修复治理中药材栽培土壤

中药材栽培土壤农残重金属污染及连作障碍等问题日益凸显。中国中医科学院中药资源中心副主任郭兰萍等数10位专家通力合作，选择对立地条件要求高、适宜用地紧张、连作障碍严重的三七、丹参、苍术等10多种重要中药材进行研究，寻找中药材连作障碍的根源，研制消减连作障碍和治理农残重金属的土壤综合修复技术，建立了中药材重金属危害风险评估方法，制定了中药材重金属国际标准。日前，中药材生产立地条件与土壤微生态环境修复技术的研究与应用项目获得2014年度国家科技进步二等奖。

找准病因，突破连作障碍障碍

自毒作用是导致多数药用植物连作障碍的重要原因之一。研究组实验发现，三七等中药材的茎叶和根的浸提液、腐解产物、分泌物会导致三七种子的发芽率大幅度下降。通过化学成分相似性分析法发现，苍术根茎与根际土中所含的主要化合物相似度非常高，土壤中不少极性较大的组分可能直接来源于苍术根部分泌物或植物残体代谢产物。证实了随着种植年限增加，三七、苍术等药用植物代谢产生的自毒物质进入土壤中并不断富集，导致其种子发芽率逐渐降低，幼苗后期的存活率和株高下降，产生连作障碍。研究过程中建立的通过比较土壤和药材中成分的相似性的Jaccard方法，为药用植物自毒作用评估提供了新思路。

如何减弱自毒作用、缩短歇地年限？这需要针对不同品种进行大量实践，郭兰萍认为，生物防治、农业措施、田间管理、菌根技术等都会有效果，但因时因地的各种技术的个性化联用才是解决连作障碍的关键。例如，项目组展开了混生、间作和轮作试验，初步筛选出三七与玉竹丛状间作、与马蹄香和鱼腥草株间作等具有消减作用的植物及其栽培技术模式，并自主研制了三七连作障碍矫治专用肥。后者可使连作三七的出苗率由70%左右提高至90%左右。综合应用生物和化学技术消减自毒作用，可以显著缩短三七连作歇地时间。

项目组还建立了中药材土壤肥力综合评价指标体系及中药材菌根栽培技术体系。通过土壤养分平衡实现中药材栽培土壤综合改良，根据不同中药材干物质积累规律和氮、磷、钾等营养吸收与分配规律，专家们研制并推广了菊花等中药材专用肥。而通过接种丛枝菌根真菌控制病害，可使三七存苗率增加29.26%～71.68%。

对症下药，打破重金属技术壁垒

国际上中药材的重金属检测一直采用食品的绿色行业标准，而作为食品的优质标准，依据这个标准会显著放大中药材重金属超标率，日、德、韩等国家一直据此对我国中药材出口设置技术壁垒。郭兰萍认为用食品的绿色行业标准作为中药材合格标准存在重大误导。项目组的受控实验表明，药用植物对重金属的积累有其自身的特性，小剂量重金属对很多中药材生长和次生代谢产物积累都有刺激作用。项目组模拟人工胃肠液，根据美国环保部和WHO提供的重金属安全限量，综合考虑服用周期、频次、服用剂量、煎煮方法等，系统检测了《中国药典》中规定重金属限量的中药材的重金属煎出度，建立了中药材重金属暴露风险评价方法，首次制定了中药材重金属检测ISO国际标准。目前该标准已进入国际标准草案阶段(DIS)。若该项标准顺利颁布，日、韩、德等国针对我国中药材设置的重金属技术壁垒将被打破。

项目组还建立了重金属复合污染土壤的化学修复、菌根调控技术。利用化学固定等手段可以显著降低土壤游离态重金属含量，如在污染土壤中施加粉煤灰、澎润土和腐殖酸可在一定程度上缓解重金属污染对青蒿生长的抑制作用。利用菌根调控技术可以增加金属污染下的黄芩的生物量，阻止重金属向黄芩根部富集。

国家中医药管理局已将“中药材栽培土壤综合修复及重金属综合治理”推荐为科技惠民计划先进科技成果。截至目前项目组已举办20多期培训班，培训了大批基层科技骨干和药农，指导中药材种植基地9个，种植中药材面积达10万余亩，产生经济效益3.8亿元。

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