人参的种植主要有伐林栽参、农田栽参和林下栽参3种方式。前两者栽培方式得到的人参称“园参”,后者栽培方式得到的人参即“林下山参”。传统的利用伐林后的腐殖土进行栽参的方法对生态环境造成严重破坏,使森林面积大大减少,加剧了参林间的矛盾。从保护人类生存环境、保护森林资源,人与大自然和谐共存的角度出发,自1998年起,国务院明令禁止砍伐森林,25°以上坡地必须退耕还林,废止伐林栽参,不允许继续再走毁林栽参的发展道路。由于国家天然林保护工程的限制和生态建设的需求,使人参种植业向林下山参和农田栽参方向发展。
1.人参品种选育目标
人参品种选育的目标以优质、高产、多抗为目标。
(1)优质 因为人参是药用植物,对人体多种疾病的治疗作用主要是其内部有效成分所致,有效成分和营养成分的高低是衡量人参优劣的主要依据。人参育种应以提高质量作为重要的目标。
(2)高产 高产是优良品种最基本的条件,在保证质量的前提下,选育具有高产、稳产的品种。选择单株根重大,根形美观、株形合理、具有合理的源库关系等优良形态和生理特性的类型,同时注意选择产量因素的合理组合,培育高光效、低呼吸消耗的高产、稳产品种。
(3)多抗 人参病害、虫害、冻害、旱涝等自然灾害严重,是造成人参产量不高的重要因素,在选育新品种时,注意选择抗病虫害性强以及抗寒、抗旱、耐涝的品种。
2.人参品种选育的特点
人参有许多独特的生物学特性,这些特性限制了人参育种的进程,与农作物相比,人参育种具有周期长,不易繁殖、不易推广等特殊之处。
(1)品种资源贫乏 与农作物相比,人参栽培历史较短,遗传育种工作开始于20世纪30年代,目前仅有日本和我国有报道育成人参品种。
(2)繁殖系数低、育种周期长 人参为多年生植物,一般5年生正常留种,系统选育需年限长,选择4代至少要20年时间。人参虽具有连续结实特性,但结实数量少。栽培人参5年生株均产籽70~80粒。在人参育种过程中,即使获得了优良遗传变异类型,因种子繁殖量不够,短时间内也不能推广应用。所以,人参育成一个品种,从选择、育成到推广应用,需要30年以上的时间。
(3)遗传保守性强 由于人参在野生条件下完成个体发育需要十几年的时间,且野生人参多分散生长,极少构成群落,世代间隔期十几年或几十年,其突变重组率远远低于1年生作物。人参的多年生长发育习性影响了它的进化速度,增加了它的遗传保守性。
(4)种子寿命短 人参种子在自然条件下保存两年完全失去生活力。且人参种胚具形态后熟和生理后熟特征,需要适宜的环境条件下,才能完成这两个后熟过程。也就是说,没有完成这两个后熟过程的种子,落在适宜的生态环境中,也不能发芽出苗。两年不出苗,种子就失去生活力。由于野生人参的种子靠自然传播,得不到适宜的生态环境的几率很多,失去长成植株的机会也多,容易使产生的突变、重组个体丢失掉,抑制了群体基因频率的改变。产生的变异个体,因生长期长,病害严重,也常常失去生存的机会。在育种过程中也会因种子处理失误等原因导致宝贵的遗传材料丢失。特别是人参种子自然条件下容易丧失生活力,种质资源主要靠连续种植来保存,在种植过程中很容易因上述原因以及病害发生而死亡。
3.人参育种方法
(1)选择育种 在现有人参群体中,根据育种目标,通过单株选择或混合选择等方法,选择优良的自然变异个体,经过后裔鉴定,汰劣留优而育成品种的方法。采用单株选择法时,因所育成的品种是由自然变异中的一个个体发展而来的,故又称系统育种。采用混合选择法育成品种称混合选择育种。选择育种方法简单易行,见效较快,便于开展群众性的育种工作,是选育人参新品种的有效方法。
人参集团选育是混合选择育种的一种形式,就是先从混杂群体中按不同性状分别选择属于各种类型的单株,并将同一类型植株的种子混合组成若干个集团,将这些集团分别播种在不同的小区上加以比较,选育优良集团育成新品种的方法。人参系统选育的年限长,育成新品种需经过长期不懈的努力。但系统育种作为最基本的育种手段,仍是人参育种行之有效的方法之一,适合我国人参育种的现状。中国农业科学院特产研究所于20世纪50年代末在吉林省抚松地区单株选入的黄果人参,经系统培育成为新品种,经比较和测定分析,证明黄果人参是一个有效成分含量较高的中高产人参新品种。审定后定名为“吉林黄果人参”。
(2)杂交育种 杂交育种是国内外育种方法中成效最大,应用最普遍的一种方法。杂交育种是有目的地把两个亲本的优点结合在杂种后代里,从而选出符合要求的、兼有亲本优良特性的新品种。
在没有品种育成之前,人参杂交主要是在种间进行的,属于远缘杂交,但杂交不育现象严重,后代一般结实率很低,甚至完全不结实。主要是父母双方遗传差异过大,造成杂交种生理上不协调,生长发育受阻,特别是生殖器官不能形成正常的花粉和胚囊,造成雌雄配子的败育、不能授粉的结果。
(3)诱变育种 诱变育种是利用物理、化学等因素诱发人参遗传性变异,然后,根据育种目标,对变异的后代进行选择,育成新的品种或获得有价值的新类型。
林下山参,即利用阔叶林或针阔叶混交林下的肥沃土壤及温、光、水资源来栽培人参。与传统的伐林栽参方式相比,具有很多优点。
1.林下山参的优点
①林下山参不必伐树,或只间伐少量的林木。在栽参时也不像伐林栽参那样将树根刨出,土壤完全翻倒,因此保护了森林资源,防止了水土流失。
②林下山参可以利用树木进行遮阴,节省人力和遮阴材料,降低了生产成本。
③人参忌连作,在我国人参主产区有许多地区由于长期伐林栽参,不但森林资源破坏严重,而且宜参林地越来越少,参、林争地矛盾突出,而实行林下山参的种植模式,边育林边养参,则可缓解参、林争地的矛盾,为人参栽培提供大量林地。
④可综合开发林地的生态资源,林、参双收,增加经济收入。
2.选地与整地
从树种上看,以柞树、椴树等阔叶树为佳,郁闭度在0.5~0.9,针阔混交林亦可。坡向以南偏西或南偏东为佳,阴坡郁闭度不宜过大。坡度不宜超过25°,pH5.5~6.5,土壤疏松、肥沃,土层在10cm以上。
林地选好后,首先割除林下的灌木杂草,清理枯枝落叶,并间伐过密的树木,使之分布均匀。清林后规划土地,按自然地形确定栽参区域,留出排水道,必要时挖壕叠坝,以利排水或防止水土流失。
1.播种时期
一般有春播、夏播和秋播3个播期。
(1)春播4月下旬至5月上旬,当土壤解冻后即可进行。一般春天播催芽籽,当年可出苗。不提倡春季播干籽。
(2)夏播 也称伏播,多播种上年的干种子或新采收的新鲜种子。无霜期短的地区,在6月底播完;无霜期较长的地区,在8月上旬以前播完,否则影响翌年出苗率。
(3)秋播8月上旬至9月上旬播水籽,10月中旬至结冻前播催芽籽。春、夏季人工催芽的种子多采用秋播。
2.播种方法
采用人工播种,主要方法有:点播、穴播和条播。
(1)点播 用镐随机在林地内刨坑,4cm见方,深7~8cm,每坑播1~2粒种子,覆土后轻轻压一下,使种子和土壤能紧密结合,并覆些碎树叶。
(2)穴播 用木棍扎穴,将种子播入穴中,2cm见方,每穴播1~2粒种子,覆土后轻轻压一下,使种子和土壤能紧密结合,并覆些碎树叶。
(3)条播 画出长10~20m、宽4~6m的种植区,区间留50~100cm作业道,将种植区内落叶、草根搂至作业道待作覆盖物,横山勾沟,深7~8cm,间隔50cm,将催芽种子撒播于沟内,覆土遮盖轻压。
林下山参一般不进行田间管理,尽量减少人为因素对林下山参生长的影响。
1.光照
林下山参生长到5年后,需要足够的光照,要及时调整林木郁闭度,在每年夏、秋两季进行全园踏查,注意观察,发现郁闭度过大的地方,要在冬季清理树冠,调整郁闭度在0.6~0.7,同时要将干枝树杈清除,避免夏天落下伤参。
2.摘蕾
在不以采种为目的时,为减少养分消耗,在5月中下旬人参未开花前将花蕾摘掉,使养分集中供给参根生长,可提高人参产量和质量。当花梗生长5cm时,从花梗上1/3处将整个花序掐掉,摘蕾时用一只手扶住参茎,另一只手掐断花梗,注意勿拉伤植株。
3.排水
雨季应注意田间检查,防止水土流失,并修好排水系统;对地面裸露地方,应随时补足覆盖物。
4.施肥、打药
为保证林下山参生长环境接近野山参,一般情况下不打药、不施肥。但在大面积发生病虫害时也要进行药剂防治,防治方法同园参,但不准使用国家明令禁止使用的农药。
5.林下山参容易出现的问题及解决方法
(1)树根窜入参地,与林下参争水争肥。防止方法是在距树周围30~60cm远的地方,把15~20cm土层内的树根全部切断,视情况每2~3年切1次。
(2)林下山参一般不设荫棚,不松土,但如果土壤比较瘠薄,易板结,则要适当松土,以保持土壤的通透性,并可防止红皮病发生。
1.林下山参种子采收
(1)选种 选茎秆生长粗壮、种子结实多而饱满、无病虫害的5~6年生健壮植株留种,用疏花、疏果成熟期较一致的种子。
(2)育种田 建立育种田,用于选育优良品种。种子在母株上生长发育过程中,采取疏花措施,一般当每个人参花序有1/3小花开放时,用尖嘴镊子将花序中央的小花蕾疏掉1/3~1/2,同时将花序外缘的病弱花及花茎上的散生花全部摘掉,以保证留下来的小花正常生育。留中间生长健壮而整齐的花朵结果作种。一般单株留果20~25粒。
(3)种子采收7月下旬至8月中旬,在人参果实充分红熟时进行采收。用手将果实一次撸下来或从花梗1/3处剪断,采回脱粒。如花序的果实未完全红熟时,则应分2次采收。对落地果,应及时收捡起来。采种时注意区别好果和病果,分别处理,以免种子带菌互相感染。
(4)脱粒与贮藏 将人参果装入搓籽机脱去果肉或装入布袋里用手揉搓至果肉与种子完全分离时,投入清水中淘洗,漂去果肉和瘪粒,再用清水洗净后,捞出置于席上晾干或阴干,不得在强光下暴晒。脱粒后的种子阴干3~4天,进行催芽处理,于10月播种或者在种子失去浮水后拌入细沙进行低温沙藏,于第2年春播。做好调水控温工作,贮藏期间勤检查,防止霉烂,贮藏时间不得超过1年。
2.林下山参药材采收
(1)收获年限 一般12~13年以上。
(2)采收时期 一般在7月下旬至8月上旬进山采挖,采收时间为秋季参叶变黄、越冬芽长大之前。
(3)采收工具 镐、锹、软质小棍棒(如树枝)等。
(4)采收方法 以植株大小定开盘位置,然后用板镐四面扩开,再由外向内撒土,以不伤参根为度。用树棍先从植株基部破土,然后沿主根、支根、须根,一根根小心剥土挖取,将参根小心取出,不要损伤根系任何部位。挖得的林下山参俗称“鲜山参”或“山参水子”,要及时“封包子”,一般用青苔、草皮或适量松软的腐殖质土,埋在藤筐等容器内或将林下山参包好,保护参体不受损害。
园参的栽培与林下山参的种植在育种、播种、病虫害防治、收获等方面有诸多相似之处。不同之处在于:
1.选地、整地
(1)伐林栽参选地与整地
选择柞树、椴树、桦树等阔叶林或长有阔叶树的混交林、灌木林种植人参,土壤应排水良好、富含腐殖质和磷钾肥,以森林灰化土、活黄土及花岗岩风化土为佳,而灰泡土、碱性土不宜种参。山地宜向阳,坡度在10°~35°。山地选好之后,进行场地处理。砍倒小杂树,刨出树根,然后把灌木、草贴地皮割下,均匀铺在地面上晒干,四周围打火道,用火烧掉,这样既增加了磷钾肥,又杀死了地下害虫,还增高了地温和加快腐熟。用土填实树坑,按畦的方向把腐殖质层翻起扣放。随后打细土块、拣出石块、树根及金针虫等害虫,再进行第2次翻地。树根一定要清理干净。当年翻地整地,当年便可播种。播前每平方米用75%硝基苯和50%敌菌灵各7g进行土壤消毒。坡地多为顺山做畦。应根据地势选择适宜的“窗口”(参棚高的一面所面向的方向)。高15~33cm、宽1~1.3m的畦,长度随地势而定,一般为20~30m,畦间留1~2.7m作业道,以便作业和通风透光。畦中间略高,两边稍低。同时,要挖排水沟和出水口。沟深与畦底平,宽度视雨量多少而定。
(2)农田栽参的选地与整地
农田栽参前茬不宜为根茎作物,而以禾本科、豆科作物为好。pH值在5.5~6.5的沙壤土或壤土适于种参。栽种前,翻耕2~3次,深20cm。促使土壤风化,并将草木灰和充分腐熟的畜粪肥砸碎,用粗筛筛一遍,施入土中,混匀耙细,用肥20~30kg/m 2 。黏性土质应适量掺入细沙,改良土壤透气性。土壤消毒、整地、做畦等与伐林栽参相同。
2.移栽
林下山参不移栽,园参多移栽。秋天至上冻前移栽,可在春季解冻后,芽孢尚未萌冻时移栽,移栽前半个月浇灌参床。移栽时期秋天、春天皆可,具体时间根据当地气候条件灵活掌握,使之既可避过高温,又可躲过寒流。秋栽在10月中旬至土壤上冻前进行,春天土壤化冻人参即出苗。但春季气温较高、风大、土壤干燥,越冬芽易受损伤,故多不采用。一般3年生移栽,4年生收获;2年生移栽,6年生收获。移栽时,小心地刨起参苗,装入木箱,防止风吹日晒。选无病虫害的、无伤口病斑的健壮参苗,分为大、中、小3种移栽,否则参苗参差不齐影响生长。
3.田间管理
林下山参一般不进行田间管理,而园参需进行田间管理。
(1)撤出防寒土 解冻后,越冬芽萌动时,搂去防寒草和上面的盖土,再用耙或二齿搂松表土,平推平拖,不要碰伤根部和芽孢。
(2)架设荫棚 出苗前要搭好荫棚,荫棚高度应根据气候高低、植株大小灵活掌握。1~3年生的小苗,前檐立柱地上部分为80~100cm,后檐立柱为70~80cm;4~6年生的,前檐立柱为100~110cm,后檐立柱为80~90cm。立柱入土深度约为50cm,前后檐相差30cm左右,使棚顶形成一定的坡度,参棚要牢固,风刮不倒,出苗达2/3时,要盖好房顶,一般架设双透棚。
(3)摘蕾 为减少养分消耗,促使参根积累更多的有效成分,要及时摘去全部花蕾。将花蕾运回加工。
(4)松土除草 在人参出苗前,若土壤板结,土壤湿度过大,畦面杂草较多时,应及时进行除草松土,以保持土壤疏松,减少杂草危害,但宜浅松,次数不宜太多。
(5)培土 参根松动时,要及时培土。人参向阳性强,畦边植株向外生长,伸出荫棚,被日晒雨淋,易引起病害,甚至死亡。故应将其推回荫棚里,培土压实。
(6)防旱排涝 人参怕旱,又怕涝。因此,播种或移栽后,若遇干旱,适时喷灌或渗灌,并进行保墒。雨水过多,应挖好排水沟,及时排出积水。防止雨水冲积参畦,造成土壤过湿,通气不良。
(7)施肥5月上旬苗出齐后,结合松土开沟施入充分腐熟的粪肥、炕洞土等,每平方米施2.5~4kg,覆土盖平。如遇干旱要及时浇水,以防烧须根。在生长期可于6—8月间用2%的过磷酸钙溶液或1%磷酸二氢钾溶液进行根外追肥。
(8)补苗 秋天补上缺苗。因病害而缺苗的,经土壤消毒后再补。
(9)越冬防寒 上冻前,畦面要盖草、压土;入春突遇降温,而参苗尚未出土,也应盖草防寒。参地周围,特别是挡风地块,还应架设防风障。此外,要及时排除雪水,以免侵害参根,导致烂根死亡。
4.园参容易出现的问题及解决方法 [69-71]
人参存在连作障碍,是一种不适宜连作的药用植物,栽过一次人参的土壤要30年后才能再栽参,否则会导致人参腐烂,连作障碍已成为制约人参大规模种植及影响产量、质量的瓶颈。老参地即栽培过人参的地块,无论是伐林栽参还是农田栽参,均面临着老参地问题。仅就吉林省而言,每年新增老参地面积达6000万m 2 。吉林省现有老参地约67 000hm 2 ,虽然近些年实行参后还林,但由于树种单一,成活率低且还林面积只占应还林面积的2/3左右,所以存在大量的尚未利用的老参地。
已有的研究认为,人参连作障碍是由于栽参土壤理化性质变劣、病原微生物累积所致,但改良土壤和彻底灭菌并不能解决人参连作障碍问题。多年来,人们围绕着土壤消毒、施肥改土、生物轮作等技术措施,已在土壤灭菌、恢复地力、改善理化性状、改变微生物区系等方面取得了阶段性成果。但目前老参地再利用的技术难题始终没有得到完全解决,人参连作障碍的形成机理迄今尚未明确。最近有学者从化感物质角度开展了人参连作障碍研究,提出了化感物质—土壤劣变—病原微生物的相互作用是连作障碍主要原因的新观点及可能的解决途径。即:人参在生长期间分泌化感物质,这些化感物质对异株人参根系产生毒害作用,导致细胞内源生长素代谢失调,一些酶活性受阻,淀粉颗粒空泡化,核膜核仁消失,细胞结构破坏,须根脱落;由于细胞在化感物质的毒害下生理功能失常,抵抗力下降,细胞壁结构的破坏又增加了感病几率,极易发生烂根。老参地土壤理化性质劣变和病原菌的富集,使人参生长在不良生长环境中更增加了发病机会。正是人参化感物质、土壤、病原菌三方面的共同作用,导致了人参连作障碍现象。人参连作障碍有望通过综合改良土壤、合理轮作、培育高抗人参品种等方法解决。
由于林下山参的生长周期长于园参,目前林下山参尚未大规模地做货销售,林下山参连作障碍的问题尚未大规模地出现,但在不久的将来,林下山参也会面临连作障碍的问题,需引起足够的重视,加大研究力度,早日解决。