第二節(jié)　藥用植物現(xiàn)代設施栽培技術(shù)

　　設施農(nóng)業(yè)是指具有一定的設施條件，能在局部范圍內(nèi)改善或創(chuàng)造出適宜的氣象環(huán)境因素，為動植物的生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件而進行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)。設施栽培是設施農(nóng)業(yè)的一個主要內(nèi)容，保護地栽培和無土栽培是現(xiàn)代設施栽培技術(shù)的集中體現(xiàn)。隨著農(nóng)業(yè)設施的不斷發(fā)展，設施栽培應用的領(lǐng)域越來越廣，必將為生產(chǎn)符合GAP標準的藥用植物和中藥現(xiàn)代化發(fā)揮重要作用。

一、 現(xiàn)代設施栽培在藥用植物上的應用

(一) 保護地栽培

　　保護地栽培就是在不適合作物生長發(fā)育的條件下，利用保護設施，人為地創(chuàng)造一個適合植株生長發(fā)育的環(huán)境條件，從事作物生產(chǎn)的一種栽培方式。簡易設施、大棚、溫室生產(chǎn)是藥用植物保護地栽培的主要生產(chǎn)方式之一，尤其在北方地區(qū)，由于無霜期短，冬、春季節(jié)寒冷，無法從事正常的種植，而大棚、溫室等保護地設施在人工控制條件下，使藥用植物能正常生長和發(fā)育，從而獲得顯著的經(jīng)濟效益。

　　1簡易設施　　簡易設施主要包括風障畦、冷床、溫床和小拱棚覆蓋等形式。其結(jié)構(gòu)簡單，容易搭建，具有一定的抗風和提高小范圍內(nèi)氣溫、土溫的作用。如在長白山區(qū)北五味子的保護地栽培中，采用簡易的畦床和塑料棚覆蓋以提高地溫，具體是選擇向陽、排水良好的砂質(zhì)土地塊，按寬1 m、高40 cm的規(guī)格作畦。畦床以塑料棚覆蓋，提高地溫效果良好。在蒲公英保護地栽培中，前一年8～9月，把野生苗整株挖回，栽植在畦上(畦寬1 m，長10 m)，株距5 cm、行距10 cm，澆透水。第二年3月上旬，用小拱棚進行覆蓋，拱高為0.5 m左右，晚間用草苫覆蓋，可起到臨時保溫作用，20 d后可分次采收。

　　2大棚　　大棚是一種利用塑料薄膜或塑料透光板材覆蓋的簡易不加溫的拱型塑料溫室。它具有結(jié)構(gòu)簡單，建造和拆裝方便、一次性投資少、運營費用低的優(yōu)點，因而在生產(chǎn)上得到越來越普遍的應用。

　　建大棚時應考慮的主要因素有：① 通風好，但不能在風口上，以免被大風毀壞；② 要有灌溉條件，地下水位較低，以利于及時排水和避免棚內(nèi)積水；③ 建棚地點應距道路近些，便于日常管理和運輸；④ 大棚框架可選用鋼管結(jié)構(gòu)、竹木結(jié)構(gòu)或水泥材料，覆蓋棚膜時應注意預留通風口，膜的下沿要留有余地，一般不少于30 cm，以便于上下膜之間壓緊封牢。

　　如江西引種庫拉索蘆薈時，由于其原產(chǎn)于非洲南部，具有耐熱耐旱、怕寒忌濕等生態(tài)習性，適宜保護地栽培，大棚一般采用拱形棚。棚室管理要注意以下問題：夏季要經(jīng)常打開大棚的通風口，讓棚內(nèi)外空氣對流降溫，也可在棚頂覆蓋遮陰，如黑塑料網(wǎng)等；冬季為了增加蘆薈植株的抗寒能力，應培土保溫，減少灌水次數(shù)，同時把葉片綁成一束或多束來防霜抗寒。

　　3溫室　　溫室是一種比較完善的設施栽培形式，除了充分利用太陽光能以外，還用人為加溫的方法來提高溫室內(nèi)溫度，供冬、春低溫寒冷季節(jié)栽培。加溫溫室依覆蓋材料的不同分為玻璃溫室和塑料溫室。我國北方地區(qū)加溫溫室形式多樣，在設施栽培育苗和冬季生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)代化溫室是比較完善的保護地生產(chǎn)設施，利用這種生產(chǎn)設施可以人為地創(chuàng)造、控制環(huán)境條件，在寒冷的冬天或炎熱的夏季進行藥用植物生產(chǎn)。目前日光溫室主要是以小型化為主的單層面結(jié)構(gòu)。

　　北京地區(qū)枸杞的保護地栽培中，枸杞在高效節(jié)能型日光溫室中的平畦是南北向，畦面寬約1.5 m，定植行距20 cm，株距15 cm，或株行距均20 cm，開溝定植，定植深度6～7 cm，定植后澆透水，取得了良好的栽培效果。

(二) 無土栽培

　　無土栽培是一種新型的栽培方式。它是不用自然土壤來栽培植物的一項農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，因其以人工創(chuàng)造的作物根系環(huán)境取代了自然土壤環(huán)境，可有效解決自然土壤栽培中難以解決的水分、空氣、養(yǎng)分供應的矛盾，使作物根系處于最適宜的環(huán)境條件下，從而發(fā)揮作物的生長潛力，使植物生長量、生物量得到很大的提高。

　　利用無土栽培技術(shù)進行藥用植物生產(chǎn)，可以為藥用植物根系生長提供良好的水、肥、氣、熱等環(huán)境條件，避免土壤栽培的連作障礙，節(jié)水、節(jié)肥、省工，還可以在不適宜于一般農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地方進行藥用植物種植，避免土壤污染(生物污染和工業(yè)污染)，生產(chǎn)出符合GAP標準的藥材。

　　1840年，德國科學家李比希根據(jù)植物體的化學分析結(jié)果和關(guān)于物質(zhì)循環(huán)的觀念提出了植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學說，成為無土栽培的理論基礎。1859-1865年，薩克斯和克諾普應用化學分析的方法分析植物體，首次提出了營養(yǎng)元素的10元素學說，以此為依據(jù)確定了相應的無機化合物KNO3、Ca(NO3)2、KH2PO4、MgSO4、FeCl3為營養(yǎng)源；同時，他們設計了一種簡易的水培植物裝置，并加入配置的營養(yǎng)液，探索了水培過程的管理方法，栽培植物獲得成功。

　　無土栽培技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展，形成了各種不同的形式，常用于藥材生產(chǎn)的有以下幾種形式：營養(yǎng)液培養(yǎng)(水培)技術(shù)、砂培技術(shù)、有機質(zhì)培養(yǎng)技術(shù)等。水培一次性投資大，用電多，肥料費用較高，營養(yǎng)液的配置與管理要求有一定的專門知識；有機質(zhì)培養(yǎng)相對投資較低，運行費用低，管理較簡單，同時也可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)藥材。

　　1栽培基質(zhì)　　栽培基質(zhì)既有無機基質(zhì)、有機基質(zhì)，又有人工合成基質(zhì)。其中包括砂、石礫、珍珠巖、蛭石、巖棉、泥炭、鋸木削、稻殼、多孔陶粒、泡沫塑料、有機廢棄物合成基質(zhì)等?？偟恼f來，栽培基質(zhì)的基本要求是通氣又保濕。

　　西洋參的無土栽培試驗證明，用蛭石和砂作培養(yǎng)基質(zhì)，按體積1∶1或1∶2混合是較好的無土栽培基質(zhì)，出苗率和保苗率都較高，1年生也可間苗移栽，從而提高了育苗率，也有利于2年生苗的正常生長，培養(yǎng)液以銨態(tài)氮加硝態(tài)氮較好，以無土栽培基質(zhì)培育的西洋參，參根產(chǎn)量和皂苷含量比本地農(nóng)田栽參略高，商品參質(zhì)量更佳。另外，無土栽培和農(nóng)田栽培的西洋參根中所含化學成分種類無明顯差異。從不同栽培基質(zhì)、營養(yǎng)液對西洋參地上部分生長的情況以及西洋參根中總皂甙、氨基酸、微量元素含量測定結(jié)果表明，溫室無土栽培西洋參與進口美國土壤栽培的西洋參質(zhì)量基本一致。

　　藥用石槲栽培以鋸末為基質(zhì)，施以由N、P、K等13種元素組成的"斯泰納"營養(yǎng)液，保持基質(zhì)濕潤，石斛生長良好。自然條件下，石斛喜歡在半陰半陽的生態(tài)環(huán)境下生長。但在無土栽培的條件下，水分和營養(yǎng)充足，這時強光照卻有利于石斛的生長和高產(chǎn)。

　　無土栽培基質(zhì)容易引起病菌污染，要注意對其消毒，常用的幾種消毒方法有：
　　(1) 蒸汽消毒。凡有條件的地方，可將待用的栽培基質(zhì)裝入消毒箱。生產(chǎn)上面積較大時，可以堆垛消毒，垛高20 cm左右，長寬根據(jù)具體需要而定，全部用防高溫、防水蓬布蓋上，通水蒸氣后，在70～90℃條件下，消毒1 h即可。
　　(2) 化學藥劑消毒。常用的消毒藥劑有：
福爾馬林(40％甲醛溶液)一般將原液稀釋50倍，用噴壺將基質(zhì)均勻噴濕，覆蓋塑料薄膜，經(jīng)24～26 h后揭膜，再風干2周后使用。
氯化鈷氯化鈷熏蒸時的適宜溫度為15～20℃，消毒前先把基質(zhì)堆放成高30 cm，長寬根據(jù)具體條件而定。在基質(zhì)上每隔30 cm打一個10～15 cm深的孔，每孔注人氯化鈷5 mL，隨即將孔堵住。第一層打孔放藥后，再在其上面同樣地堆上一層基質(zhì)，打孔放藥，總共2～3層，然后蓋上塑料薄膜，熏蒸7～10 d后，去掉塑料薄膜，晾7～8 d后即可使用。
　　(3) 太陽能消毒 。太陽能是近年來在溫室栽培中應用較普遍的一種廉價、安全、簡單實用的土壤消毒方法，同樣也可以用來進行無土栽培基質(zhì)的消毒。具體方法是：夏季高溫季節(jié)，在溫室或大棚中把基質(zhì)堆成20～25 cm高，長、寬視具體情況而定，堆垛的同時噴濕基質(zhì)，使其含水量超過80％，然后用塑料薄膜蓋上基質(zhì)堆。密閉溫室或大棚，曝曬10～15 d，消毒效果良好。

　　2營養(yǎng)液　　營養(yǎng)液是無土栽培的核心部分，它是將含有各種植物必需營養(yǎng)元素的化合物溶解于水中所配置而成的溶液。植物生長所必需的營養(yǎng)元素共有16種，其中C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S為大量營養(yǎng)元素，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl為微量元素。除C、H、O三種營養(yǎng)元素可以從水和空氣中獲得之外，營養(yǎng)液配方中還必須含有另外6種大量元素和7種微量元素，即N、P、K、Ca、Mg、S和Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl。

　　至今為止已研究出了200多種營養(yǎng)液配方，其中以荷格倫特(Hoagland)研究的營養(yǎng)液配方最為常用，以該配方為基礎，稍加調(diào)整就可演變形成許多的營養(yǎng)液配方。目前世界上廣泛使用的營養(yǎng)液配方參見表9-1(精選)。

二、 藥用植物現(xiàn)代設施栽培的發(fā)展趨勢

　　近些年來，隨著營養(yǎng)液配方研究的不斷深入，無土栽培獲得了理論和技術(shù)上的很大進步。如：雷士敏等總結(jié)出了營養(yǎng)液配方換算簡法；盧克成應用化肥取代試劑進行觀賞植物的無土栽培取得了很大成功，成本僅為試劑配制的營養(yǎng)液的36%～56.3%；杜永臣研究了無土栽培營養(yǎng)液中N含量及其調(diào)控方法，闡明了不同形態(tài)N對植物的影響，從而可以根據(jù)植物不同生育階段對養(yǎng)分需求的特征，相應地調(diào)整營養(yǎng)液的配方；鄭光華等通過分析北方各地的水質(zhì)，探討了北方硬水地區(qū)配制營養(yǎng)液應采取的措施和適宜的無土栽培系統(tǒng)；沈陽展望農(nóng)業(yè)科技有限公司開發(fā)的"靜止法無土栽培營養(yǎng)液技術(shù)"實用簡單，該公司研究了栽培過程中離子的變化規(guī)律，開發(fā)出了可以長期靜止在栽培作物底部，供植物利用的營養(yǎng)液配方，只需根據(jù)栽培體的濕度補充營養(yǎng)液即可，實施起來像澆水一樣簡單。另外，我國的營養(yǎng)液膜技術(shù)也有了一些新的進展，南京市蔬菜研究所對營養(yǎng)液膜技術(shù)作了實用化的改進，在生產(chǎn)中取得了良好的效果。

　　封閉式的強化快繁通風育苗系統(tǒng)和自動監(jiān)測大規(guī)模培養(yǎng)系統(tǒng)是近年來農(nóng)業(yè)設施的新發(fā)展，在國外已應用于花卉及農(nóng)作物的生產(chǎn)，該系統(tǒng)可用于21世紀藥用植物的栽培。這一栽培系統(tǒng)還可以和大田栽培系統(tǒng)結(jié)合起來，以封閉式的強化快繁通風育苗系統(tǒng)大量、快繁優(yōu)質(zhì)種苗，然后移至基地去生產(chǎn)。日本科研人員的實驗表明，用此種方式育苗，可以大大縮短育苗時間，同時所育出的幼苗質(zhì)量好、成活率高。

　　隨著保護地栽培和無土栽培技術(shù)的進一步發(fā)展，名貴中草藥的栽培可以逐漸擺脫自然條件的限制而得到迅速發(fā)展?？傊?，現(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)與藥用植物生產(chǎn)的結(jié)合可以創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益，在發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟、加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進程中發(fā)揮著巨大的作用，其發(fā)展前景廣闊。