人参 Panax ginseng C. A. Mey. 为五加科人参属植物，其干燥根和根茎供药用。人参具有大补元气、复脉固脱、补脾益肺、安神益智等功效[1-2]。现代药理研究表明人参对调节中枢神经系统、强心、抗疲劳、提高免疫力等均有显著效果[3]。目前，随着经济发展和人民生活水平提高，人参用量逐渐增大。自 2012 年卫生部批准人参作为新资源食品在国内市场流通后，其需求量又持续上升。传统“伐林栽参” 栽培模式对森林资源和生态环境造成了严重破坏，中国政府已明令禁止砍伐森林，规定 25°以上的坡地必须退耕还林; 加之人参连作障碍问题还未能有效解决，使得我国可用林地资源正逐年减少。我国人参产量占世界总产量的 70% 以上，参地资源骤减，导致人参全球范围内供需矛盾日益突出。借鉴国外人参种植方法，农田栽参将成为未来我国人参种植产业发展的主要栽培模式[4]。农田栽参不仅解决了参、林争地矛盾，还有利于人参的集约化经营和科学化管理[5]。我国“农田栽参”起步较晚，虽已有部分农田栽参土壤改良、种植方法总结，但其种植技术还不成熟[4，6-7]。为提高人参保苗率和产量，农田栽参种植过程中大量添加农药、化肥及菌肥等物资，导致生产的药材农残及重金属严重超标。因此，开展农田栽参栽培技术研究对提高人参质量和产量具有重要意义。
无公害中药材是指从产地环境、栽培方法、生产加工、质量控制等过程进行严格监控，生产由认证机构认证合格的优质中药材[8]。无公害中药材栽培技术体系制订的关键在于保证药材安全及优质的前提下，依据药用植物生长特性，制定科学合理的种植操作规范，并最大限度的降低药材中的农药、重金属残留和有害生物量。目前，我国中药材生产过程中普遍存在种植管理方式混乱，农药、化肥过量施入等问题，严重影响了中药材质量及用药安全。开展无公害种植是未来中药材种植产业发展的重要方向[9-10]。无公害栽培技术已经在西洋参、三七、金银花及山药等中药材种植产业中得到广泛应用[11-15]，但有关人参无公害农田栽培技术少有报道[16]。顺应国内外需求，减少农药残留、重金属外源物质污染及化肥用量，开发适宜农田栽参的农药及肥料，建立科学合理的人参无公害农田栽培技术体系，将成为人参种植产业发展的重要方向。
为指导人参无公害农田栽参选地及规范化生产，本文结合项目组多年农田栽参研究基础[17-19]和东北地区农田栽参种植基地调研结果，初步制订了人参无公害农田栽培技术体系，同时本文分析了农田栽参种植产业的未来发展方向，研究结果可有效促进人参产业的健康可持续发展。
1 人参无公害农田栽培对生态环境要求
选择适宜的种植地区是生产优质无公害中药材的前提条件。中药材种植基地的选择需要遵循物种分布生态相似性原理和地域性原则，根据物种生物学特征，选择适合其生长、安全无污染、便于运输的种植产区为宜。
1. 1 生境条件土壤、空气和灌溉水是影响无公害农田栽参的重要因素。进行无公害栽培的前提条件是种植用地需要达到无公害生产标准。栽培选地尽量选择背风向阳，交通方便，靠近水源，便于机械化、集约化和规范化生产的地块。预选地块倾斜角度以 2 ～ 15°，以东、南、北 3 个坡向为宜。按照《中药材生产质量管理规范》( 试行) 及无公害农产品种植要求，人参种植基地环境应符合《无公害农产品产地环境评价准则》 NYT 5295-2015，空 气 指 标 应 达 到《环境空气质量标准》 GB3095-2012 二级标准，土壤应符合《土壤环境质量标准》 GB15618-2008 二级标准，灌溉水质应符合《农田灌溉水质标准》GB5084-2005 二级标准。种植基地应定期对周边环境的水质、大气、土壤进行检测和安全评价。低洼积水、盐碱大、土壤黏重、霜道、岗顶风口等易遭受水灾、旱灾、冻害及风灾等的地块不宜选用。
1. 2 适宜产区基于农田栽参在我国的发展现状，依据“药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统”( geographic information system for globe medicinal plants，GMPGIS) [20] 进行人参产地生态适宜性分析，得出农田栽参在我国的最大生态适宜区域主要包括吉林、辽宁、黑龙江等省区。其中面积较大的吉林省适宜产区包括抚松、通化、集安、靖宇等县; 辽宁省适宜产区包括桓仁、新宾、宽甸等县; 黑龙江省适宜产区包括铁力、嘉荫等县; 山西省长治市等地区也具有发展农田栽参的潜力。农田栽参适宜区域气候条件为年均温 - 2. 10 ～ 14. 00 ℃、最冷季均温 - 23. 20 ～ 3. 50 ℃、最热季均温 12. 30 ～ 24. 60 ℃、年均相对湿度 54. 39% ～ 71. 53% 、年均降雨量 520 ～ 1 999 mm、年均日照 113. 21 ～ 158. 55 ( W·m - 2 ) 。
1. 3 土壤条件参考《无公害农产品产地环境评价准则》，所选地区土壤以土层≥25 cm、具有良好的团粒结构、土质疏松肥沃、保水保肥性能较好的壤土或沙壤土为宜; 改良后土壤有机质≥ 3% ，氮磷钾含量较高，微量元素较丰富，土壤固、液、气 3 项比例约为 1∶ 1∶ 2，pH 5. 5 ～ 6. 5。土壤中五氯硝基苯、六六六 ( BHC) 和滴滴涕( DDT) 不得超过 0. 3 mg·kg - 1[21]，其他指标含量均应符合国家相关标准。宜选用未使用过除草剂的地块，大量含有过莠去津除草剂的地块不宜选用。土壤中铅 ( Pb) 、镉( Cd) 、汞( Hg) 、砷( As) 、铬( Cr) 等重金属含量应符合《无公害农产品产地环境评价准则》[22]。前茬作物以玉米、大豆和紫苏等农田为宜，种植过蔬菜、烟草、马铃薯、西瓜等地块不宜选用。选地过程中，如部分指标不适宜时，可以通过土壤改良等方法进行调整。
2 种植方法
人参无公害种植技术包括土壤修复、播种和移栽技术。其中土壤修复中土壤改良和消毒是关键。土壤改良施肥原则为有机肥为主，辅以其他无机肥料; 基肥为主，追肥为辅; 多元复合肥为主，单种肥料为辅。
2. 1 整地当年 4 月末至 5 月初，开展第 1 次土壤翻耕，翻耕时保证旋耕地块全面覆盖且均匀，翻耕深度为 25 ～ 35 cm，但不要把非耕作土层翻出; 7 月中旬绿肥回田后，每隔约 15 d 翻耕 1 次土壤，雨后或地涝时不宜翻耕，起垄做畦前共进行 8 ～ 10 次翻耕; 做畦时将土中残留石块及残枝落叶等杂物拣出，保证土壤颗粒均匀，无明显结块。平地畦向一般选南北走向，坡地可以顺坡做畦，畦长≤50 m。人参育苗地及移栽地做畦规格见表 1。
2. 2 土壤改良 2. 2. 1 休闲改良 土壤休闲改良见表 2。根据气候变化，分别进行绿肥种植、绿肥回田、增施有机肥及菌剂、调节土壤物理结构及 pH 等。施肥以有机肥为主，少量搭配化肥和微量元素肥料，肥料必须严格按照《中华人民共和国农业行业标准( NY/T394-2000) 肥料使用准则》执行，严禁使用城市生活垃圾、工业垃圾及医院垃圾等，使改良后的土壤达到《无公害农产品产地环境评价准则》要求。2. 2. 2 土壤消毒 土壤消毒主要以化学农药消毒为主，日光和生防菌剂( 木 霉 菌、哈 茨 木 霉 菌 等) 消 毒 为 辅。当气温稳定在 10 ℃ 以上，土壤相对湿度为 50% ～ 80% 时，适宜开展化学药剂消毒。农田栽参土壤消毒时间为 7 月中旬绿肥回 田 后，将消毒剂施入农田进行密封发酵。药剂消毒可选用联合国环境组织推荐的棉隆及目前我国常用的威百亩、氰氨化钙等土壤消毒剂。各 农 药 消 毒 处 理方法依据国家相关标准等规定执行，见 表 3。消 毒 完 成后立即进行土壤翻耕，排空土壤中残留有毒气体后进行种植。
2. 3 播种和移栽 2. 3. 1 种子处理 选择果实大、籽粒饱满、色泽鲜艳、无杂质的人参种子，洗去果肉，晾干表皮后进行催芽处理。先将种子在冷水中浸泡 24 h，按照沙子和种子 3∶ 1 混匀，控制沙子湿度在 25% ～ 30% ，保持沙藏温度在 18 ～ 22 ℃，每隔 15 d 翻动 1 次，保证种子湿度均匀，催芽 35 ～ 45 d; 然后将温度降低至 12 ～ 15 ℃，保持 30 ～ 45 d，当人参种子裂口率≥95% ，且 90% 的种子胚长达到胚乳长的 80% 以上时，可进行秋季播种。如果春季播种，需要将催芽的种子放于 0 ～ 4 ℃，相对湿度为 10% ～ 15% 的条件下，60 d 后完成生理后熟，并进行低温冷藏处理，第 2 年 4 月中旬进行播种。播种前用 50% 多菌灵 500 倍溶液浸泡裂口种子 10 min，除去瘪籽后，将种子捞出，阴干表皮水分后即可播种; 也可用 2. 5% 适乐时( 2. 5% 咯菌腈悬浮种衣剂) 进行包衣拌种( 100 mL 适乐时兑水 500 mL，可拌 25 kg 种子) ，阴干即可使用。 2. 3. 2 播种 春播在 4 月中下旬土壤解冻后开始，秋播在10 月中旬至封冻前进行。育苗地播种可采用点播、条播或散播方式。点播或条播时，株行距可采用 4 cm × 5 cm 的标准，以干种子质量计算，点播用种量为 15 ～ 20 g·m - 2 ，条播用种量为 20 ～ 25 g·m - 2 ，撒播用种量为 25 ～ 30 g·m - 2 ，直播大田的株行距可采用 5 cm × 20 cm。春季播种覆土厚度为 3 ～ 4 cm，秋季播种覆土厚度 4 ～ 5 cm，播种后将畦面搂平，用木板稍微压紧，播种完成后使用轧碎的玉米秸秆或稻草进行覆盖，厚度为 2 ～ 3 cm。直播 5 ～ 6 年后即可采收。
3 田间管理
无公害人参田间管理贯穿栽培到收获的整个生长期。依据人参生长发育特点，因时因地采用促进和控制相结合的调控措施，以满足其生长发育所需要的环境条件，从而达到收获优质药材、提高产量的目的。
3. 1 早春防寒及畦面消毒早春气温变化较大时，注意防寒，当低于 4 ℃ 寒潮来临时，及时做好防冻准备。4 月下旬气温 > 8 ℃，参畦土壤全部化透时，撤除防寒物，并将防寒物移到地外，使用 1% 硫酸铜 100 倍溶液对畦面和作业道进行消毒( 用药量以渗入床面 1 ～ 2 cm为宜) ，使人参顶药出土。
3. 2 覆膜和调光依据各地区风力大小，人参覆膜和遮阳可采用拱棚模式和复式棚模式。拱棚模式为遮阳网叠加覆盖在参膜上面; 复式棚模式为上层大棚( 立柱高 1. 8 ～ 2. 0 m) 覆网，下层为拱棚( 1. 2 m 高) 覆膜的模式。4 月下旬到 5 月初，当人参露土时集中扣参膜，不得拖延，以免造成霜冻或床面汇集过量雨水。当人参完全展叶后，白天气温升到 25 ℃ 以上时，及时覆盖遮阳网。参膜以蓝色和黄色参膜为主，春秋两季适宜增大光照，夏季适宜减少光照。多年生人参适宜光照范围见表 5，通过光度计测试，不同季节光照可采用遮阳网、喷施黄泥和在畦边添加防护网等方法进行调节。参棚如有破损应及时修补，雨季注意防止参膜破损漏雨。冬季不下帘的参棚，当棚上积雪厚度超过 10 cm，需要及时除雪，防止参棚坍塌。
3. 3 除草松土人参栽培过程中，根据土质板结程度，全年可手工松土 3 ～ 5 次，覆盖稻草或落叶的地块可以减少松土次数。第 1 次松土在参苗出土前，松土深度达到参根为宜; 在展叶后期可以进行第 2 次松土，松土深度 2 cm 为宜，松土完成后可以将落叶及稻草铺在畦面上，厚度 3 ～ 5 cm; 后续松土时间根据土壤板结程度及参棚潮湿情况进行。松土时进行人工除草，不允许使用除草剂除草，后续管理中做到畦面无杂草。为减轻田间工作量，作业道杂草可用锄头进行铲除，将拔除的杂草集中收集后移到参地外。
4 病虫害防治
无公害中药材病虫害以“预防为主，综合防治”为防治原则，在生产过程中应采用农业、生物和物理的防治措施提高栽培管理水平，调节药用植物体内营养，增强其抗病能力，减少化学农药使用次数和用量。
4. 1 人参用药准则及常用农药种类人参病虫害高发期，可以选择高效、低毒、低残留的化学农药进行防治。化学防治所使用的农药种类应按照《中华人民共和国农业行业标准( NY/T-393-2000) 农药使用准则》、以及 GB/T8321. 1-GB8321. 5《农药合理使用准则 1-5》执行，国家禁止销售和使用的剧毒、高毒、高残留农药严禁在人参病虫害防治中使用。人参无公害种植过程中推荐及禁止使用的农药种类见表 6。
4. 2 病害种类及防治春夏季节是人参病害高发时期，秋冬季节是预防和杀死病菌关键时期，不同时期针对不同病害做好防范措施。影响农田栽参的病害种类主要有立枯病、根腐病、锈腐病、疫病等[26]。人参常见病害种类、发病时间、危害部位及防治方法见表7 [27]。
4. 3 虫害种类及防治人参虫害防治依据无公害农作物防治方法进行。早春季节及时检查虫情指数和种类，有针对性地使用生物除虫药剂进行诱杀; 晚秋季节及时清除人参茎叶和杂草，消灭害虫寄生源。人参常见虫害种类、发病时间、危害部位及防治方法见表8。
5 采收与质量控制
5. 1 采收与处理人参通常生长 5—6 年采收，一般 9 月份采挖，具体采收时间根据 各 地 降 水、气候变化及销售价格确 定。人 参收获期确 定 后，需要提前半个月拆除参棚，以 便 透 阳 接雨。根据参地面积、位置及交通便利情况，使用人工或机械采收。收获人参时注意不要伤到参根，尽量边起边选，防止其在日光下长时间暴晒或雨淋。鲜储人参最好 10 d 内进行加工; 园 参 加 工 时，可以用清洗机清洗; 林 下 参 及野山参的清洗则以人工为主。人参清洗时水温不宜超过 35 ℃ ，清洗后的人参根据产品需求，分别加工成生晒参、红参、大力参及活性参等。
5. 2 质量控制人参药材呈纺锤形或圆柱形，主根下有支根及须根数条，以表面灰黄色、有香气者为佳。依据 2015 年版《中国药典》及《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》进行质量控制。人参干药材安全含水量不得超过 12. 0% ，总灰分不得超过 5. 0% ，含 人 参 皂 苷 Rg1 ( C42 H72 O14 ) 和 人 参 皂 苷 Re ( C48H82O18 ) 的总量不得少于 30% ，人参皂苷 Rb1 ( C54 H92O23 ) 不得少于 0. 20% ; 人参中总六六六和总滴滴涕不得超过 0. 2 mg · kg - 1 ; 五 氯 硝 基 苯、六氯苯和氯丹不得超过 0. 1 mg·kg - 1 ; 七氯和艾氏剂不得超过 0. 05 mg·kg - 1[2]。依据《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》规定: 人参药材重金属总量不得超过 20. 0 mg·kg - 1 ，铅不得超过5. 0 mg·kg - 1 ，镉不得超过 0. 3 mg·kg - 1 ，汞不得超过 0. 2 mg·kg - 1 ，铜不得超过 20. 0 mg·kg - 1 ，砷不得超过 2. 0 mg·kg - 1 。
6 人参无公害农田栽培研究方向
针对农田栽参土壤结构较差、营养元素失衡、病虫害严重、育种周期长等问题，本研究提出开展农田栽参土壤修复技术研究，建立农田栽参病虫害综合防治平台，培育适宜农田栽培的抗逆新品种，建立人参无公害种植产地溯源系统等发展方向，研究结果可有效促进人参无公害农田栽培技术提高。
6. 1 开展农田栽参土壤修复技术研究开展土壤修复研究是农田栽参种植技术的关键。与林地土壤相比，农田土壤在营养成分、土壤质地、土壤病原微生物种类等方面均存在不足[7]。开展科学高效的农田栽参土壤修复技术研究是提高人参存苗率，减少化肥农药过量施入的有效措施。土壤改良过程中有机肥的肥效分析及科学选择是保证人参高效生产及降低成本的有效方法。目前，农田栽参普遍存在大量施入农家肥现象，药农认为在不烧苗的前提下，多施有机肥对产量提升效果较好。调查发现农家肥过量施入，赤参、红参、红皮、烧须等病害现象严重[28]，因此，各种农家肥成分差异及其在农田栽参过程中的用法用量有待进一步分析。土壤微生物群落是土壤微生态中最重要的组分，其在土壤结构调节及肥力增加过程中均发挥着重要作用。孙海等研究表明野山参土壤、林下土壤及农田栽参土壤中细菌、真菌及放线菌种类及丰度差异较大，通过添加外源微生物改变土壤微生物群落结构及组成可以有效提高农田栽参土壤肥力[29]。开展土壤改良过程中微生物菌肥的开发是提高人参质量及产量的重要措施之一。目前市场上少有专门用于农田栽参土壤修复的菌肥，实际生产过程中盲目添加各种菌肥是否促进人参生长有待研究。
6. 2 建立农田栽参病虫害综合防治平台建立农田栽参病虫害综合防治平台是人参无公害生产的关键环节之一。人参因富含糖类等物质，生长过程中极易感染病虫害; 多年连续种植，自毒物质大量积累使人参感染病虫害的几率大大增加[32]。减少农药施用量，开发农田栽参高效低残留的药剂是农田栽参病虫害防治的重要发展方向。目前参农为追求高产出，普遍存在大量施用剧毒、高毒农药行为，农药过多使用不仅降低了人参品质及疗效，而且也危害人类健康。依据“预防为主，综合防治”中药材病虫害防治原则[33]，在无公害农田栽参种植过程中，建立以物理及生物防治为主的农田栽参病虫害体系，筛选及登记人参专用、高效低残留的农药是无公害人参种植产业发展的重要方向。
6. 3 开展农田栽参抗逆新品种选育人参为多年生四倍体药用植物，遗传背景复杂，育种周期长。目前国内生产上推广应用的人参新品种较少，适宜农田栽培的人参品种仅有“康美一号”，而且推广面积较小[34]。现阶段用于栽培的人参种质来源混杂，导致生产的药材质量及产量不稳定，选育适宜农田栽培参的抗逆新品种是推动无公害农田栽参产业发展的重要方向。采用系统选育、集团育种结合现代分子辅助育种技术可以大大缩短人参抗病虫害新品种的选育时间。通过对物种基因组进行高通量测序，利用关联分析技术得出控制某个性状的关键基因，通过转基因技术或集团选育方法进行优良种质筛选，可以较快的得到农田栽参抗逆新品种[35]。陈士林等通过高通量转录组测序技术获得了约 3. 1 万条人参根中的独立基因，基本涵盖了全部的参与人参皂苷骨架合成的酶基因及参与人参皂苷骨架修饰的潜在基因; 对不同人参根、茎、叶和花的转录组数据分析得到了 223 条参与人参皂苷骨架合成的酶基因，这些数据为农田栽参新品种选育提供了科学依据[36-37]。
[参考文献]
[1] 吴征镒. 人参属植物的三帖成分和分类系统、地理分布的关系[J]. 植物分类学报，1975，13( 2) : 29.
[2] 中国药典. 一部[S]. 2015: 8.
[3] 路放，杨世海，孟宪兰. 人参药理作用研究新进展[J]. 人参研究，2013( 1) : 46.
《人参无公害农田栽培技术体系及发展策略》来源：《中国中药杂志》，作者：沈亮1 ，李西文1* ，徐江1* ，董林林1 ，张乃嘦2 ，藤原直树3 ，陈士林1
