川产益母草新品种选育及种植加工关键技术研究进展

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  摘要 益母草为川产道地药材,成功选育四川省乃至全国首个益母草新品种“川益1号”,填补了益母草在品种选育方面的空白,為四川以及全国益母草的种植生产提供技术支撑。完成了益母草野生变家种的抚育工作,首次在四川凉山州实现了一年种植两季,并进行规范化种植加工技术研究,为益母草生产提供了保障。
  关键词 益母草;道地药材;种植加工;种质资源;品种选育;种子;含叶量
  Abstract Herba Leonuri is Sichuan genuine herbs.The first new variety of Leonurus japonicus.“Chuanyi NO.1” in Sichuan Province and even in China was successfully bred,which filled the blanks in the selection and breeding of Leonurus japonicus,and provided technical support for the planting and production of Leonurus japonicus in Sichuan and the whole country.The cultivation of Leonurus japonicus from wild to domesticated species has been completed.It was the first time that 2 seasons of planting in Liangshan Prefecture of Sichuan Province were realized.Standardized cultivation and processing technology research have been carried out to provide guarantee for the production of Leonurus japonicus.
  Keywords Leonurus japonicus; Genuine herbs; Cultivation and processing; Germplasm resources; Variety breeding; Seed; Leaf rate
  益母草为唇形科植物益母草(Leonurus japonicus Houtt.)的新鲜或干燥地上部分。具有活血调经,利尿消肿,清热解毒的功效。用于月经不调,痛经经闭,恶露不尽,水肿尿少,疮疡肿毒[1]。益母草在全国各地均有分布,适应性较强,长期处于野生或半野生状态,多自产自销,基本能满足当地的用量需求,但存在种质资源种类繁多、遗传群体混杂、配套生产技术落后等问题,导致药材质量参差不齐;而益母草药材质量的不稳定将直接影响其相关中药饮片、中成药(如益母草注射液、益母草颗粒、益母草片、益母草软胶囊等)的安全性和有效性。
  当前在益母草新品种选育、人工生产技术等方面研究较少,课题组通过优良品种选育以及川产益母草种植关键技术研究,首次获得了四川省乃至全国首个益母草新品种,同时,首次在四川完成了益母草野生变家种的抚育工作,完善了益母草栽培、采收以及产地初加工等生产技术,保证了益母草药材的产量和质量,实现优质川产益母草的安全、有效、稳定、可控。
  1 优良品种选育
  1.1 种质资源收集及资源圃
  课题组通过走访调查、委托收集等方式,在全国范围内收集了19个省市共32份益母草种质资源,并在益母草GAP基地建立了益母草种质资源圃;经鉴定,其种质资源主要包括益母草(Leonurus japonicus Houtt.)、兴安益母草(Leonurus tataricus Linn.)和细叶益母草(Leonurus sibiricus Linn.)等物种种质建立[2]。由于形态上相似,目前在我国市场上流通并作为益母草药用的品种,除正品益母草外,部分地区往往把同属植物细叶益母草Leonurus sibiricus L.、大花益母草Leonurus macranthus Maxim.、錾菜Leonurus pseudomacranthus Kitagawa.、假鬃尾草Leonurus chaituroides C.Y.Wu et H.K.Li以及突厥益母草Leonurus turkestanicus V.Krecz et Kurp.等误当益母草使用[3]。
  1.2 益母草种质资源初步评价
  益母草种质资源有丰富的遗传多样性,某些形态特征差异、药材质量差异和基因型存在相关性[4-6]。通过建立的益母草种质资源圃,对益母草的各种质资源的物候期、农艺性状、种子产量和质量、药材产量和质量等指标进行综合评价,综合考虑各个种质资源的有效成分含量和产量等因素,筛选出5份优良的益母草(Leonurus japonicus Houtt.)种质作为益母草良种选育的原始材料[2]。
  1.3 益母草新品种选育
  基于已筛选的5份优良种质,通过多点试验、品比试验等研究,优选出益母草新品系1份,该品系是从四川省凉山州普格县野生的益母草群体中分离纯化、并经过系统选育获得的益母草稳定优良品系[2,7]。
  该新品系植株长势健壮,田间整齐一致,多点试验和生产试验结果表明该品系内在品质优秀,并具有良好的丰产性、稳定性和适应性。该品系在完成生产示范之后,于2016年通过了田间技术鉴定及四川省品种审定委员会的专家认证,取得了四川省乃至全国首个益母草药材新品种“川益1号”并获得证书(审定编号:川审药2016 003),弥补了益母草药材品种选育方面的空白,该新品种生长势旺,抗病虫害能力强,丰产性好,品质好,有效成分含量较高,适宜在四川省攀西地区种植;“川益1号”有效成份盐酸水苏碱含量经权威机构检测达到1.15%,高于《中华人民共和国药典》2015版标准(0.5%)1.3倍,且该新品种产量表现较好,平均亩产达到430 kg左右,该新品种具有很好的遗传稳定性和推广价值。后期课题组除继续跟踪和推广“川益1号”外,也进行了益母草其他优异种质资源的挖掘研究。   获得新品系后,在四川省凉山州冕宁县宏模乡、凉山州会理县及凉山州普格县开展益母草新品系生产试验并进行益母草配套生产技术培训,在各主产乡镇进行了益母草新品系及配套技术的综合示范。
  2 益母草种植加工关键技术
  2.1 适宜产区
  益母草资源虽分布广泛,但各产区益母草质量差异较大,其各产区气候环境等也是影响益母草质量的重要因素,在光照充足条件下生长的益母草,其总生物碱含量较高[10]。通过各产区益母草质量评价以及四川多地野生、试种益母草质量评价研究,结果表明川产道地药材益母草以四川省西南部凉山州地区,海拔1 600~2 400 m的区域为宜,如四川省凉山州冕宁、会理、西昌、普格、宁南等地;在该适宜产区生产的益母草产量和质量均较好[2,7]。
  2.2 益母草种子质量标准
  益母草主要通过种子进行有性繁殖,种子种苗的质量是决定中药材产量、质量的重要因素,提供优质的种子是保障中药材质量的关键。课题组通过对不同产地、不同采收期、不同成熟度益母草种子的性状、净度、千粒重、水分、发芽率、发芽势、发芽指数、出苗率、益母草碱、盐酸水苏碱、生物总碱等指标进行综合评价,建立益母草种子质量分级标准,将益母草种子分为了4个等级,其Ⅰ级种子表现为:净度不低于95.4%,千粒重不低于1.035 5 g,含水量不超过8.21%,发芽率不低于87%,发芽势不低于83%,发芽指数不低于24.89%,种子表面呈灰棕色至灰褐色。益母草种子质量分级标准的建立,从源头上保障了药材质量的均一性和稳定性,进一步为提升药材质量奠定基础。同时,确定了川产益母草种子的最适宜采收时间为8月上旬,为四川省凉山州益母草种源基地的种子生产提供了理论依据[7,9]。
  2.3 川产益母草种植关键技术
  2.3.1 适宜播种期
  川产益母草在从野生驯化到家种的过程中发现,若秋播益母草在初花期以前采收,则1年可以种植2季益母草。通过考察不同播种时间对益母草产量和质量的影响,结果显示,在凉山州独特的气候条件下,确定了益母草适宜的播种时间(春播益母草以3月中下旬播种为最佳,不能超过4月再播种;秋播益母草以8月下旬至9月中旬播种为最佳,不能超过9月下旬再播种),成功实现了1年种植2季益母草药材的目标[2,11]。
  2.3.2 适宜播种方式、密度和用种量
  为充分合理利用土地,避免种子浪费,降低劳动力成本,同时获得优质高产的益母草药材及优良的益母草种子,对益母草的播种方式、播种密度和用种量进行考察研究,结果表明益母草最佳播种方式为穴播,以每穴间隔10 cm,每亩用种400 g最为适宜,其产出的益母草产量高、质量好,同时建立了川产益母草种植技术规程(SOP),保障了益母草的有序生产[2,12-13]。
  2.3.3 合理施肥
  益母草喜肥,合理施肥能促进益母草生长,提高益母草的产量和有效成分含量[14-16]。课题组通过不同种类肥料、不同底肥浓度和追肥浓度对益母草产量和质量的影响研究,确定最佳施肥方案为:每亩施用20 kg复合肥(N∶P∶K=15∶5∶5)作基肥,在整地前撒施于地表,然后浅翻;在益母草进入拔节期,植株出现方茎后结合中耕除草、间苗进行追肥,每亩使用尿素15 kg,追肥在雨后或阴天的早晨或傍晚撒施,禁止在晴天中午施用。操作时避免肥料直接与植株接触,以免烧苗。若考虑到改良土壤,亦可每亩施用有机复合肥肥50 kg作基肥[2]。
  2.3.4 病虫害综合防治
  白粉病和蚜虫是影响益母草产量和质量最常见的病害和虫害。通过现场连续观察,并对病虫害对中药材质量的影响进行研究,选用高效低毒低残留的化学药剂,结合物理防治等新型无公害防治技术,最终筛选出针对益母草的白粉病和蚜虫防治效果良好的2种药剂。其中50%甲基托布津在对感染白粉病植株两次施药后的防治效果分别是47.60%和20.68%,在第2次施藥后的防治效果分别比其他2种药剂高出10.59%和89.46%,表现出了对益母草白粉病稳定的药效;针对益母草蚜虫虫害,高效氯氟氰菊酯乳油剂的平均防治效果比氟氯氰菊酯乳油剂高出39.57%,所以选择50%甲基托布津和高效氯氟氰菊酯乳油剂分别对益母草白粉病和蚜虫进行防治效果显著。病虫害的发生具有突发性,且与产区环境条件密切相关,应做好病虫害防控措施,避免影响益母草的产量和质量。课题组建立了一套适宜益母草病虫害的综合防治技术体系,建立了川产益母草病虫害防治技术规程(SOP),实现了益母草药材优质、安全、稳定、可控的生产[7]。
  2.4 川产益母草采收技术
  在益母草的野生驯化过程中发现,苗期益母草有效成分含量较高,但产量较低;盛花期益母草产量较高,但有效成分含量较低。因此,课题组通过研究益母草生长过程中有效成分含量、产量以及益母草药材含叶量的动态变化情况来指导益母草适宜采收期的筛选。确定了春播益母草的适宜采收期为7月上旬至中旬,秋播益母草的采收期为次年3月,此时植株均处于茎叶生长旺盛期,并进一步证明了凉山州栽培益母草其生长期稳定。通过结合含叶量和药材产量及有效成分含量的变化,确定了最佳采收期,建立了川产益母草采收技术规程(SOP),为益母草药材的质量控制奠定了基础[2,7,11]。
  2.5 川产益母草产地初加工技术
  益母草的主要有效成分为盐酸水苏碱,若加工方式不合理,盐酸水苏碱易分解,含量降低。因此,课题组考察了益母草快速晒干、阴干、低温烘干和远红外干燥4种初加工方式,发现益母草以低温烘干最好,快速晒干次之,不仅有效成分含量高,药材外观质量也好。但是低温烘干对设备要求较高,干燥能力难以与生产规模匹配。而快速晒干的益母草中盐酸水苏碱含量也较高、性状较好且含叶量损失较少。因此,基地生产宜采用在产地快速晒干作为益母草的初加工方式,建立了川产益母草产地初加工技术规程(SOP),为益母草产地初加工提供技术保障[2]。   3 结语
  四川省针对川产道地药材新品种选育起步较早,“十二五”前育成药用植物新品种个数约占全国的10%,“十二五”以来针对24个川产道地、特色药材累计选育出具有突破性的新品种35个,“川益1号”即为其中之一[17-18]。优质高产益母草新品种“川益1号”的成功选育对解决目前存在的种源混乱、益母草产量下降、药材品质难以保障等问题具有积极的推进作用,与此同时,并完善与之配套的优质高产栽培技术体系,积极推广具有产业优势的药用植物新品种,以此抓好中药材的源头创新。一方面,可促进高品质益母草药材生产,提高产品竞争力,有利于满足市场需求。另一方面,可提高产品附加值,提升当地药农的种植积极性,为药农增产创收奠定基础,有利于助推当地及其周边地区的经济发展和脱贫攻坚。此外,课题组建立了益母草规范化生产关键技术,实现了益母草种子种苗标准化,种植、采收、加工等各生产环节的标准化和规范化,为后期进行益母草新品种示范种植区建设、推广应用及其药材生产奠定了基础,保证了益母草药材的质量和产量。
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  (2020-04-05收稿 责任编辑:徐颖)
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