唐 濤,王帆帆,郭 杰,郭曉亮,段媛媛,游景茂
(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所/湖北省中藥材規(guī)范化生產(chǎn)(GAP)工程研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部中藥材生物學(xué)與栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北恩施 445000)
中藥材黃連是多年生草本植物黃連(Coptis chi?nensisFranch.)的干燥根莖,單獨(dú)或與其他草藥結(jié)合使用于許多中藥經(jīng)典名方中[1]。在中國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)藥中具有悠久的歷史,最早可追溯到已知現(xiàn)存的中藥學(xué)著作《神農(nóng)本草經(jīng)》[2]。黃連性味苦寒、無(wú)毒,具有廣泛的抗菌、抗病毒和抗氧化作用,常用于治療炎癥性疾病、心血管疾病、糖尿病、癌癥和神經(jīng)退行性疾?。?,4]。最新研究表明,黃連解毒湯中的活性物質(zhì)可通過(guò)多靶點(diǎn)、多途徑治療新型冠狀病毒肺炎[5]。中國(guó)黃連分布于湖北、四川、湖南、陜西、貴州、云南等省,主要產(chǎn)于湖北省利川市和重慶市石柱縣[6]。黃連人工種植以味連為主,其產(chǎn)區(qū)以長(zhǎng)江為界,湖北省恩施州、重慶市石柱縣等長(zhǎng)江以南地區(qū)所產(chǎn)黃連稱為“南岸味連”;湖北省十堰市、重慶市巫溪縣、陜西省安康市等長(zhǎng)江以北地區(qū)所產(chǎn)黃連稱為“北岸味連”。中國(guó)黃連種植總面積超過(guò)1.7 萬(wàn)hm2,其中90%分布于鄂渝交界的齊岳山以及鄂渝陜交界的大巴山。黃連具有清熱燥濕、瀉火解毒的功能,具有較廣的抗菌范圍,是黃連上清丸、牛黃上清丸、黃連清胃丸、黃連羊肝丸、黃連雙清丸、黃連膠囊、香連片等傳統(tǒng)中成藥的主要原料[3,4]。
恩施州利川市建南鎮(zhèn)是黃連面積最大、最核心種植區(qū),享有“中國(guó)黃連第一鎮(zhèn)”“全國(guó)黃連種植示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)”等美稱,并于2012 年通過(guò)國(guó)家GAP 基地認(rèn)證。從2015 年開(kāi)始建南鎮(zhèn)黃連陸續(xù)出現(xiàn)不明原因大面積死亡情況,病害日趨嚴(yán)重影響了黃連的品質(zhì)和連農(nóng)的種植熱情,黃連產(chǎn)地種植面積正迅速減少。病害侵襲成為當(dāng)下黃連產(chǎn)業(yè)發(fā)展的嚴(yán)重阻礙,本研究對(duì)恩施州建南鎮(zhèn)境內(nèi)黃連病害發(fā)生情況作詳細(xì)調(diào)查、成因分析以及防治策略。
截至2019 年10 月,建南鎮(zhèn)黃連留存面積約2 801.4 hm2,其中水田壩村370.7 hm2、豐竹壩村366.7 hm2、龍?zhí)翜洗?58.7 hm2、容貌坪村337.3 hm2、大屋基村322.0 hm2、板廠坪村232.7 hm2、紅板云村213.3 hm2、大道角村200.0 hm2、鳳凰溝村140.0 hm2、白竹壩村115.3 hm2、中坪村56.7 hm2、維豐村53.3 hm2、星星村34.7 hm2,綜合效益達(dá)84 040 萬(wàn)元,基本呈現(xiàn)家家種黃連的現(xiàn)象。目前全鎮(zhèn)從事黃連產(chǎn)業(yè)的合作社和家庭農(nóng)場(chǎng)16 家,企業(yè)1 家。黃連產(chǎn)業(yè)是建南鎮(zhèn)脫貧攻堅(jiān)主打產(chǎn)業(yè)之一,對(duì)于精準(zhǔn)脫貧具有重要意義。
通過(guò)調(diào)研走訪發(fā)現(xiàn),目前黃連植株死亡問(wèn)題嚴(yán)重,在建南鎮(zhèn)全鎮(zhèn)均有發(fā)生。2015 年開(kāi)始零星發(fā)生,2018 年和2019 年達(dá)到高峰期,病害蔓延發(fā)展快速,危害大,嚴(yán)重田塊幾乎絕收。2015 年大道角村開(kāi)始出現(xiàn)紅葉、葉片枯死、整株黃連枯死、根部及植株腐爛等相關(guān)癥狀,然后陸續(xù)開(kāi)始在紅板云村、鳳凰溝村蔓延,2016 年水田壩村開(kāi)始發(fā)生,到2017 年建南鎮(zhèn)全部黃連種植區(qū)域均發(fā)生嚴(yán)重黃連死亡現(xiàn)象。2019 年10 個(gè)村都有發(fā)生,其中大道角和龍?zhí)翜蠟橹貫?zāi)區(qū),死亡率達(dá)70%以上,發(fā)病最輕的為板廠坪和豐竹壩。死亡現(xiàn)象主要集中在3~4 年生黃連,超過(guò)4 年生的黃連發(fā)病較輕,對(duì)產(chǎn)量影響相對(duì)較小,幼苗期及移栽后1~2 年發(fā)病死亡也相對(duì)較輕。主要癥狀為1~2 年生苗在5 月中下旬葉片變紅,開(kāi)始淡紅,后期變?yōu)樽霞t;3~4 年黃連莖干由綠色變?yōu)楹诤稚?,根部須根喪失活力,逐漸變黑折斷,主根隨后表皮變黑,由外到內(nèi)逐漸褐化,植株呈立枯狀、粉末化,最終整株枯死,徹底失去藥用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。該病害在植株根部呈現(xiàn)由一邊向另外一邊擴(kuò)散的情形,同時(shí)在部分田塊也呈現(xiàn)由一邊發(fā)病向另外一邊傳染的跡象。該病發(fā)生呈普發(fā)并加重態(tài)勢(shì),目前在整個(gè)武陵山區(qū)黃連種植區(qū)域均發(fā)生。
2019 年5 月部分長(zhǎng)勢(shì)良好的田塊,于11 月全田80%枯死;8—9 月移栽的黃連,11 月出現(xiàn)病狀。在箭竹溪,2017 年按采收面積統(tǒng)計(jì)正??墒斋@1 000 t,實(shí)際僅有700 t,2018 年僅500 t,按照危害發(fā)展趨勢(shì),預(yù)計(jì)未來(lái)3~5 年箭竹溪黃連可能無(wú)法有效供給。目前無(wú)法有效對(duì)黃連病害進(jìn)行防控,嚴(yán)重挫傷連農(nóng)種植積極性。
黃連為多年生中藥材,在恩施州利川市種植5~6 年后采收,恩施州太山廟種植7~8 年后采收。由于山區(qū)耕作土地和勞力限制,大多種植區(qū)農(nóng)戶缺乏輪作意識(shí),部分農(nóng)戶雖然輪作,但輪作間隔期較短,如采用玉米輪作,輪作間隔期僅1 年,達(dá)不到消減連作障礙的效果。通過(guò)田間土壤測(cè)定發(fā)現(xiàn)利川市建南鎮(zhèn)黃連土壤pH 大多低于5.0,不利于黃連的生長(zhǎng)。此外,多年連作導(dǎo)致病原菌等有害生物在田間不斷積累、土壤中微量元素和大量元素缺失及自毒作用持續(xù)積累[7]。
通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),恩施州黃連種植區(qū)域病蟲(chóng)害高發(fā)。在建南鎮(zhèn)黃連根腐、白絹病和紫紋羽病平均發(fā)病率為45%、20%和25%,3 種病害都屬于土傳病害,高濕條件下發(fā)病迅猛,傳染性極強(qiáng)。由于黃連種植主要是密植,3 年后植株間不通風(fēng),濕度比較大,適合病原真菌生長(zhǎng),導(dǎo)致黃連大面積死亡。葉部病害葉斑病和炭疽病發(fā)生嚴(yán)重,此外地下害蟲(chóng)蛞蝓、蠐螬較多,蠐螬主要為害1~2 年生連苗,取食新生根,造成黃連長(zhǎng)勢(shì)欠佳,導(dǎo)致病原微生物侵染。病蟲(chóng)害地發(fā)生不僅造成黃連嚴(yán)重死亡,更重要的是病蟲(chóng)害防控缺乏科學(xué)指導(dǎo),連農(nóng)全憑經(jīng)驗(yàn)防治,導(dǎo)致黃連病蟲(chóng)害沒(méi)有得到有效防控,病原積累從而愈演愈烈。同時(shí),部分農(nóng)藥化肥的隨意施用嚴(yán)重破壞了黃連健康的生態(tài)環(huán)境。
目前整個(gè)建南鎮(zhèn)黃連種植區(qū),除個(gè)別農(nóng)戶堅(jiān)持自繁種苗外,大部分農(nóng)戶靠交易市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)種苗。這些種苗不僅質(zhì)量參差不齊,大部分種苗從外地等染病疫區(qū)調(diào)運(yùn),連苗外觀正常,實(shí)質(zhì)根際帶菌,致病菌處于潛伏期,種植后隨環(huán)境變化條件適宜后迅速發(fā)病,導(dǎo)致非疫區(qū)被交叉感染。此外,長(zhǎng)期的自繁自育導(dǎo)致品種特性退化嚴(yán)重,種苗生長(zhǎng)狀況和抗病性差。
選擇合理地塊,黃連種植需要選擇土層較厚、排水良好、有一定坡度的肥沃土壤。栽培一般在海拔1 200~1 800 m 的半陰半陽(yáng)地。合理的種植密度對(duì)黃連病害發(fā)生有抑制作用,種植密度的合理規(guī)劃有助于黃連合理分配生長(zhǎng)空間,優(yōu)化群體結(jié)構(gòu),同時(shí)生長(zhǎng)期間有足夠的營(yíng)養(yǎng),能夠確保黃連穩(wěn)定健康生長(zhǎng),從而提高對(duì)病害的抵抗力。因地制宜地實(shí)行輪作、間作、套作、翻耕等措施。輪作應(yīng)選擇不同類型、非同科同屬作物,避免有相同的病蟲(chóng)害,有條件的地方可以選擇水旱輪作。翻耕可促使病株殘?bào)w在地下腐爛,同時(shí)也可把地下病菌、害蟲(chóng)翻到地表,結(jié)合曬壟土壤消毒。深翻可使土層疏松,有利于根系發(fā)育。適時(shí)播種、避開(kāi)病蟲(chóng)危害高峰期,從而減少病蟲(chóng)害。林下種植等生態(tài)栽培模式也能有效防治黃連病害。近年來(lái)林下經(jīng)濟(jì)是研究的熱點(diǎn),不僅響應(yīng)了國(guó)家保護(hù)耕地不占用基本農(nóng)田的政策,林下栽培中藥材還能提高品質(zhì),減少病害發(fā)生。黃連生長(zhǎng)期間采取中耕、松土、除草等措施,可以有效防止田間病蟲(chóng)害發(fā)生。黃連地內(nèi)極易生長(zhǎng)雜草,尤以輪作的熟地雜草最多。中耕除草是種植黃連的基本操作,移栽當(dāng)年和次年,做到除早、除小、除凈。每年結(jié)合中耕除草4~5 次;第三、四年每年除草3~4 次;第五年除草1次。越冬后,及時(shí)拔除田間病株和病殘?bào)w,防止病原菌擴(kuò)散和再侵染[8,9]。接觸過(guò)生病土壤或植株的農(nóng)事工具要及時(shí)消毒,避免交叉感染。
水、肥、光協(xié)調(diào)促控等栽培技術(shù)措施促進(jìn)黃連健壯生長(zhǎng),最大限度減少黃連病蟲(chóng)害的發(fā)生與蔓延。調(diào)查發(fā)現(xiàn)過(guò)度的化肥施用與黃連大面積死亡有密切關(guān)系,化學(xué)肥料的過(guò)量使用還會(huì)導(dǎo)致土壤酸化板結(jié)等問(wèn)題。因此,黃連施肥應(yīng)堅(jiān)持以基肥為主、追肥為輔和有機(jī)肥為主、化肥為輔的原則[10,11]。腐熟有機(jī)肥可顯著改善土壤肥力結(jié)構(gòu)和微生物結(jié)構(gòu),改善根際微生物群落結(jié)構(gòu),平衡植物微生態(tài)系統(tǒng)。有機(jī)肥被用于農(nóng)田或退化土壤,可以增加有機(jī)質(zhì),改良土壤結(jié)構(gòu),減少化學(xué)肥料的使用量,并且可以減輕土壤的潛在侵蝕。對(duì)土壤的改善和根際微生物群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以在不使用化學(xué)藥物控制的情況下減輕植物土傳病害。有機(jī)肥抑制病害的特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用。
連續(xù)種植黃連土壤酸化嚴(yán)重,是病蟲(chóng)害嚴(yán)重的重要原因之一。合理利用生石灰等改良土壤至弱酸或者中性。選擇堿性肥料施用,如鈣鎂磷肥、磷礦石粉、草木灰、碳酸氫銨、石灰氮、氨水等,對(duì)酸性土壤有中和及改良效果,同時(shí)有機(jī)肥和農(nóng)家肥的施用也能改善土壤酸化。針對(duì)土傳病害嚴(yán)重的田塊,可以采取棉隆和威百畝等土壤熏蒸劑進(jìn)行土壤熏蒸,殺滅土壤留存的大部分有害生物后再利用有機(jī)肥、微生物菌劑等對(duì)土壤進(jìn)行合理修復(fù)。連續(xù)多年種植的土壤容易滋生大量有害細(xì)菌、真菌、病毒,還有根結(jié)線蟲(chóng)、地下害蟲(chóng)、雜草等,很難防治。土壤消毒能有效殺滅土壤中的多種有害生物,很好地解決重茬和土傳病害、線蟲(chóng)等防治難題,并顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì),是保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的有效措施。
加大調(diào)運(yùn)過(guò)程中的種子種苗的檢測(cè)力度,對(duì)攜帶病原的種子種苗進(jìn)行消毒處理或銷(xiāo)毀處理。黃連多年自繁自育,品種和質(zhì)量退化嚴(yán)重,抗病能力顯著下降,應(yīng)及時(shí)開(kāi)展黃連種質(zhì)的提純復(fù)壯和抗病品種選育。
黃連種植年限長(zhǎng),種植過(guò)程長(zhǎng)期受到病蟲(chóng)害的侵襲。其中黃連根部病害根腐病、白絹病和紫紋羽病是黃連生產(chǎn)過(guò)程中的主要制約因素。黃連根腐病田間常年發(fā)生率為40%,嚴(yán)重地塊發(fā)病率可達(dá)60%~80%[11],對(duì)黃連的產(chǎn)量造成了嚴(yán)重影響。利川市箭竹溪黃連疫情總體是多病原復(fù)合侵染引起的黃連根腐病,發(fā)病率高達(dá)90%,并存在嚴(yán)重的蔓延趨勢(shì)。黃連紫紋羽病具有區(qū)域化特點(diǎn),部分田塊存在但無(wú)擴(kuò)散蔓延現(xiàn)象。黃連白絹病主要在5—9 月天氣炎熱濕度大時(shí)發(fā)生,發(fā)病率約30%。黃連葉部病害主要包括葉斑病、白粉病和炭疽病,一般發(fā)病率在10%~30%。黃連病害多數(shù)集中在5—9 月平均氣溫25 ℃以上的時(shí)段暴發(fā),因此,從4 月起可以交替使用各種藥劑對(duì)黃連各種病害進(jìn)行預(yù)防。
藥用植物是典型的小宗作物,栽培過(guò)程中的病害防治沿用農(nóng)作物的防治思路,化學(xué)防治藥劑登記較少,基本是借鑒農(nóng)作物相關(guān)病害的防治經(jīng)驗(yàn)。黃連病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重,防控難度大,已成為嚴(yán)重影響黃連生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的災(zāi)難。為有效緩解黃連生產(chǎn)過(guò)程中病害蔓延,黃連病害防治過(guò)程仍要堅(jiān)持預(yù)防為主,綜合防治的思路。此外,應(yīng)加強(qiáng)黃連病害的病原鑒定及防治藥劑篩選登記,建立綜合性的黃連病害綠色防控體系。近年來(lái),黃連林下等生態(tài)栽培模式的建立有助于減少黃連種植過(guò)程中的病害發(fā)生,增強(qiáng)黃連自身抗病能力。厚樸林下、杉樹(shù)林下以及何首烏藤蔓下種植黃連在恩施州已經(jīng)有一定規(guī)模的應(yīng)用,很大程度上緩解了病害蔓延。生物防治因其對(duì)環(huán)境和作物安全,抗性風(fēng)險(xiǎn)小等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,未來(lái)生物防治可能是代替化學(xué)藥劑的重要手段之一。生物防治可以降低化學(xué)藥劑對(duì)黃連生態(tài)環(huán)境和微生態(tài)環(huán)境的影響,更符合可持續(xù)發(fā)展的理念。