川芎GAP栽培技术研究
来源：唐汉中医药网
“川产地道药材川芎规范化种植的研究”是国家科技部下达的“九五”攻关课题，也是我国首批开展中药材GAP生产研究的项目之一。1999年9月到2003年12月，我们课题组完成了一系列的田间栽培和室内试验研究与测定，获得了大量的栽培试验数据和分析测试数据，为《川芎规范化生产技术标准操作规程(sOP)》和《川芎生产质量管理规范》2个标准文件的制定提供了充分可靠的依据。课题于2003年12月通过了国家科技部组织的专家组验收，2004年5月通过了四川省科技厅组织的专家成果鉴定。由于此项研究较为系统和细致，课题成果获得了2004年度四川省科技进步三等奖和成都市科技进步二等奖。我们将研究过程中的做法、体会和经验教训介绍如下。
一、对栽培技术进行系统规范研究
众所周知，GAP研究的工作中心是栽培技术研究，在此基础之上制定栽培技术标准操作规程sOP)及其药材相关质量标准，其核心是保证质量，达到绿色无污染。绿色无污染表现在3个方面：①重金属含量低，达到限量标准；②农药残留低，达到限量标准；③无有害微生物及其代谢产物污染。
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开展川芎药材GAP研究和生产既要符合GAP的绿色品质外，还必须达到优质药材品质，尤其是有效成分含量也要能够有效控制。我们在GAP研究方案设计上就从可能影响川芎质量(绿色品质和药材品质)的各种栽培技术制定了较为详细系统的研究计划与路线，力求较为全面地研究栽培技术措施与川芎质量之间的关系，为制订川芎栽培技术标准操作规程(sOP)和药材质量标准提供详细可靠的依据。
二、对栽培技术重要性的深入认识
栽培技术不但对产量有显著的影响，而且对药材质量有非常大的影响，进而对GAP基地的效益运作有重大的影响，对此必须充分重视。
1.栽培技术对重金属含量的影响
我们发现，在检测的10种元素中，川芎中镉(cd)普遍存在一定程度的超标问题，而检测土壤镉含量并不超标。表明川芎镉超标可能与川芎对镉有一定的富积倾向有关。同时我们又发现不同的地块和不同栽培技术措施(包括施肥等)，对川芎重金属含量有一定的影响，提示在这方面有必要进一步深人研究降低重金属含量的栽培技术措施。如何降低芎中镉的含量就成为今后提高川芎品质的重要课题。查阅资料降低植物中镉的方法主要有施用石灰降低土壤酸度减少可溶性镉和采用植物修复术等。植物修复术我们做了初步试验有一定的积极作用。
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在中药材GAP栽培上需要注意的是，尽量不施用矿物性肥料如过磷酸钙等，因为矿物性肥料中可能带有较多的重金属元素，应尽可能多施用有机肥料或少量施用人工合成化学肥料如尿素、磷酸二氢钾等。在农药使用上也要注意少用重金属铜(cu)、锌(zn)含量高的农药如波尔多液、代森锌等。
2.农药对药材农残的影响
在研究中，试验的农药基本上都是生物农药，没有发现农残有超标的情况。我们认为目前作为GAP农残限量指标的六六六、DDT等，都已不符合当前需要。这些农药都已禁用20多年，当前的商品农药已经不含有这些成分，土壤中的残留也很微量，还用其作为主要限量指标已无实际意义，应设立新的农药成分(一些用量较大的有机磷农药如1605和甲基1605等)作为限量指标。
3.栽培技术对川芎药材有效成分含量的影响
研究中发现，栽培技术对川芎有效成分含量有明显的影响。例如，适当密植能够提高川芎产量，但川芎的个头变小，会降低川芎的等级(传统上川芎等级按大小划分)。我们通过对不同等级川芎的有效成分含量测定，发现小个川芎的阿魏酸含量和总生物碱含量有增加的趋势，可以得到如下认识：①按川芎大小进行等级划分的传统方法并不科学，尤其是将川芎作为成药原料或配方饮片使用时，评价川芎品质优劣应该以有效成分含量高低为依据，而不应该以大小为依据；②在不影响药材有效成分含量的情况下，适当密植提高产量，有助于提高川芎药材种植的经济效益。
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此外，我们还发现施肥种类对川芎有效成分含量有一定的影响。如施用油枯(油菜籽饼肥)有增加川芎挥发油含量的趋势。从理论上说，在肥料三要素中，氮素有利于蛋白质和生物碱等含氮物质的合成，磷钾有利于碳水化合物和油脂等物质的合成。据报道，施用尿素可以提高贝母和曼佗罗总生物碱的含量。这都表明，中药材GAP基地研究筛选高产优质专用肥料是非常有必要的；中药材GAP基地从栽培的各个环节研究高产优质的系列栽培技术也是非常必要的，在中药材生产领域中应重视和加强栽培技术与药材有效成分含量关系的研究。也就是说，中药材GAP基地不能仅仅停留在制定出SOP的基础上，而应该在SOP的基础上继续加大栽培技术研究的投入，真正实现药材产品优质、高产、无污染，基地高效益。
4.中药材GAP栽培技术研究是长期的工作
我们对川芎的生物学特性、农艺性状、需肥规律、需水规律、病虫害发生特点、有效成分积累规律等，做了基础研究，中药材GAP栽培技术研究不应该仅仅停留在SOP制订的基础上。因为，随着对药用植物生物学特性认识的深入，SOP应该作相应的修改；随着市场上农药和肥料种类的变化，尤其是生物农药种类变化非常快，也应该做相应的栽培试验及时修改SOP。也就是说，SOP虽然是标准操作技术性文件，但不是一成不变的文件。
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据了解，目前国内有相当一部分中药材GAP基地的栽培技术研究，在SOP制定了以后就没有继续开展，这很令人担忧。各种药材的GAP研究都应不断深入，将来才能真正为国际国内市场不断提供优质药材。因此，国内从事中药材GAP基地建设的企业或公司，必须认识到，虽然GAP研究目前投入产出不成比例，但GAP是在现代科技发展上改变药材生产观念的新措施，是今后必须坚持的道路，不能急功近利和流于形式。对此，GAP监管部门和各级政府职能部门也应高度重视。
三、栽培技术研究的方法总结
1.从栽培管理的各个环节设计安排栽培技术试验
川芎与其它许多中药材一样，栽培技术的研究远远落后于大田农作物，可供直接借鉴和利用的研究成果不多，许多方面还是空白。为了全面地了解栽培技术对川芎药材质量的影响，我们从川芎栽培管理的各个主要环节进行试验研究，包括药剂浸种处理与育苗试验；种植密度试验；肥料品种、施用量试验；农药品种试验；采收期试验等。全面系统的试验研究为川芎SOP的制定和质量标准的制定提供了比较充分可靠的依据，为课题的顺利完成奠定了良好的基础。
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2.采用正规的田间试验方法进行栽培技术试验
在各项栽培技术试验研究中，除药剂浸种和采收期等少数试验采用定性的研究方法以外，大多数试验都采用了正规的田间试验方法进行试验，以便进行统计分析区分出试验误差，获得比较准确的参数。在密度、肥料和农药试验中我们主要采用的是单因素随机区组试验。采用这种方法的出发点是，首先需要准确考察一个因素中不同处理对川芎的影响，找出相对最优的一种处理。分别对密度、肥料和农药等因素进行单因素随机区组试验，虽然增加了工作量(小区数较多)，但精确性较高。以肥料试验为例，2000～2001年度(川芎为秋播夏收)我们进行了不同肥料品种包括农家有机肥：油枯、油枯加猪粪；商品复合肥：恒昌复合肥、腐磷二胺、六好复合肥、稀土磷肥(又名高级有机微肥)等。试验结油枯加猪粪、稀土磷肥等具有一定的增产作用，其它肥料的增产作用不显著。2001～2002年度，除重复进行一次肥料品种试验以外，分别对油枯和稀土磷肥的用量进行了试验，油枯用量每亩施用50、100、200、400公斤处理，试验结果表明：超过100公斤用量增产作用不显著；稀土磷肥从每亩施用量为40、80、120、160、200公斤，试验结果表明：超过40公斤增产作用不显著。我们基本确定了川芎的施肥方法为每亩油枯100公斤，稀土磷肥40公斤。
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3.两年度多点重复试验
川芎生长期约为270天，生长期短为多年重复试验提供了便利的条件。包括密度、肥料和农药试验在内的主要栽培技术试验均分别在2000—2001和2001—2002两个年度进行了重复试验。与此同时，我们还连续两个年度分别在川芎主产区的彭州市敖平镇、都江堰市徐渡乡徐渡村和妈祖村进行了同一试验方案的多点重复试验。虽然多点两年重复试验增加了工作量，但提高了栽培技术试验结果的准确性和可靠性，为SOP的制定和质量标准的制定提供较充分的依据。
4.借鉴农业或药农的传统方法
在栽培技术试验的同时，我们还访问农户，考察药农的传统方法，借鉴经过药农长期实践检验比较行之有效的方法。比较成功的有川芎行间稻草覆盖和问套种大蒜等作物抑制杂草的生长，有效地解决了GAP要求禁止使用除草剂带来的人工除草劳动强度大和除草费用高的问题。
, 百拇医药 在苓种处理上，我们也借鉴了药农传统使用的土农药，用烟骨头加麻柳叶泡水后添加生物农药浸种杀灭苓种上的病虫害。在病虫害防治上，除试验了多种商品生物农药以外，我们还配制了以苦参为主的中草药煎剂用于苓种基地病虫害防治试验，效果较为满意。
5.栽培技术试验与药材质量分析相结合
我们设计的栽培技术试验既考察栽培技术与产量的关系，更注重与质量分析相结合：将密度试验与药材有效成分分析相结合，农药试验与药材农药残留和重金属含量分析相结合，肥料试验与药材重金属含量和有效成分分析相结合进行研究。虽然工作量增加很多，测试费用增大，但使栽培技术列入标准操作规程时依据更充分。
四、存在问题与今后的课题
课题研究仍存在一些不足：①在组织管理方面存在一定的疏忽，如田问取样后忙于大批量分析，出现管理疏忽，个别样品报废导致重新补样，影响了及时分析与测试；②某些试验在设计还可以更加完善。如稀土磷肥的用量试验应加设一个不施用的空白对照等；③应充分组织药农学习和加深认识GAP工作，由于在某些环节做的不细致，导致药农对某项栽培技术的意义和方法理解不深，影响了个别工作安排和质量。这些是应该深刻吸取的经验教训。
我们认为一些有价值的课题，还有待深入研究：如川芎高产优质栽培技术；降低川芎重金属镉、汞等的技术与措施；川芎良种复壮的方法；川芎种质资源的收集与整理利用等。, 百拇医药
“川产地道药材川芎规范化种植的研究”是国家科技部下达的“九五”攻关课题，也是我国首批开展中药材GAP生产研究的项目之一。1999年9月到2003年12月，我们课题组完成了一系列的田间栽培和室内试验研究与测定，获得了大量的栽培试验数据和分析测试数据，为《川芎规范化生产技术标准操作规程(sOP)》和《川芎生产质量管理规范》2个标准文件的制定提供了充分可靠的依据。课题于2003年12月通过了国家科技部组织的专家组验收，2004年5月通过了四川省科技厅组织的专家成果鉴定。由于此项研究较为系统和细致，课题成果获得了2004年度四川省科技进步三等奖和成都市科技进步二等奖。我们将研究过程中的做法、体会和经验教训介绍如下。
一、对栽培技术进行系统规范研究
众所周知，GAP研究的工作中心是栽培技术研究，在此基础之上制定栽培技术标准操作规程sOP)及其药材相关质量标准，其核心是保证质量，达到绿色无污染。绿色无污染表现在3个方面：①重金属含量低，达到限量标准；②农药残留低，达到限量标准；③无有害微生物及其代谢产物污染。
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开展川芎药材GAP研究和生产既要符合GAP的绿色品质外，还必须达到优质药材品质，尤其是有效成分含量也要能够有效控制。我们在GAP研究方案设计上就从可能影响川芎质量(绿色品质和药材品质)的各种栽培技术制定了较为详细系统的研究计划与路线，力求较为全面地研究栽培技术措施与川芎质量之间的关系，为制订川芎栽培技术标准操作规程(sOP)和药材质量标准提供详细可靠的依据。
二、对栽培技术重要性的深入认识
栽培技术不但对产量有显著的影响，而且对药材质量有非常大的影响，进而对GAP基地的效益运作有重大的影响，对此必须充分重视。
1.栽培技术对重金属含量的影响
我们发现，在检测的10种元素中，川芎中镉(cd)普遍存在一定程度的超标问题，而检测土壤镉含量并不超标。表明川芎镉超标可能与川芎对镉有一定的富积倾向有关。同时我们又发现不同的地块和不同栽培技术措施(包括施肥等)，对川芎重金属含量有一定的影响，提示在这方面有必要进一步深人研究降低重金属含量的栽培技术措施。如何降低芎中镉的含量就成为今后提高川芎品质的重要课题。查阅资料降低植物中镉的方法主要有施用石灰降低土壤酸度减少可溶性镉和采用植物修复术等。植物修复术我们做了初步试验有一定的积极作用。
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在中药材GAP栽培上需要注意的是，尽量不施用矿物性肥料如过磷酸钙等，因为矿物性肥料中可能带有较多的重金属元素，应尽可能多施用有机肥料或少量施用人工合成化学肥料如尿素、磷酸二氢钾等。在农药使用上也要注意少用重金属铜(cu)、锌(zn)含量高的农药如波尔多液、代森锌等。
2.农药对药材农残的影响
在研究中，试验的农药基本上都是生物农药，没有发现农残有超标的情况。我们认为目前作为GAP农残限量指标的六六六、DDT等，都已不符合当前需要。这些农药都已禁用20多年，当前的商品农药已经不含有这些成分，土壤中的残留也很微量，还用其作为主要限量指标已无实际意义，应设立新的农药成分(一些用量较大的有机磷农药如1605和甲基1605等)作为限量指标。
3.栽培技术对川芎药材有效成分含量的影响
研究中发现，栽培技术对川芎有效成分含量有明显的影响。例如，适当密植能够提高川芎产量，但川芎的个头变小，会降低川芎的等级(传统上川芎等级按大小划分)。我们通过对不同等级川芎的有效成分含量测定，发现小个川芎的阿魏酸含量和总生物碱含量有增加的趋势，可以得到如下认识：①按川芎大小进行等级划分的传统方法并不科学，尤其是将川芎作为成药原料或配方饮片使用时，评价川芎品质优劣应该以有效成分含量高低为依据，而不应该以大小为依据；②在不影响药材有效成分含量的情况下，适当密植提高产量，有助于提高川芎药材种植的经济效益。
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此外，我们还发现施肥种类对川芎有效成分含量有一定的影响。如施用油枯(油菜籽饼肥)有增加川芎挥发油含量的趋势。从理论上说，在肥料三要素中，氮素有利于蛋白质和生物碱等含氮物质的合成，磷钾有利于碳水化合物和油脂等物质的合成。据报道，施用尿素可以提高贝母和曼佗罗总生物碱的含量。这都表明，中药材GAP基地研究筛选高产优质专用肥料是非常有必要的；中药材GAP基地从栽培的各个环节研究高产优质的系列栽培技术也是非常必要的，在中药材生产领域中应重视和加强栽培技术与药材有效成分含量关系的研究。也就是说，中药材GAP基地不能仅仅停留在制定出SOP的基础上，而应该在SOP的基础上继续加大栽培技术研究的投入，真正实现药材产品优质、高产、无污染，基地高效益。
4.中药材GAP栽培技术研究是长期的工作
我们对川芎的生物学特性、农艺性状、需肥规律、需水规律、病虫害发生特点、有效成分积累规律等，做了基础研究，中药材GAP栽培技术研究不应该仅仅停留在SOP制订的基础上。因为，随着对药用植物生物学特性认识的深入，SOP应该作相应的修改；随着市场上农药和肥料种类的变化，尤其是生物农药种类变化非常快，也应该做相应的栽培试验及时修改SOP。也就是说，SOP虽然是标准操作技术性文件，但不是一成不变的文件。
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据了解，目前国内有相当一部分中药材GAP基地的栽培技术研究，在SOP制定了以后就没有继续开展，这很令人担忧。各种药材的GAP研究都应不断深入，将来才能真正为国际国内市场不断提供优质药材。因此，国内从事中药材GAP基地建设的企业或公司，必须认识到，虽然GAP研究目前投入产出不成比例，但GAP是在现代科技发展上改变药材生产观念的新措施，是今后必须坚持的道路，不能急功近利和流于形式。对此，GAP监管部门和各级政府职能部门也应高度重视。
三、栽培技术研究的方法总结
1.从栽培管理的各个环节设计安排栽培技术试验
川芎与其它许多中药材一样，栽培技术的研究远远落后于大田农作物，可供直接借鉴和利用的研究成果不多，许多方面还是空白。为了全面地了解栽培技术对川芎药材质量的影响，我们从川芎栽培管理的各个主要环节进行试验研究，包括药剂浸种处理与育苗试验；种植密度试验；肥料品种、施用量试验；农药品种试验；采收期试验等。全面系统的试验研究为川芎SOP的制定和质量标准的制定提供了比较充分可靠的依据，为课题的顺利完成奠定了良好的基础。
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2.采用正规的田间试验方法进行栽培技术试验
在各项栽培技术试验研究中，除药剂浸种和采收期等少数试验采用定性的研究方法以外，大多数试验都采用了正规的田间试验方法进行试验，以便进行统计分析区分出试验误差，获得比较准确的参数。在密度、肥料和农药试验中我们主要采用的是单因素随机区组试验。采用这种方法的出发点是，首先需要准确考察一个因素中不同处理对川芎的影响，找出相对最优的一种处理。分别对密度、肥料和农药等因素进行单因素随机区组试验，虽然增加了工作量(小区数较多)，但精确性较高。以肥料试验为例，2000～2001年度(川芎为秋播夏收)我们进行了不同肥料品种包括农家有机肥：油枯、油枯加猪粪；商品复合肥：恒昌复合肥、腐磷二胺、六好复合肥、稀土磷肥(又名高级有机微肥)等。试验结油枯加猪粪、稀土磷肥等具有一定的增产作用，其它肥料的增产作用不显著。2001～2002年度，除重复进行一次肥料品种试验以外，分别对油枯和稀土磷肥的用量进行了试验，油枯用量每亩施用50、100、200、400公斤处理，试验结果表明：超过100公斤用量增产作用不显著；稀土磷肥从每亩施用量为40、80、120、160、200公斤，试验结果表明：超过40公斤增产作用不显著。我们基本确定了川芎的施肥方法为每亩油枯100公斤，稀土磷肥40公斤。
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3.两年度多点重复试验
川芎生长期约为270天，生长期短为多年重复试验提供了便利的条件。包括密度、肥料和农药试验在内的主要栽培技术试验均分别在2000—2001和2001—2002两个年度进行了重复试验。与此同时，我们还连续两个年度分别在川芎主产区的彭州市敖平镇、都江堰市徐渡乡徐渡村和妈祖村进行了同一试验方案的多点重复试验。虽然多点两年重复试验增加了工作量，但提高了栽培技术试验结果的准确性和可靠性，为SOP的制定和质量标准的制定提供较充分的依据。
4.借鉴农业或药农的传统方法
在栽培技术试验的同时，我们还访问农户，考察药农的传统方法，借鉴经过药农长期实践检验比较行之有效的方法。比较成功的有川芎行间稻草覆盖和问套种大蒜等作物抑制杂草的生长，有效地解决了GAP要求禁止使用除草剂带来的人工除草劳动强度大和除草费用高的问题。
, 百拇医药 在苓种处理上，我们也借鉴了药农传统使用的土农药，用烟骨头加麻柳叶泡水后添加生物农药浸种杀灭苓种上的病虫害。在病虫害防治上，除试验了多种商品生物农药以外，我们还配制了以苦参为主的中草药煎剂用于苓种基地病虫害防治试验，效果较为满意。
5.栽培技术试验与药材质量分析相结合
我们设计的栽培技术试验既考察栽培技术与产量的关系，更注重与质量分析相结合：将密度试验与药材有效成分分析相结合，农药试验与药材农药残留和重金属含量分析相结合，肥料试验与药材重金属含量和有效成分分析相结合进行研究。虽然工作量增加很多，测试费用增大，但使栽培技术列入标准操作规程时依据更充分。
四、存在问题与今后的课题
课题研究仍存在一些不足：①在组织管理方面存在一定的疏忽，如田问取样后忙于大批量分析，出现管理疏忽，个别样品报废导致重新补样，影响了及时分析与测试；②某些试验在设计还可以更加完善。如稀土磷肥的用量试验应加设一个不施用的空白对照等；③应充分组织药农学习和加深认识GAP工作，由于在某些环节做的不细致，导致药农对某项栽培技术的意义和方法理解不深，影响了个别工作安排和质量。这些是应该深刻吸取的经验教训。
我们认为一些有价值的课题，还有待深入研究：如川芎高产优质栽培技术；降低川芎重金属镉、汞等的技术与措施；川芎良种复壮的方法；川芎种质资源的收集与整理利用等。, 百拇医药