栽培方式对前胡生长状况及其品质影响研究

徐攀¹，张国安²，俞叶飞³，梁卫青¹，陈如兵¹，吴晓俊¹，楼柯浪¹，浦锦宝^1，4*

1.浙江省中医药研究院 药用资源研究中心，浙江 杭州 310007；

2.浙江省磐安县黄檀林场，浙江 金华 322300；

3.浙江省大盘山国家级自然保护区管理局，浙江 金华 322300；

4.道地药材国家重点实验室，北京 100700

前胡为伞形科植物白花前胡Peucedanum praeruptorum Dunn 的干燥根^[1]，具有降气化痰、解痉、抗炎、抗过敏、抗溃疡、抗血小板凝集、抗心律失常等作用^[2-5]。野生前胡主要分布于我国贵州、四川、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、浙江、江苏、福建等地^[6]，浙江西北部、安徽东南部和江西东北部为前胡的道地产区，安徽称为“宁前胡”，浙江称为“淳前胡”，江西称为“信前胡”，目前浙江前胡产量占全国产量的15%左右^[7]。近年来，全国范围内前胡种植不断扩大，但各地区种植方式不同，存在一定的随意性，导致前胡提前抽薹开花木质化，药材有效成分含量不达标等问题，极大地影响了前胡的产量和质量，制约了其产业可持续健康发展。

前胡的栽培技术研究已引起了大量学者的关注，主要集中在选地整地、育种和种植、田间管理、采收加工和储存等方面^[8-11]。但是大多数文献为经验总结，缺少具体数据支持，尤其是控制抽薹相关技术方面。除了前胡栽培中存在的早薹率高及有效成分含量不达标等问题，前胡还面临着栽培中病害频繁发生、种质退化、质量下降、农药残留、重金属及有害元素的超标等共性问题^[12-13]。

中药材生态种植已成为解决上述问题的有效手段和重要方法，黄柏、天麻等中药材已经形成了一些行之有效的生态种植模式和方法，对其品质的提升起到积极的作用，展现出较好的综合效益^[14-15]。中药材生态种植在品质特性、生境要求和市场前景等方面均具有巨大的优势^[16-17]，已然成为未来中药农业发展的必由之路^[18]。目前对于前胡的生态种植也有一些林下仿野生栽培模式的方法摸索和经验总结，但未见科学系统的质量评价和综合效益分析。因此，本研究根据文献记载的前胡种植方式和生产实际中影响其产量和品质的主要因素，通过控制海拔和光照强度（遮阴）等生长环境，以及优化种植方式（如种子优选、播种时间和早薹后是否摘薹），来考察上述不同措施对于前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响，以期获得减少抽薹和提高品质的适宜栽培方式，从而为前胡高产优质药材栽培提供重要的理论依据和数据支撑。

1 材料

1.1 仪器

1260型高效液相色谱仪（四元泵、二极管阵列检测器、自动进样器，美国Agilent公司）；BP 211D型电子天平、arium 611UV 型超纯水器均购于德国Sartorius公司。

1.2 试药

对照品白花前胡甲素（PA，纯度：98.0%，批号：MUST-17042 511）、白花前胡乙素（PB，纯度：98.0%，批号：MUST-17050411）均购于成都曼斯特生物科技有限公司；白花前胡素E（PE，纯度：99.0%，批号：170619，北京北纳创联生物技术研究院）；乙腈、甲醇均为色谱纯，购自美国Merck公司。

1.3 样品

前胡种子收集自浙江省磐安县大盘山自然保护区管理局种质资源圃，经浙江省中医药研究院药用资源研究中心梁卫青副研究员鉴定为白花前胡Peucedanum praeruptorum Dunn的种子。

2 方法

2.1 不同成熟度和年限种子对前胡生长状况和品质的影响

分别在种子即将成熟外表皮仍为绿色（青色）、外表皮呈现黄绿色（青黄色）、种子完全成熟呈现棕黄色（棕黄色）3个阶段采集同一种源前胡种子进行栽培试验。前胡为2年生植物，第1年通常是营养生长期，大部分前胡会在第2 年进入生殖生长期，也有部分前胡在第1年就开始抽薹开花进入生殖生长期，因此本研究中采集了第1年早薹开花结实的前胡种子（1 年生种子）和第2 年进入生殖生长期后成熟前胡种子（2年生种子）进行栽培试验。所有试验按照随机区组设计，平行3组试验，小区面积2 m×2m，每个小区保证有100 株前胡，播种方式选择条播。试验地田间管理措施严格按照当地常规栽培方式执行。比较不同成熟度和不同生长年限前胡种子对出苗率、抽薹率、产量和品质的影响。

其中抽薹率按公式（1）计算，从间定苗后发现有前胡抽薹开始，每隔3 d 按小区统计前胡抽薹株数，数据统计至收获前。

于12 月下旬按小区采收前胡，烘干后测定小区所产前胡总干质量计算折合产量。另随机取烘干的前胡样品300 g，去除须根后，打粉，过四号筛，并按本课题组前期建立的高效液相色谱法（HPLC）同时测定前胡香豆素类成分PA、PB、PE 的含量以表征前胡的品质^[19]。

2.2 适宜栽培环境的选择

2.2.1 不同海拔对前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响

在浙江省磐安县境内选择不同海拔（300、600、900、1200 m左右）且坡度坡向等生境相近的地块，试验按照随机区组设计，平行3组试验，小区面积2 m×2 m，选择同一批种子进行栽培。按照当地常规栽培方式进行栽培管理，比较不同海拔前胡的出苗率、抽薹率、产量和品质的差异。

2.2.2 遮阴度对前胡抽薹率、产量及品质的影响

前胡种子于冬季种植，次年4 月植株高20～30 cm 时用绿色遮阴网设置不同光强处理，分为无遮阴网全光照（CK）组、1 层遮阴网遮盖而四周未封闭（20%遮阴）组、1 层遮阴网遮盖（40%遮阴）组和2 层遮阴网遮盖（60%遮阴）组，其中东西遮阴网封闭，南北敞开，便于通风透气，平行3 组试验。遮阴对前胡产量和品质的影响于采收期采收后进行测定，测定和取样期间各处理均继续保持遮阴至试验完毕，其余按照当地常规栽培方式管理，同时统计前胡抽薹数。比较不同遮阴处理对前胡抽薹率、产量和品质的影响。

2.3 种植方法的优化

2.3.1 播种时间对前胡抽薹率、产量和品质的影响

选择同一批前胡种子进行栽培试验，试验分为冬播（12 月中旬）和春播（次年2 月初）2 个处理组，平行3 组试验，试验地田间管理措施严格按照当地常规栽培方式执行。采用随机区组设计，小区面积2 m×2 m，共6 个小区，每个小区保证有100 株前胡，播种方式选择条播。考察比较2 个播种时间对前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响。

2.3.2 摘薹对前胡品质的影响

同一批前胡种子播种后按当地常规栽培方式统一管理，对已抽薹的前胡植株进行一抽薹就摘薹和不摘薹2种处理，另以同一地块中不抽薹的植株为对照，每个处理保证10株，挂牌标记，到采收期统一采收并进行品质评价。

2.4 数据处理

采用SPSS 20.0 软件对出苗率、抽薹率和产量、前胡香豆素成分（PA、PB 和PE）进行单因素方差分析，多组之间的两两比较采用Turkey's t检验。

3 结果

3.1 不同种子对前胡生长状况和品质的影响

3.1.1 不同成熟度种子对前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响

由图1 发现，青色、青黄色和棕黄色3 种不同成熟度种子出苗率和亩产量（1 亩≈666.67 m²）的结果基本一致，棕黄色种子最高，其次为青黄色种子，最低是青色种子，各组间差异均无统计学意义；从抽薹率来说，棕黄色种子的抽薹率最高，青黄色种子抽薹率明显低于青色和棕黄色种子的抽薹率（P<0.05），而青黄色种子与青黄色种子抽薹率差异无统计学意义。此外，青黄色种子栽培所得药材中，PA 和PB 含量均高于青色和棕黄色种子栽培所得药材，PE 含量则低于青色和棕黄色种子栽培所得药材。因此，在实际生产中，为了控制前胡的抽薹率，提高前胡的产量和品质，建议选择外表皮呈青黄色时对种子进行采收，过早或者过晚均不利于控制前胡的抽薹率。

3.1.2 不同生长年限种子对前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响

由图2可知，1 年生和2 年生种子的出苗率较为接近，2 年生种子的抽薹率显著高于1 年生种子（P<0.05），而产量则刚好相反（P<0.05）。从前胡有效成分含量来看，2 年生种子栽培所得前胡中PA 含量略高于1 年生种子栽培所得前胡，PE 含量则相反；两者中PB 含量差异无统计学意义。因此，综合考虑出苗率、抽薹率、产量和品质的比较结果，1 年生的种子更适宜用于种植以便控制抽薹率和提高前胡有效成分含量。

3.2 适宜环境对前胡生长状况和品质的影响

3.2.1 不同海拔对前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响

比较了栽培于4 个不同海拔的前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响（图3）。海拔900 m以下，前胡的出苗率随着海拔的升高呈降低趋势，与海拔300 m 处前胡出苗率相比，其余各海拔组差异均有统计学意义（P<0.01）；与海拔600 m 处出苗率相比，海拔900 m 和1200 m 处出苗率差异均有统计学意义（P<0.01）；海拔900 m 处与海拔1200 m处出苗率相比则无明显差异。从抽薹率和亩产量来看，较低海拔种植的前胡（300、600 m）差异无统计学意义，而较高海拔种植（900、1200 m）的前胡则明显低于低海拔种植的前胡（P<0.01）。此外，对不同海拔种植前胡香豆素类成分来说，PA 随着海拔的升高而升高，其中高海拔种植前胡（900、1200 m）中的PA 含量与低海拔种植前胡中的PA 含量差异有统计学意义（P<0.05）；4 个不同海拔种植前胡中PB含量的趋势与PA相一致；4个不同海拔种植前胡中PE含量差异无统计学意义。综合考虑不同海拔种植前胡出苗率、抽薹率、产量和品质，高海拔（900～1200 m）区域种植的前胡虽然产量较低，但抽薹率较低、有效成分含量较高，适宜优质前胡栽培。

3.2.2 遮阴对前胡抽薹率、产量和品质的影响

考察了不同遮阴度对亩产量、抽薹率及品质的影响（图4），与CK 组相比，20%、40%和60%遮阴组均能明显提高前胡的亩产量，结果差异有统计学意义（P<0.05，P<0.01）。60%的遮阴度能明显抑制前胡抽薹的发生（P<0.05），并且在60%遮阴条件下PA、PB 和PE 的含量与其他处理组差异无统计学意义。因此，综合考虑抽薹率、产量和有效成分含量，生产上选择适当遮阴，使得遮阴度达到60%时，前胡抽薹最少，有效成分含量和亩产量均比较高，有利于获得更多优质前胡药材。

3.3 种植方法对前胡生长状况和品质的影响

3.3.1 播种时间对前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响

比较冬播和春播2 个播种时间对前胡出苗率、抽薹率、产量和品质的影响，结果见图5。冬播的出苗率明显高于春播，差异有统计学意义（P<0.05）；冬播的前胡抽薹率和产量略高于春播，但差异无统计学意义。结合抽薹率和亩产量的结果进行分析，发现即使冬播的抽薹率相对较高、可药用的株数相对减少，但由于生长期较长，实际上根的生物量（亩产量）冬播反而略高于春播。此外，对冬播和春播前胡的PA、PB 和PE 含量进行比较，结果表明两者在PA 和PB 含量上差异无统计学意义，而春播前胡的PE 含量明显高于冬播（P<0.05）。结合产量因素，冬播和春播之间PE 的亩产量（以亩产量×PE 含量计算）的差异无统计学意义，再加上冬播出苗时间较早，春播出苗时气温已回暖，地里许多杂草也同时发芽，与前胡幼苗进行生态位竞争，需要通过人工拔草等田间管理保证前胡幼苗的生长优势，从而增加了种植成本。因此，认为对前胡种子进行冬播虽无助于减少抽薹率，但更有益于增加出苗率、提高产量和质量。

3.3.2 摘薹对前胡品质的影响

从图6 可见，与不摘薹前胡相比，摘薹和不抽薹前胡中PA、PB 和PE含量均有显著增加（P<0.01）。其中PA 含量呈现以下趋势：以不抽薹前胡中最高，摘薹前胡中次之，不摘薹前胡中最低。与摘薹前胡相比，不抽薹前胡中PA、PB 和PE 含量差异均无统计学意义。上述结果说明前胡抽薹显著降低了其香豆素类成分的含量，而摘薹处理后香豆素类成分含量虽然相比不抽薹前胡略有降低，但与抽薹后不摘薹前胡相比含量显著上升，这可能与摘薹后阻断了抽薹和木质化的继续发生有关。

4 结论与讨论

前胡野生变家种很好地解决了野生资源面临枯竭的困境，但人工栽培却出现了大量抽薹开花导致商品率低、产量与质量下降等问题。究其原因主要是人工栽培过程中生产管理不当，制约了前胡生产的规模化、标准化、规范化和产业化发展。本研究以控制抽薹率为切入点，综合考察出苗率、产量和有效成分含量，旨在建立优质高产的前胡生态种植技术。

4.1 不同成熟度和生长年限种子对前胡生长状况和品质的影响

由于前胡分布地域广、分布地气候差异大、种子成熟和采收的时间不同，生产上收获的种子成熟度参差不齐，各地对种子的采收标准也有不同，其种子的质量差异也很大。近年来对前胡种子研究的报道主要集中在种子发芽特性及贮藏技术研究、发芽试验、种子生活力和种子质量分级标准研究^[20-22]。本研究从种子采收的成熟度及是否为早薹种子的角度对前胡品质、产量和抽薹率的影响进行研究，结果表明表皮呈青黄色时对种子进行采收有利于控制前胡的抽薹率，并且1 年生的种子更适宜用于种植以便控制抽薹率和提高前胡有效成分含量。

4.2 生长环境对前胡生长状况和品质的影响

众多研究表明，道地药材的生长过程中常常同时受到多种环境胁迫（复合胁迫）的共同作用，在诱导次生代谢产物的合成和积累方面起到了重要作用，如苍术、甘草和三七^[23]。随着对植物和环境相互作用探索的不断深入，人们发现复合胁迫可能在道地药材的优良性状和品质（通常表现为次生代谢产物的含量）形成过程中起到独特的作用^[24-25]。本研究结果也表明了前胡品质的形成受到多个环境因子的作用，是多种环境因素复合胁迫的结果。

同一地区海拔梯度的变化会引起光照、湿度、温度等多种环境因子的变化，这些因素会直接影响药用植物的生理生化结构、品质和产量。本研究结果表明海拔对前胡的品质和含量的影响尤为突出，综合考虑不同海拔种植前胡的出苗率、抽薹率、产量和品质，高海拔（900～1200 m）区域种植的前胡虽然产量较低，但抽薹率较低和香豆素类成分含量较高，适宜优质前胡栽培。这与杨柳等^[26]研究发现高海拔地区前胡的PA、PB 含量普遍高于低海拔地区且合格率更高的结果一致。

光照强度是影响植物光合作用的主导生态因子^[27]，光照强度过强时植物容易受到伤害，过弱时植物不能发挥最大光合潜力，对同科植物当归的研究表明其抽薹率受光照强度因素的影响较大^[28]。综合考虑抽薹率、产量和有效成分含量，生产上选择适当遮阴，使得遮阴度达到60%时，前胡抽薹最少，有效成分含量和产量均比较高，有利于获得更多优质前胡药材。

4.3 种植方法对前胡生长状况和品质的影响

生产中前胡播种时间通常为冬播或者春播，笔者研究发现，对前胡种子进行冬播更有益于增加出苗率，提高产量和质量。然而就抽薹率而言，虽然与春播的差异无统计学意义，但整体趋势略高于春播。分析原因是冬播的生长周期相对春播较长，更有利于后期次生代谢产物（有效成分）的积累和根部的膨大；此外春播时气候已开始回暖，而冬播经历了低温，早期研究发现低温是植物发生春化作用进入抽薹期的必要因素^[29]，所以冬播的抽薹率会略高于春播。

及时摘薹处理能阻断前胡继续发生木质化而不影响药用价值，对增加前胡产量，保证前胡的质量具有积极影响。这与前人的研究^[9,30]结果相一致，但其发表的成果中未见具体的数据支撑，本研究为摘薹这一措施提供了科学理论依据。

综上所述，通过考察种子选择，海拔、遮阴度等适宜环境和播种时间、摘薹与否等种植方式的优化措施对前胡生长及品质的影响，前胡生态种植模式的技术要点可概括为选择当年生青黄色种子，在12 月中下旬，选择遮阴度达到60%的海拔较高地块播种，待3—5 月份抽薹时摘薹，同时进行必要的田间维护与管理。该栽培方法的建立能有效地减少前胡抽薹现象，提高有效成分含量，实现前胡栽培药材的品质提升，创造更高的经济和社会效益。本研究重点对生态种植模式下前胡的生长状况、质量和产量进行了研究，尚缺少对该种植模式下药材的安全性、经济效益和生态效益等具体评价，仍需在今后的研究中进一步深入展开。

声明：本文来源于中国现代中药。