周玉飛,羅曉青,王曉敏,張顯波,雷石富
(貴州省農業(yè)科學院亞熱帶作物研究所,貴州興義562400)
石斛,蘭科(Orchidaceae)石斛屬(Dendrobium)多年生草本植物,常附生于林中樹上、林下巖石或巖壁[1]。石斛具有益胃生津、滋陰清熱的功效[2]。石斛屬植物生產的成藥產品中多以鐵皮石斛(Den?drobium officinaleKimura et Migo)和金釵石斛(Den?drobium nobileLindl.)作為主要原料,鐵皮石斛含石斛多糖較為豐富,金釵石斛主要含有石斛堿。貴州是我國石斛主要原產地之一,全省各縣均有石斛分布,為保護珍稀瀕危野生石斛資源,促進石斛產業(yè)發(fā)展,貴州利用豐富的山林資源優(yōu)勢發(fā)展石斛生態(tài)產業(yè)。本研究根據貴州石斛生態(tài)產業(yè)現有形勢和發(fā)展問題,提出貴州石斛生態(tài)種植智能化管理和產業(yè)多樣化發(fā)展模式,以期為貴州石斛產業(yè)高效、優(yōu)質、可持續(xù)性發(fā)展提供參考。
貴州現有記錄的野生石斛資源28 種(見表1),是除我國云南以外石斛野生資源種類最多的省份[3]。野生石斛資源主要分布在黔西南的興義、安龍、冊亨、望謨、貞豐,黔南的羅甸、平塘、獨山、三都、荔波,黔東南的榕江、從江,黔中的關嶺、紫云,黔北的赤水、習水等地[4-5]。其中,黔西南興義的野生石斛資源種類最多,有19 種。貴州野生石斛資源以金釵石斛(Dendrobium nobileLindl.)、疊鞘石斛(Dendrobium denneanumKerr)、鐵皮石斛(Dendrobium officinaleKimura et Migo)、流蘇石斛(Dendrobium fimbriatumHook.)、束花石斛(chrysan?thumWall. ex Lindl.)、美花石斛(Dendrobium loddi?gesiiRolfe)、鉤狀石斛(Dendrobium aduncumWall.ex Lindl.)等產量較大、使用較多,而以羅河石斛分布較廣[6-7]。
表1 貴州野生石斛資源及分布情況Tab.1 Species and distribution of wild Dendrobium resources in Guizhou
貴州是中國四大中藥材產區(qū)之一,自古“黔地無閑草,夜郎多靈藥”。歷來貴州石斛商品均以“黃草”稱呼,根據植株長度莖粗、加工方式不同分為大黃草、中黃草、小黃草,每一類中都有多種原植物[8-9](見表2)。
表2 貴州石斛(黃草)分類Tab.2 Classification of Dendrobium(Huangcao)from Guizhou
20世紀80年代前后,石斛為貴州出產的大宗藥材之一,暢銷各地。貴州石斛不僅調銷省外各地,還向國家提供商品外銷,年產量近10萬斤。黔西南興義的環(huán)草石斛(美花石斛)和黔北赤水的金釵石斛尤為著名[10]。黔西南州石斛產量最多,年產量曾達到8000多斤,現州府所在地興義歷史上因盛產石斛得名“黃草壩”,其地所主產的環(huán)草石斛素以道地產品“金耳環(huán)”出口,并遠銷港澳與東南亞各地。赤水是石斛中藥材原生地,也是我國石斛開發(fā)最早的地區(qū)之一。赤水主要生長金釵石斛、重唇石斛和環(huán)草石斛,其中金釵石斛產量最多,金釵石斛獨有的石斛堿含量,使之成為現在金釵石斛的藥源庫[11]。
早期的石斛收購均是連根拔起的鮮草,加之大面積的自然生境被破壞導致野生石斛資源急劇下降瀕臨枯竭,首先是黑節(jié)草(鐵皮石斛)告急,其次是金釵石斛也在興義消失蹤跡,再就是小黃草(主要指美花石斛)罕見。1981 年,我國加入《瀕危野生動植物國際貿易公約》,該公約將石斛屬植物所有種列為附錄Ⅱ,屬于珍稀瀕危、需要保護的物種。1987 年,美花石斛、流蘇石斛、束花石斛、鐵皮石斛、金釵石斛被列入我國《國家重點保護野生藥材物種名錄》Ⅲ級保護,屬資源嚴重減少的主要常用野生藥材物種。然而,在2000 年以前,貴州大多數石斛種類的利用仍以野生資源采集為主,但因野生石斛對生長環(huán)境和氣候條件要求十分苛刻,自然繁殖率極低,野生石斛資源越來越匱乏,尤其是一些藥用價值極高的石斛種類顯得十分珍貴。
我國人工栽培的藥用石斛有30余種,主要栽培種類有鐵皮石斛、金釵石斛、流蘇石斛、美花石斛、束花石斛、鼓槌石斛(Dendrobium chrysotoxumLindl.)和霍山石斛(Dendrobium huoshanenseC.Z.Tang et S.J.Cheng)等[12]。
2000~2010 年,隨著石斛種子無菌繁殖技術獲得突破性進展,為滿足市場需求,大棚種植模式在云南、浙江一帶逐漸形成,主要生產利用價值較高的鐵皮石斛。鐵皮石斛大棚種植模式因具有管理方便、人工成本低、生產可控、產量高等優(yōu)點,在浙江一帶快速推廣,鐵皮石斛產業(yè)得到大規(guī)模迅猛發(fā)展。貴州鐵皮石斛大棚種植較晚,隨著省外石斛種苗繁育技術在貴州引入和應用,鐵皮石斛大棚種植模式在貴州小規(guī)模發(fā)展起來。
2010~2015 年,全國鐵皮石斛大棚集約化種植面積達到頂峰14 萬畝,90%以上鐵皮石斛均為大棚種植生產。隨后,全國鐵皮石斛產品出現生產過剩,加之產品品質相對較低、農藥化肥超標等問題的顯現,大棚種植的鐵皮石斛產品價格大幅度下滑,從原來的每公斤2000 多元降到每公斤200 多元。為改變鐵皮石斛產業(yè)低迷狀態(tài),人們希望通過模仿石斛野外自然生長環(huán)境來種植石斛,于是在大棚內放置木樁或石頭,將石斛捆綁于木樁或種植于堆砌的石頭上來模仿野生石斛生長于樹干、石壁的生境特點,稱為仿野生種植模式,管理方式依然是大棚管理,這種石斛仿野生種植模式隨后在全國各地逐漸發(fā)展起來。貴州地區(qū)多為喀斯特山林,貴州在仿照石斛仿野生種植模式的基礎上開始逐漸創(chuàng)新,捆綁石斛的木樁或石頭通常直接放置于山中林下。2015 年以后,貴州將鐵皮石斛大規(guī)模的直接種植于喀斯特山林中,捆綁于樹上或種植于巖壁上,貴州鐵皮石斛真正進入了生態(tài)種植階段。
相比之下,貴州金釵石斛的生態(tài)種植相對較早。20世紀80年代初期,赤水市就開始金釵石斛人工種植;90 年代赤水通過仿野生方式將金釵石斛種植于丹霞巖石取得成功,1998 年赤水市建立“國家級石斛生產基地”并規(guī)劃發(fā)展原生態(tài)金釵石斛種植面積3萬畝,然而因不具備金釵石斛種苗繁育技術,石斛種苗供給受到制約。2000~2005 年,金釵石斛種苗繁育技術的引進成功解決了種苗供給問題,促進了赤水金釵石斛生態(tài)種植的進一步發(fā)展。2005年以后,赤水金釵石斛全面進入生態(tài)種植階段。
2.2.1 生態(tài)種植的資源優(yōu)勢
貴州氣候溫暖濕潤,山林資源豐富,空氣清新、水源清潔,為石斛生態(tài)種植提供了良好的生態(tài)環(huán)境。貴州屬亞熱帶濕潤季風氣候,溫和的氣候、充足的熱量、充沛的降水,有利于石斛的生長繁衍[13]。貴州適宜發(fā)展石斛生態(tài)種植的區(qū)域主要集中在黔西南州的興義、安龍、冊亨、望謨、貞豐,黔南州的荔波、羅甸、獨山、三都,黔東南州的黎平、從江、丹寨、榕江,以及黔中的安順市鎮(zhèn)寧、關嶺,黔東的銅仁市德江、沿河,黔北的遵義市赤水、習水、湄潭、鳳岡等縣市,其中適宜鐵皮石斛生態(tài)種植區(qū)域最廣且面積最大,適宜金釵石斛生態(tài)種植區(qū)域主要集中在遵義市[14-15]。其次,貴州境內植被繁茂,生物群落類型多樣,森林植被以闊葉混交林為主,華山松(Pinus ar?mandiiFranch.)、油 杉[Keteleeria fortunei(Murr.)Carr.]、云 南 松(Pinus yunnanensisFranch.)、杉 木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.]、柏木(Cu?pressus funebrisEndl.)、馬 尾 松(Pinus massonianaLamb.)、櫟木(Quercusspp.)等居多。據統(tǒng)計,2020年貴州省森林覆蓋率達59.95%,森林面積達1.58億畝。
貴州巖溶地貌發(fā)育非常典型,喀斯特地貌面積10.9 萬平方千米,占全省國土總面積的61.9%。黔西南、黔南喀斯特巖溶地貌明顯,長期風化和雨水侵蝕使得石灰?guī)r裂縫橫生,石頭表面多苔蘚,獨特的喀斯特巖石為石斛種植提供天然載體,黔西南、黔南等地的喀斯特山區(qū)和森林曾是我國野生石斛的重要原產地[16-17]。另外,黔北赤水是國家級生態(tài)示范區(qū),森林覆蓋率82.75%,居貴州省首位,境內丹霞地貌面積全國最大,占地1200多平方公里,有“丹霞之冠”的美譽。赤水丹霞地貌系紅砂巖層,結構疏松,含水量大,地表褶皺起伏劇烈且腐殖質厚、含鉀量高,保肥保水能力強,赤水丹霞區(qū)得天獨厚的生態(tài)環(huán)境非常適宜金釵石斛種植[18-19]。貴州優(yōu)越的氣候資源和天然生態(tài)優(yōu)勢,對石斛生態(tài)產業(yè)發(fā)展起到了重要作用。
2.2.2 生態(tài)種植模式
野生石斛常附生于林中樹干或巖石上,石斛根附著于樹皮或巖石表面,吸取附主表皮或空氣中的養(yǎng)分和水分[20]。石斛生態(tài)種植根據野生石斛在自然環(huán)境中的生長習性和生長規(guī)律進行種植,又稱原生態(tài)種植、近野生種植或仿野生種植。石斛生態(tài)種植以附樹和附石兩種種植模式為主。
附樹種植是以自然林、人工林等林木資源為載體,將石斛附生種植于樹干上,附生的樹木以樹皮厚、多縱溝為宜,樹種可選擇青杠[Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst]、黃葛樹[Ficus virens Ait. var.sublanceolata(Miq.)Corner]、槲櫟(Quercus alienaBl.)、烏桕[Sapium sebiferum(L.)Roxb.]、短翅楓楊(Pterocarya stenopteraDC.Var brevialata pamp)、油桐[Vernicia fordii(Hemsl.)Airy-Shaw]、板栗(Castanea mollissimaBlume) 、枇 杷[Eriobotrya japonica(Thunb.)Lindl.]、柑橘(Citrus reticulataBlanco)、柿(Diospyros kakiThunb.)、桃[Amygdalus persica(L.)Batsch]、李(Prunus salicinaLindl.)、梨(Pyrusspp.)等闊葉樹,其中青杠、黃葛樹等最為適合。樹皮具有特殊氣味或對石斛生長不利的樹種如樟樹[Cinnamo?mum camphora(L.)Presl]、桉樹(Eucalyptus robustaSmith)及木蘭科(Magnoliaceae)樹種不宜選擇[21-22]。
附石種植是以石灰?guī)r、丹霞石為附生地,將石斛種植于巖縫或石壁,附生區(qū)域要求通風、無積水、自然光照充足等,太陽直射時間較長的石壁不宜種植,暑天石壁表面的高溫會灼傷植株,植株損傷易造成病害感染或死亡[23-24]。貴州現有的生態(tài)種植方式主要有:(1)將石斛綁在天然林的樹干上,如黔西南州安龍縣的鐵皮石斛附樹種植;(2)將石斛綁在人工林、果園、茶園等樹干上,貴州主要石斛產區(qū)都有種植;(3)將石斛釘在丹霞石壁上,赤水市金釵石斛大規(guī)模種植在丹霞地貌的石壁上;(4)將石斛固定種植在喀斯特石灰?guī)r上,如黔西南州興義市喀斯特地貌地區(qū)。
近十多年來,貴州省不斷加大發(fā)展石斛生態(tài)產業(yè),2019 年貴州省委、省政府將石斛產業(yè)確定為貴州省重點推進的十二個特色生態(tài)產業(yè)之一[26]。貴州石斛以鐵皮石斛和金釵石斛為優(yōu)勢特色產業(yè),主要發(fā)展原生態(tài)附樹、附石栽培模式。
2006年“赤水金釵石斛”獲國家地理標志登記保護,2017 年“興義黃草壩石斛”和“安龍石斛”也先后獲國家地理標志登記保護,其中赤水市還曾榮獲“國家級金釵石斛生產基地”、“中國綠色生態(tài)金釵之鄉(xiāng)”等稱號。據調查統(tǒng)計,2019年貴州有石斛企業(yè)(專業(yè)合作社)85家,其中省級重點龍頭企業(yè)9家,具有石斛種苗生產能力的企業(yè)26家。鐵皮石斛主要集中分布在黔西南、黔南、黔東南和銅仁等全省9個市州38個縣,金釵石斛主要集中分布在赤水市[27]。石斛種植面積最大為黔北的遵義市,其次為黔西南州、黔南州[28]。石斛主要產品有鮮條、干條、楓斗、干粉、干花等,部分企業(yè)還開發(fā)了石斛膠囊、石斛沖劑、石斛晶、石斛顆粒、石斛露、石斛茶、石斛紅酒等產品。
2020年5月,貴州石斛種植總面積已達15.95萬畝(生態(tài)種植面積約占95%以上),其中鐵皮石斛種植面積6.78 萬畝,金釵石斛種植面積9.17 萬畝;石斛鮮條年產量8 097.73 噸,其中鐵皮石斛1 002.73 噸/年,金釵石斛7095 噸/年;石斛干花年產量123.55 噸,其中鐵皮石斛10.03 噸/年,金釵石斛113.52 噸/年,石斛年產值21.61 億元[29]。貴州原生態(tài)石斛種植面積位居全國第一,鐵皮石斛原生態(tài)種植面積全國第一,金釵石斛原生態(tài)種植面積、產量、產值均位居全國第一。安龍、赤水、錦屏等地石斛原生態(tài)種植面積均超過1 萬畝,貴州種植面積1 000畝以上的縣(市、區(qū))有18個。貴州石斛生態(tài)產業(yè)已形成以赤水市為核心的金釵石斛產業(yè)集群,以及黔西南、黔南石漠化區(qū)鐵皮石斛產業(yè)集群。
經過多年石斛生態(tài)產業(yè)發(fā)展,石斛成為貴州特色生態(tài)主導產業(yè)之一,其生態(tài)效益、經濟效益和社會效益顯著。
在生態(tài)效益方面,貴州石斛生態(tài)種植模式充分利用林木資源、喀斯特地貌或丹霞地貌等自然資源種植石斛,石斛種植不占用良田、耕地,完全避免了生態(tài)保護與經濟發(fā)展之間高度緊張的矛盾。石斛附樹種植充分利用自然林木資源發(fā)展林下經濟,更好地保護了林木資源,實踐了“不砍樹也能富”的綠色生態(tài)發(fā)展模式。石斛附石種植充分利用閑散的荒山石地,創(chuàng)造出“荒石改綠地,石頭開花”的美麗景象,實現了喀斯特石漠化區(qū)“死資源”變成“活資產”的“石頭上的經濟”,丹霞區(qū)則創(chuàng)造出了“荒石荒坡無效益,巖石旮旯出金銀”的奇跡。貴州石斛生態(tài)種植一方面有利于保護瀕危石斛現有野生資源,以回歸種植方式增加石斛野外種群生物多樣性,對恢復野生石斛種群具有重要意義;另一方面激發(fā)了當地居民保護森林、保護生態(tài)環(huán)境的積極性,用“生態(tài)產業(yè)化、產業(yè)生態(tài)化”模式踐行了“綠水青山就是金山銀山”的理念[25]。
在經濟效益方面,貴州石斛生態(tài)種植模式下,一畝3 000 叢金釵石斛進入豐產期每年可產鮮品200 公斤以上,按市場均價60 元/公斤計算,加上花的收入,畝產值達1.5 萬元以上;一畝3 000 叢鐵皮石斛進入豐產期年可產鮮品20公斤以上,按市場均價1 000 元/公斤計算,加上花的收入,畝產值達2.3萬元以上。相比于大棚設施栽培,生態(tài)種植雖產量不及大棚,但其不占用土地,投資成本遠低于大棚設施投入。生態(tài)種植模式按每畝每年平均0.5 萬元的投入成本,金釵石斛每畝每年收入約1.0 萬元以上,鐵皮石斛每畝每年收入約1.8萬元以上。
在社會效益方面,貴州是全國脫貧攻堅主戰(zhàn)場之一,也是鄉(xiāng)村振興主要發(fā)展地區(qū),尤其貴州石漠化區(qū)曾為少數民族集中的深度貧困區(qū)。近年來,由于農業(yè)效益低,大量青壯年外出務工,農村“空巢化”現象比較嚴重,留守務農的多為老人和婦女,養(yǎng)老問題、留守人群的生活保證問題就顯得尤為突出,而石斛種植、采收、初加工等都是一些體力勞動強度相對較低的工作,特別適合留守人群完成。貴州石斛發(fā)展基本采用“龍頭企業(yè)+合作社+基地+農戶”的產業(yè)化發(fā)展模式,通過資源變股權、資金變股金、農民變股民的方式帶動當地農戶增收脫貧,人均年收入可達2萬元以上。
進入21世紀后,人工智能技術在工業(yè)領域發(fā)揮巨大效能的同時也讓農業(yè)領域看到了新的機遇。傳統(tǒng)農業(yè)需要耗費大量人力、物力,人工智能技術有助于緩解農民負擔,大大降低土地對勞動力的需求量。目前,貴州石斛生態(tài)種植面積位居全國前列,石斛生態(tài)種植主要利用現有山林種植石斛,該種植模式具有種植成本低、植株抗逆性強、產品品質好等優(yōu)點,但存在水肥管理困難、種植密度小產量低、人工管護成本高等缺點。在石斛生態(tài)種植過程中,水肥管理占整個生產管理過程的60%以上,野外種植區(qū)域地形復雜,造成管理成本高、水肥利用率低等問題。人工智能管理具有高效、優(yōu)質和可持續(xù)性特點,將人工智能技術運用到石斛生態(tài)種植模式中,建立一套貴州石斛生態(tài)種植智能化水肥管理系統(tǒng),可大幅度降低石斛生產管理成本、提高生產效率[30]。
貴州石斛產業(yè)生態(tài)經濟發(fā)展模式可根據各地實際情況因地制宜,發(fā)展獨具特色的生態(tài)種植模式。(1)集約化生態(tài)種植模式:適合公司集中規(guī)模化種植,需要具備完善的水、電、路等基礎設施,創(chuàng)新種植方式增大單位面積內石斛種植密度,集約化生態(tài)種植模式除方便集中管理外,還能有效提高石斛畝產量。(2)全野生放養(yǎng)模式:適合帶動適宜區(qū)農戶發(fā)展,基礎設施投入少,以放養(yǎng)為主,追求野生、高品質為目標,雖投入相對較少但也會有合理的投入產出比。(3)生態(tài)循環(huán)農業(yè)模式:與養(yǎng)殖、加工等產業(yè)形成“種-養(yǎng)(-加)”結合的生態(tài)農業(yè)模式,通過生態(tài)循環(huán)農業(yè)管理方式發(fā)展有機生態(tài)農業(yè)。(4)觀光農業(yè)模式:石斛是一種美麗的蘭花,在旅游發(fā)達地區(qū)可將石斛產業(yè)與山地旅游、度假養(yǎng)生、中醫(yī)理療等結合起來發(fā)展觀光農業(yè)模式,助推貴州旅游產業(yè)化。
道地藥材是種源、生態(tài)環(huán)境、栽培管理、產地初加工及炮制方法共同作用的結果,品質優(yōu)良、療效顯著的道地藥材才是現代中藥材產業(yè)的發(fā)展方向[31]。貴州石斛種植于嚴酷的自然生態(tài)環(huán)境中,逆境脅迫和微生物環(huán)境是石斛特殊品質形成的重要因子[32-33]。貴州充分利用石斛原產地不可復制的海拔、氣候、溫度、降水等自然生態(tài)優(yōu)勢,堅持“石斛發(fā)展必須回歸原產地、原生態(tài)”的理念,走“原生態(tài)、高品質”差異化發(fā)展道路生產優(yōu)質石斛產品[34]。然而,現市場上大量存在的偽劣石斛產品讓消費者辨識不清,對全國的石斛產業(yè)均造成了很大沖擊[35],貴州優(yōu)質石斛產品營銷也因此陷入困境。因此,構建來源可溯、去向可追、質量可控的石斛質量管理體系,明確劃分石斛產品質量等級,協(xié)調各方資源全面宣傳貴州石斛生態(tài)種植產品,打造地域特色突出、產品特征鮮明的貴州生態(tài)石斛品牌。
貴州野生石斛資源主要分布在黔西南、黔南、黔東南等地,貴州利用石斛原產地不可復制的自然資源優(yōu)勢發(fā)展以鐵皮石斛和金釵石斛為主的石斛生態(tài)產業(yè),堅持以附樹和附石的生態(tài)栽培模式回歸原產地、回歸原生態(tài),努力探索石斛產業(yè)高效、優(yōu)質和可持續(xù)性的現代生態(tài)發(fā)展模式,有效推動貴州石斛產業(yè)跨越式發(fā)展,為山區(qū)現代中藥材產業(yè)發(fā)展提供借鑒,對貴州助推鄉(xiāng)村振興也具有重要意義。