用中医农业生态科技推进中药材生态种植刻不容缓


        我国高度关注中医药事业的发展,先后出台了一系列文件,如国务院《关于加快中医药特色发展的若干政策措施》、农业农村部《推进道地药材生产基地建设 促进中药材产业高质量发展》、国家林草局《林草中药材产业发展指南》。为了让国家文件有效落地实施,全国农技中心作为技术集成与指导单位,中国中医科学院中药资源中心作为技术支持单位的,制定并发布了《中药材生态种植技术集成与示范推广方案》。

中药材种植过程中,会遭受到各种病虫害的危害,直接影响其产量和质量。为防治中药材病虫害,目前主要依靠化学农药。但长期、过量施用化学农药,造成了中药材中的农药残留问题、害虫的抗药性问题以及地表水和地下水、土壤等的环境污染问题。

《我国中药材禁用农药残留现状、毒性及分析方法研究进展》显示,我国每年出口的中药材有不少常常因农药残留等原因被退回。农药残留已成为影响中药质量和安全、制约我国中药材国际贸易的重要因素。

中药材农药残留问题不仅影响我国国际贸易,更为严重的是危害国民的疾病医疗效果。当前,“中医被中药材害了,中药材被化肥农药害了”的现象已明显损害了我国中医药形象,我们必须大力倡导中药材种植的生态转型,从源头上提升中药材的质量和安全。

据调查,日本在我国境内有70多个中草药种植基地,采用的是不用任何农药化肥等化学投入品的自然农法。日本自然农法中施用的一个特殊投入品是几种中草药复配的汉方营养液,类似于我们中医农业的中药肥(中草药功能肥的简称),但中医农业施用的中药肥效果更好,更能够刺激中药材生长过程中的次生代谢,不仅产量高,而且药性成分也高。药材好,药才好!中医农业技术投入品和生态方案可以全面替代中药材生产中使用的化学肥料和化学农药,消除农残,让中药材健康生长,摆脱化学农业造成的中药材药性不够,农残超标的局面

一、中医农业的生态科技内涵

中医农业是运用中医对待生命体的原理和方法进行农业健康种养,采纳尊重自然、顺应自然、保护自然的生态观理顺人与农业的生态逻辑,在集成中国传统农业生态精华与现代农业生态科技的基础上创新出高效生态农业典型模式。中医农业找回了中国农耕文明的灵魂和智慧,并赋予了现代农业以精深的高层次生态内涵。

中医农业为农产品产地水、土、气、生立体污染综合防控和改善产地生态环境,有效解决农业系统中病态土壤、不健康动植物和不安全农产品等一系列问题,探索出了一条我国乃至世界农业可持续发展的新途径。中医农业突破了常规绿色有机农产品高成本低产量的瓶颈,能使广大消费者以可接受的价格获得优质安全农产品,从而从根本上破解“病从口入”的社会性难题。

中医农业在生产实践中主要体现在三个方面:1、用中药材制剂生产“两药”(农药和兽药),保护动植物生长;2、用中药材原料加上天然营养物质的组合搭配生产“两料”(肥料和饲料),促进动植物生长;3、利用中药材活体与其他生物群落之间的相生相克机理(正负向化感作用)达到天、地、生物间的生态平衡,优化动植物生长。因此,中医农业可以减少化学农药、化学肥料、化学饲料添加剂以及各种抗生素、激素的使用,有利于动植物健康生长、实施农业病虫害绿色防控等。

中医农业的基本出发点体现在三个方面:有效恢复土壤活性,促进动植物健康生长,保障农产品优质安全。中医农业生态科技就像芯片一样,可以插入有机农业、绿色农业和化学农业,使其节本增效、提质增产。

二、中药材种植中的中医农业技术体系

(一)基于中药配伍原理制成生态功能肥和生态农药进行中药材生态种植

由多种中药材依据中医“君、臣、佐、使”配伍原理制成的中草药制剂既可以提供作物营养,又可以防控病虫害。其有效成分为生物活性物质和微量矿物营养元素,可以使中药材恢复到健康生长状态,减少有害生物对其侵害,可以提高中药材抗病力并调节其健康生长,能增强中药的抗逆性,达到优质高产的目标。中草药制剂安全、高效、可靠、环保,连续使用病虫害不会产生抗性,不会破坏生态环境。

中医农业克服了一般中药材种植不能有效抵御病虫害、不能高产的瓶颈,集成创新了生态中药材生产模式:一是将中药肥与天然矿物质营养肥组合施用,调理土壤理化性能,形成良好的土壤结构,既可以治理土壤重金属和其他污染,又可以促进作物次生代谢以产生化感物质增加中药材抗逆性、抗病性和功能性物质积累。二是以中药肥作为有机肥助剂,充分发挥有机碳对作物高产的重要作用,注重来自于农业有机剩余物的大量碳素有机肥投入;三是投放微生物复合菌群,既通过微生物分解土壤中的有机氮为作物提供氮素,又可以通过其中的固氮菌有效保证中药材对氮的大量需求。通过这种生态栽培模式,不仅不会发生重茬病和中药材种植中容易出现的病虫害,而且实现了稳定的高产出。

(二)基于中医健康循环理念集成中药材生态循环种植模式

在农业系统中,生态循环是关键,必须用中医健康循环理念来引导,才能构建出高效的中药材生态循环种植模式。

例如“促进中药材生态链药性物质富集的中医农业技术集合”,由多项互为关联的以特定功能元素为中心、面向药性强化的中医农业技术构成,包括营养源中药材配方技术、微生物发酵技术、昆虫繁育转化技术等。该技术以“全域营养源”为原料,经过多重生物转化过程,借助多种生物体自身纯天然的生物降解、合成、富集和沉积作用等,转化形成以多种中药材和相关生态产品为载体、以功能元素为中心的特定药性富集中药材。

(三)基于中医相生相克机理利用生物群落之间交互作用提升中药材品质

当前,大面积单一中药材种植是造成病虫害和土壤养分失衡的主要原因。通过带状种植,既不影响机械化操作,又可以实现农田生物多样化并提升农业系统功能,充分发挥生物群落间双向化感效应,达到减轻病虫害、自然培肥土壤的目的。另外,通过立体种植中药材,可以在同一块田地上实现收益的多倍化。目前,我们中医农业基地在这方面有成熟的模式,并在全国多地推广,积累了丰富的经验。

例如,采用中药材乔灌草立体种植,利用特定生物群落驱虫、杀虫、引虫、吃虫、抑制有害杂草;利用某些中药材的吸附性和喜欢适度遮阴特点,种植花香、草香、果香植物为中药材增香遮阴,创造一个适宜中药材的健康生态环境。

二、中医农业核心投入品中药肥在中药材种植中的作用机理

(一)提高中药材抗逆性

中药肥中含有多硫化合物及螯合态的中微量元素,通过喷雾、灌根、涂抹等方式为植物提供多种营养,为开启次生代谢奠定基础。同时螯合态的中微量元素,不会产生元素间的拮抗,能够产生大量的化感物质,激发植物抗逆性,其机理在于促进了碳水化合物的合成和运转,提高了黏滞性,降低了透性,增加了蛋白质和核蛋白等亲水胶体的含量,提高了它们的水合度,增加了胶体结合水的含量,提高了抗逆性的能力。类似“药食同源”原理,中药材制剂既可以为植株提供营养,又具有药品的功能,使得植物在环境胁迫侵袭之前,提前开启次生代谢途径,以便有充分的时间产生足够量的化感物质,以抗击环境胁迫因子的进攻,达到有效防控病害的目的。

(二)产生医养结合的效果

所谓医,就是修复植物伤口,促进伤口愈合。所谓养,就是使叶片蜡质层厚实,皮孔小,抗日灼,果实表光好,光洁度高。中药材制剂里的紫草素和鱼腥草素等功能性物质有促进植物伤口愈合的作用,还可以修复受伤的传输组织。病原菌主要通过自然孔(气孔、皮孔)和伤口(机械损伤、冻害、冰雹、不规范的农事操作等引起)侵染植物,引发病害,解决了两孔的问题,可以从源头起到预防病害的效果。

(三)提高中药材根系吸收能力

科研论文认为,菌丝体可以帮助植物吸收更大范围土壤中的水分和营养物质,特别是微量矿物质,非常有利于植物生长,提高抗逆性。但是,在化肥会破坏土壤中的菌丝体,农药会进一步杀死菌丝体,失去菌丝体的植物在病虫害到来时没有抵抗力,同样会进一步加大农药使用量,使得植株内农药残留呈提高趋势。相反,中医农业投入品中药肥能有效恢复中药材根系周围的菌丝体。

(四)改良土壤阻断农残

化肥农药中的化学残留通过农产品进入人体内,经过长时间的累积,可导致高血压、糖尿病、心脏病、动脉硬化、小儿畸形、癌症、肝脏硬化等疾病。中医农业投入品中药肥可以大面积、快速度改良土壤、降解化学残留、提高农产品的品质品味并保证产量。如果配合有机肥的使用可以基本实现有机肥替代化肥,让生态环境迅速改良。传统的中药材田块土壤治理需要休耕五六年,每亩土地需要投入上万元,对于种植户来件是不可能接受的。而中医农业可以解决这一难题,中医农业的优势在于可以一边生产一边改善生态环境,并可在逐步减少化学肥料和化学农药使用量的同时,让中药材提质增产、节本增效。 

(五)既能治未病又能治已病

治未病时,通过在苗期、展叶期就开始用药,提前杀灭病原菌,修复伤口,让叶片提前木质化、长得厚实,达到早防的效果。更重要的是中药肥中的营养成分可以让小苗长的敦实,提前开启植物次生代谢,增加其免疫力和抗逆性。治已病时,在病害高发期,通过提高用药浓度、增加用药次数、缩短用药间隔时间、立体化用药来达到重治的效果。如溃疡病是公认的“癌症级”病害,病原菌潜藏在株皮内,传统化学药只杀表面细菌,杀不到内部的,而且植物发病伴随着大量的养分流失,极易致死,用中药肥按照“防控治养”的立体化用药方案,通过涂抹、刷干、喷雾、灌根解除病患。

(六)安全环保高效

相关科研论文认为,中药肥来源于自然,能在自然界降解,一般不会污染环境及农产品,对人和牲畜也相对安全,对害虫天敌伤害小,且害虫对其难以产生抗体。例如,中药肥首先是一种提取物去掉有害成分后,以天然混合物的形式加以配制使用,这样就可以充分利用天然植物本身存在的协同增效作用,达到提高药效,降低成本的目的。再就是中药肥不同中草药之间的混配制成,一种中草药有可能杀虫效力不足,几种植物混配,就有可能产生协同增效作用和药效相加作用,提高杀虫效力。这种混配,在提高药效的同时,又可减少单一原料植物的用量,从根本上解决原料来源的困难。

三、中草药复方制剂对中药材生态种植的特殊作用

目前,科研人员的研究已经揭示了中医农业生态投入品“中草药复方制剂”的颠覆性功效:分解土壤里的有机磷等农药有毒残留成分、恢复土壤微生物群落、增加叶绿素含量、刺激植物次生代谢、提高植物抗逆性等。

农业农村部农产品质量安全风险评估实验室的研究报告显示,以大黄、海桐皮、木槿皮、五倍子按9:4:3:2质量份数混合,粉碎并以水浸泡,以GC-MS定量检测法、农残速测法,通过比较试验前后有机磷农药浓度变动,明确了其对有机磷农药的降解效果。结果表明,2分钟内浸提液对毒死蜱、对硫磷2种有机磷农药降解率分别达到93.2%92.9%;浸提液17小时内对敌敌畏降解率为66.67%11小时内对毒死蜱降解率为48.69%。研究结论指出,大黄、海桐皮、木槿皮、五倍子浸提液对毒死蜱、对硫磷、敌敌畏等有机磷农药有显著降解效果。

农业农村部信息中心《中国农业信息网》根据相关专家观点发文阐述,中药材制剂所富含的功能性物质包括氨基酸类、脂肪酸类、纤维素类、木质素类、黄酮类、生物碱类、鱼腥草素、多硫化合物等高能量物质,以及硫、钙等多种中微量元素,可以从以下三个方面影响植物生长:

(一)提高叶绿素含量

试验显示,用中药材制剂处理后的叶片中叶绿素含量明显比未处理的高,说明使用中药材制剂,可以通过提高植物叶片中叶绿素的含量、增加光合作用,来增强植物的自营养能力,起到营养复壮的效果。

(二)提高酶活性

试验显示,用中药材制剂处理后的叶片中的酶活性均明显提高,一些酶直接参与细胞壁的木质化和角质化、生长素代谢、受伤组织的栓化愈合及对病原的防御。特别是含铜离子的酶,当细胞受轻微破坏时某些细胞结构解体,其与底物接触发生反应,将酚氧化成对病原菌有毒杀作用的醌,这说明使用中药材制剂可以通过提高植物体内的酶活性来提高其免疫力和抗逆性。

(三)诱导抗病基因

试验显示,中药材制剂可以诱导一些抗病基因的上调表达,提高植株的抗病能力。基因控制性状的表达,诱导抗病基因的表达,可以从根原上提高植物的抗病性。