?，|浩，徐 江，董林林，李西文，張連娟，陳士林

（1. 中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 北京 100700；2. 魯東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 煙臺(tái) 264000）

農(nóng)田栽參的研究進(jìn)展及優(yōu)勢(shì)分析＊

?，|浩1，2，徐 江1，董林林1，李西文1，張連娟1，陳士林＊＊

（1. 中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 北京 100700；2. 魯東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 煙臺(tái) 264000）

農(nóng)田栽參是生態(tài)友好型人參栽培模式，可以保障人參產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本研究對(duì)農(nóng)田栽參中土壤改良和栽參技術(shù)進(jìn)行了綜述，探討了物理消毒、化學(xué)消毒、施肥改土、綠肥回田的措施對(duì)參地微生態(tài)環(huán)境的改善作用，并且介紹了人參栽培的新品種，闡述中國(guó)與日韓兩國(guó)在人參栽培模式方面的差異及人參栽培過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的主要病蟲(chóng)害及其防治策略。本研究對(duì)農(nóng)田栽參模式的推廣具有指導(dǎo)意義，為人參產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供依據(jù)。

人參 農(nóng)田栽參 土壤改良 人參新品種 栽培模式

人參為五加科多年生宿根草本植物人參Panax ginseng C. A. Mey的干燥根和根莖，是中國(guó)傳統(tǒng)名貴藥材[1]。中國(guó)人參的栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位，主產(chǎn)區(qū)吉林的產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量的70%[2]。中國(guó)也是世界上最早開(kāi)展人參栽培的國(guó)家，人參的栽培始于西晉，盛行于唐、宋、元，成熟于明、清[3]。目前，中國(guó)栽參是以伐林栽參為主，非林地種參和林下參并存的格局；但是，由于伐林栽參毀林嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)壓力大，不利于人參產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展[4]。

農(nóng)田栽參是人參栽培生產(chǎn)的一種可持續(xù)發(fā)展方式，可以解決伐林栽參引起的多種生態(tài)問(wèn)題。陳志付等[5]調(diào)查了吉林、遼寧、黑龍江等省已陸續(xù)開(kāi)展的農(nóng)田栽參模式，其調(diào)研結(jié)果表明，農(nóng)田栽參的產(chǎn)量不低于當(dāng)?shù)亓值卦詤⒌膮⒏a(chǎn)量。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所統(tǒng)計(jì)資料顯示，農(nóng)田栽參模式中人參皂苷和氨基酸的含量接近甚至超過(guò)林地種植的人參，70%左右的農(nóng)田栽參產(chǎn)品可供加工為紅參[6]。然而，與林地相比，農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量低，土壤酶活性差異大，在很大程度上限制了人參的產(chǎn)量和質(zhì)量[7]。因此，土壤改良是農(nóng)田栽參順利開(kāi)展的前提。

道地藥材是優(yōu)質(zhì)藥材的代表，既受遺傳因素控制，又受環(huán)境條件影響，其中土壤微生物是道地藥材生長(zhǎng)環(huán)境中的重要因素[8]。人參種植中根際土壤微生物區(qū)系發(fā)生變化，微生物類群活性降低，真菌數(shù)量增多，土壤理化性質(zhì)改變，引起多種病害，進(jìn)而導(dǎo)致人參產(chǎn)量及品質(zhì)的下降[9，10]。集安人參研究所發(fā)明的“復(fù)式棚”遮陰技術(shù)、分期處理土壤改良技術(shù)，淺覆土厚覆蓋（碎玉米秸）的田間覆蓋技術(shù)，以及提早防寒覆蓋、適時(shí)覆膜的越冬防寒技術(shù)等綜合措施，使各年生人參的保苗率達(dá)到90%以上，且根白無(wú)病、支頭大、產(chǎn)量高[11，12]。因此，綜合的人參栽培管理技術(shù)可以提高人參的產(chǎn)量及品質(zhì)。本文綜述了人參栽培中的土壤改良方法、栽培技術(shù)并分析其優(yōu)勢(shì)，為農(nóng)田栽參的順利開(kāi)展提供依據(jù)及參考。

1 農(nóng)田栽參的土壤改良

1.1 土壤消毒

土壤消毒是一種快速、高效殺滅土壤中真菌、細(xì)菌、線蟲(chóng)、雜草、土傳病毒、地下害蟲(chóng)、嚙齒動(dòng)物的技術(shù)，顯著提高人參的產(chǎn)量和品質(zhì)[7，13]。土壤消毒主要分為化學(xué)消毒和物理消毒兩種。

1.1.1 化學(xué)消毒

熏蒸劑是化學(xué)消毒中防治土傳病害的重要手段。熏蒸劑在土壤中易于分布，并且可殺死已知及未知的病蟲(chóng)害。常用的熏蒸劑主要有：碘甲烷、異硫氰酸烯丙酯、環(huán)氧丙烷、疊氮化鈉、丙烯醛、臭氧、硫酰氟和氰胺化鈣等，對(duì)單一或多種病原生物具有防治效果。熏蒸劑可通過(guò)機(jī)械注射或手動(dòng)注射施入土壤中，手動(dòng)注射可通過(guò)灌溉或直接混土達(dá)到防治目的，并可附加不滲透膜，或者通過(guò)鎮(zhèn)壓土壤、增加施藥深度、加水、加肥等手段減少熏蒸劑散發(fā)[14]。韓潤(rùn)亭等[15]研究表明，土壤注入氯化苦液劑對(duì)防治人參銹病作用顯著，其防治效果明顯優(yōu)于多菌靈可濕性粉劑。參地真菌種類和數(shù)量復(fù)雜多樣是導(dǎo)致土壤劣變的主要原因[16]。李自博等[17]研究表明，使用土壤消毒劑棉降熏蒸處理參地可以有效減少土壤真菌的種類和數(shù)量，減少真菌對(duì)人參的影響。熏蒸劑有效殺滅土壤病原菌和雜草，結(jié)合合理的土壤菌群重建技術(shù)可以快速達(dá)到土壤改良的效果（表1）。

1.1.2 物理消毒

太陽(yáng)能高溫消毒是物理消毒的主要方式之一。高溫季節(jié)通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間覆蓋塑料薄膜來(lái)提高土壤溫度，以殺死土壤中的許多有害生物，該方法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、生態(tài)友好，應(yīng)用廣泛[13]。李英梅等[24]比較了不同的消毒方法，結(jié)果表明：壟溝式太陽(yáng)能消毒通過(guò)提高土壤剖面溫度進(jìn)行消毒，特點(diǎn)是速度快，對(duì)土傳病害有良好的防治效果。許光輝等[25]研究發(fā)現(xiàn)，使用土壤高效滅菌殺蟲(chóng)劑配合生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的土壤還原劑，可以從根本上解決根結(jié)線蟲(chóng)及大多數(shù)土傳病害難題，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

表1 常用土壤熏蒸劑

1.2 施肥改土

與林地土相比，農(nóng)田土有機(jī)質(zhì)及微量元素略低，pH偏弱酸性，土壤孔隙度相對(duì)較低[26]。隨栽培年限延長(zhǎng)，土壤中有機(jī)質(zhì)被大量消耗，氮、磷、鉀等人參生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素明顯減少，隨著土壤營(yíng)養(yǎng)狀況逐步惡化、肥力下降，人參病害增加、產(chǎn)量降低、質(zhì)量下降[27]。因此，施肥改土是為農(nóng)田栽參改善土壤肥力的重要舉措。中國(guó)吉林地區(qū)使用玉米秸稈或蘇子作為綠肥，再施入腐熟的豬糞或羊糞等對(duì)人參土壤進(jìn)行改良[10-11，28]。李自博等[29]采用棉隆和多菌靈結(jié)合拌施有機(jī)肥處理技術(shù)對(duì)參地進(jìn)行改良，土壤中真菌數(shù)量下降，細(xì)菌和放線菌數(shù)量增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著提高。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所試驗(yàn)表明，東北地區(qū)黏土壤的農(nóng)田摻入三分之一的沙土，改善土壤的透水性能，人參的出苗率提高18.6%，增產(chǎn)11.7%[29]。徐永華等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在四年生人參上追施腐殖酸液肥，提高人參的抗病能力和存苗率，增產(chǎn)幅度明顯。白容霖等[31]研究發(fā)現(xiàn)，施入鹿糞調(diào)節(jié)參地土壤的氮磷鉀含量及其比例，穩(wěn)定參地土壤的pH，真菌群體數(shù)量減少，細(xì)菌及放線菌數(shù)量有所增加。陳志付等[5]研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥料能改良土壤的肥力和理化性狀，有效提高種子和根的產(chǎn)量。趙英等[27]比較不同肥料對(duì)土壤養(yǎng)分狀況的影響，結(jié)果表明，使用復(fù)混肥改良土壤后，土壤中氮、磷、鉀含量較對(duì)照提高22.5%，參根病害發(fā)生率降低了60.8%，顯著提高人參的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，通過(guò)有機(jī)肥拌施秸稈、草木灰、沙子等措施進(jìn)行土壤改良是保障農(nóng)田栽參順利開(kāi)展的有效措施。

1.3 秸稈還田

秸稈還田能夠促使集約化高氮輸入的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)維持正常的碳氮比例，減少氮素淋洗損失，改善土壤板結(jié)和連作障礙等狀況。利用作物秸稈、樹(shù)葉、草炭等資源還田可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[32]。通過(guò)施用秸稈堆肥可以促進(jìn)人參根系生長(zhǎng)，提高保苗率和參根等級(jí)，施用秸稈堆肥還能夠改善土壤理化性狀，提高土壤供肥性能，增加人參產(chǎn)量[33，34]。任一猛等[35]利用正交試驗(yàn)研究了不同比例的玉米秸粉、硅藻土、EM菌肥對(duì)參地土壤中有機(jī)質(zhì)含量、pH、微生物菌群以及人參生長(zhǎng)影響，結(jié)果表明，3種物質(zhì)的適宜配比可有效改善土壤理化性狀和微生物環(huán)境，促進(jìn)人參根的生長(zhǎng)，達(dá)到較好的土壤改良培肥目的。潘劍玲等[36]研究發(fā)現(xiàn)，有效的秸稈還田為土壤微生物提供豐富的碳源，刺激微生物活性，提高土壤肥力；同時(shí)礦化的秸稈組分促進(jìn)土壤氮循環(huán)和礦化，提高氮素的有效性。此外，秸稈來(lái)源廣，質(zhì)量好，而且成本較低，不會(huì)造成環(huán)境污染，利于在農(nóng)田栽參生產(chǎn)模式中開(kāi)展及推廣。

2 田間管理

2.1 人參種子處理技術(shù)

人參在播種前需進(jìn)行裂口處理，以保證處理后的種子出苗齊、苗壯。劉雅坤[37]詳細(xì)介紹了人參種子裂口處理技術(shù)。用清水浸種48 h，待種子吸足水分后撈出，與細(xì)沙按（體積比）1：3比例混勻，濕度為25%-30%。選擇背風(fēng)向陽(yáng)、地勢(shì)較高的地方，挖一深度為40-50 cm，寬1.2 m的土槽，槽底鋪一層粗砂（含小石子），然后將裝入袋中拌好的種子一次擺入土槽中，厚度為30-40 cm，再覆蓋一層遮陽(yáng)網(wǎng)，上層覆土15-20 cm，土槽上方搭設(shè)一防雨棚，膜上加網(wǎng)，并設(shè)置排水溝，以防雨水深入槽中，前期每15天翻袋一次，并查看水分狀況，后期每一個(gè)月翻袋一次，查看水分及胚的生長(zhǎng)狀況，直至播種前一周取出，種子包衣處理后待播。

李青等[38]研究表明混合土拌種催芽能顯著提高種子的裂口率，原因可能是混合土中微生物較豐富、保水性和透氣性較好，利于催芽。杜立財(cái)?shù)萚39]研究發(fā)現(xiàn)，適宜的種衣劑邁舒平、微生物菌肥以及植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的搭配可以有效防治人參立枯病和銹腐病，還可以顯著提高人參的存苗數(shù)、鮮重、根重及根長(zhǎng)。

2.2 人參栽培模式

中國(guó)東北地區(qū)的人參種子采種時(shí)期大約在7月中旬，種子催芽100天左右進(jìn)行秋播或在翌年春播，催芽方式分為地上、地下及室內(nèi)等。播種時(shí)間分別在4月中下旬至5月上旬和10月中下旬。參苗移植時(shí)間為春季3月末至4月中旬、秋季10月中旬至11月，主要以秋季移栽為主。移栽床有水平式和25-30°傾斜式兩種，遮蔭棚分為遮光擋雨的全蔭棚、防雨透光的單透棚和透雨透光的雙透棚，參棚結(jié)構(gòu)以弓形、坡形、平頂形和拱形等為主[40]。人參農(nóng)田生產(chǎn)上以拱棚應(yīng)用較多，但拱棚栽培模式中存在畦邊人參病害重，保苗率差等問(wèn)題。田永全等[10]參照美國(guó)、加拿大西洋參栽培的遮蔭方式，研究設(shè)計(jì)了“復(fù)式棚”，即下層是單畦拱棚，上層是全封閉棚；下層拱棚為一層參膜，便于防雨調(diào)光，上層大棚為一層遮陽(yáng)網(wǎng)，便于遮光和防風(fēng)雨。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐表明，復(fù)式棚等綜合配套技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)田栽參切實(shí)可行，其產(chǎn)量和質(zhì)量完全達(dá)到或超過(guò)林地栽參的水平[11]。復(fù)式棚有效改善田間小氣候，降低病蟲(chóng)害，增產(chǎn)顯著，而且復(fù)式棚的投入成本與拱棚相差不大，是一項(xiàng)低投入高產(chǎn)出的新型棚[41]。另外，中國(guó)與日韓的人參栽培模式有差異，詳見(jiàn)表2。

韓國(guó)主要在7月中下旬采種，催芽需要100-120天左右。種子催芽方式有低設(shè)法、高設(shè)法和折衷法：低設(shè)法是指催芽容器設(shè)在地下，高設(shè)法是指催芽容器設(shè)在地上，折衷法為容器一半設(shè)在地下，一半露出地上。目前高設(shè)法催芽效率較高，應(yīng)用比較廣泛。播種時(shí)期有春播（3月份）和秋播（10月中旬至11月上旬），1950年以前主要為春播，目前逐漸轉(zhuǎn)為秋播。參床以45°單向傾斜的方式為宜，參棚主要有傳統(tǒng)的開(kāi)城式、豐基式及錦山式，基本結(jié)構(gòu)為單向傾斜的遮陰方式[40]。

表3 不同地區(qū)栽培的人參品種

表4 人參主要病蟲(chóng)害及其防治方法

種農(nóng)藥混用的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，在病蟲(chóng)害較重時(shí)，擅自加大農(nóng)藥使用量，導(dǎo)致農(nóng)殘超標(biāo)[50]。采用生物法對(duì)人參病害進(jìn)行防治可以降低生態(tài)壓力。王瑞等[51]研究表明，蘇子提取物在一定濃度下可抑制根腐病原菌的生長(zhǎng)，用以開(kāi)發(fā)新型植物源農(nóng)藥。目前，生態(tài)友好型農(nóng)藥開(kāi)發(fā)還不成熟，因此針對(duì)不同病蟲(chóng)害要做到合理用藥，結(jié)合田間預(yù)防的措施進(jìn)行防治（表 4）。同時(shí)生產(chǎn)上應(yīng)嚴(yán)格的選地和整地，控制水肥并及時(shí)清理病株畦面，注意防寒防凍。

3 優(yōu)勢(shì)分析

3.1 退參還林，生態(tài)和諧

森林是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的基礎(chǔ)，具有保護(hù)水土、防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣等多種生態(tài)功能，是世界上最為豐富的基因資料庫(kù)[55]。長(zhǎng)期以來(lái)，伐林栽參的生產(chǎn)方式使長(zhǎng)白山地區(qū)的森林植被遭到嚴(yán)重破壞，使其成為環(huán)境依賴型產(chǎn)業(yè)，增加社會(huì)成本。農(nóng)田栽參克服了種參需要以破壞森林為代價(jià)的障礙。目前，國(guó)內(nèi)外利用農(nóng)田栽植人參的試驗(yàn)均獲得了成功并投入生產(chǎn)，保護(hù)生態(tài)的同時(shí)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 參糧輪作，改善土壤微生態(tài)環(huán)境

參糧輪作技術(shù)的研究已有50多年的歷史，這種技術(shù)可以有效的改善參地土壤狀況。在目前參地連作障礙的形成機(jī)理不明確的前提下，采用參糧輪作技術(shù)勢(shì)在必行。參糧輪作同時(shí)對(duì)土壤進(jìn)行了改良，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.3 利于培育高檔人參

海拔高度、光環(huán)境、土壤和肥料、生長(zhǎng)年限、產(chǎn)地、病蟲(chóng)害等因素對(duì)人參的品質(zhì)有重要的影響[56]。農(nóng)田的選擇較為寬泛，種植條件相比林地可以進(jìn)行一定的改良。人參在中國(guó)的種植適宜區(qū)資源廣闊，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所自主研發(fā)的“藥用植物全球產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃信息系統(tǒng)”（Global Geographic Information System for Medicinal Plant，GMPGIS）經(jīng)過(guò)生態(tài)相似性分析獲得人參在中國(guó)的最佳生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)和潛在種植區(qū)，主要包括黑龍江、吉林、遼寧等省區(qū)[57]。該研究為農(nóng)田栽參及培育高品質(zhì)人參奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

3.4 降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)人參產(chǎn)業(yè)化

目前人參種植多是以個(gè)體經(jīng)營(yíng)的小規(guī)模伐林栽參為主，需要支出大量的租賃費(fèi)用及交通運(yùn)輸費(fèi)用，同時(shí)需要對(duì)山地進(jìn)行整理等繁重的體力勞動(dòng)[6]。相比之下，農(nóng)田栽參的環(huán)境多為平地，極大地降低了交通運(yùn)輸?shù)牟槐?，利于?shí)現(xiàn)人參的機(jī)械化、規(guī)范化和集約化大生產(chǎn)。中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所陳士林研究團(tuán)隊(duì)、盛實(shí)百草實(shí)業(yè)有限公司與日本株式會(huì)社津村聯(lián)合開(kāi)展了農(nóng)田栽參的系統(tǒng)研究與推廣，建立土地選擇標(biāo)準(zhǔn)、土壤綜合改良措施、病蟲(chóng)害綜合防治方法等關(guān)鍵技術(shù)與體系，并在吉林省進(jìn)行大面積的推廣，農(nóng)田栽參的生產(chǎn)模式已經(jīng)得到了較好的實(shí)現(xiàn)，將帶動(dòng)人參行業(yè)的快速發(fā)展。

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A Research Progress on the Vantage of Cultivation of Ginseng in Farmlands

Niu Weihao1,2, Xu Jiang1, Dong Linlin1, Li Xiwen1, Zhang Lianjuan1, Chen Shilin1
(1. Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medicinal Sciences, Beijing 100700, China; 2. College of Life Science, Ludong University, Yantai 264000, China)

The cultivation of ginseng (Panax ginseng C. A. Mey) in farmlands, remembered as an eco-friendly model, guaranteed the sustainable development of ginseng industry. In this study, we summarized the soil improvement and technologies of the cultivation of ginseng in farmlands and discussed the strategies, such as physical disinfection, chemical disinfection, fertilization and soil amelioration, and green manure returning fields, for improving the micro-ecological environment of ginseng. Furthermore, the new cultivars of ginseng were introduced, compared with the cultivation patterns of ginseng between China, Japan and Korea, and strategies for controlling main diseases in the cultivation of ginseng were also involved. In conclusion, this study possessed guiding significance of the cultivation of ginseng in farmlands and laid a foundation for the wholesome development of ginseng industry.

Panax ginseng C.A. Mey, the cultivation of ginseng in farmlands, soil improvement, new cultivars of ginseng, cultivation patterns

10.11842/wst.2016.11.023

R931.2

A

（責(zé)任編輯：馬雅靜，責(zé)任譯審：朱黎婷）

2016-10-20

修回日期：2016-10-20

＊ 國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（81603238）：三七北方根結(jié)線蟲(chóng)flps基因靶向防治的研究，負(fù)責(zé)人：董林林；國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（81403053）：VeA蛋白協(xié)同調(diào)控靈芝有性發(fā)育與三萜類成分積累的機(jī)制研究，負(fù)責(zé)人：徐江。

＊＊ 通訊作者：陳士林，本刊編委，研究員，主要研究方向：中藥資源學(xué)、中藥分子生物學(xué)。