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A review of research on sustainable use of medicinal plants cropland in China

我国药用植物栽培地的可持续利用研究



全 文 :我国药用植物栽培地的可持续利用研究
高微微 o赵杨景 o王玉萍 o陈士林 3
k中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所 o北京 tsss|wl
≈摘要   土地资源是中药材生产的基础 o栽培地的可持续利用是保障药用植物资源可持续利用的必要条件 o
同时也关系到药材产区的经济和中药农业的可持续发展 ∀本研究结合药用植物栽培地可持续利用的概念 o从土地
资源 !土壤质量 !基础研究等角度分析我国药用植物栽培地可持续利用中存在的问题 o从连作障碍 !耕作制度 !退化
土壤的修复等方面综述相关的研究进展情况 o并对今后的目标和重点研究领域提出建议 ∀
≈关键词   药用植物 ~栽培地 ~可持续利用
≈中图分类号   ≥ xyz ≈文献标识码   „ ≈文章编号   tsst2xvsukussylus2tyyx2sx
≈收稿日期   ussy2sv2su
≈通讯作者   3 陈士林 oר¯}kstslyu{||zsso∞2°¤¬¯}¶¯¦«¨ ±ƒ ¬°2
³¯¤§1¤¦1¦±
中药材生产是我国农业经济中的重要产业之一 o特别是
对于以药材生产为支柱产业的经济落后地区 o药材产业的可
持续性对于发展地区经济 o增加农民收入 o促进贫困地区的
脱贫致富都具有重要的现实意义 ∀随着中药现代化进程的
推进 o我国中药材生产正在进入一个新的历史发展时期 o开
始由传统农业向现代农业转变 o由单纯数量增长型向质量效
益增长型转变 o土地资源的稀缺性和不可再生性决定了药材
栽培地的可持续利用在药材生产中的基础地位 ∀合理利用
现有耕地 o提高生产效率 o实现种植地的可持续利用 o已成为
当前中药农业中亟待解决的重要问题 o而我国目前相关的研
究基础还相当薄弱 o能够解决生产中实际问题的生态技术研
究尚属空白 ∀
中国医学科学院药用植物研究所对我国药用植物资源
的可持续利用及发展体系进行了多方面的探索与实践 ≈t  o其
中涉及栽培地可持续利用的相关基础研究包括中药材栽培
技术 ≈u  !营养特点 ≈vow  !土壤中有益微生物 ≈x  !病虫害防
治 ≈y  !连作障碍机理等 ≈zo{  ∀本研究在多年工作积累的基础
上 o提出了药用植物栽培地可持续利用的概念 o并通过对我
国中药材栽培地现状的分析和相关研究进展的概述 o指出今
后的研究方向和重点领域 o抛砖引玉 o旨在探讨中药栽培地
可持续利用中的问题及对策 o并为中药农业的可持续发展提
供研究思路 ∀
1 药用植物栽培地可持续利用概念的提出
t||s年印度新德里召开的首次国际土地持续利用系统
研讨会上 o土地持续利用 k≥∏¶·¤¬±¤¥¯¨ ¤¯±§∏¶¨l的思想得到正
式确认 ∀目前 o土地资源可持续利用的概念尚没有公认的准
确定义 o但其基本内涵 o即 /土地作为社会必不可少的生产资
本 o其贮量随着社会的发展进步不能减少 ~实现土地生产力
的持续增长和稳定性 o保护土地资源的生产潜力和防止土地
退化 ~最终实现良好的经济效益 !生态效益和社会效益 o达到
生态合理性 !经济有效性和社会可接受性 0 o已经成为人们的
普遍共识 ≈|  ∀
目前我国约 wsh的药材供应主要依靠栽培品种 o药用植
物栽培地同样面临可持续利用的问题 o并且因药材种类繁多
和道地性的特点 o对土壤环境要求不同而具有其特殊性和艰
巨性 ∀笔者认为对于中药材生产而言 o栽培地可持续利用的
含义至少包括两个方面 }其一是在对耕地资源利用过程中 o
应充分保证和维持耕地资源生产力和承载力的稳定和提高 o
为中药农业提供支撑 o促进中药产业发展 ~二是兼顾后代人
的利益 o保护生态环境 o保持药用植物栽培地利用的可持续
性 o以满足人类健康的需要 ∀
2 药用植物栽培地可持续利用面临的主要问题
211 土地资源有限 o栽培地面积趋于减少 土地资源是农
业生产的基础资源 o土地的供给具有稀缺性和不可再生性 ∀
我国人均耕地数量远远低于世界平均水平 o耕地后备资源严
重不足 o人口增长与耕地减少的矛盾日趋突出 ∀我国东部地
区气候湿润 o土地肥沃 o生产力水平较高 o包括黄河 !长江 !淮
河 o海河 !珠江流域的大部分平原地区 o是我国药材的主要栽
培地区 ≈ts  o同时也是粮 !棉 !油等作物的主产区 ∀据国家土
地利用调查公报 ≈tt  o自 t|{s年以来 o东部地区耕地面积一
直呈净减少的趋势 o因此这一地区粮药争地的矛盾会给今后
的中药材生产带来巨大影响 ∀西北地区气候干旱 o主要栽培
喜光耐旱药材 o虽然耕地面积相对较大 o但可种植的品种有
限 o土地的生产力较为低下 ∀
道地药材是中药材生产的特点 o环境和栽培土壤对道地
药材的形成有重要影响 ≈tu2tw  o能够满足特定药材种植要求的
土地十分有限 o因此环境的改变往往直接导致药材生产的萎
缩 ∀气候条件 !水旱灾害 !水土流失等自然力作用 o以及滥采
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滥挖导致环境恶化 o城市化发展等人为的作用 o不仅引起的
土壤环境改变 o甚至造成栽培地的永久流失 ∀例如 }t||s年
以来 o农村城市化进程使得原盛产广藿香而闻名中外的广州
石牌 !宝岗郊区完全中断了传统牌香的栽培生产 ~西部地区
的甘草 !麻黄 !肉苁蓉等沙生药材随着产区沙漠化程度加重 o
生态环境的恶化 o分布区极度萎缩 ~贵州珍贵的附生型道地
药材 /霍山石斛 0 o由于分布区林地减少 o生长所需的地被植
物严重破坏 o已濒临灭绝 ∀
212 土壤质量下降 o连作障碍问题突出 土壤质量退化和
土壤污染也是目前制约耕地可持续利用的主要原因 ∀在栽
培中药材的耕地中 o中低产田多 o土壤肥力差 o改造难度大 ∀
如江西白术产区 o生产上采用水稻与白术进行水旱轮作 o水
田土壤粘重 o种植白术根系发育不良 o而且病害也较为严重 ∀
药材生产中化肥 !化学农药大量使用造成的土壤污染 o势必
影响到后续作物的质量和安全性 ∀
连作障碍在中药材生产上普遍存在 o多数药用植物均不
能连作 o特别是占栽培药材 ysh的根类药材的连作障碍问题
尤为突出 o如五加科植物人参 !西洋参 !三七等 o百合科的贝
母 !百合 o此外地黄 !桔梗 !当归等均存在连作障碍的问题 ∀
种过人参的土壤 o需要 vs年左右的恢复期 o老参地的再利用
问题一直没有得到根本解决 ≈tx  ∀连作及退化土壤的恢复技
术欠缺 o给栽培地的可持续利用造成困难 o产地位移现象大
量出现 o药材质量控制难度加大 ∀
213 基础研究薄弱 o土地利用效率低 我国农业产业结构
调整后 o中药材种植面积迅速扩大 o然而其生产方式落后 !生
产效率低的现象并没有得到根本改善 o与农业生产体系中的
农作物相比 o相关的科研基础及产业化程度均存在着明显差
距 o全国药材生产的总体水平远远低于农作物 ∀具体体现
在 }≠土壤学基础研究薄弱 o有关各种药材栽培适宜土壤条
件 !平衡施肥技术 o以及土壤环境对药材内在质量的影响等
方面研究不够深入 ∀  土壤病虫害发生及防治的基础研究
较少 o有关土壤一植物一微生物之间相互关系及其生理 !生
化与分子机制等方面的研究尚未展开 ~农药的合理使用技术
和无公害病虫害防治技术尚处于起步阶段 ∀ ≈ 适合不同区
域的耕作制度 !栽培技术体系没有足够的研究基础 ~由于大
部分药材栽培面积相对较小 o机械化耕作程度低 o设施化栽
培技术很少应用 ∀ …药材产量总体偏低 o药材质量稳定性
差 o高效立体种植技术缺乏 o土地利用效率低 ∀
3 药用植物栽培地可持续利用的研究现状
311 连作障碍 很多药用作物连续种植均会造成土壤养分
消耗 !土壤理化性质改变 !植物毒素积累 o以及病原菌数量增
加 o从而导致土地生产力下降 o药材产量和质量降低 ≈ty2t{  ∀
黄朝晖等 ≈ty 分析了人参连作土壤中微量元素变化 o发现钠 !
钙 !铁含量降低 ∀张辰露等 ≈tz 观察了 t ∗ w年不同连作年限
地块丹参生长发育情况 o发现连作严重危害丹参生长 o主要
表现在 y ∗ |月丹参生长期的枯苗率大幅度上升 o地上 !地下
部生长量下降 o产量降低 ~根系数量 !直径和长度减小 o外观
畸形 o有效成分含量降低 ~同时土壤 ³‹降低 o推测丹参连作
障碍可能与土壤酸性增加有关 ∀喻敏等报道 ≈t{ 土壤速效钾
严重亏缺 o酸性增强 o有机质缺乏 o质地黏重 o是百合连作的
障碍因子 o而土壤磷的变化不明显 o提出增施钾肥和有机肥 o
改良土壤酸性是恢复土壤肥力的重要措施 ∀
植物产生次生代谢产物是植物自身的防御反应机制 o在
所处的生态环境中发挥多种生物学效应 ≈t|ous  o• ¬¦¨≈ut 将 /植
物分泌物对环境中其他植物或微生物产生有利或不利作用 0
定义为植物化感作用 ∀由于药用植物含有丰富的次生物
质 ≈uu  o往往具有较强的化感作用 o其中有些会对植物自身产
生自毒作用 ∀化感物质通过挥发 !淋溶 !直接分泌或植株降
解进入土壤 o并在土壤中积累 o对生长环境中的其他植物或
自身以及土壤中的微生物种群产生较强生物活性 o进而影响
后茬作物的生长 ≈uv  ∀
本课题组在国内率先开展了对我国药用植物根系分泌
物化感作用的研究 ∀赵杨景等 ≈z 研究发现西洋参茎叶 !须根
和根系分泌物中存在活性较高的自毒物质 o当自毒物质在土
壤中为 t ª# ®ªpt时 o四年生西洋参则不能生长 o为 s1u ª#
®ªpt时 o存苗率降低 uxh o推测自毒作用是造成西洋参连作
障碍的重要原因之一 ∀王玉萍等 ≈uw 报道了西洋参根系分泌
物中含有化感物质 Ν2苯基 2萘胺及其在西洋参不同生长期的
变化情况 ∀
目前 o药用植物连作障碍的研究涉及的药材品种仅限于
人参 !西洋参 !三七 !丹参等极少数品种 o关于连作对土壤及
后茬作物影响的研究 o无论从研究深度还是从技术上都远远
不能满足生产的需求 ∀
312 耕作制度 合理利用现有耕地 o提高生产效率 o是栽培
地可持续利用的重要方面 ∀随着现代农业科技的进步 o林 2
药 !果 2药 !农 2药等复合型栽培模式正在逐渐发展起来 o在充
分利用空间 o提高土地和光能利用率方面显示出明显的优越
性 ∀王荣秀等报道 ≈ux 青海在沙棘 !青海云杉 !白桦林中间作
柴胡 !大黄 !板蓝根 !黄芪等药材取得成功 ~王继永等 ≈uy 观测
了不同毛白杨密度及不同林地位置间作甘草 !桔梗 !天南星
等药用植物的产量分布规律 o确定了 v种药用植物与毛白杨
间作的最佳行距 ~林内种植天麻 ≈uz  !细辛 ≈u{  o农作物与绞股
蓝 ≈u|  !半夏 ≈vs 间作等 o都对改善生态环境 !提高经济效益都
起到良好的促进作用 ∀轮作是农业生产上恢复土壤地力 !减
少病虫害的重要措施 ∀赵杨景等报道 ≈vt 在前茬为紫苏和施
紫苏子土壤上种植西洋参 o存苗率及生物学重量比对照提高
uy1{h和 tt1xh o提示西洋参宜与紫苏轮作 o并且紫苏籽可
以用作西洋参的肥料 ∀在合理轮作方面 o许多药材产区在生
产中积累了一定的经验 o但相关的研究报道极少 ∀
目前 o我国各地药材与其他作物轮作 !间套作等耕作制
度大多建立在实际经验水平上 o理论基础和应用技术等深入
的研究报道较少 o生产上带有较大的盲目性 ∀世界上发展中
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中 国 中 药 杂 志
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国家采取的比较成功的 !并且实际应用的功能多元化可持续
农业技术体系包括 }作物多样化 o填闲作物 o多种作物轮作 o
病虫害综合治理 kŒ° lo养分管理 o水土保持措施 k如修建梯
田 !带状耕作 !少耕 !免耕 l等 ∀这些成功的范例可为中药材
生产及栽培地的可持续利用提供有益的借鉴 ∀
313 连作及退化土壤的修复 对于需要 ts年甚至更长时
间才能恢复的药用植物栽培地 o土壤的恢复技术对于土地的
持续利用具有战略性的作用 ∀高微微等 ≈vu 报道 o灭生性土
壤消毒剂氯化苦对连作西洋参基质进行消毒 o可显著提高存
苗率 o减少根病发生 ∀李世东等 ≈vv 报道了三七病原性连作
障碍的修复技术 o主要通过再植前应用土壤熏蒸剂改变三七
连茬病土中原有的微生态群落 o然后补施有益于三七生长和
抑制根腐病发生的微生态制剂 o在三七根际建立起新的微生
态平衡 o结合种子种苗处理技术和农作防治 o使连作的三七
根腐病显著减轻 o并且三七有效成分的含量不受影响 ∀曹志
强等 ≈vw 通过用 /溴灭泰 0土壤灭菌 o土壤改良菌剂土壤复菌 o
增加复合微生物菌剂 !微量元素等综合性土壤处理试验 o进
行老参地 !农田地重茬移栽人参的研究 o对克服人参再植障
碍有较好的效果 ∀
另外 o我国在农药 !重金属污染土壤的物理化学 ≈vx  !植
物 ≈vy 和微生物 ≈vz 修复技术及其机理方面研究也取得了一定
的进展 o为解决土壤及作物污染问题奠定了基础 ∀
4 目标及重点研究领域
中药材栽培地的可持续利用研究的目标应是 }建立不同
生态条件下土地的合理利用方式 o发展中药材高效种植模
式 o提高土地利用效率和药材生产效率 ~减少水土流失 o防止
土壤退化 o不断提高和保持土地生产力 o保护生态环境 ~同时
探索中药材种植与其他作物协调发展的途径 o提高药材产区
的整体经济效益 o增加农民收入 o促进地方经济发展 ∀而科
技基础是实现这些目标的技术支撑 o笔者认为应该从以下几
个方面进行重点研究 ∀
411 根际生态环境研究与无公害种植技术 根际微生态系
统是一个以植物为核心 o以植物 !土壤 !微生物及其环境条件
为主要内容的生态系统 o耕作方式 !土壤结构直接影响根际
和根区 k层 l物理 !化学和生物化学性状 o从而进一步影响到
植物的生长 ≈v{  o研究土壤 2植物 2微生物三者在根际生态环境
中的相互作用 o并且以此为基础的有益微生物的研究 !产业
化开发和利用对于栽培地可持续利用具有重要意义 ∀同时 o
研究利用植物化感作用控制杂草和病虫害等有害生物的生
态技术 o筛选并种植抗病 !虫 !草害的抗性品种 o减少农药使
用量 o了解农药在土壤和水体中迁移 !转化 !降解和分布规
律 o最终减少和控制土壤 !灌溉水质的污染 o是克服连作障
碍 !实现栽培地重复利用的重要技术保障 ∀
412 土壤养分变化及中药材需肥规律研究 从农业持续发
展的观点来看 o土壤资源的持续利用是农业持续发展的首要
前提 o而土壤资源的持续利用则必须以土壤肥力的保持和提
高为基础 ∀研究不同药材生长的需肥规律 !土壤供肥性能和
肥料效应 o发展平衡施肥 !高产施肥等施肥技术 o指导科学施
肥 ~进行土壤养分循环机理与调控技术研究 o土壤肥力演变
规律与土壤培肥原理研究 o建立退化土壤的恢复技术 o从根
本上解决土壤质量差的问题 ∀
413 以提高耕地利用效率为核心的现代种植技术研究 在
有限的土地上 o提高耕地的利用效率 o是解决土地资源减少
和栽培地可持续利用的重要方面 ∀研究适应我国不同熟制
地区气候特点 !多熟制集约化高产耕作栽培技术体系及其技
术原理 o建立科学的轮作 !间作 !套作等耕作制度 o实现中药
材生产优质 !高产 !高效配套耕作 ∀对于耕作条件好的地区 o
开展立体种植 o设施农业 o以及综合的土壤管理体系的研究 o
进一步提高生产效率 ~对于西北地区旱地农业 o研究高效利
用有限水资源 !更新提高土壤肥力和改善生态环境为核心的
旱地技术 o通过选用抗旱品种 o旱作规范化 !模式化栽培技
术 o蓄水保墒 !节水灌溉 o旱地种植结构调整与布局等方面研
究 o以提高旱区自然资源利用率和综合生产能力 ∀
5 展望
中药材生产是我国农业经济中的重要产业之一 o中药材
栽培地的可持续利用对于中药材生产及整个中药产业的可
持续发展至关重要 ∀而实现这个目标则依赖于国家的法律
法规 !行业的政策管理 !科研的理论基础 !技术的实施程度等
多方面综合配套措施的实现 ∀另外 o建立科技服务和推广体
系 o解决科技成果与生产脱节的问题 o不仅有利于提高药材
生产者素质 o也是真正实现栽培地可持续利用的关键环节 ∀
科学技术的进步为土地可持续利用的深入研究奠定了基础 o
近年来发展起来的分子标记 !基因芯片 !重要基因定位与克
隆等分子技术 o在研究土壤微生物及土壤生态等微观领域表
现出明显的优势 ~计算机技术 !遥感技术等信息技术已广泛
应用于土壤评价体系的建立 o土壤环境退化的监测与预报 o
不同生态类型区种植业持续发展模式以及生态环境综合管
理技术研究等宏观系统 ∀
随着我国中药材生产质量管理规范 kŠ„°l的实施 o我国
中药材落后的生产方式正在逐步得到改善 o对常用大宗中药
材栽培生产基地实行规范化 !集约化管理 o对栽培地利用的
可持续性提出了更高的要求 ∀国家科技部在 /十一五 0中药
领域发展规划中 o设立中药材栽培地可持续利用方面的相关
研究课题 o将极大促进中药材栽培地可持续利用的科学研究
与技术进步 ∀现代植物学 !栽培学 !土壤学 !微生物学 !生态
学等学科理论和技术的发展也为栽培地可持续利用奠定了
良好的基础 o通过多学科的协作与先进技术的结合将会形成
更多新的研究成果 o无疑对中药资源的可持续利用与发展起
到重要的推动作用 ∀
≈参考文献  
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版社 o ussy1
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第 vt卷第 us期
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[ Κεψ ωορδσ] ° §¨¬¦¬±¤¯ ³¯¤±·~ ¦µ²³¯¤±§~ ¶∏¶·¤¬±¤¥¯¨∏¶¨ ≈责任编辑 张宁宁  
≈收稿日期   ussy2sv2uu
≈通讯 作者   3 冯 怡 o ר¯} k sut l xtvuuw|vo ∞2°¤¬¯} ©¼¬ƒ
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药物释药系统产品市场与中药复方释药系统
冯 怡 3 o徐德生 o洪燕龙 o张 宁 o马越鸣
k上海中医药大学 中药学院 制药系 o上海 ustusvl
≈摘要   作者从世界药物释药系统市场和中药复方释药系统研究概况出发 o提出了中药复方释药系统新的研
究思路与方法 o以期采用制剂技术 o将中药复方配伍理论和作用通过改变复方中效用组分的不同释药行为得到最
大限度的体现和发挥 ∀
≈关键词   中药复方释药系统 ~复方配伍 ~释药单元 ~释药行为
≈中图分类号   ƒwsz1z~• |w ≈文献标识码   „ ≈文章编号   tsst2xvsukussylus2tyy|2sv
为了提高药物的疗效 !降低其毒副作用 o减少药源性疾
病 o市场对药物制剂的要求不断提高 o新型释药系统 k§µ∏ª
§¨ ¬¯√ µ¨¼ ¶¼¶·¨° o⁄⁄≥l的研究及其产品不断涌现 ∀作者将综
述国际药物释药系统 !国内中药复方释药系统的研究概况 o
并提出中药复方释药系统的研究思路与方法 ∀
1 世界药物释药系统市场 ≈t2v 
近年来由于新的治疗观念及激烈的市场竞争促进了释
药系统的研究开发 o推动全世界释药系统销售额的稳步增
长 ∀据预测该市场在未来 x年中平均将以 ush以上的速率
增长 o至 usts年有望占整个医药市场的 ush以上 o销售额将
达到 u uss亿美元 ∀制剂技术的发展 o使生物医药产业在现
代社会具有重要的技术地位和更为巨大的经济价值 ∀
复方制剂是近年来释药系统新的发展方向 ∀辉瑞公司
的苯磺酸氨氯地平普通制剂 k商品名 ‘²µ√¤¶¦lussv年销售额
为 wv1vy亿美元 o因面临专利失效 o将其与阿托伐他汀钙制
成复方制剂 k商品名 ≤¤§∏¨ ·lo因而大大延长了产品的畅销
期 ∀ ussw年年初 o美国 ƒ⁄„批准 ≤¤§∏¨ ·复方制剂可同时治
疗高血压和高血脂 u种疾病 ∀爱伯特公司的 Ž¤¯ ·¨µ¤是由洛
匹那韦 k²³¬±¤√¬µl和利拖那韦 k• ¬·²±¤√¬µl组成的抗 ‹Œ∂ 复
方制剂 o其中洛匹那韦能抑制 ‹Œ∂ 2to ‹ Œ∂ 2u病毒 o虽然利拖
那韦并没有抗病毒活性 o但能延缓洛匹那韦的血中清楚率 o
从而增强了其抗病毒活性 ∀一种制剂同时治疗多种疾病及
复方制剂中多成分相互减毒增效的新型释药系统正成为未
来世界医药市场的 /重金矿 0 ∀
2 中药复方释药系统研究概况
中药复方是中医用药的主要形式 o也是中医治法治则在
组方用药上的具体应用 o显示了传统医药防病治病的特色 ∀
药有个性之特长 o方有合群之妙用 ∀ /君臣佐使 0的组方原
则 o/相须 !相使 !相恶 0的作用规律 o是祖国医学整体观念和
辨证论治的集中体现 ∀
国家科技部颁发的 5中药现代化发展纲要 kussu2usts
年 l6明确提出 }/加强多学科交叉配合 o深入进行中药药效
物质基础 !作用机理 !方剂配伍规律等研究 ∀0近年来 o中药及
复方现代化研究水平得到了较大的提高 o一些复方在药效物
质基础 !效用组分及成分药代动力学研究的基础上 o已初步
明确了效用组分及其作用机制 ∀
闫惠俊等 ≈w 针对溃疡性结肠炎本虚标实的病机特点 o将
临床经验复方制成胃与结肠两步释放的结肠定位缓释微丸 o
不仅符合中医临床 /缓则治其本 o急则治其标 0的治疗原则 o
而且符合现代医学 /健脾益肾药着重调节神经内分泌免疫网
络 ~行气活血 !清热利湿药物主要改善胃肠动力 !血流供应及
调节细胞因子及炎性介质的释放 ~收敛生肌药物通过增强黏
膜保护和修复来实现对溃疡局部的治疗 0的观点 ∀该研究将
具有补脾益肾理气功用的黄芪 !补骨脂 !木香等中药制成胃
中定位释放微丸 o使其吸收入血 o达到整体调节作用 ~而将具
有抗菌消炎 !收敛止血功用的黄连 !金银花 !地榆等中药通过
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第 vt卷第 us期
ussy年 ts月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλοφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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