中藥材引種與開發(fā)

1、 中藥材引種與開發(fā)楊特武（華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術學院）我國是中醫(yī)藥的發(fā)源地，也是開發(fā)利用藥用植物資源最早的國家之一。中醫(yī)臨床用藥對藥材質量有嚴格的要求，強調(diào)藥材的道地性。但是，我國大多數(shù)藥材的道地產(chǎn)區(qū)在不斷發(fā)生變遷。例如，我國東北地區(qū)歷史上除元胡（延胡索）、細辛等極少量藥材外，其他道地藥材基本上是由華中和華北地區(qū)遷移而來；人參原產(chǎn)于山西上黨，現(xiàn)主產(chǎn)區(qū)已轉移至東北地區(qū)。云南文山三七原產(chǎn)于廣西田州。黃連原生于西蜀，湖北利川和重慶石柱在20世紀70年代前后引種黃連成功，現(xiàn)已成為道地黃連產(chǎn)區(qū)。茯苓經(jīng)人工培養(yǎng)成功后，湖北和安徽已成為茯苓的道地產(chǎn)區(qū)。西洋參是1948年開始從北美引入到我國的，番紅花是19

2、65年和1980年二度引進到我國的。道地藥材產(chǎn)區(qū)的轉移是通過引種栽培實現(xiàn)的，它既有經(jīng)濟和人文因素的驅動，也與原產(chǎn)地環(huán)境的變化和資源的枯竭有關。因此，中藥材引種栽培對于保護藥用植物資源、保障人類健康需求、傳承和弘揚我國中醫(yī)藥文化具有重要意義，同時對于促進地方經(jīng)濟社會的發(fā)展也發(fā)揮了積極的作用。然而，藥用植物屬于可再生性生物資源，其生存、分布和發(fā)展均離不開其所需的生態(tài)環(huán)境條件，如引種不得法，有可能造成難以彌補的損失。一、引種的概念引種是指將野生或栽培植物的種子或營養(yǎng)體從其自然分布區(qū)或原栽培區(qū)引入到新的地區(qū)進行栽培的過程。廣義的引種，是指將外地或國外的品種、品系以及研究用的遺傳材料引入當?shù)?，?jīng)過試種，

3、作為推廣品種用于生產(chǎn)，或作為育種的原始材料用于改良其他品種。狹義的引種，是指將野生植物變?yōu)樵耘嘀参?，或引進當?shù)貜膩頉]有栽培過的植物。根據(jù)植物引入新地區(qū)后是否需要采取相應的人為措施以提高其適應能力，植物的引種又可分為簡單引種和馴化引種。簡單引種，是指由于植物原產(chǎn)地與引入地的自然環(huán)境差異較小，或者植物本身的適應性強，不需要特殊處理及選育過程，只需通過一定的栽培措施植物就能正常生長發(fā)育、繁衍后代，即不改變植物原來的遺傳特性的引種過程。馴化引種，是指由于植物原產(chǎn)地與引入地的自然環(huán)境差異較大，或者植物本身的適應性弱，需要通過各種技術處理、定向選擇和培育，使之適應新環(huán)境的引種過程。二、藥用植物引種的作用與

4、意義1、保護中藥材瀕危物種資源長期以來，我國多數(shù)中藥材的供應主要依賴于野生資源，由于對野生資源的過度開發(fā)利用，導致許多藥用植物種類處于瀕危狀態(tài)，急待加強保護。為此，國家政府十分重視中藥材的野生變家種工作，建國以來已有200多種藥用植物野生變家種獲得成功。如人參、天麻、茅蒼術、羅漢果、刺五加、甘草、肉蓯蓉等。2、擴大藥物植物資源，保證中藥材供應與其他育種方法相比，引種所需的人力、物力少，時間短，見效快，因而能快速高效地擴大地區(qū)藥用植物資源。通過引種馴化，還可提高一些藥用植物的產(chǎn)量和品質。在自然條件優(yōu)越，具有多樣的氣候條件的地區(qū)，有利于引種多種藥用植物，豐富當?shù)厮幱弥参镔Y源。如云南省引種陽春砂仁、

5、云木香和西洋參等。3、引進國外藥用植物，降低進口依賴性在建國初，我國有60多種中藥材依賴于進口，經(jīng)過引種馴化，現(xiàn)只有10多種需要進口。引種成功的藥材有番紅花、胖大海、大風子、西洋參、爪哇白豆蔻等。4、落實中藥材的GAP基地建設，促進中藥現(xiàn)代化傳統(tǒng)中草藥在醫(yī)學上的顯著療效已得到了世界的重視，其生產(chǎn)和質量控制受到廣泛的關注，因此國家藥品監(jiān)督管理局制訂了中藥材生產(chǎn)質量管理規(guī)范，以保證藥材質量的穩(wěn)定性，促進中藥標準化、現(xiàn)代化。在發(fā)展中藥材生產(chǎn)中，科學的引種、規(guī)范化栽培是中藥材GAP基地建設的前提條件。三、引種的生物學原理1、遺傳變異學說達爾文學說認為，植物具有通過遺傳變異來適應新的生態(tài)環(huán)境的能力。在人

6、工引種條件下，通過自然選擇和人工選擇，可以保持和發(fā)展植物的有利變異，促進植物馴化，適應新的環(huán)境條件。2、風土馴化理論前蘇聯(lián)園藝學家米丘林提出，利用易發(fā)生遺傳變異的幼齡實生苗為風土馴化材料，在新的環(huán)境條件下生長，逐漸改變其原來的一些習性，適應新的環(huán)境，達到馴化的效果。在原產(chǎn)地和新引入地條件差異太大而超越幼苗的適應范圍時，可采取逐步遷移法，可使之逐步適應新移入地。3、生態(tài)歷史分析法理論前蘇聯(lián)科學家?guī)炖锘⑺鞣颍?953）提出，通過分析某一植物的起源和演化歷程，將其遷回到原來生存過的環(huán)境中，不但引種易成功，而且可以大大提高生產(chǎn)率。4、氣候相似論德國林學家邁依爾（Mayr,1906和1909）指出，森

7、林樹種應在氣候相似的地區(qū)間引種。氣候相似論的實質是指無論地理距離多大，在引種時應注意引入地的氣候和土壤條件接近于原產(chǎn)地，才有成功的可能。采用同緯度地區(qū)間引種較有把握。5、影響藥用植物引種的主要環(huán)境因素植物的正常生長發(fā)育，對土壤、地理、水分、溫度、光照等都具有最基本的要求。這五大因素對藥用植物的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質（包括藥用成分）形成均具有重要影響，引種時必須加以重視。（1）土壤土壤是植物賴以生存的基礎。土壤的結構、pH值、肥力與植物生長密切相關。多數(shù)藥用植物適宜在有機質含量高，保水、保肥性能好，具有團粒結構的中性或微酸性的土壤中生長。沙質土壤一般質地過分疏松，保水性能差，只宜種植北沙參、茛菪、

8、王不留行等中藥材。對于瘠薄黏重、缺乏有機質、通透性差的土壤，適宜種植杜仲、黃柏等木本中藥材。對于偏堿性的土壤可以種植枸杞、麻黃、甘草、薏苡等中藥材。對于酸性土壤可種植梔子等藥材。（2）地理因素地理因素包括海拔、坡度、坡向、地形地貌等，這些因素都會影響當?shù)貧鉁?、太陽輻射、濕度等小氣候，因而也會影響到藥用植物的生長和品質。如海拔高度不僅影響藥用植物的形態(tài)和分布，而且可影響到藥用植物有效成分的含量。坡向和坡度對藥用植物的種植也有較大影響，如黃連喜冷涼氣候，但是高山深谷，由于有寒風吹襲，易造成凍害，所以要選東北向和西北向緩坡、避風的地段種植；若選陽坡種植，早春氣溫回升，嫩葉也發(fā)得早，由于早春氣溫不穩(wěn)定

9、，如遇寒流突然降溫，嫩葉常受凍害。又如種植砂仁的地區(qū)，應選擇坡度30以下，三面環(huán)山，一面空曠，坡向東南的斜坡地種植，并修成梯田以保持水土。在這種條件下砂仁花多、果多，授粉昆蟲多，結果率高。（3）水分水分是植物生存的必要條件。缺水時，植物根系吸收營養(yǎng)的能力下降，葉子會出現(xiàn)萎蔫，光合作用下降。但在漬水條件下，植物根系的有氧呼吸受到抑制，不利于植物根系的生長，并造成厭氧細菌滋生，易產(chǎn)生病害。例如，藏紅花生長在水分過多的土壤中會引起球莖腐爛。水分供應狀況也會影響藥用植物的品質。例如，羽扇豆植株和種子中的生物堿含量在濕潤年份比干旱年份少。（4）溫度溫度是影響引種成敗的限制因子之一。不同藥用植物在生長周期

10、中需要不同的適宜溫度。有些藥用植物的萌發(fā)、開花需要一定時間的低溫（一般為3-9C），這種現(xiàn)象稱為春化作用。例如，甘肅當歸需經(jīng)歷春花階段才能正常萌發(fā)生長。有的植物甚至需要兩種或兩種以上的溫度交替作用才能萌發(fā)。例如，西洋參的種子需要較高的溫度完成形態(tài)后熟，再經(jīng)過低溫完成生理后熟后才能發(fā)芽。有些引種地區(qū)雖與原產(chǎn)地溫度相近，但極端溫度會導致引種失敗。例如，四川黃連引種到東北因極端低溫而不能越冬。有些植物還需一定的積溫，積溫達不到要求則不能完成生活史和成熟，這種現(xiàn)象稱為積溫效應。（5）日照影響藥用植物的日照條件主要包括日照強度、晝夜交替的光周期和光質。根據(jù)藥用植物對光照強度的反應可以分為陽生植物（如黃芪

11、、白術、甘草等）、陰生植物（如人參、三七、黃連、天南星等）以及耐陰植物。很多藥用植物的休眠、落葉、地下器官的形成以及種子萌發(fā)等都與晝夜光照長度的變化有關，這種現(xiàn)象稱為光周期效應。根據(jù)對日照長度的反應，藥用植物又分為長日照植物（如鳳仙花、除蟲菊等）、短日照植物（牽牛、蒼耳等）。南方的短日照藥用植物引入到北方生長，營養(yǎng)生長期將延長，甚至不能開花結實；北方的長日照藥用植物引入到南方生長，往往因早熟而產(chǎn)量很低，或因溫度不適而不能開花。此外，藥用植物在不同的生長時期對光照的要求也可能不一樣，如黃連理前期喜陰，后期喜光”，西洋參春季需要的透光度比高溫的夏季大。四、藥用植物引種的基本原則1、環(huán)境條件相似的原

12、則每種生物在長期的自然適應過程中，均表現(xiàn)出適應特定環(huán)境條件的固有遺傳特性。在引種馴化中，一種藥用植物從甲地引到乙地，或從野生環(huán)境變?yōu)槿斯ぴ耘喹h(huán)境，就要求兩地環(huán)境條件要有較大的相似性。這樣就不會改變物種固有的遺傳特性，引種馴化就容易成功。2、物種優(yōu)勢的原則自然條件下，在同一物種或同一居群中均存在有個體差異，在進行引種馴化時應選具有個體發(fā)育優(yōu)勢和經(jīng)濟價值一致的個體作為引種馴化的種源。3、栽培技術標準化的原則中藥材現(xiàn)代化要求從源頭抓起，就必須要種植標準化，按GAP要求運作。4、產(chǎn)品品質和質量重現(xiàn)性好的原則凡引種馴化的中藥材物種或品種通過標準化栽培，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品品質和質量表現(xiàn)要有較好的重現(xiàn)性，這就要

13、求引種和馴化的物種或品種有穩(wěn)定的遺傳學特征。5、產(chǎn)量與品質兼顧、品質優(yōu)先的原則藥用植物栽培與農(nóng)作物種植，既有相同的一面，也有差異的一面。二者產(chǎn)品的經(jīng)濟部位基本是一致的，均為根、莖、葉、花、果實和種子，或者整個植株體。差異的一面，主要是內(nèi)在成分。農(nóng)產(chǎn)品大多是利用的植物初生代謝營養(yǎng)物質，如蛋白質、淀粉、糖類、脂肪類等，而中藥材的藥用成分大多是植物的次生代謝物，如生物堿、苷類、揮發(fā)油、黃酮類、酚類、萜類、甾體化合物等。因此，藥用植物的引種栽培不能只顧產(chǎn)量而忽略品質。五、藥用植物引種的實施程序1、選擇引種馴化的物種物種的選擇是引種馴化成敗的關鍵，一般要根據(jù)中藥現(xiàn)代化和中藥材基地建設的需要以及藥材市場的

14、供求情況和自然條件，選擇確定引種馴化的種類。2、收集基礎背景資料通過資料檢索和網(wǎng)上查詢，將所選定物種的已有資料按本草學、分類學、資源學、栽培學、生藥學、植物化學、藥理學、制劑學、臨床學、開發(fā)利用及民間使用等分別歸納整理，并寫出該物種的綜述報告，作為對該物種進行引種馴化的基礎資料。3、產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境和物種生物學特性調(diào)查引種前，必須實地了解引種馴化物種原產(chǎn)地或分布區(qū)的自然條件，包括海拔高度、坡度、坡向、氣候、土壤以及植被等生態(tài)環(huán)境條件。同時，很多藥材在不同地區(qū)存在同名不同種（如甘草、黃精），或同種不同名的現(xiàn)象，引種時必須對其植物學特征和生物學特性進行詳細考察。4、制定引種馴化計劃在實施引種前，應根據(jù)

15、所引入植物的生物學特性及其對環(huán)境條件的要求，按照試驗、示范和推廣的原則，制定引種馴化和栽培計劃方案。5、檢驗、檢疫在引種時，要嚴格按照國家頒布的動植物檢疫法檢疫要引種的材料，防止將病蟲草害帶入引種地區(qū)。同時，要檢驗種源是否優(yōu)良，品質及藥用成分是否達到相關標準。6、引種試驗和示范推廣在擴大栽培之前，必須對新引入的藥用植物進行小規(guī)模的引種試驗，觀察物種對新引入地環(huán)境的適應性，生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質變化，并做好詳細的觀察記錄。對于多年生藥材而言，這個過程至少需要一個完整的生產(chǎn)周期；對于一年生藥材，一般需要2-3個生產(chǎn)周期。在此基礎上，通過總結經(jīng)驗教訓，制定完善的示范推廣技術方案，包括適宜種植地段和土壤

16、條件，適宜種植期，種苗培育方法，整地、栽培方法，田間管理，采收加工、貯藏方法等詳細的操作細則。這些細則應參照GAP的標準實施。在引種試驗獲得成功后，需在相似環(huán)境條件下進行1年以上的技術示范試驗。然后，根據(jù)生產(chǎn)效益和市場行情，逐步擴大種植規(guī)模。六、引種的成功的標準1、與原產(chǎn)地比較，藥材在新引入地不需特殊的保護就能越冬或越夏；沒有嚴重的病蟲害，生長良好。2、沒有降低原有的藥效成分、含量及醫(yī)療效果。3、能夠用常規(guī)的、可行的繁殖方法進行正常的繁殖。4、引種后能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益。例如，2007年浙江麗水市農(nóng)業(yè)科技工作者引進的被稱之為“紅色金子”的名貴中藥材藏紅花，在麗水蓮都區(qū)大港頭首次試種成

17、功。安徽亳州賽諾格林中草藥種植科技有限公司對新疆天山雪菊進行了生育期、區(qū)域氣候適應性模擬、異地土質對比分析、病蟲菌害對比分析等一系列室內(nèi)試驗，于2013年春季，終于讓天山雪蓮走出了實驗室，從新疆引入百畝天山雪蓮落戶亳州引種試驗基地，收獲后鑒定無論是色香味還是外觀品相，均與市售雪菊沒有差別，效益相當可觀。溫州市科技局通過在文成、泰順等地開展物候觀測、最適種植期、不同種植密度、種源對比、不同海拔高度種植等10余項專題研究，把原產(chǎn)浙中、浙北地區(qū)的白術、浙貝母、延胡索、玄參、杭菊花等“浙八味”傳統(tǒng)中藥材南移1-2個緯度，在浙南地區(qū)的文成、泰順、永嘉等山區(qū)種植成功，畝產(chǎn)達到原產(chǎn)區(qū)水平，產(chǎn)品質量經(jīng)浙江省藥

18、檢所檢測，符合國家藥典標準，引種試驗獲得成功。七、引種應注意的問題1、藥材的道地性藥材的藥用成分含量與環(huán)境條件有很大的關系，如吉林人參、甘肅當歸、四川黃連、云南三七、遼寧北五味子、寧夏枸杞等藥材的道地性都很強。藥材的道地性不僅限定了藥用植物的生長發(fā)育狀況，而且也限定了藥用成分和有益元素種類及存在狀態(tài)，這是有些品種引種后不能入藥或藥效不佳的主要原因。例如伊貝從新疆引種到遼寧后，其生長發(fā)育和產(chǎn)量都很好，生物堿含量也高，但多了一種尚不清楚的成分而不能使用。2、藥材的基原問題引種栽培中藥材應通過鑒定，確?；_。品種來源不對路，導致藥材出現(xiàn)假冒混亂、不能藥用，造成損失的現(xiàn)象時有發(fā)生。例如，遵義市政府

19、有關部門指導農(nóng)民種植南板藍根，但是所種“板藍根”是從北方購進的種子，而“南板藍根”則為南方道地藥材，由于沒有弄清楚兩種“板藍根”來源問題，而且引種后環(huán)境改變，質量又發(fā)生變異，不如北方產(chǎn)“板藍根”色白肥厚、粉性強、藥味濃，導致低價銷售也無人問津，至今仍堆積于農(nóng)民家中，損失慘重。“金銀花”的同屬植物有30多種，而中國藥典2000年版收載的品種僅有4種，藥材市場需求量大時，藥農(nóng)為追逐利益，不顧品種來源對路與否，盲目引種同屬植物灰氈毛忍冬，雖產(chǎn)量可觀，但因色澤、品質不佳，價格雖低卻難成交，一度被判為偽品，現(xiàn)雖被收入中國藥典2005年版“山銀花”品種之一，但仍難以銷售。3、從條件相同或相近的地區(qū)引種不同

20、的緯度、海拔、氣候和土質條件對藥材的藥用成分均有較大影響，如山莨菪中山莨菪堿含量在一定范圍內(nèi)隨生長地海拔高度的升高而增加；藥用植物中的揮發(fā)油越往南越高，而生物堿、粗蛋白質越往北含量越高；人參中皂苷含量隨光照增強而增加。因此，從緯度、海拔、氣候和土質條件相同的地區(qū)引種，成功的可能性較大。4、藥材的市場前景藥材生產(chǎn)既受制于自然因素，更受到市場因素的制約。在藥材引種中不能由于藥材廣告夸夸其談而盲目跟風，應該請教有關專家和行內(nèi)人士，調(diào)查、分析和預測市場前景后再考慮引種。5、藥材檢疫在有檢疫對象的藥材產(chǎn)區(qū)引種時，一定要到當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門的植物檢疫機構進行咨詢和檢疫，確定無檢疫對象方可引種，若有檢疫對象，則堅決不能引種。例如，有