《杜鹃兰无公害种植体系研究》-理学论文，中医中药论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

杜鹃兰无公害种植体系研究

范文

吴沙沙　戴中武　凌瑞　董钠孟祥霄　翟俊文　丁长春

摘要杜鹃兰（Cremastra appendiculata）为兰科（Orchidaceae）重要药用和观赏植物，目前其规模化栽培技术并不成熟，且存在连作障碍、病虫害高发、高农药残留等问题，开展无公害栽植技术研究能够保证高品质规范化生产。依据云南省文山市大里普基地和四川省乐山市马边县老河坝乡大河坝多年杜鹃兰无公害生产数据，结合杜鹃兰的研究现状，针对杜鹃兰无公害栽培基地选址、土壤改良、种植管理、病虫害防治技术等，来建立杜鹃兰无公害精细栽植体系。

关键词杜鹃兰;无公害种植;栽培选地;土壤改良;综合防治

Planting System Research on Pollution-free Cultivation of Cremastra Appendiculata

WU Shasha1，2， DAI Zhongwu1，2， LING Rui1，2， DONG Na1，2， MENG Xiangxiao3， ZHAI Junwen1，2， DING Changchun4

（1 College of Landscape Architecture， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China; 2 Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration for Orchid Conservation and Utilization， Fuzhou 350002， China; 3 Institute of Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China; 4 College of Environmental and Resource Sciences， Wenshan 663099， China）

Abstract Cremastra appendiculata is an important medicinal and ornamental orchid. At present， big scale cultivation techniques of C. appendiculata are not mature. There are many problems such as continuous cropping obstacles， high incidence of diseases and insect pests， high pesticide residues and so on. Carrying out pollution-free planting technology research can ensure high-quality standardized production. Based on the data of the non-polluted production of Cremastra appendiculata for many years， and data from the Dalipu Base in Wenshan City in Yunnan Province and the Daheba Township in Laoheba Township， Mabian County， Leshan City， Sichuan Province， combined with the research status of Cremastra appendiculata， aiming at the site of the pollution-free cultivation base of Cremastra appendiculata， soil improvement， planting management， pest control technology， etc.， a fine planting system of Cremastra appendiculata without pollution is established.

Keywords Cremastra appendiculata; Pollution-free cultivation; Cultivation site selection; Soil improvement; Integrated control

中圖分类号：R282;S567文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.15.010

杜鹃兰（Cremastra appendiculata）为兰科（Orchidaceae）杜鹃兰属多年生草本植物，其假鳞茎干燥后称毛慈菇，可入药，为重要紧缺中药材[1]。毛慈菇具有清热解毒，化痰散结之功效，可用于痈肿疔毒，瘰疬痰核，蛇虫咬伤，癍瘕痞块等的治疗[2]。现代医学研究表明，杜鹃兰中有可用于治疗乳腺癌、胃癌、肺癌等恶性肿瘤的有效成分，其对造血系统有一定的影响，可用于调节免疫系统，具有降糖、降压、抗菌等作用[3-4]。除具有极高的药用价值外，杜鹃兰还具有较高的观赏价值，使其经济价值不断攀升。见图1。

正因杜鹃兰具有极高的药用价值与经济价值，人们长期大量的对其野外采挖导致野外生境的破坏，野生杜鹃兰资源锐减甚至濒临灭绝[5]。伴随着中药产业的飞速发展，人工栽培已成为解决杜鹃兰资源短缺的主要方式，但由于不合理的栽植选地、不成熟的土壤消毒及改良方法、不规范的药物使用及田间管理手段等，导致杜鹃兰药材品质低劣，农药残留、重金属等含量超标，不符合国家对合格中药材生产的规定。在传统中药材生产过程中，因偏注重产量和效益，致使许多人工栽培的中药材存在安全性问题[6]。传统栽培方式生产的杜鹃兰已经无法达到市场要求，建立一套完整的无公害杜鹃兰栽培体系，能够在保证药材安全性的同时，提高优质杜鹃兰的产量及其经济效益。

无公害中药材是指控制有毒物质的残留量在安全范围内，严格按照《无公害农产品（食品）标准》来生产。发展杜鹃兰无公害生产，建立标准化、规范化技术体系，已成为杜鹃兰产业发展和促进中药产业健康发展的必然方向和迫切需要[7]。此外，为减少对野外药用植物资源无节制的采挖，保护野生杜鹃兰资源，也必须提倡和推广无公害种植技术。本研究对无公害杜鹃兰的栽培选地，优良单株、品种的选育，标准化、规范化的种植管理技术，病虫害综合防治及将来杜鹃兰无公害种植可能出现的问题进行详细的论述与探讨。

1 无公害杜鹃兰栽培选地

杜鹃兰生于海拔400～2 900 m的林下湿地或沟边湿地上。产中国山西南部、陕西南部、甘肃南部、河南、江苏、安徽、浙江、江西、台湾、湖北、湖南、广东北部（乳源）、四川、贵州、云南西南部至东南部和西藏。尼泊尔、不丹、印度、越南、泰国和日本也有分布[1，5]。其性喜冷凉、湿润、半遮阴环境，故在选址方面要遵循地域性原则和生态相似性原则，选择在各环境因子适宜，无污染，交通便捷的区域，做到因地制宜，合理布局[6]。

杜鹃兰在中国广泛分布，在纬度22.41°～44.05°N，经度79.61°～144.46°E均有分布，年平均气温适应范围在4.5～24.6 ℃之间，能够忍受的最高温度约为40 ℃;分布地年均降水量在834～4 883 mm之间，最湿季度降水量能够达到2 954 mm，最干季度降水量仅有29～457 mm;年均光照度在112.8～195.5 W/m2之间，对温度、湿度、光照度适应范围很广。见表1。

1.1 无公害杜鹃兰生产基地环境质量评价无公害药材的生态区域选址，分析适宜无公害药材的生长区域，是无公害药材生产的首要任务。陈士林等[8]研发的中药材产地适宜性分析地理信息系统（Geographic Information System for Traditional Chinese Medicine，TCMGIS），该系统可以通过采集气象数据和土壤数据栅栏空间聚类分析法，对全国范围内的生态适宜区进行评估，评估的指标包括生长季的平均温度、生长季的最高温度、生长季的最低温度、年降水量、年平均湿度、年平均光照度以及当地的土壤条件等，筛选出最适宜无公害药材生长的区域。

无公害中药材有别于其他商品植物，其安全性至关重要，种植无公害杜鹃兰必须选在远离城市、工业区，周边无污染，无化工企业等存在安全隐患的区域。按照《中药材生产质量管理规范GAP》（试行）》的规定，中药材的产地环境应符合国家规定的相应标准，其中：产地的空气要符合《环境空气质量标准》GB3095-2012二级标准，土壤要符合《土壤环境质量标准》GB15618-2008二级标准，灌水要符合《农田灌溉水质标准》GB5084-2005二级标准，此外，还必须定期对产地周边的大气、土壤、水质进行监测，确保产地环境的安全性，对水源以及肥料来源也要严格把控，保证场地的清洁[6]。

1.2 土壤类型的选择杜鹃兰为地生兰，以腐殖质土生长良好，全国多地有分布，以贵州和四川居多且道地[1，5]。人工栽培的条件下，一般有2种栽培方式，分别为荫棚内盆栽（图2A）和林荫下地栽（图2B）[9]。地栽时要求土壤为偏酸性、富含腐殖质的腐叶土，以稍沙质为佳。根据张丽霞[10]的研究结果显示，3年生杜鹃兰种球生长最为适宜的条件为：混合土（田园土和腐殖土1∶1混合）+遮光95%+腐熟有机肥5 g/盆。云南山市大里普基地使用营养钵栽培，基质为新鲜杉木锯末，加少量腐熟羊粪作为基肥，栽培出的杜鹃兰生长情况也十分良好。

2 无公害杜鹃兰资源与育种

我国现经营有近千种中药材，优质的中药原材料是我国中药行业在国内外发展的重要基础，种质资源是选育优良品种的前提，我国近80%的药材资源来自于野外，近年來对野外的药材资源破坏严重，杜鹃兰的野外资源也遭到严重的破坏，一度成为濒危物种，通过对种质资源的研究能够有效的提高中药材的质量[11]。我国对现有的中药材种质资源虽然已经逐步展开研究计划，但是仍有许多不足之处，种质资源的保护与研究，对我国中药材的引钟、栽培、优良品种的选育具有重要作用[12]。

目前，国内只有少数种植者进行杜鹃兰优良单株的有意识选择，至目前为止尚未有优良品系、品种形成。优良品种的选育是药用植物的关键一步。培育抗病、抗虫、适应性好、产量高等特性是杜鹃兰品种培育的主要目标[13]。

3 无公害杜鹃兰种植管理技术

3.1 杜鹃兰土壤复合改良土壤理化性质劣变、微生物群落失调、土传病害的增加、化感物质的积累等均有可能导致无公害药材的连作障碍，会大大影响无公害药材的品质与产量。为有效防止无公害杜鹃兰连作障碍的发生，合理轮作和绿肥种植可以有效的改良土壤的理化性质。在土壤改良的初期种植玉米、大豆等绿肥植物，后期作为绿肥回田。利用菌剂调控，改善土壤的微生物环境，增加土壤中有益微生物和有机物含量，使土壤理化性质适宜杜鹃兰的生长[14-15]。

3.2 土壤消毒土壤消毒是防止杜鹃兰发生病虫害的重要举措之一，土壤消毒有2种措施，分别为物理消毒和化学消毒[16]。其中，物理消毒包括日光消毒、地膜覆盖等举措，虽经济实用，但消毒效果不彻底。化学消毒是土壤消毒的主要手段，传统的消毒剂，如辛硫酸、氯化苦等对人畜及环境产生危害，将被逐步禁用。目前，广泛推荐的杀菌剂有棉隆、1，3-二氯丙烯、碘甲烷等;配以化学熏蒸法，能够有效防止土壤病虫害的发生;但在土壤消毒的过程中也杀死不少有益菌，须及时补充生物菌肥，来补充土壤中的营养物质[17]。

3.3 繁殖和无菌播种培育种苗现阶段，杜鹃兰的人工栽植主要利用无性繁殖种球和种子无菌播种培育的种苗，针对前者主要问题是繁殖效率低，每年只可增殖1倍，于每隔3年的2～3月收无叶种球（图3A）3颗用于销售，种带叶种球1颗（图3B），4～7月不间断落叶，同时也伴随花期1个月。杜鹃兰无菌播种技术虽已成熟，但周期相对较长，培育2年的组培苗生长健壮（图3C），利用泥炭土+珍珠岩基质移栽培养2～3年可出售。

种球播种选在除夏季高温之外的季节均可播种，种植前，选择饱满完整、单个体积大、抗逆性强、无病虫害的种苗（图3B），还应对种球进行检疫和品质的检测，并按照《中药材生产质量管理规范》进行管理。根据张正海[18]对杜鹃兰种植密度的研究，株距7 cm，行距10 cm的栽植密度（图4A），杜鹃兰假鳞茎膨大速度快，植株健壮（图4B），可使假鳞茎大小和栽培产量达到相对统一，是较为适宜的栽培密度，花期5～6月（图4C），自然授粉结实率高，果实成熟开裂前采收（图4D）。

3.4 合理施肥对无公害杜鹃兰的施肥管理，原则是以有机肥为主，化肥为辅，在使用肥料时，要尽量减少肥料过剩以及肥料带来的污染问题[19]，所使用的肥料应严格按照《中华人民共和国农业行业标准（NY/T394-2000）肥料使用准则》执行。杜鹃兰以假鳞茎入药，在施肥过程中要保证氮肥充足，种植前绿肥、菌肥、基肥合理把控，种植后叶片旺盛生长期和盛花期（图2C）之后适时追肥及喷施叶面肥[20]。其中基地使用化肥种类以及施入时期如下：在土壤改良期，施绿肥以及菌肥，绿肥包括紫苏、大豆、玉米秸秆等，菌肥包括枯草芽孢杆菌、蜡芽菌木霉菌等;在整地阶段，施以家禽、家畜腐熟粪便为主的农家肥作为基肥;在杜鹃兰各生长时期，适时施追肥，如硫酸钾、尿素等;适当喷施如磷酸二氢钾溶液作为叶面肥来增加肥效。

3.5 无公害杜鹃兰种植管理

田间管理是贯穿于播种到采收的一系列复杂的工作，应根据杜鹃兰的生长特点，在不同的生长时期，采取不同的管理措施，满足不同阶段对温度、水分、光照、肥料的需求，以及杜鹃兰生长过程中摘葶和病殘叶的修剪。

3.5.1 水分管理杜鹃兰喜阴凉潮湿的环境，生境的湿度是影响杜鹃兰生长的重要因子，栽培过程中应注意保持基质的湿度，但不宜过涝，避免烂根而导致损失。杜鹃兰种球播下后，要根据土壤状况及时浇水，保持较高的土壤湿度，平均3～5 d浇1次水，可利用地膜进行保水保肥，节约成本的同时，提高产量。

3.5.2 光照调控张丽霞[10]研究结果显示，光照对杜鹃兰生长的影响最大，95%的遮光条件，出苗率、株高都达到了极显著水平，且有助于根系的生长和叶片面积的增大。在杜鹃兰播种初期，给予适当遮阴，有助于种球的生长和发育，后期逐渐增加透光率以及光照时长，保证光合作用的正常进行和营养物质的积累。

3.5.3 日常养护管理杜鹃兰播种后，应经常进行除草，减少病虫害对杜鹃兰的危害以及提高杜鹃兰对水肥的利用率。及时清理感染病虫害以及腐烂坏掉的植株并进行喷药等防治措施，避免病虫害的传播，导致经济损失。在开花之前摘去花葶，可以有效防止养分消耗，可促进假鳞茎生长，有效提高杜鹃兰的产量和品质。

4 无公害杜鹃兰病虫害综合防治

病虫害问题越来越成为一个两难的问题。一方面一些植物病虫害加重需要加强农药的使用，另一方面世界各国对农残指标提出了严格限制，这已成为实施杜鹃兰GAP的重点和难点[21]。杜鹃兰的病虫害防治应遵循“预防为主，综合防治”的指导方针，做好预防工作并认真贯彻好“植保方针”才能有效防止危险性病虫害的发生。且做好以农业防治、生物防治和物理防治为主的无污染防治，并辅以化学防治，做好病害的无公害综合防治，使杜鹃兰的生产处于良性循环[22]。通过提高栽培管理水平，增强杜鹃兰植物体抗病、抗逆能力;利用害虫趋性在田间设置杀虫灯、粘虫板诱杀害虫;针对具体病虫，优先选用植物源、矿物源、及微生物源农药防治;病虫发生较重时，选用高效、低毒、低残留药剂防治，抑制病虫蔓延[23]。

4.1 农业防治农业防治是综合防治工作中的基础环节，是一类安全无污染的病虫害防治手段，其实质是在农事活动中尽可能考虑到病虫害防治因素，主要是通过加强栽培管理来实现的。其手段主要包括抗病虫品种的选育、合理轮作、整地、土壤改良、选好苗床和土壤消毒、择抗病优质高产良种及种子消毒、选择适宜的播种期和播种方式、科学施肥、深耕除草、合理密植、加强检疫、加强田间管理措施，保持种植场地的清洁等[24]。培育抗病虫害的杜鹃兰品种是减少防治工作最有效的方法，不仅能够提高无公害杜鹃兰的品质和产量，还能节省大量的劳动力。开展利用果荚（见图2D）无菌播种培养健壮的无病毒无菌种苗作为繁殖材料，种苗运输过程的检疫制度是有效防止病虫害传播的重要手段，加强种苗的检疫制度，是无公害杜鹃兰高效生产的保障。

4.2 物理防治物理防治是利用光线、温度、风力、电流、射线等物理因素和器械设备等物理机械防治病虫害，是通过一些机械化的手段，利用植物虫害对物理因素的反应，来达到灭虫的效果[25]。如利用害虫成虫具有趋光性、假死性，可以有效捕杀地老虎、金针虫等;利用黑光灯可以夜间诱捕蚜虫;还可以用电磁波、超声波、核辐射等物理方法防治病虫害为物理防治;如在夏季覆地膜，利用高温来杀死土壤中的病虫害[26]。

4.3 生物防治生物防治是指利用微生物来抑制病原菌的生长和繁殖，相较于传统的化学防治手段，其具有成本低、使用灵活、无残留物、对环境友好、效果持久等特点，并且能够改善土壤的理化性质，促进杜鹃兰对土壤营养物质的吸收，增强植物的抗病能力等优点[27]。采用生物措施防治杜鹃兰病虫害是一种安全性比较高的措施，但要保护好自然天敌，禁止猎杀有益天敌.尽可能减少剧毒农药的使用。杜鹃兰的生物防治可以从以虫治虫、以微生物治虫、抗生素和交叉保护作用在防治病害上的应用3个方面来进行[27]。芽孢杆菌、假单孢杆菌和枯草芽孢杆菌等已经在生物防治中有着广泛应用了，以菌治菌虽是一种很好的防治手段，但生物防治手段在使用过程中存在着许多问题，无法取代传统的化学防治[28]。

4.4 化学防治化学防治是应用化学农药防治病虫害的方法。其优点是作用快、效果好、应用方便，能在短期内消灭或控制大量病虫害，目前还是防治农作物病虫害的重要手段，其他防治方法还不能完全代替它，但需要注意的是化学药物应选择低毒、低残留以及效能高的药物并且尽可能减少化学药品的使用，次数不能过多[29]。结合兰科植物常见病虫害以及以往栽植杜鹃兰的经验，杜鹃兰常见病虫害种类及其防治措施见表2～3。

5 讨论与展望

杜鹃兰既是一种优良的中药材，同时又具有很高的观赏价值，但近年来野生杜鹃兰的资源破环严重，建立一套杜鹃兰无公害精细栽培技术体系，能够使杜鹃兰资源受到保护的同时，生产高质量的杜鹃兰药材。目前，杜鹃兰的繁殖还是多以分株繁殖，且对于杜鹃兰栽培以及育种方面的研究文献很少，杜鹃兰的分株繁殖每年的只可增殖1倍，繁殖速度过慢，无菌播种和组织培养可以快速获得大量杜鹃兰，此方面的研究需跟进推广[5]。育种工作是优质中药材生产的关键，对于抗病虫的优质杜鹃兰品种的培育需加快脚步，现代生物分子技术手段已经在人参（Panax ginseng）、三七（P.pseudoginseng）等传统中药材中有着很好的应用，利用基因组、转录组、蛋白组等手段，可以有效发掘优质基因，为培育优质杜鹃兰新品种带来无限可能[30-31]。

随着人民水平的不断提高，市场对于高质量的药材的需求量不断加大，传统中药材栽培技术无法满足市场对安全和优质中药材的需求。目前，已经有许多中药材已经开展无公害栽培技术的研究，三七、丹参（Salvia miltiorrhiza）、西洋参（P.quinquefolius）等中药材在无公害栽培技术体系下，农药的使用降低了20%～80%[7]。无公害杜鹃兰栽培技术的关键就在于如何降低农药的使用、降低农药的残留，使杜鹃兰达到无公害中药材的标准。精确的选址是生产无公害杜鹃兰的第一步，信息技术与3S技术的快速发展可为无公害杜鹃兰的精确选址提供可靠依据[32]，此外，在抗病虫害新种培育、土壤改良和消毒、合理的施肥及田间管理和病虫害综合防治等方面提供理论基础和科学依据，为优质无公害杜鹃兰的生产提供较为完整的指导体系。

致谢：作者感谢峨眉山市中药材种植专业合作社负责人刘相洪先生和四川省乐山市马边县老河坝乡大河坝中草药种植者张光强先生对文章给予的帮助。

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（2018-09-04收稿责任编辑：苍宁）

基金项目：福建省发改委农业‘五新工程项目实施方案[闽财政（2018）No.0438];福建农林大学2017年科技创新专项基金立项项目（CXZX2017152）作者简介：吴沙沙（1984.12—），女，博士，副教授，研究方向：园林植物资源与应用研究，E-mail：shashawu1984@126.com通信作者：丁长春（1974.02—），男，博士，副教授，研究方向：兰科植物资源保护与利用研究，E-mail：874507309@qq.com

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