻种质资源进行鉴定，根据基原分别进行野生种质资源保护。孙伟等[43]，运用高分辨率溶解曲线技术对升麻药材和混伪品进行了检测，结果表明，升麻正品药材特异性强，不同物种能各自聚为一支，且正品升麻药材与混伪品易于区分。本课题组曾运用DNA 条形码技术对升麻药材及其混伪品进行鉴定，研究结果表明升麻的3 个基原能够明显区分，并对购买的20份市售升麻药材进行了鉴定，发现市售药材均为升麻正品，且其中19 份为兴安升麻，1 份为升麻[44]。根据对市售药材的分析推断，目前升麻和大三叶升麻的野生资源较少，相比之下虽然兴安升麻野生资源较多，但长此以往兴安升麻野生资源也面临枯竭的危险。因而，以无公害栽培标准研究升麻药材的栽培技术将有助于其种质资源的保护，有利于该技术在道地产区的推广。

本研究采用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统（GMPGIS）对兴安升麻和大三叶升麻野生环境生态因子进行了分析，多因素指导药材栽培基地的选址，保证药材质量。运用DNA条形码技术可对升麻药材的种源进行鉴定，从源头保证升麻药材质量。在对升麻药才病虫害防治方面增加了生物防治、农业防治的方法，保证了升麻药材的无公害化。

判定无公害中药材的重要标准就是在栽培中农药用量的多少、采收药材的农药残留以及重金属含量。目前已进行了冬虫夏草[45]、人参[46]、党参[47]、郁金[48]、麻黄[49]等[50-53]中药材的无公害栽培研究，根据各药材生长特性，有针对性的制定无公害栽培技术指导方案。根据目前升麻栽培技术中的实际问题，推动土壤改良和修复技术的研究，控制并降低土壤的农药残留和各种致病因子、调整土壤结构、增强土壤肥力。在病虫害防治方面，要从目前的以化学防治为主向以农业、生物防治为主的无污染、低毒的多方面植物病虫害防治体系转变，积极研发适合施用的高效低残留的农药种类，减少农残及重金属污染。根据升麻的不同时期根部对土壤疏松程度的要求，在田间加装半自动或全自动遮阴装置，改进田间给排水设施，改进或引进田间松土机械，优化田间管理措施。在新品种选育方面，本草基因组学已推动中药材优良品种的筛选向分子水平迈进，根据易受相关病虫害的特点，可定向培育抗病虫害、抗淹水的新品种，缩短选育时间，加快选育效率，从而提高升麻药材品质[54]。在对药材进行无公害种植的同时要更加注重药材品质的提升。进一步加大对药材有效成分含量与栽培技术相关性研究，通过优化栽培技术进而提升药材品质，使药材品质接近或等同于野生药材。根据药材品质，制定升麻质量等级划分标准，满足市场上的不同需求。