针对三七产业存在的技术瓶颈,本文聚焦三七新品种选育、连作障碍克服、标准体系建立等方面,采用生物技术、信息技术等手段,从产区选择、田间管理、收获储藏等过程实现数字化、网络化,解决三七种植中精准选址、品种选育、土壤改良、施肥管理、病害防控等关键问题,实现三七栽培的精准化及最优化,建立了三七持续种植复合技术体系,该体系包括:三七抗病新品种的选育、土壤复合改良技术、三七栽培技术及质量追溯技术.获得首个三七抗病新品种,为其持续种植提供可行性前提.建立三七连作土壤复合改良技术并应用于大田,连作土壤的修复及改良为三七持续种植提供保障.发布了首个无公害三七质量标准,为其高品质树立规范.完成了品质溯源体系,保障了三七的质量可控.该复合技术体系为其它中药材精细栽培提供借鉴.

黄秋葵(Okra,Hibiscus esculen tus L)和红秋葵(Abelmoschus esculentus (L.) Moench.)同为锦葵科秋葵属一年生草本植物,原产非洲地区[1-2],济南、上海、北京、南京及广州等地均有栽培.其具有爽滑的嫩荚、柔嫩的肉质、独特鲜美的风味,全果均可食用,烹饪也十分方便.除用作日常蔬菜外,秋葵还具抗疲劳、提高机体免疫力、增强血管扩张力、保护心脏等作用[3],是一种具有较高营养价值的蔬菜,被美、英、法、日等国列入新世纪最佳绿色食品名录;加之植株的抗逆性较强,较少得病,因此可作为一种无公害的高效特种蔬菜[4].目前对黄秋葵和红秋葵的研究主要集中在功效成分和生药鉴定等[5-6]方面,对营养成分的分析评价及两者差异未见报道.本研究以浙江产黄秋葵和红秋葵为材料,对其氨基酸、矿物质含量等进行分析比较,旨在了解黄秋葵和红秋葵营养价值的差异,以期为秋葵的加工利用提供一定的参考数据.

无公害农田栽参是人参种植产业化发展的主要模式,氮肥精细化管理是人参无公害农田栽培技术体系的关键环节.为探究氮肥精细化管理对人参生长阶段生物量积累及次生代谢产物合成的影响,试验以两年生营养生长阶段人参为试材,分别施加氮质量浓度为0,10,20,40 mg·L-1霍格兰氏培养液,观测叶色、茎粗、叶绿素含量等表性变化,测定光合速率动态变化,定量分析皂苷合成关键基因PgHMGR,PgSQE的时空表达量.结果表明,不同氮浓度处理下人参光合速率和叶绿素含量变化差异显著,根、茎和叶中PgHMGR,PgSQE基因相对表达量差异显著.氮质量浓度为20 mg·L-1时,人参叶片净光合速率和叶绿素含量最大,叶片净光合速率随时间延长呈先上升后下降趋势.根中PgHMGR与PgSQE基因的相对表达量最高.推测适宜人参营养生长阶段的最适氮质量浓度为20 mg·L-1(硝酸铵57.14 mg/株,纯氮量20 mg/株),该浓度是人参的最适皂苷合成氮浓度.无公害人参氮肥精细化栽培关键技术研究有利于优质高效人参药材的生产,对减肥增效及环境友好型可持续生态人参种植产业发展提供科学依据.

针对中药材无序生产、不规范使用农药等问题,研究团队通过GIS信息技术指导药用植物精准选址,以现代组学方法辅助药用植物育种,以宏基因组学指导土壤复合改良,以合理施肥及病虫害综合防治为主的田间精细管理,建立了中药材无公害精细栽培体系.在全国多个贫困县指导开展了无公害中药材生产布局;通过解析中药基原物种基因组遗传背景,建立药用植物抗性品种选育平台,获得一批新品种和良种,新品种推广降低病虫害发生率;基于病虫害基因检测技术和无公害农药安全性评价技术,人参、三七、丹参、西洋参、五味子、桔梗等中药材的化学农药用量减少20％～80％ .中药材无公害精细栽培体系的应用获得了显著的社会、经济及生态效益.

竹节参生产中农残超标、无序种植等问题是竹节参产业发展的障碍,无公害生产技术是优质竹节参生产的保障.本文探讨无公害竹节参精细栽培技术,主要包括无公害生产基地选择标准、优良品种选育、规范化栽培体系及病虫害综合防治技术等,建立无公害竹节参种植技术体系,以提高竹节参药材品质、减少竹节参药材生产农残及重金属含量,促进其种植产业的可持续发展.

本文梳理了生态农业、生态种植、中药生态农业、中药材生态种植、中药生态农业模式、中药材生态种植模式等几个概念,分析了几种与生态农业相类似的现代农业的区别与联系,包括有机农业、自然农法、生物农业、可持续农业、绿色农业、无公害农业.在此基础上,依据相关国家标准和行业标准,重点从产地环境和农业投入品两个方面,比较了有机农业、绿色农业及无公害农业,发现:(1)无论是从产地环境还是农业投入品来看,有机农业的标准要求都高于绿色农业,更高于无公害农业.无公害农业对环境的要求低于中药材GAP的要求,无公害农业遵循的是生产合格产品对环境和投入品最低要求,而非优质产品标准;(2)中药生态农业追求"天地人药合一",其对种植环境的要求和投入品的管控与有机产品相当.因此在真正合乎规范的操作中,虽然不以认证为目的,但中药生态农业产品在安全上已达到有机产品要求;(3)中药生态农业具有"顺境出产量,逆境出品质"的特点,中药生态农业在满足中药材安全,保障中药材质量的基础上,才追求产量.这一点与一般有机农业通常主要关注产品的安全和产量不同;(4)中药材GAP对栽培环境空气、土壤和灌溉水的要求均达到了有机产品和中药生态农业的要求,但对生产中农药、化肥的管理仅达到无公害农业的要求.提出中药材GAP应鼓励模拟中药材原始生境的"拟境栽培",并借鉴国际通行的危害分析与关键点控制(HACCP)质量管理思路和技术体系,从而全面实现中药农业的"有序、有效、安全"生产.

针对中药材生产过程中农残及重金属超标等问题,研究团队建立了以无公害中药材为目的生产技术规程,该规程涵盖了产地环境、生产过程、产品质量等控制中药材质量的关键环节.无公害中药材生产产地生态环境应依据《中国药材产地生态适宜性区划(第二版)》规定的生态因子进行产地的选择,空气环境质量应达到GB/T3095-2012一、二级标准值要求,种植地土壤必须符合GB15618和NY/T391的一级或二级土壤质量标准要求,灌溉水的水源质量必须符合GB5084-2005的规定要求.针对中药材生产情况,选择适宜当地抗病优质品种,加强优良种子及种苗的培育;无公害中药材合理施肥应符合使用肥料的原则和要求、允许使用和禁止使用肥料的种类等按DB13/T454执行.遵循“预防为主,综合防治”的植保方针,以改善生态环境,加强栽培管理为基础,优先选用农业措施、生物防治和物理防治的方法,禁止使用高毒、高残留农药及其混配剂,最大限度地减少化学农药的用量,以减少污染和残留.此外产品质量达到无公害中药材质量标准,其中高毒性、高检出率的农药残留及铅、镉、汞、砷、铜重金属及有害元素限量达到无公害中药材质量通用标准.无公害中药材生产技术规程的应用保障社会、经济及生态效益.

大多数人参属药用植物是我国传统名贵中药材,市场需求量巨大,然而人参属药材生产种植过程中一直存在生产无序、农残及重金属含量超标等问题,开展无公害种植是解决该问题的有效手段,同时也是现阶段中药材种植产业的发展方向.为了指导无公害人参属植物种植与生产,生产高品质中药材,本文依据本课题组多年研究结果,结合人参属药材研究现状,建立了人参属药材无公害精细栽培技术体系,包括精确的栽培选地、系统的土壤改良、优良的种质种苗选育、科学的无公害种植模式及高效的病虫害综合防治技术等,以期为人参属药材无公害精细化栽培提供参考.

无公害中药材栽培体系是解决中药材农药残留(简称农残)和重金属超标、药材品质下降的技术体系.种植基地作为无公害中药材生产不可或缺的物质基础,其环境质量标准制定是中药材质量控制中的重要一环.现阶段无公害中药材产地环境标准缺失,中药材无序种植、农残和重金属超标等问题导致其有效性和安全性受到较大质疑.该文通过总结我国无公害农产品产地环境质量标准的发展进程及研究现状,结合中药材种植方法,借鉴已有成熟标准,建立了无公害中药材产地环境质量标准;同时提出运用“药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统”,以药材野生分布区、道地产区及主产区样点的气候和土壤因子信息为依据,对栽培选地进行科学预测,得出潜在的无公害中药材生态适宜产区,最终达到降低药材农残及重金属含量,提高药材品质,生产无公害中药材的目的.建立无公害中药材产地环境质量标准对于指导中药材生产、推进中医药事业健康发展具有重要意义.

黄连是我国常用传统中药材,来源于毛茛科植物黄连Coptis chinensis Franch.、三角叶黄连Coptis del-toidea C.Y.Cheng et Hsiao或云连Coptis teeta Wall.的干燥根茎,临床应用广泛.但在黄连种植过程中滥用化肥、农药和生长调节剂及重金属超标等问题,严重威胁到用药者的生命安全,亟需进行无公害栽培技术研究.本文从药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(简称GMPGIS)指导选地、结合土壤综合改良措施整地、良种繁育、合理施肥、病虫害综合防治等方面概述黄连无公害栽培技术,为生产高质量黄连中药材提供指导,促进黄连产业的健康、可持续发展.