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第四节
中药生态农业的发展思路及主要任务

一、中药生态农业的发展思路

1.环境胁迫与中药材产量与质量的平衡

适度的环境胁迫,会刺激次生代谢产物的积累。长期研究发现,中药材“顺境出产量,逆境出品质”。但也有一些研究认为,环境胁迫不仅会导致道地药材产量降低,过分的环境胁迫下植物次生代谢产物积累还会降低。环境胁迫影响次生代谢产物的积累有多种假说。其中,资源获得(resource availability,RA)假说﹑最佳防御(optimum deFense,OD)假说都认为,植物只有在其产生的次生代谢产物所获得的防御收益大于其生长所获得的收益时,才产生次生代谢产物,在环境恶劣的自然条件下生长的植物,具有生长慢而次生代谢产物多的特点。生长∕分化平衡(growth∕diFFerentiation balance,GDB)假说认为,在资源充足时,植物以生长为主,而在资源匮乏时,植物以分化为主,并产生更多次生代谢产物。碳素∕营养平衡(carbon∕nutrient balance,CNB)假说进一步指出,在营养胁迫对植物生长的影响大于光合作用时,植物会积累较多的C﹑H元素,体内C∕N比增大,以C为基础的酚类﹑萜烯类物质增多;而在光线不足或遮阴条件下,光合作用降低,体内C∕N比降低,酚类﹑萜烯类物质减少,这与很多药用植物的挥发油(萜类)含量由南向北减少的规律一致。以上各种假说,其本质都离不开药用植物对各种环境资源摄取(如土壤养分﹑水分﹑光照等)与利用﹑药用植物生长与分化之间的平衡。由此可见,药用植物适应不同类型﹑不同强度﹑不同时间长度的环境胁迫时,会采取不同的生物学策略来平衡生长发育及次生代谢产物积累。

道地药材是自古以来公认的产在特定地域的中药材,有学者发现不少道地药材的品质形成与其所受到的一定环境胁迫有关,并提出了道地药材的形成具有逆境效应。作为药用植物长期适应特定环境的产物,必要的资源输入对道地药材的生长发育及品质形成不可或缺,过度的环境胁迫导致资源获取障碍则必然影响道地药材的生长发育,进而影响次生代谢产物积累,不利于道地药材的形成。因此,道地药材生产中不仅要重视胁迫的种类,更要高度关注环境胁迫的程度。对于有助于特定次生代谢产物及其比例形成及积累的环境胁迫,中药材生产中加以利用,反之,则尽可能避免。

2.道地药材的“拟境栽培”是中药生态农业的基本策略

长期林缘∕林下的生境,导致很多草本植物等低等植物适应了林中的弱光环境,此时,弱光环境成为其生长发育及品质形成的保证。长期适应干旱﹑强光﹑紫外辐射及养分缺乏胁迫的结果,使得另一类药用植物在这种生境中获得优势生态位,这类药用植物在这种生境形成明显的竞争优势,其品质特征也与该类生境密不可分。而且,在上述自然的野外状态下,大部分药用植物都很少发病,其主要原因或者是由于生态系统稳定,形成了完整的食物链,或者是由于所处生境不利于病虫害发生。例如,林缘∕林下的药用植物,虽然面临湿度较大,具有病虫害高发条件的小生境,但由于林中生物及其土壤微生物都具有很大的生物多样性,形成了复杂完整的食物链,因此,大面积自然林中,在没有人为干扰的情况下,很少会大范围爆发病虫害。与此同时,路旁﹑山坡地﹑荒地∕沙地的生境简单,物种单一,但由于通常干旱﹑昼夜温差大,不利于各类害虫及微生物的生长,限制了病虫害的发生。可见,长期面对同类环境胁迫导致了药用植物的适应,即药用植物的形态结构和生理机能与其赖以生存的特定环境条件相适合的现象。药用植物对特定生境的适应,一方面指药用植物各层次的结构(从大分子﹑细胞﹑组织﹑器官,乃至由个体组成的种群等)都与功能相适应;另一方面,表明这种结构与相关的功能(如合成和积累次生代谢产物等)适合于该药用植物在特定环境条件下的生存和延续。

由于药用植物的适应具有普遍性,提示中药材生产中应首选“拟境栽培”的种植模式。“拟境栽培”不是简单的仿野生栽培,栽培过程需要充分的理解和应用系统学和生态学的原理,利用科学设计和巧妙的人为干预,优化中药农业生态系统的功能和服务,充分体现“天地人药合一”的中药生态农业的特点和优势。总之,“拟境栽培”不仅是中药材生态种植的核心模式,更应是中药生态农业的基本思路。在没有更多研究实践及特殊生产目的的前提下,道地药材“拟境栽培”可作为中药材高产优质生产的基本模式。各地应充分发挥道地药材“拟境栽培”在平衡中药材生长发育与次生代谢﹑保障中药材质量方面的优势,积极响应中药生态农业创新团队“不向农田抢地,不与草虫为敌,不惧山高林密,不负山青水绿”的中药生态农业宣言,以宣言指导实践,立足资源禀赋,大力发展区域特色道地药材,加强中药材生态种植模式和关键技术的研究与集成,构建与完善中药材生态种植的理论﹑方法和技术体系,建立全国中药材生态种植技术服务体系,并在全国尤其是贫困地区开展中药材生态种植模式及配套技术的推广应用,打造道地药材生态产品品牌。积极推动道地药材生态种植技术纳入农业主推技术指南,发布中药材生态种植技术行业标准,通过政府支持政策的出台,加强生态种植技术立项支持,推动绿色生态种植技术应用实践。唯有如此,才能真正实现全国道地药材的优化布局及优质优价。

二、中药生态农业存在的主要问题

1.生态种植模式及配套技术有待完善

当前,快速发展的中药生态农业也存在一些问题。例如,目前已有上百种生态种植模式的研究与实践,但中药生态农业多为不同农业生产操作间的横向耦合,例如通过间作套作等增加物种多样性的方式来减轻农作物病虫害的危害,提高产量和质量,但对于中药材生产加工废弃物等产业的纵向耦合模式的重视和总结仍待加强。而且,对于各种模式的描述通常局限在模式的结构搭配与组装,而对于模式的适用区域﹑模式结构组分之间的比例参数及阈值,以及该种模式相关的关键配套技术关注不够,导致模式在复制过程中可操作性不足,推广效果较差。

2.多位一体的产业耦合有待加强

生态农业不仅要追求物质循环和能量多级利用及综合利用,还应高度关注农业的多种生态服务功能。未来的中药生态农业必将从单一的生产功能向“中药生产(可能含其他农业生产)—生态保护—资源综合利用—健康生活(旅游科普美学等)的复合功能”的转变。在中药材绿色生产的同时,大力提倡清洁生产,控制投入品使用及环境污染,发展循环经济,加强生态农业与生态工业﹑生态旅游业以及其他生态服务业的有机结合,形成全方位全链条的生态产业,才能保证生态农业建设的顺利进行。

3.中药生态农业的品质保障体系及优质优价模式有待形成

作为农业活动,中药生态种植注重生产过程,关注模式及技术优化是首要任务。但作为产业而言,如何使生态农业所产出的中药材得到市场的高度认可,从而实现优质优价,则需要通过建立基于全程可追溯第三方的信誉体系,从而为用户提供绿色生态中药材,进而形成以优质产品为导向,以生态经济效益为驱动的中药生态农业良性循环。目前,国内生态种植中药材与常规化学农业种植的中药材尚未形成不同的销售模式或信誉体系。探索开展有信誉的第三方认证或建立参与式保障体系(participatory guarantee systems,PGS);截至2017年,包括中国在内的全球66个国家建立了PGS,全球至少有31万余名农民参与了PGS,是中药生态农业面临的比较紧迫的任务。

4.对中药生态农业示范推广的认识有待提高

不同地区相同或不同中药材品种,基于不同生产经验和区域特征会产生各式各样的生态种植模式及配套技术。尤其是,多数药用植物类中药材都是多年生草本和小木本为主,它们通常不是生态系统中的建群种,因此在外观上来看,即使同种中药材,其生态种植的主角和模式可能也会相差甚远。因此,各类中药生态种植模式的示范推广,不仅对于推广优良的中药生态种植和配套技术具有巨大的现实意义,而且这类生态种植模式本身就是一种生态景观和科技﹑文化的综合集成,具有极大的科技和人文价值。此类示范达到一定规模,本身就会形成旅游及品牌价值,从而产生长期的综合复合效益。因而各地政府及大型综合型经济体应加强中药生态种植模式及配套技术的集成示范,形成别具特色的中药生态农业小镇。目前,由于人们对中药生态农业的科技价值﹑文化价值﹑产业价值尤其是品牌价值的认识不到位,导致国内至今尚未见到高层次的中药生态农业示范基地。

三、中药生态农业的重点任务

(一)注重实地调研,提炼优化中药材生态种植模式和配套技术

生态农业的核心理念是“道法自然”,其独特的思考及生产方式决定了其具有整体性﹑多样性﹑高效性﹑优质性和持续性的特点,其在可持续农业方面的前景举世公认。中药生态农业起步虽晚,但发展势头迅猛。在今后的研究工作中,首先要开展全国范围内中药生态农业的摸底调查,以大宗常用道地药材为抓手,按照系统层次和区域分布开展中药材生态种植模式和技术的收集整理,明确中药材生态种植的常见模式和技术特点。在此基础上,利用中药空间分析数据库及全国中药资源普查数据库,采用地理信息系统技术﹑表观遗传学﹑分子生态学﹑现代多元统计方法研究其地理分布规律﹑品质形成生态主导因子及次生代谢产物积累规律;根据品质形成生态主导因子及次生代谢产物积累规律,以生产全过程为主线,提炼适合每个中药材品种的生态种植模式和技术。

(二)加强全国规划布局,因地制宜发展中药生态农业

2018年,农业农村部﹑国家药品监督管理局和国家中医药管理局共同印发《全国道地药材生产基地建设规划(2018—2025年)》,以品种为纲﹑产地为目,依据历代本草考证,参考道地药材相关专著和标准,对全国7大区域150余种道地药材进行了总体分布规划,为中药材生产布局指明了方向。但目前全国人工种植的中药材已大约有300种,加之《规划》细化和落实也尚有很远的路要走。导致当前各地中药材生产布局有一定的盲目性。

至于中药材生态种植,则由于我国广大农业地区自然环境和社会经济条件千差万别,对开展中药材生态种植规划布局研究则更是迫切。郭兰萍等分析了2015年版《中华人民共和国药典》所收载的药用植物和藻菌类中药材的生活型﹑生境及面临的环境胁迫,发现自然情况下,只有0.94%的药用植物以大田栽培为主,而42.53%的药用植物的自然生境为林缘∕林下,另有43.78%药用植物为自然生境在路旁﹑山坡地﹑荒地∕沙地的,进而指出道地药材“拟境栽培”在平衡中药材生长发育和次生代谢产物积累,保障中药材质量方面的优势明显,建议道地药材“拟境栽培”可作为中药材高产优质生产的基本模式。而如何因地制宜地拟境栽培,则有待系统研究分析。例如,林下种植是中药材生态种植最重要的模式之一,但并非所有的森林都适合开展中药材生态种植。综合森林保护及经济效益,多数情况下,可能只有少数次生林的边缘区域才适合中药材。而究竟各地哪类林地适合种植哪类中药材,适合中药材种植的林地深度是多少,面积有多大,这类数据严重缺乏。与此同时,作为林药生态种植的另外一种模式,如何遵循药用植物自身的发展规律及生物学特性,充分利用山地﹑荒坡地开展中药材野生抚育及“拟境栽培”尚没有引起重视,而此类生态种植的规模及配套技术更是缺少。因此,在生态农业理论的指导下,开展中药生态农业建设规划研究,明确全国中药生态农业总体布局,探索各地主要的生态农业模式与配套技术是全面推进中药生态农业的重要工作。

(三)继承与创新并重,加强中药生态农业理论与实用技术的研究

国内外作物生态农业相关的基础理论与关键技术是中药生态农业理论与技术的源泉。与此同时,中药材独特的生物学﹑药学及商品学特性,要求建立和完善其独特的生态农业理论及配套技术。未来中药生态农业的研究主要包括:①影响中药材生态种植的核心技术。如各类中药材生态种植模式及相关参数的细化和优化;病虫害综合防控技术开发及应用;生物肥料及生物农药的开发及施用;各类投入品的研究及管控;菌根真菌及土壤核心微生物研究及应用;中药生态农业过程中土壤管理等。②影响中药农业长期发展及前景的科学问题。如中药生态种植对中药材品质及安全的影响及生态种植优势形成的机制;中药生态农业对土壤理化性质﹑微生物﹑养分及矿质元素的影响及机制;中药生态种植模式的实用性及经济效应评估;中药生态农业中药用植物与根际微生物的互作等都是中药生态农业长期的研究任务。③中药材生态农业示范推广相关技术。由于自然环境条件﹑社会经济条件﹑科学技术﹑文化传统等种种差异,必然导致中药材生态种植模式的差异。每种生态农业模式都具有一定的空间限制性和时间限制性,只有明确中药材生态种植最适宜的规模或尺度,了解各种模式在不同区域的“时空弹性”,明确其变化依据及规律,才能有效推进中药材生态种植。

(四)加强产业耦合,实现中药生态农业从生产型向多位一体的复合型模式转变

生态农业不仅具有“生产”功能,而且还具有重要的生态服务功能。不可否认的是,当前中药生态农业的发展还是相对狭隘,重产量轻质量,只抓住了“农业”,忽略了“生态”。首先,中药生态农业的核心理念是追求“天地人药合一”的“拟境栽培”,注重原生境保护,具有调节气候﹑稳定大气化学成分﹑净化空气的生态服务功能。因此,中药生态农业的发展要从以追求产量转向生产发展与生态保护并重。其次,随着市场经济体系的完善,中药生态农业发展应突破部门之间的局限,改变自给性的生产模式,加强与工业产业的有机耦合,向多产业开放性的中药生态农业转变,从初加工到深加工,通过提供多种物质产品来满足消费者的需求,实现物质循环利用和资源共享。最后,不同地域的中药材,尤其是道地药材,大多分布在偏远农村地区,都具有一定的历史﹑文化﹑地理和人文背景,它们集自然科学和人文科学的特性,被赋予区域特色和民族文化。在这一方面,各地区中药生态农业的发展缺少对当地人文历史的重视。而我国的生态农业是建立在千百年来传统农业精华传承的基础上的,在贫困地区大力发展中药生态农业,有利于弘扬民族文化,带动农村地区经济发展和生态文明建设。因此,中药生态农业的发展还要从简单的农业生产向文化传承与农村可持续发展转变。总之,中药生态农业既是中药农业发展的一种国家战略,也是一种农村地区可持续发展的有效模式。中药生态农业应强调经济﹑生态与社会效益的全面提高,通过多产业多目标综合决策,实现从生产型向生产﹑生态和文化等复合功能的转变。

(五)强化标准及品牌,构建中药材生态产品品质保障体系

近年来中药生态农业虽然在全国各地得到快速发展,但还是存在着生产规模小,分散化程度高,种植模式与技术不匹配,生产方式和技术不能适应市场多样化的要求等问题。中药生态农业的发展要以市场为导向,从单家独户的小规模生产向生态农业的产业化与标准化发展。中药生态农业的产业化虽然有所发展,但还是处于初级水平。今后,中药生态农业应以人与自然和谐发展为目标,以市场需求为导向,依托本地中药资源优势,实行区域化布局,大力扶持当地中药生态农业龙头企业,建立“龙头企业+合作社+种植户+基地”的生产模式,带动本区域中药材种植个体户,实现规模化生产和产业化经营。但需要注意,中药生态产业的特殊性要求生态农业应适度控制规模,避免生产模式过于复杂,要具备可操作性和推广性。与此同时,中药生态种植基地规范化和标准化是中药生态农业产业化的重要内容。2017年,已有87个国家制订了生态有机标准,至少33个国家已经采用了生态有机农业国家标准,另有18个国家正在起草法案。因此,要大力推进中药生态农业的标准化,制定符合不同区域中药材生长特点和生产模式的中药材生态种植技术规范。

强化品牌是中药生态农业产品高质量化发展的重要途径。品牌是中药企业核心竞争力的体现。中药生态农业具备了自然特色﹑地域特色﹑文化特色﹑民族特色和生态特色等特色,在发展中药生态农业产品品牌﹑区域品牌和集群品牌方面优势明显。强化品牌不仅有利于优化中药生态农业产业链,提高中药生态农业整体效益,还能强化当地中药生态产业的影响力。在高质量发展的时代,大力推动中药生态农业标准化和品牌化,严格把控产地环境质量和中药材质量,发挥品牌效应,是实现生态农业转型升级,提升竞争力的必由之路。

(六)加大宣传教育,促进中药生态农业示范推广

中药生态农业的快速发展和在全国范围内的示范推广离不开全民的参与。近年来随着国家的高度重视以及一系列中央政策文件的发布,中药生态农业发展已然成为了中药农业的国家战略。但这种影响力还是存在一定的局限,人们对于中药生态农业的认识程度不够,缺少对中药生态农业相关知识的宣传﹑培训﹑示范与推广。首先,加大宣传教育,在思想上引起足够重视,要让全国中药农业管理者﹑经营者和消费者看到发展中药生态农业的优势和成果;其次,针对中药材生态种植中应用效果好﹑科技含量高,操作流程长或实施难度较大的生态种植技术,提炼关键技术点,形成标准化的技术规程,并将其与相适应的生态种植模式有机融合,形成可产品化的技术包,在中药材适生区示范或推广,让农民真正看到中药生态农业;最后,健全优惠政策,建议政府部门给予一定的政策支持,加强中药生态农业投资优惠政策﹑中药生态产品的市场保护政策﹑中药生态产品的认证与市场准入制度﹑中药材生态种植模式与技术推广鼓励政策﹑中药生态农业的生态补偿与激励政策等方面的建设,鼓励发展中药生态农业。 QnH/gXbOFmQrfl0j/s4gGuHa/KQNW+F4sFMTlBEoxOONQRqJTMg/e1HthYWgaDfe

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