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第一篇 總論

第一章 緒論

一、學習藥用植物保護學的目的任務

藥用植物保護學是綜合利用多學科知識,保護藥用植物免受病、蟲等有害生物為害的一門學科。學好這門學科的目的,通俗地說就是學會給藥用植物治病,做藥用植物的好醫生。其主要任務是研究為害藥用植物的病原菌和害蟲的生物學特性,識別病蟲害;同時研究在外界環境作用條件下,病蟲害的消長規律及植物對病蟲為害的反應,從中找出薄弱環節進行綜合治理,使藥用植物能夠健康生長,保證藥用植物優質、穩產、高效,為進一步提高人民的健康水平服務。

隨著人類疾病譜和醫療模式的改變,兼具治療和保健雙重功能的中醫、中藥獲得了人們的青睞。世界中草藥的銷售額已突破160億美元,并以每年10%的速度增長。作為傳統中草藥大國的中國,野生藥材資源日益枯竭成為制約中醫藥事業發展的“瓶頸”,加強藥用植物栽培與管理已成為迫切需要,新醫改方案和國家基本藥物目錄的出臺將更有利于促進中藥材種植業的發展。據統計,目前我國市場上流通的中藥材超過1000種,約有近300種主要依靠人工栽培,種植面積已超過300萬hm2

然而隨著藥用植物栽培面積的不斷擴大和連年種植,病蟲草等有害生物的為害日益嚴重,給藥用植物生產造成的損失越來越大。據統計,一般病蟲為害可減產20%~30%,嚴重的達50%,甚至會導致絕收。同時由于防治措施不當,導致病蟲害發生加重、抗藥性增強、農藥殘留超標,嚴重影響我國中藥的聲譽,降低了中藥在國際市場上的競爭力。藥用植物病蟲害的防治已經成為目前中藥材規范化種植及實施GAP管理的重點和難點。

二、藥用植物保護學研究的主要內容及方法

從藥用植物保護科學的產生、發展和任務看,藥用植物保護學作為一門科學,主要內容是研究有害生物及其災害的發生、發展規律,提出科學地控制為害與成災的技術措施,及時有效地控制其為害,以保證中藥材的優質、高產、高效、低耗。在生產實踐中,蟲害與病害是屬于同樣性質的生物災害,因此,農業昆蟲學、植物病理學和農藥學是植物保護科學的三門主要兄弟學科。

藥用植物保護學的研究,主要涉及三個方面。

首先是研究了解病蟲草害的種類與鑒定、分布與為害特點、生活史與習性、發生與環境的關系、成災規律與調控機制、預測預報方法、綜合治理技術等。這些研究內容與農業昆蟲學、植物病理學、農藥學等相關基礎學科關系密切。這些基礎理論、知識與技術掌握得越多越熟練,對藥用植物病蟲害的研究就能越深入。

其次是藥用植物。病蟲害總是發生在特定的藥用植物上,要研究了解某種藥用植物病、蟲,就要了解該種藥用植物的生長發育過程及主要栽培措施。這樣才能研究并了解病蟲害與藥用植物及栽培措施的關系,找出藥用植物的抗病蟲特性,提出利用栽培措施控制病蟲害的方法,進而培育抗病蟲品種,改進耕作栽培措施。這些研究涉及藥用植物栽培學、耕作學、遺傳育種學、土壤肥料學等學科,深入學習這些科學理論和實踐技術,研究利用藥用植物抗病蟲性,培育抗病蟲品種,運用農業技術措施防治病蟲害,才能逐步深入并取得更好的成效。

第三是環境。藥用植物與病、蟲均生活在一定的環境中,構成環境的無機生態因子,如溫度、濕度、雨量、光照、風等及有機生態因子,如寄主植物、天敵等均影響病蟲害的發生,特別是影響其猖獗成災。深入研究這些環境因子對病蟲害發生數量的作用,才能揭示病蟲害的成災規律與調控機制,進而通過改善藥用植物生長環境抑制蟲口、病原菌數量的增長。這就涉及環境生態學、農業氣象學、植物學、動物學等。

隨著科學技術的發展,病蟲害綜合治理的理論和技術向更新、更高、更深發展,系統論、控制論、計算機、生物工程技術等新的理論和技術,都會應用在藥用植物病蟲害的研究和治理中。

綜上所述,藥用植物保護學既是一門實踐性很強的應用學科,又與許多基礎理論、應用基礎學科緊密關聯。這些基礎理論與應用基礎學科的發展,推動和豐富了藥用植物保護科學的發展,藥用植物保護科學的發展也為這些學科提供了很多新的研究課題。

中藥材資源是取自大自然的生物資源,人們向大自然索取的同時,必須保護大自然,使自然資源能夠再生。藥用植物栽培是中藥材資源保護、再生的最主要的方法。但在藥用植物引種栽培及中藥材的貯存運輸過程中,常遭受到各種病蟲害的危害,直接影響了中藥材的產量和質量,往往會造成重大的經濟損失。自1997年起,中國醫學科學院藥用植物研究所持續多年對全國中藥材生產基地進行調研,發現藥用植物病蟲草害的防治是中藥材生產中最薄弱的環節。由于藥用植物種類多,相應的病蟲草害種類也多,發生規律不詳,危害重,損失大,濫用、誤用農藥問題突出,加之種子種苗調運頻繁,加速了病蟲草害的傳播蔓延。因此,在中藥材生產過程中,有效控制病蟲的危害,是保證中藥材優質高產穩產的關鍵,也是藥用植物保護學的重要研究內容。

三、藥用植物病蟲害及其發生特點

藥用植物病蟲害的發生、發展與流行取決于寄主、病原(或蟲源)及環境三者之間的互相作用關系。藥用植物栽培技術、生物學特性和生態條件具特殊性,決定了藥用植物病蟲害的發生與防控和一般農作物相比,有其自身特點,主要表現在以下幾個方面。

(一)道地藥材生產與病蟲害發生密切關聯

藥用植物栽培具有地域性特色,有一個很重要的特點,就是歷史形成的道地藥材,如東北人參、云南三七、寧夏枸杞,四大懷藥、浙八味等。道地藥材是由品種、氣候、土壤、栽培習慣等因素綜合形成的,其特點就是具有悠久的栽培歷史,藥材的品種、質量、栽培方法等都相對穩定。在這種情況下,由于長期自然選擇的結果,適應于該地區立地條件及相應寄主的病原、蟲源必然逐年積累,往往嚴重為害這些道地藥材。例如東北地區的人參銹腐病,該菌為森林土壤習居真菌,生長發育和流行與人參的生長過程完全吻合,因此成為東北人參的重要病害,是東北老參地利用的重要障礙。但在北京地區農田種植人參的情況下,銹腐病的嚴重性被根腐病所代替,因為平原地區農田土壤中的根腐菌占據優勢。又如云南三七的根腐病,浙江白術的術籽螟,山茱萸的蛀果蛾、寧夏枸杞的蚜蟲、負泥蟲等,皆與道地藥材生產密切相關。

(二)病蟲害種類復雜,專一性病蟲害較多

藥用植物包括草本、藤木、木本等各類植物,生長周期有一年生、幾年生甚至幾十年生。藥用植物多數含有特殊的化學產物,只有特定的病、蟲適應,導致部分藥用植物的病、蟲具有專一性,某些特殊害蟲喜食或趨向于在這些植物上產卵,在藥用植物上形成較多的單食性和寡食性害蟲,如射干鉆心蟲、栝樓透翅蛾、白術術籽螟、金銀花尺蠖、山茱萸蛀果蛾、黃芪籽蜂等。人參銹腐病僅為害人參屬的人參、三七等植物。分類學家經常在藥用植物上發現新的物種即在于此。因此,加強藥用植物病蟲種類的調查研究,不僅是中藥材生產的需要,而且將有助于我國生物區系研究更加完善。

(三)藥用植物地下病害、蟲害危害嚴重

由于許多重要藥用植物的根、塊根和鱗莖等,既是藥用植物營養成分積累的部位,又是藥用部位,這些地下部分極易遭受土壤中的病原菌及害蟲的為害,導致藥材品質下降甚至死亡。由于地下部病蟲隱蔽為害,防治十分困難,因而損失慘重,歷來是植物病蟲害防治中的老大難問題。幾乎所有的以地下部分入藥的藥用植物都存在嚴重的地下病蟲害問題。例如,人參銹腐病和根腐病、貝母腐爛病、白術根腐病、附子白絹病、當歸根腐病、三七根腐病、地黃線蟲病等;地下害蟲種類多,如蠐螬類、螻蛄類、金針蟲類分布廣泛,因植物根部被害后,形成傷口,導致病菌侵入,更加劇地下部病害的發生蔓延。

(四)無性繁殖材料是病蟲害初侵染的重要來源

應用植物的營養器官(根、莖、葉)繁殖新個體是藥用植物生產中普遍應用的種苗繁育方式,占有很重要的地位。部分藥用植物種子發芽困難,或用種子繁殖植株生長慢、年限長,故在生產上習用無性繁殖,如貝母用鱗莖繁殖一年一收,如用種子繁殖需五年才能收獲;采用無性繁殖能保持母體優良性狀,如地黃常用塊根繁殖,能使植株生長整齊,產量高,保持其純系良種;雌雄異株的植物,如栝樓,無性繁殖可以控制其雌雄株的比例。故無性繁殖在藥用植物繁殖中應用甚廣。由于這些繁殖材料基本都是藥用植物的根、塊根、鱗莖等地下部分,常攜帶病菌、蟲卵,所以無性繁殖材料是病蟲害初侵染的重要來源,也是病蟲害傳播的一個重要途徑,而當今種子種苗頻繁調運,更加速了病蟲傳播蔓延。因此,在生產中建立無病留種田,精選健壯種苗,適當的種子、種苗處理及嚴格的調運間檢疫十分必要。

(程惠珍)

四、綠色中藥材生產中的植物保護概念

(一)提高藥用植物自身的健康水平是綠色中藥材生產的前提

綠色中藥材是指無污染、安全、優質的中藥材。生產綠色中藥材,應立足于植物自身的保健,這是“綠色植物”的植保基礎。選用抗病、抗蟲品種,優良健康的種子種苗,提高栽培管理水平,調整植物體營養等措施,有助于增強藥用植物自身抗病蟲的能力,同時有助于提高中藥材的品質及產量。

(二)整體觀和關鍵點防控是實現綠色中藥材生產的核心

根據藥用植物的生長規律和病蟲草害的發生規律,采用系統論的方法和危害分析與關鍵點控制技術,從整體上對綠色中藥材生產的關鍵環節進行管理,在試驗研究、生產實踐和吸收國內外先進技術的基礎上,根據藥用植物病蟲害危害的經濟閾值,制定防控措施,保障中藥材的優質、高產、質量穩定。

(三)農業防治和生物防治是綠色植保的優先選擇

采用抗性品種、輪作套種等農業技術及各種天敵資源,充分利用植物與植物、植物與動物之間的拮抗和互利關系,創造不利于病蟲草害發生而有利于藥用植物健康生長的條件,是綠色植保優先考慮的技術。

(四)化學防治僅作為應急對策,應在科學規范的基礎上慎重使用

長期使用化學農藥易導致有益微生物及天敵被殺傷,生物多樣性受破壞,有害生物抗藥性增加,藥材農藥殘留超標,藥材產區生態環境污染等問題。因此,化學防治應在其他植保措施無效或低效的前提下,優先選擇高效、低毒且已登記的農藥,合理規范使用,使中藥材及其加工品中的農藥殘留量符合或低于世界糧農組織(FAO)、世界衛生組織(WHO)或我國規定的有關標準。

五、藥用植物保護學研究的前沿課題

藥用植物保護學是植物保護學科領域中一個年輕的分支,藥用植物病蟲害與其他農作物相比沒有本質上的不同,區別僅在于為害對象不同。因此,一般植物保護中論述的病蟲害概念,發生流行規律及防治原理和方法等均適合于藥用植物病蟲害及其防治。但藥用植物保護又有其特殊性,藥用植物多以其次生代謝產物作為人們防病治病的活性成分,因此對藥材質量及安全性要求更高,且道地性要求嚴格。由于藥用植物病、蟲、草種類多,工作基礎相對薄弱,加強藥用植物病蟲草害基礎研究和防治技術研究,尤為迫切和重要。

(一)綠色中藥材植保技術研究

持續農業(sustainable agriculture)是當代農業的發展趨勢。成功地管理各種資源以滿足人類的需求,同時提高環境質量是持續農業的基本內容。世界環境與發展大會保護環境宣言中提出,要在全球范圍內控制化學農藥的銷售和使用,這對研究和應用綠色植保新技術無疑起著極大的推動作用。藥用植物栽培不同于常規的農作物,對藥材品質及安全的要求更高,安全、優質、產量穩定是綠色藥材生產的目標。藥用植物保護,不僅要控制病蟲草的為害、保證產量穩定,更要關注藥材的安全、有效性。開展綠色中藥材植保技術研究是實現這一目標的重要手段和技術保障。綠色中藥材栽培技術在持續農業中具有明顯的專業優勢,綠色植保技術研究機遇與挑戰并存,前景廣闊。

(二)道地藥材病蟲害防治研究

道地藥材通常是優質藥材,是我國中藥材生產發展的重點,其特點是栽培歷史悠久,中藥材的品種、質量、栽培技術都相對穩定;但與此同時,適應于該地區環境條件的病原、蟲源也會逐年積累,嚴重危害道地藥材。此外,道地藥材產區長期大量使用化學農藥,常導致一些次生性害蟲(如枸杞薊馬等)逐漸變為主要害蟲,害蟲天敵及有益拮抗菌減少,病、蟲抗藥性增加,道地藥材的連作障礙問題越來越突出,研究道地藥材病蟲害防治技術及連作障礙解決對策,對道地藥材的持續穩定生產具有重要意義。

(三)病蟲草為害與藥材品質形成的關系研究

中藥材的有效成分或活性成分主要是次生代謝產物,與逆境脅迫密切相關。病蟲草為害一方面會影響藥材產量,另一方面也會影響藥材的品質形成,因此,藥用植物保護策略的制定應考慮藥用植物的品質形成特性。深入研究病蟲草為害與藥材品質形成的關系,對科學指導藥用植物病蟲害防治,提高藥材品質和產量具有重要意義。

(四)隱蔽性病蟲害防控技術研究

蛀干害蟲和地下病、蟲因隱蔽為害,給研究、監測及防治帶來極大難度,稍有不慎則會導致嚴重經濟損失。藥用部位為地下根、根莖、鱗莖等藥用植物,易受土壤中的病原菌及害蟲為害,導致藥材品質下降,甚至遭到毀滅性為害,歷來是病蟲防治中的難題。在木本、草本、藤本藥用植物上普遍發生鉆蛀性害蟲(如山茱萸蛀果蛾、枸杞實繩、紅花實蠅等)直接蛀食藥用部位,危害率等于藥材損失率;一些多年生藥材(如金銀花、化橘紅等)一旦被木蠹蛾、天牛等蛀干害蟲為害,一般防治方法很難奏效,常造成整株植物枯死,損失嚴重,亟須進行病蟲害發生規律和安全有效防控技術研究。

(五)制定和完善我國中藥材殘留限量標準

參照世界糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)及我國食品中農藥最大殘留限量標準,制定出大宗、常用中藥材品種的農藥殘留限量標準,促進藥用植物栽培的規范化和標準化,保證臨床用藥安全和食用安全。

(程惠珍 徐常青 陳君)

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