“神仙余粮”—黄精的药用价值以及种植技巧
文|去我的月球谈心
编辑|去我的月球谈心
前言:
黄精(Rhizomapolygonatidelax. exRedoute)是百合科黄精属的一种多年生药本,又称神仙余粮、老虎姜。《中华人民共和国药典》2020版收载了黄精、滇黄精、多花黄精等三种药用植物的干燥根茎。
根据外形特征,可将其划分为大黄精和鸡头黄精和姜形黄精。黄精喜荫、抗冷,多产于土质疏松、肥沃、湿润的林下,也可产于山坡的背阴地带,在我国分布较广。黄精始见于《神农本草经》,是一种药食同源的传统名贵中药,其在我国应用已经有二千多年的历史。
由于其良好的药理功效和保健功效,自2002年被国家卫生部列为食药兼用的名单中。在现代药理学的研究中,它被证实有降血糖、预防心血管疾病、提高人体免疫力、延缓衰老、保护肝脏和抗肿瘤的作用。黄精中的黄精多糖、黄酮类、蒽醌类、皂昔类、生物碱类及氨基酸类等化学成分是其发挥功效的物质基础,它在保健品开发领域有着广泛的应用前景。
黄精药材的经济、社会价值日益凸显,其药材的市场需求日益增加。长期无计划的开发利用会导致其种质资源的枯竭。目前,采用种子繁殖、根茎繁殖和组织培养等方法对黄精进行了快速繁殖。
但目前已报道的多种栽培技术,在黄精苗中普遍存在着种苗繁殖时间较长、地下茎秆繁殖品种易退化、繁殖系数偏低、组培繁殖作业难度大等问题。当前,黄精种植方式有大田培育、林下种植和田间套种三种。黄精生产中存在着多种栽培方式,而栽培方式又是决定其生产品质的主要因素之一。
种子繁殖
黄精种实生苗在八月选择完全成熟的种子,将沙子与种子按照3:1的比例均匀混合,并存放在背阴处30厘米的潮湿的坑中。第二年春天,将筛出的种子按照12~15 cm的行距进行播种,覆盖上浅层的土,并时不时浇上水,保证土壤具有足够的水分,并在泥土上面覆盖上稻草、地膜等,在发芽的时候将杂草除去。
当幼苗长到6-8厘米的时候,就可以进行间苗处理了。黄精的种子质量是影响其种苗繁育的重要因素。根据黄精种子的净度、发芽率、生活力和千粒重,将黄精的种子品质划分为1级、2级和3级。
其中一级质量要求种子的发芽率不低于80%,生命力不低于90%。黄精种子选育中,不同采收时期的种子成熟度及种子预处理等因素对种子品质有较大影响。
研究发现10月1—15日是贵州省六枝特区多花黄精果实的最佳采收期,此阶段采收的绿果和墨绿果分别在发酵16天和阴干处理的条件下种子品质最好。不同品质等级的黄精种子对其发芽率、初生根长及萌发过程所形成的球状结构大小均有影响。
其中以球状结构大小影响最为明显生产中宜选取种皮亮黄色的种子进行种植。
黄精种子存在休眠现象,可采用特定方法提高种子萌发率以缩短黄精育苗时间。
层积处理和化学药品处理是最常用的解除休眠技术。
层积处理(stratification)是解除种子休眠的一种方法,即将种子埋在湿沙中置于1~10℃温度中,经1~3个月的低温处理就能有效地解除休眠。
薛晨阳等发现在低温层积处理中,黄精种子中主要贮藏营养物质在各类酶促反应下分解为可溶性蛋白及糖类等小分子化合物,为胚的分化发育提供能量,从而促进种子萌发。
刘保财研究发现多花黄精种子经低温沙藏结合5mg/lGA3浸种3h处理效果最好,其发芽率可达93.33%此外,利用机械处理、温水浸种、超声处理或多种方式综合处理,均可缩短黄精种子休眠期。
黄精通过种子繁殖,其繁殖系数高,但育苗周期长,未经过催芽处理的种子育苗一般要经过4~5年,而且人工催芽步骤复杂、成本高,目前利用黄精种子繁殖技术育苗还难以实现规模化生产。
根茎繁殖
黄精以根茎繁殖为主,产量高,出苗快,有春、秋两种种植模式。春季播种时间为三月下旬,秋季播种时间为十月上旬。
选择生长健康、无病虫害植株的新鲜根茎,将其先端的幼嫩部分截成几个小段,每段包含两到三节,长度大约在10 cm,待切口稍稍晾干后,在阳光明媚的日子里种植;开沟时,株距15-25厘米,行距20-30厘米,深7-10厘米,覆盖层5-9厘米。
移栽后大约5天浇水,并使土壤保持湿润。在秋末栽种的人应注意,在土壤结冰之前,要盖上稻草或树叶来保暖,在出苗之前,要把它们除去。
黄精的种茎品质直接关系到其种茎繁殖和育苗的产量,对其种茎品质进行分级是黄精标准化栽培的关键。
采用 K均值聚类分析方法,从品质、芽数、茎节数三个方面对黄精种茎进行了分级,结果表明,第2级种茎为最优繁殖材料,产出率最高可达3.47。
另外,黄精根茎繁殖苗的移栽时机也会影响黄精苗的产量。田启建的研究表明,黄精一年生幼苗的最佳移栽时间为育苗第二年12月,也就是田间黄精采收期,成苗率为89%。
黄精以地下茎繁殖,一年即可出苗,可大大缩短育苗周期,但其繁殖系数较低,对病害和害虫的危害较大。因此,黄精根茎育苗技术有待于进一步研究。
组织培养繁殖
黄精的种子繁殖系数较高,但是出苗时间较长;与种子繁殖相比,根茎繁殖周期较短,但繁殖系数较低,消耗较大,不利于推广应用。
近几年来,通过组织培养进行黄精快速繁殖,为解决黄精种苗短缺的问题提供了一条新途径。
研究发现,以黄精根茎为外植体,在MS+2- BA2.0 mg/L+2,4- D0.5 mg/L+ NAA0.1 mg/L+ KT1.0 mg/L条件下,其愈伤组织诱导率达到39.10%。
黄精组培育除以根茎为外植体外,也可以叶片为外植体。研究表明,以黄精叶为外植体,以 MS+6- BA3.0 mg/L+ NAA+糖类为最佳培养基,诱导率最高达53.89%。
黄精组培苗是否有茎叶对其移栽成活率没有显著影响,而是否有生根则是黄精组培苗能否成活的关键,而没有根系的组培苗则根本成活不了。黄精组织培养技术是解决黄精种质资源短缺的重要途径,可在较短的时间内获得大量黄精种质资源。
然而,黄精组培技术还不成熟,存在根茎污染严重,丛生芽诱导率低,技术要求高,投入大,难以规模化推广。
黄精栽培模式研究进展
大田栽培
黄精喜阴,田间种植主要有露地种植和大棚遮阴种植两种方式。在露地种植的时候,最好是选择在具有自然荫蔽条件的山坡边或者沟渠边,如果自然荫蔽效果不好的话,就需要建立大棚来进行人工荫蔽种植。
黄精在田间生长过程中,遮阴程度对其生长有一定的影响。前期研究发现,黄精在大田条件下,经50%的二层遮阴(74.6%)处理,其株高、茎粗、叶长、叶宽和结果数等农艺性状最好。
另外,有研究表明,大田栽培黄精、多花黄精在三月底-四月初越冬芽出土,其出苗率高,且具有一窝多苗的特点。
因此,种植者在种植黄精的过程中,必须加强早春的田间管理,以确保黄精的正常出苗,并提高种植群体的生长质量。苗圃大棚是黄精种植的重要场所,但目前的苗圃管理技术存在着操作繁琐、人工成本高等问题。
目前,在丽水市景宁县高海拔地区,无荫蔽条件下,采用稻草覆盖方式,种植黄精效果显著,一年生块根的生长量较同规格林间套种黄精更高,这种模式不仅降低了黄精种植的投入成本,而且提高了黄精的产量,给种植户带来了可观的经济收益,实现了生态效益和经济效益的双赢。
林下栽培
黄精林下套种具有节约土地,降低成本,易于推广的特点。黄精是一种喜阴、耐湿性很强的植物,适合与其他树木套种,常见的林分有香榧林、锥栗林、杉木林、毛竹林等。
在不同的林分类型下,种植的黄精在生长情况、有效成分积累和产量方面都存在着一定的差异。有研究表明,在香榧林下,套种的多花黄精的生长情况与它的郁闭度有一定的关系。在香榧林的郁闭度为0.7的时候,多花黄精的长势最好,香榧的各项生长指标和单株产量都比较高,因此,复合经营具有最佳的综合效益。
但在实际栽培中,传统的单一香榧—多花黄精种植模式常存在林分郁闭不达标、黄精苗早倒、生长期过短以及黄精林下套种以短养长效果不明显等问题。因此,探索林下黄精生长周期长、地下茎产量高的新种植模式是有待解决的问题。
在香榧—多花黄精—雪莲果三元套种模式下,多花黄精倒苗时间比传统模式延迟了三十多天,根茎增殖倍数以及香榧生长量较传统模式分别提高了37.43%和28.46%,雪莲果当年667㎡经济收入达1318元。
以40%-60%覆盖多花黄精为主要研究对象,采用40-60%覆盖多花黄精套种多花黄精,并通过对9种复合管理模式下多花黄精根茎鲜产量、多糖含量及锥栗品质的测定,研究表明:套种多花黄精(40-60%)与锥栗(锥栗)之间的关系,不仅可显著提高多花黄精与锥栗的产量与品质,而且可显著降低林内水土流失,改善林内土壤理化性质。
在相同条件下,通过对红花油茶、猕猴桃、毛竹、冷杉林中黄精年株高、地径、叶数、块根鲜重的对比分析,发现黄精与红花油茶林中套种时,其块根鲜重可达42.75 g,且与红花油茶林中套种黄精相比,其块根鲜重为42.75 g。
黄精在林下种植时,所选择的海拔高度、坡位和坡向都会影响其生长发育,因此,在种植实践中,需要根据具体需求,选择适合的林分类型和立地条件来培育黄精。
田间套种
黄精也可以与大田作物套种种植,使传统作物与中草药形成共生关系,提高土地利用效率,为农户带来更大的经济效益。
在进行大田种植的时候,可以对玉米、大豆等作物进行立体种植,也可以对梨、猕猴桃、桑等经济作物进行立体种植,还可以对其他的中药材进行种植,达到一地多用的目的。在黄精套作玉米时,要根据实际种植条件来确定种植密度。
研究发现,三万窝/h㎡黄精套作单株玉米三万窝/h㎡的种植模式,较当地传统种植模式提高了187.7%,纯收入提高了339.0%,是三万窝/㎡的最优种植模式。
另外,大田套种玉米等高秆作物,也会影响黄精根状茎中活性成分的积累,进而影响其产量。
四年生黄精经田间套种玉米与林下仿野生抚育后,其主要化学成分累积趋势一致,但含量差异显著,4-10月套种玉米根茎多糖含量分别为8.26%-22.87%、6.46%-18.53%,两种模式下均以8月中旬收获黄精多糖含量最高,8月中下旬为最佳收获期。
黄精田套种既能充分利用土地资源,又能提高大田遮阴,减少人工搭设棚室的费用。
结语
黄精属是我国分布最广的一个属,分布于我国东北、华北、西北、华东和云贵川一带,其种类仅占《中华人民共和国药典》的7.5%。
黄精是一种药食两用的名贵药材,它的开发领域涉及了农业、医疗保健、食品及化妆品等行业,它所涉及的产业范围很广,市场对黄精的需求量也很大。因此,加快黄精优质种质的开发与人工繁育技术研究,对于缓解我国药用黄精资源短缺、野生黄精资源匮乏等问题具有重要意义。
在健康中国战略的大背景下,黄精产业是一个新兴的大健康产业。浙江省西南部具有适宜黄精繁殖与生长的地理与气候条件,野生黄精资源分布广,主要为多花黄精和长梗黄精,区域黄精产业发展前景广阔。
发展黄精产业,助力农民脱贫致富,是浙江省实现乡村振兴目标的重要途径,也是推动高质量发展,共富示范区建设的一条重要途径。目前,遂昌县、景宁县和天台县都出台了相关政策支持黄精产业发展,通过建立黄精标准化种植基地,与高校合作建立相关研究所,培育黄精优质种苗,并以企业+合作社+基地+农户为模式,促进黄精产业发展。
促进黄精的栽培种植和深加工。然而,目前黄精育种存在种子萌发率低,繁殖周期长,地下茎繁殖品种易退化,繁殖系数低,组培繁殖技术要求高,成本高,难以规模化推广等问题。
在黄精的栽培栽培中,优质种苗缺乏,栽培技术不规范,林下栽培管理投入过高等问题仍十分突出。进一步探讨黄精繁育技术,加快黄精优质种质的培育与推广,具有重要意义。通过本项目的研究,可为黄精品种鉴定提供技术支撑,并可根据当地实际情况改进黄精栽培模式,对推动我国黄精产业健康可持续发展具有重要意义。
【参考文献】:
[1]阙灵,杨光,李颖,等.《既是食品又是药品的物品名单》修订概况[J].中国药学杂志,2017(7):521-524
[2]刘爽,胡舒婷,贾巧君,等.黄精的化学组成及药理作用的研究进展[J].天然产物研究与开发,2021(10):1783-1796
[3]缪璐琳,谢艳,刘森,等.黄精的繁殖及种植技术研究进展[J].种子科技,2022(2):70-72
[4]苏海兰,陈宏,郑梅霞,等.多花黄精种子生产技术规程[J].福建农业科技,2021(10):43-46
[5]陈松树,赵致,王华磊,等.不同采果期多花黄精的果实成熟度及种子调制研究[J].种子,2017(9):30-34
[6]焦劫,陈黎明,张巧媚,等.黄精种子质量与外源生长调节物质SNP、ETH对种子萌芽的影响[J].时珍国医国药,20165) : 1211-12 13