《科技创新与品牌》杂志社成果 ACHIEVEMENTS

中药生态农业:从探索到国家战略

世界园艺博览会“中医中药中国行”期间,郭兰萍(前中)向全国政协何维副主席(前右)讲解中药生态农业和资源普查工作

种植是中药材行业的“第一车间”,正所谓药材好,药才好。但中药材却不是人人都能种好的,要做到高质、稳产,手下得有真功夫。

自古以来,中药材要么野生采集,要么药农零星种植,靠的是经验;而现在,中药材栽培品种已达300种,种植面积接近8000万亩,就要依赖科学的种植技术与模式做指导。

2018年,中国中医科学院中药资源中心郭兰萍研究员团队获批科技部重点领域“中药生态农业创新团队”。她们所从事的,正是中药生态农业种植技术与模式研究。近20年来,已走出了“不向农田抢地,不与草虫为敌,不惧荒坡林立,不负山青水绿”的中药生态农业可持续发展之路。

草木有心,物各有性。郭兰萍团队所做的,正是用科学的力量让本草重归自然生长环境,护其本心与本性,从源头保障和提升中药材品质。

从野生到栽培


数据显示,已实现人工栽培的药用植物95%以上具有连作障碍,不仅导致中药材质量下降,病虫害高发甚至绝收,还造成土地利用紧张,迫使道地药材主产区转移。同时,中药材农残重金属含量超标,也严重危害了人民用药安全。

郭兰萍团队以2015年版《中国药典》所载药用植物和藻菌类中药材为主,统计分析其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。药用植物最常见的生境分两大类:一类自然生境为林缘、林下,约有42.53%;另一类自然生境在路旁、山坡地、荒地、沙地,约有43.78%。前者主要环境胁迫为弱光、病虫害等;后者为干旱、强光、紫外辐射、养分缺乏等。

郭兰萍发现,药用植物在长期适应特定胁迫的过程中,不断积累相关遗传及表观遗传变异,成为其品质形成的重要条件,合成和积累次生代谢产物是药用植物最重要的环境胁迫防御策略。由此,她指出模仿化学农业的大肥、大水、大量使用农药的种植模式不适合中药材栽培。因此探索适合中药材种植的理论方法和模式,成为郭兰萍所带领的科技部重点领域“中药生态农业创新团队”的使命。

2018年,团队制定的团体标准《中药品牌评价 第2部分 中药材》中明确指出,“中药生态农业是一种应用生态学原理和生态经济规律,以社会、经济、生态综合效益为指标,结合系统工程方法和现代科学技术,因地制宜地设计、布局、生产和管理中药农业生产的发展模式。”郭兰萍介绍,她们要做的就是将我国古老的“天人合一”式传统农业模式与生态农业模式相结合,探索中药生态农业的理论和实践。

而中药生态农业这一概念的提出本身,就是一个长期摸索、实践的过程。


拟境效应与拟境栽培


2004年,郭兰萍与导师黄璐琦研究员首次明确提出中药资源生态学的概念。经过十余年发展,成果不断。

“有效恢复中药材生产立地条件与土壤微生态环境修复技术”项目荣获2014年度国家科技进步二等奖。这是团队开展中药生态农业实践的早期探索,是国家首次支持中药材生态种植相关的研究项目,也开创了此类成果获国家奖的先河。

“十二五”期间,团队依托中国中医科学院黄璐琦院士领衔的“高分辨率卫星支持下的道地药材栽培信息服务应用示范”项目,在卫星遥感、大数据等技术支撑下,对我国的中药材资源进行了全面调查,掌握了中药材分布、生长、品质和生产区划模式等一手资料。

正是在长期研究与实践中,郭兰萍发现:“越在环境恶劣的地方,中药材的品质常常越好”。“在对抗不利环境的过程中,植物体内会形成一个缓冲体系,其中最重要的组成部分就是次生代谢产物,而决定中药材品质的就是它所含的次生代谢产物。”郭兰萍解释,“一定的环境预胁迫,会提高植物对次生代谢产物的积累,从而提高植物对逆境的适应性。”

郭兰萍把这个发现叫做道地药材的“逆境效应”。同时她也在思考,如果能够利用“逆境效应”来调控中药材次生代谢产物,是不是就能够掌握道地药材的独特品质“密码”?

基于这一认识,郭兰萍提出了道地药材“拟境栽培”的思路。所谓拟境栽培,就是模拟中药材自然生境栽培的种植方式,“一种药材野生在哪种生境长得好,就模拟出哪种生境让它生长,遵循自然的本来面目,不采用化肥农药,也不刻意除虫除草”。这是一种讲究“人种天养”与现代农业技术相结合,以期实现“天地人药合一”的仿生栽培模式。

多年生产实践证实,拟境栽培的中药材不受农药和环境污染,植株本身的免疫力和抵御环境胁迫的能力大为提高,不仅更好地实现了药材健康生长,而且还提高了有效成分含量。

无论理论还是实践都在告诉人们,中药生态农业具有完全不同于常规作物农业的特点,在生态种植方面具有巨大优势。


“我有一个梦想”


第二届中国中药资源大会上,郭兰萍团队发布了“不向农田抢地,不与草虫为敌,不惧荒坡林立,不负山青水绿”的中药生态农业宣言,言简意赅地描述了中药生态农业的核心特征及目标,指明了未来中药生态农业前进的路径和愿景。

多年努力下,生态种植技术已落地生花。团队构建了中药材生态种植模式和技术评估体系,已形成生态种植模式和技术100套,并在全国不同区域大面积推行。仅2019年,团队就累计示范和推广 60余万亩,培训技术人员约2000人次,农民10余万人次,形成了良好的经济效应及生态效益。

同时,中药生态农业还为产业扶贫提供了新的思路、方法与技术保障。“贫困地区开展中药生态种植得天独厚,将当地的自然生态优势与中药产业需求有机结合,大力发展中药生态农业,是我们的理想,更是贫困地区脱贫攻坚的重要机会。”

如今,生态文明建设已成共识,“推行中药材生态种植”也被写入2019年发布的《中共中央 国务院关于促进中医药传承创新发展的意见》,中药生态农业已成为我国中药农业的国家战略;2020年,全国农技中心要求各省组织实施中药材生态种植技术集成与示范推广,中国中医科学院中药资源中心作为技术支持单位全程提供技术服务。

“我有一个梦想,就是有一天让中国90%以上的中药材实现生态种植,让中药生态农业成为全世界的生态农业典范。”郭兰萍曾这样讲。而今,中药生态农业不仅在产业扶贫中大放异彩,且已成为全球生态农业中最有活力和前景的新领域。

郭兰萍用20年的潜心研究为这个梦想打造出了扎实的根基,让它接地气、够分量,而国家政策与文件的频频出台,则为这个梦想插上了翅膀,让它有东风可借,有凭仗可倚。如此梦想,方可真正照进现实。