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中国西红花的资源开发研究概况

时间:2023-07-15人气:作者: 中药材种植养殖专业委员会
中国西红花的资源开发研究概况

刘兵兵1,董艳1 通讯作者,姚冲2,蒋凤琴2

(1.长兴县中医院,浙江 湖州 313100;2.湖州市中心医院,浙江 湖州 313000)


西红花(Crocus sativus L.)又名番红花、藏红花,为鸢尾科植物番红花属多年生无茎草本植物。西红花原产地为希腊、西班牙和伊朗等国家,在中国唐朝通商时期,经由西藏传入内地,故又称“藏红花”。1960年中国从国外引种栽培,经过多年的引种、选育、栽培等科学研究,西红花在产业化进程等方面均发展迅速,尤其是栽培区域,由传统的地区性示范基地逐渐联合形成优势产区。本文收集和整理中国的药用西红花植物资源在品种选育、引种、栽培方面的研究报道,为中国西红花形成优势产区和区域品种标准化奠定理论基础。

1西红花适应性的研究

西红花原产于地中海地区,属亚热带药用植物,喜温暖凉爽的气候,耐半阴,喜光线,怕酷热,较耐寒,冬季高于–10℃即可安全越冬;喜排水畅通、疏松肥沃、腐殖质丰富的砂质土壤;生长适温为15~25℃,夏季休眠;深秋开花,花期为10—11月,至第2年的4—5月地上部分枯萎,整个生育期约为210d左右。目前在上海、浙江、江苏、湖北、河南、四川、安徽、西藏和新疆等地均有种植。由于西红花特殊的生态环境要求,各生产区均根据产地适宜性,并结合当地生态环境情况,开展西红花适宜种植模式,见表1。

西红花的核心产区集中在北至黄河流域,南至长江流域的广大地区,主要集中在北纬30°~35°区域带,这也与国外西红花主产区(伊朗、地中海地区等)处于同一纬度带。纬度和海拔对温度影响最大,海拔越高温度越低,而温度是西红花生长和开花的主要因素,温度降低,开花易提前;持续高温则易导致花朵萎蔫。

综合分析国内各生产区在气候、海拔、气温、降雨量、日照时数等方面的差异,西南地区种植区为低纬度的亚热带延伸到高纬度的温带,降水量低于原产地或与原产地相当,受海拔影响的极端低温可能成为种植规模受限的因素;

西北新疆部分种植地区气候与伊朗产地相似,大陆性暖温带沙漠气候,土壤多为沙质土壤,具有种植西红花得天独厚的气候和土壤条件;

而华北、华中、华东等种植区为亚热带季风气候,气候因子与原产地比较接近,但极端高温、生长期、降雨量等影响因素对该地区种植有一定影响。

环境条件是复合因素,不同的气候、土壤等外在因素叠加形成的作用对药材品质及成分含量的形成具有显著的影响,所以各产地针对气候等环境因素开展西红花栽培种植技术研究,如浙江地区的“二段法”栽培技术,室内采花和露地繁殖球茎相结合的栽培方式,可以减少浙江夏季高热多雨对种球的影响,同时也在寻找仿原产地连续种植栽培技术关键。

2西红花的品种选育研究

品种选育是西红花产业发展的重要基础,当前中国各产区正在充分利用新的研究技术,加快西红花的选育改良工作。

浙江省在“十二五”期间,积极推进以新“浙八味”为代表的浙产道地药材的新品种选育、资源圃建设、育种共性技术等研究,西红花就是新“浙八味”品种之一。

陆中华等进行了多年的西红花系统选育,从西红花的品种系统选育入手,由不同生产区域引进西红花球茎,布点试种,筛选出“西红花选系2”新品系,其花丝平均产量为1.25g·m–2,比主栽品种增产10.8%。品比试验后,该品系表现出丰产性好、品质优、抗病性强的特点,定名为“番红花1号”。

该品种进行2年区域试验,每667m2平均球茎、鲜花丝产量分别为579.4kg和3147.2g,分别比对照增产41.6%和41.7%。该品种于2015年2月通过浙江省非主要农作物品种审定委员会审定。

西红花品种的单一性影响西红花产业的发展。有学者研究中国西红花主产区种质资源遗传多样性情况发现,国内西红花种质资源之间总体差异较小,但也存在一定的差异性,其结果为西红花遗传改良和新品种选育提供了依据。建议中国西红花品种资源研究应进一步重视从国外引种,加快资源精准鉴定助力西红花育种改良。

3西红花的产量研究

目前全国所产的西红花还不能满足市场的需求,国产西红花仅能满足国内市场需求的20%~30%,仍依靠大量进口。中国西红花原料的主要进口国是伊朗,伊朗是世界上最大的西红花生产国,全年产量约为200~300t,占全球总产量的70%~80%,但是在伊朗每667m2的西红花产量通常≤0.5kg。在中国,若种植技术稳定,1次引种100kg球茎,种植667m2西红花,一般收干花0.5~1kg,同时可收球茎600~1000kg。浙江现有西红花栽培面积三百余万平方米,栽培面积约占全国的70%,年产>2500kg。

西红花高产的关键在于种球的产量和质量,球茎越长越小,花越开越少,产量就会越来越低,在栽培管理中对种球抹芽处理,保留整球膜质鳞片去除多余侧芽,这样做的目的是保证大球茎比率,球茎越大,西红花有效成分(西红花苷类)含量越高。

种植密度和氮肥用量均较明显影响西红花青丛率,在沙性土壤中增施氮肥有利于延长西红花的叶片生长期,提高西红花单个球茎质量及产量,而增施磷肥能提高中大个球茎的比例,增施钾肥能延迟倒苗。

陆中华等在西红花高产技术研究中,采用氮(N)、磷(P)、钾(K)混合配施,考察不同肥料比对球茎生长和球茎产量的影响,结果表明当肥料配比为N 450kg·hm–2,P2O5 450kg·hm–2,K2O 225kg·hm–2,可显著提高西红花青丛率、大球茎比例,并可增加球茎产量。孔樟良研究发现,建德地区西红花肥料N、P、K年投入量在219.45~1526.55kg·hm–2之间,平均为734.70kg·hm–2,N∶P∶K比例为1∶0.6∶0.6。

从比例来看西红花种球产量也以N肥为主要影响因素,高N施肥可提高西红花地下球茎的产量。因此,西红花施肥过程中要充分考虑合理控制肥料比,提高N与P、K之间的比例,在化肥的基础上增加有机肥施用,可增加西红花种球的产量。

4西红花的品质评价研究

中药材传统的质量评价多以药材大小、粗细、质量、外观、产地等指标来区分药材商品规格的等级标准,而对于西红花来说,单靠产地和外观来评价西红花的品质不够客观。2018年,中国中药协会发布了《西红花质量等级》团体标准,该标准是中国中药领域的“第一个以质量等级区分药材饮片商品规格”的标准,在中国药典2015年版的基础上,增加西红花特征性成分苦番红花素作为质量指标,并以西红花苷I及西红花苷II的含量之和作为等级标准的划分依据。

长久以来,在市场上道地药材以品质佳、疗效较好为品质代表,决定优质药材产区的分布和品质,除了遗传品种这个内在因素,还受自然环境、栽培方式、采收加工方式等外在因素的影响。

以西红花苷I及西红花苷II的含量之和评价国内外西红花品质情况发现,中国种植区西红花苷含量要明显高于其他国家,见表2。

同时,数据表中可见浙江省种植生产的西红花品质好,其中主要药用成分“西红花苷I”“西红花苷II”成分含量都远高于中国药典的质量标准,而同产区含量比较也不一致,这也说明优质药材产区不是一成不变的,可能随着生态环境的改良和人工种植技术、采收干燥工艺的精进而改变。

在西红花种植过程中注重土壤因子对其品质的影响,科学选地,适当增施N肥、P肥、K肥,综合考虑地理、气候等环境因素的影响,采用人工手段调控西红花花芽孵育过程的温度、湿度和光照等条件,调节开花前后环境因子等方法来提高西红花柱头质量和柱头药用成分含量,逐渐形成了适合中国气候特色的西红花种植技术。

采收加工方式也是影响西红花品质的因素,从已有的文献数据可以看出,干燥方式对样品的色度/西红花苷的含量和香味/藏红花醛的含量影响较大,对苦味/藏红花苦素含量的影响不大。

那么,优化采收加工方式就是保证西红花品质的最后关键,研究人员以西红花质量的化学物质群的西红花苷、藏红花醛、藏红花苦素(代表色-香-味物质基础)含量作为品质评价指标,考察采收加工中重要的3个环节“采收时间、冷藏时间、干燥温度”。

3个环节的考察设计是基于能够保证内在品质且能够延长西红花采收周期、有效减少人力成本的目的,研究最终优选出西红花开花当天采收,冷藏时间12h内,干燥温度为90℃的采收加工一体化工艺,推荐实际操作中,西红花冷藏时间可延长至24h内,这样不仅能保证品质,还能适当延长采收加工周期,有效减少人力,提高经济效益。

5西红花栽培技术和相关标准制定的研究

浙江省是中国西红花栽培大省与主产区,2012年栽培面积达387hm2。在2005年,浙江省质量技术监督局制订了目前国内唯一的西红花生产标准DB33/T530-2005版《西红花生产规程》。2014年浙江省更新西红花浙江省地方标准,该标准代替了DB33/T530.1-2005、DB33/T530.2-2005版标准,标准包括产地环境、球茎生产、室内培育、采收加工、检验方法等内容,这对完善西红花质量控制体系,规范西红花生产,确保产品品质有重要作用。

在西红花的栽培研究和示范推广中,浙江省西红花“二段法”栽培的技术措施结合西红花产业种植发展需要,针对西红花的药用价值、特征特性、栽培技术、田间管理、病虫害防治及采收加工提出了栽培技术管理要点。

在种植模式开展上,轮作、套种、立体种植模式及栽培技术的研究不断开展,极大提高了土地的利用率,提高了种植效益。

杭州市富阳区西红花-水稻水旱轮作的栽培技术,包括轮作优点、西红花种球繁育技术、单季晚稻栽培技术等方面内容,这种种植模式能有效克服西红花连作障碍问题,与建德三都种球生产实现异地串种,充分利用西红花水稻茬口特性均衡有效利用土地养分,实现少投入多产出的高效种植栽培目标。

在西红花种球繁殖方式、播种时间、肥料配比、种植密度等种植技术的方面,陆中华等创新集成了西红花种植关键技术《西红花标准化生产操作技术规程》,为浙江省西红花高产优质栽培提供技术依据。

在种球复壮及繁育技术方面,有基地探索西红花大棚环境下种球繁育及立体架式培育模式,通过控制温湿度环境、栽培基质和施肥配比等栽培技术措施,延长西红花的生育期及地上部养分的积累,利于球茎的复壮和繁育,该项研究成果为西红花商品种球新型高效栽培提供技术指导。

6西红花综合开发利用的研究

西红花是一种世界公认的名贵香料和药材,西红花中含有多种生物活性化合物,包括藏红花素、苦藏红花素等,具有抗炎、抗惊厥、保护心脏、抗抑郁、抗肿瘤、抗阿尔茨海默病、抗糖尿病等多种治疗作用。一直以来在食品、化妆品和制药产业领域中使用的西红花原料都仅是雌蕊上部的柱头部分。

而1朵西红花只有3根花柱,150朵花才能生产出1g左右的干西红花,而除了柱头部分,西红花花瓣、球茎和茎叶等部位所占植物的比重远大于花部柱头,如果将西红花非药用部位进行综合利用,不仅可以极大丰富西红花功能性成分的可用性,还可以减少资源的浪费。

据研究报道,西红花花瓣中除含有西红花苷、西红花酸类,还富含多糖类成分,而西红花球茎等部位含有的化学成分种类较多,除黄酮、酚酸等成分外,还含有蒽醌、生物碱等成分;这些部位经研究发现具有抗氧化、抗炎、细胞毒性作用和止血活性。

近年来国内有不少对于西红花非药用部位的研究,非药用部位的开发前景广大,具有很高的开发价值,非药用部位西红花花瓣、球茎、茎叶等可作为制药工业中的副产品提取其中的黄酮、多糖等多种活性成分,为农业、化工、食品行业等提供资源,还可以为提高中药利用率提供依据。

作为极具特色的药材和浙江道地药材品种,西红花具有较好的开发价值及资源条件,目前有不少基于西红花临床价值的产品开发,比如西红花从传统药物的应用逐步拓广到食品、保健品、化妆品领域的应用,有六味西红花口服液用于治疗胸痹、胸闷、心绞痛、冠心病;西红花多苷片治疗心血瘀阻性心绞痛;西红花人参胶囊能缓解疲劳、消除焦虑;西红花花茶、西红花饮料具有活血化瘀、解郁安神的功效;西红花护肤品能抗氧化抗衰老等。

以综合开发利用策略推动产业模式,药品、食品、保健品、化妆品等多模式的功能性产品开发研究是一个重要的发展方向,当然产业发展的基础仍是品质,积极开展相关基础与应用研究,才能实现西红花高品质的经济产业发展。

声明:本文来源于中国现代应用药学。

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