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Enhance technique researches on Glycyrrhiza industries, promote three-dimensional rural economic development in Three-north areas

开展甘草产业技术研究促进三北地区三农经济发展



全 文 :·综述·
开展甘草产业技术研究促进三北地区三农经济发展
魏胜利1,2,高雪岩1,2,王文全1,2
(1北京中医药大学 中药学院,北京 100102;
2中药材规范化生产教育部工程研究中心,北京 100102)
[摘要] 分析甘草资源及产业现状,总结与甘草产业相关的研究成果,明确发展甘草产业对三北地区三农经济发展的重
要性。通过查阅国内外文献,综合本课题组在相关研究上取得的成果进行综述分析。甘草资源的供求缺口已日趋明显,发展
优质甘草栽培产业是保护甘草野生资源和生态环境、促进三北地区三农经济可持续发展的有力保证。
[关键词] 甘草;产业化;资源保护;三农经济
[收稿日期] 20090304
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30572328);高等学校博士点
科研 基 金 项 目 (20050026006);国 家 科 技 基 础 性 工 作 项 目
(SB2007FY020)
[通信作者] 王文全,教授,Tel:(010)84738623,Email:wwq57@
126.com
  甘草GlycyrhizauralensisFisch.为豆科Leguminosae多年
生草本,以干燥的根和根茎入药,有补脾益气,清热解毒,祛
痰止咳,缓急止痛,调和诸药的功效[1],在中药方剂中应用十
分广泛,是一种重要的大宗中药材,我国古代就有“十方九
草”的说法。同时甘草也是天然药物、化妆品和食品行业重
要的提取原料。截至目前,甘草中共分离得到300多种黄酮
类混合物、近20种三萜皂苷类混合物及多糖成分[24]。现代
药理学研究表明,甘草具有保肝[5]、抗炎[68]、抗菌[9]、抗病
毒[10]、镇咳[11]、抗疟[12],抗氧化[13]、抗癌[1415]、免疫调
节[16]、降糖[17]和抗血小板凝集[18]等多种活性。除作为传统
药材和现代医药原料外,甘草还是多种食品和化妆品行业的
重要原料,甘草被作为矫味剂添加到糖果、饮料、香烟中[19],
作为美白剂添加到化妆品中[20],作为表面活性剂以促进难
吸收药物的吸收[21]。此外,甘草还是我国荒漠半荒漠地区
重要的固沙植物[22]。因此,可以说甘草是我国西部集经济
价值和生态价值为一体的重要植物资源。笔者调研了近年
来甘草资源状况以及甘草栽培产业的研究进展情况的相关
资料,同时,结合本课题组多年来在甘草栽培产业关键技术
上取得的成果,综述了甘草栽培产业以及各栽培环节关键技
术的研究现状,并展望了甘草产业在西部三农经济中的发展
前景,旨在倡导科技兴农,为我国三北地区三农经济发展战
略的制定提供参考。
1 甘草栽培产业化的意义及存在的问题
1.1 发展甘草栽培产业对于实现三北地区三农经济可持续
具有重要意义 近年来,随着开发利用的不断深入,国内和
国际对甘草的需求量越来越大,据不完全统计,全世界每年
甘草的需求量可达20万t。我国是主要的甘草出产国,多年
以来,商品甘草主要依靠野生资源提供,由于多年掠夺性采
挖,甘草野生资源遭到了严重的破坏,有的地方甚至面临枯
竭[2324],与此同时,我国西部生态环境严重恶化。为了保护
甘草资源和我国西部生态环境,1987年国务院颁布了《国家
重点保护野生药材物种名录》,将甘草列为二级保护植物,
2000年国务院颁发了《关于禁止采集和销售发菜、制止滥挖
甘草和麻黄草有关问题的通知》,2001年农业部颁布了《甘
草和麻黄采集管理办法》,明令禁止对野生甘草的无序采挖。
甘草主要分布在我国西部地区,如果能够利用西部干旱贫瘠
土地,发展甘草人工种植,以人工甘草代替野生甘草供应市
场,则可很大程度上环节甘草供需矛盾,同时,对于保护甘草
野生资源和西部生态环境,提高农民收入,实现我国西部三
农经济可持续发展也具有重要意义。
1.2 甘草栽培产业的发展历程及存在的问题 我国甘草野
生变家种研究起步于20世纪60年代,60年代至80年代中
后期,甘草栽培在种子处理、育苗技术、引种栽培等关键技术
上取得了阶段性的突破,目前甘草栽培成活已经不成问
题[2526]。20世纪90年代中期,由于甘草需求量的增加,加
之野生资源的不足,甘草价格的不断攀升,极大刺激了甘草
栽培产业发展,在经济利益的驱使下,大量的公司集团和个
人介入甘草种植行业,在黑龙江省的肇洲、大庆、吉林白城、
内蒙古的赤峰、甘肃的酒泉、新疆和静等地,开展了大面积的
人工甘草集约栽培,栽培组织形式包括公司集体经营和公司
加农户2种形式[27]。但好景不长,由于甘草栽培周期长,而
且集约栽培多占用肥沃的农耕地,土地成本高,锄草管理用
工多,综合导致栽培成本较粮食高。而且,大量栽培导致甘
草供过于求,甘草价格下滑,栽培收入甚微。更为致命的是,
集约栽培甘草的药用成分含量多达不到《中国药典》2005年
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版规定的最低标准。以甘草酸含量为例,本课题组对来自全
国不同栽培产区的71份栽培样品和117份野生甘草样品的
分析发现,栽培甘草的甘草酸平均只有1.73%,而野生甘草
平均在3%以上,最低也在2%以上[28],上述原因曾一度导致
部分地区栽培甘草滞销。在这种环境下,甘草栽培的企业也
无疑会陷入困境,笔者本年度开展甘草资源调查发现,通过
出售种子和苗子给农户,而签订收购药材订单的企业,到了
收获年份由于无力收购药材,而宣布公司倒闭。还有采用集
体经营的企业由于亏损严重及时转产。如何栽培生产优质
甘草,是近年来一直备受关注的课题。
2 甘草栽培产业化关键技术的研究进展
2.1 甘草种质筛选研究 《中国药典》2005年版收录的甘
草基原植物有 3种,甘草 G.uralensisFisch.、光果甘草 G.
glabraLinn和胀果甘草 G.inflataBatalin。其中以甘草的分
布范围最广,目前栽培所采用的种基本都是甘草。通过栽培
对比试验,对不同产地甘草的地理种源进行评价发现,不同
甘草种源的甘草酸含量存在显著差异,一年生结果表明,甘
草酸含量以西部库布齐沙漠和毛乌素沙地所产的种源甘草
酸含量最高[27]。对同一甘草栽培群体中不同形态变异类型
分析发现,不同变异类型之间甘草酸和甘草苷含量存在显著
差异,绿茎茎光滑类型和绿茎叶片皱褶类型4种药用成分的
含量都相对较高,其中,绿茎茎光滑类型的平均甘草酸可达
3.70%,甘草苷平均达2.45%,均超过了药典规定的最低标
准。而紫红茎茎光滑类型、紫红茎基茎光滑类型2个类型的
甘草酸、甘草苷和甘草总黄酮3项指标的含量较低,但是多
糖含量较高[27,29]。
2.2 产地生态环境与药材质量 对甘草酸含量与甘草原产
地气候和土壤因子的相关性分析发现,甘草酸含量与产地的
气候和土壤因子密切相关。各因子对甘草酸含量的影响大
致表现为:干旱和强日照有利于甘草酸含量的提高[27];适度
的水分胁迫可以促进甘草酸含量的提高[3031];一定浓度的
NaCl胁迫有利于甘草酸的积累[3132];土壤类型和土壤质地
对甘草酸的含量也有影响[28]。总体而言,甘草比较适合在
干旱、强日照、钙质沙壤土环境下栽培,并且适度的盐碱地有
利于甘草酸含量的增加。此外,土壤中的矿质元素也与甘草
酸的积累息息相关。不同的氮磷钾施肥配比可改变人工栽
培甘草的产量和质量[33];速效磷和速效钾含量高的土壤不
利于甘草酸的合成与积累,而有效铜(Cu)含量高的土壤甘
草酸含量较高[27];锰(Mn)对甘草的次生代谢有很好的促进
作用,而且在一、二年生甘草上表现了很高的一致性,锌
(Zn)、硼(B)元素的作用效果也较为明显,而钼(Mo)元素作
用效果较差[34]。
2.3 栽培模式与药材质量 目前甘草的栽培模式主要包
括:大田集约栽培、林药套种和半野生化栽培3种。其中,大
田集约栽培是当前普遍采用的形式。一般选择肥沃的土地,
采用集中育苗移栽或种子直接播种的方法栽培。但是,由于
大田集约栽培占地好、用工多、费用高,药农为了追求高产,
肥水过大,导致甘草酸等有效成分含量低,药材质量较差,达
不到药典标准。平原地区偶见有甘草和果树间作栽培模式,
西部地区也有甘草和柠条间作试验的报道[35],张强等[36]发
现甘草和柠条混栽时,表现为以促进作用为主的种间关系。
甘草为阳生植物,间作一定要特别注意遮光强度,有研究表
明,在透光率65%~75%时,并不对药材质量构成影响,在透
光率高的幼林期或株行距大的林下,可适当间作栽培[37]。
此外,综合考虑甘草耐瘠薄、耐干旱的生物学特性,模拟甘草
野生资源更新的模式,本课题组提出了甘草仿野生栽培的种
植模式,即将种子或者野生水平茎栽植土地瘠薄的野生环境
中,在开始阶段给予较为粗放的管理,保证成活后采用自然
粗放管理的种植模式。
2.4 栽培年限、采收期与药材质量 对东北、西北和新疆3
个地区52份不同生长年限甘草的甘草酸含量测定发现,在
一至三年生阶段,随着生长年限的增加,甘草酸含量呈急剧
上升趋势,四年生以后甘草酸含量渐趋平稳,个别呈降低趋
势[27]。冯薇等[38]比较了栽培年限和采收期对甘草总皂苷、
总黄酮含量的影响,发现甘草酸的含量随栽培年限的增加而
增加,3年达到最高,而后随生长年限增加呈不规则的动态变
化[28,39]。采收期试验证明,甘草酸含量以7月初最高,甘草
总皂苷含量8月最高,而总黄酮含量5月和10月较高。因
此,如单纯考虑甘草有效成分,三至四年生为人工甘草的适
宜采收年限,而5-8月为适宜的采收期。
2.5 其他栽培基础研究进展 除上述主要栽培环节外,在
种植密度、田间格局、种子发芽率、幼苗生产等因素对甘草产
量和质量的影响方面也开展了一系列工作。对不同密度甘
草苗的生长及甘草酸含量的比较分析发现,较低密度处理甘
草的甘草酸含量较高[39]。对乌拉尔甘草地下部分不同的分
布格局可影响甘草酸的含量[40]。种子处理试验表明,80%
浓硫酸处理能有效的提高种子吸胀率、电导率和发芽率;在
200mmol·L-1NaCl条件下外施水杨酸(0.5mmol·L-1),可
以明显减少盐胁迫对甘草种子萌发和幼苗的伤害程度,提高
了甘草的抗盐能力,同时促进了甘草种子和幼苗根中甘草酸
含量的增加[41];适当的干旱胁迫不但可以提高种子发芽率,
而且可以提高甘草幼苗的抗旱性[42]。在遮阴条件下,甘草
株高、地径、叶片数、芦头直径等生长指标,随着遮荫程度的
增加呈不同程度的降低趋势,但甘草对遮荫也产生了一定的
适应性反应[37]。
3 发展甘草栽培产业促进我国三北地区农业经济发展
从国内市场看,医药行业及其他行业所需甘草总量
2003-2004年为2.1万 ~2.5万 t,2005年为2.5万~3万t,
2006年为3.5万 ~4万 t,预计2007-2008年需求量约为5
万~6万t。从国际市场看,2000年为1000t,2002-2003年
为1500t,2004-2005年为2000t,2006年为3000t,预计
2007-2008年出口量将在2006年的基础上增长10%左右。
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此外,通过各种渠道出口的非配额的甘草总量约为4万 t。
国内国际两个市场2006-2008年的需求总量为9万 t~10
万t,但全国甘草总产量只有2.5万 ~3万 t,市场缺口高达
6万~7万t[43]。因此,新一轮的甘草货源紧缺很快就会凸
现出来。
甘草耐干旱,耐盐碱,适生范围广,分布于温带地区的干
旱、半干旱和半湿润地区。这些地区由于土地贫瘠缺水,有
些地区甚至只能靠天吃饭,栽种了小麦、玉米等农作物困难。
而这样的土地刚好适合栽培甘草,据统计人工种植甘草 3
年,平均每667m2产鲜草可达800kg以上,如管理得当,经
济效益远超过栽培其他农作物的收入。此外,发展甘草生产
不仅可以直接提高农民收入,而且有利于改善当地单一的农
业产业结构,形成以甘草等经济作物为主体的经济附加值高
的新型农业。甘草规模化和产业化种植业的形成,有利于吸
引外来投资,进一步发展甘草初加工和深加工产业,不仅延
长了甘草生产链,增加甘草生产的附加值,提高了地方经济
的总收入,而且为当地农民提供了更多的就业和工作岗位,
有利于增加农民收入,加速小康社会的建设进程。甘肃省民
勤县人工种植甘草始于20世纪 80年代,大面积种植始于
2001年,种植面积约 80万 hm2,2002年达 333.33万 hm2,
2003年约1333.33hm2。据测算,三年生甘草投入 11700
元/hm2,采挖后出售混合草,按目前最低市场价计算,产值
4.5万~6万元/hm2。因此甘草被称为是省钱(投入少)、省
地(可利用沙荒、盐碱地)、省工(管理简便)、效益高的“绿色
银行”,是推动农村经济发展的有效途径之一[44]。
4 甘草栽培产业在西部三农经济中的发展前景
目前在甘草的产业化关键技术环节上还存在很多未解
决问题,笔者认为今后应以提高栽培甘草的药材质量,减少
栽培成本,提高药农的经济收入为中心,重点开展如下几项
工作:第一,选育优质甘草栽培品种,解决当前栽培所用种子
种源混杂的问题。第二,要进一步深化并加强优质药材形成
的生态学机制研究,并以此为依据,制定产地选择、水肥控
制、采收加工规范,建立优质甘草栽培技术体系。第三,提高
甘草生产中的机械化程度,减少药材栽植、锄草和采收等环
节的用工量,缩减栽培成本。第四,加强野生资源抚育,推广
甘草半野生化栽培模式,保护西部生态环境平衡。
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(1.BeijingUniversityofChineseMedicineColegeofPharmacy,Beijing100102,China;
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[Abstract] Objective:ToanalyzethecurentsituationaboutGlycyrhizaresources,summarizetheresearchachievementson
Glycyrhizarelativeindustries,andindentifytheimportanceofdevelopingGlycyrhizaindustriestopromotethethreedimensionalrural
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wildresourcesandtheenvironmentandpromotethethreedimensionalruraleconomicdevelopmentintheThreeNorthareas.
[Keywords] Glycyrhizauralensis;industrialization;naturalresourcesprotection;threedimensionalruraleconomy
[责任编辑 吕冬梅]
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