北京延庆山区紫苏林下生态种植模式研究.pdf

北京农学院学报2 0 2 4，39（1)：111-115Journal of Beijing University of Agriculturehttp:/doi:10.13473/ki.issn.1002-3186.2024.0120北京延庆山区紫苏林下生态种植模式研究满孜拉吐吉达1，宋鑫宇1，李涵秋1，龙洋1，姚霞3*，田晔林1*（1.北京农学院园林学院，北京10 0 0 9 6；2.上海药明合联生物技术有限公司，上海2 0 0 0 0 0；3.中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所，北京10 0 19 3)摘要：【目的】探明北京山区老龄化村庄中药材林下生态种植模式，助力乡村振兴。【方法】以典型的老龄化村庄一延庆区大庄科乡黄土梁村作为试验地点，中药材紫苏作为试验材料，在板栗林下进行生态种植，设置不同的播种量和有机菌肥用量，收获后统计分析紫苏产量、品质及收益，与大田和四旁地种植的紫苏进行比较。采用水蒸气蒸馏法提取紫苏叶挥发油并测定含量，使用高效液相色谱法测定紫苏梗和紫苏子中迷送香酸含量。【结果】采用生态种植技术，紫苏药材品质达到且优于中国药典2 0 2 0 版标准；不同种植环境的收益达9 58 5.0 0 10 350.0 0 元/hm；郁闭度为0.2 0 板栗林下，播种量2 2.50 kg/hm，有机菌施肥量18 0 0.0 0 kg/hm的条件下紫苏药材产量高、品质优、收益好。【结论】紫苏林下生态种植模式充分利用山区农村的自然赋，在获得可观收益的同时，大幅度降低了劳动力投入，非常适合在山区老龄化农村进行推广。关键词：紫苏；生态种植；栽培措施；品质；产量中图分类号：R282.2；S359 文章编号：10 0 2-318 6（2 0 2 4）0 1-0 111-0 5文献标志码：AStudy on the under-forest ecological planting model of Perilla frutescensin the mountain area of Beijings Yanqing districtMANZILA.Tudajil2,SONG Xinyu,LI Hanqiu,LONG Yang,YAO Xia3*,TIAN Yelinl*(1.College of Landscape Architecture,Beijing University of Agriculture,Beijing 102206,China;2.WuXi XDC(Shanghai)Co.,Ltd.Shanghai 200000,China;3.Institute of Medicinal Plant Development,Chinese Academy ofMedical Sciences&.Peiking Union Medical College,Beijing 100193,China)Abstract:ObjectiveJThis study aims to explore the under-forest ecological planting model of traditional Chinese medicinal ma-terial in aging villages of Beijing mountain area to assist rural revitalization.MethodsJHuangtuliang village in Dazhuangketownship of Yanqing district,one of typical mountain aging villages was selected as the study site,and Perilla frutescens wasused as the traditional Chinese medicinal material.P.frutescens was planted ecologically under the chestnut forest with differ-ent sowing rates and organic bacterial fertilizer levels,and the yield,quality,and income were analyzed after harvest,whichwere compared with those of P.frutescens cultivated in farmland and four sides.The volatile oil in Perillae folium was extrac-ted by steam distillation method and the content was determined.The high performance liquid chromatography method wasused to measure rosmarinic acid content in stems and seeds.ResultsJBased on ecological planting technique,the quality of P.frutescens medicinal material met or exceeded the standard in Chinese Pharmacopoeia(2020 Edition).The income in threeplanting environments reached 9 585.00-10 350.00 yuan/hm.Under the chestnut forest of 0.2 canopy density,with 22.50收稿日期：2 0 2 3-0 7-2 0基金项目：北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会“科技小院双新双创科技示范工程”资助(Z201100008020017)第一作者：满孜拉吐吉达（19 9 6 一），女，新疆博州人，硕士研究生，研究方向：抗体偶联药物研发，E-mail：通信作者：田哗林（19 7 3一），女，湖南澈浦人，副教授，博士研究生，硕士生导师，研究方向：乡土植物资源及药用植物，E-mail:姚霞（19 8 1一），女，山西夏县人，副主任药师，博士研究生，研究方向：中药农业、中药产业、食药同源物质，E-mail:112kg/hm sowing rate and 1 800.00 kg/hm organic fertilizer level,P.frutescens medicinal material had the characteristics ofhigh yield,excellent quality,and high income.ConclusionsThe under-forest ecological planting model of P.frutescens isfully utilized was that fully utilizing the natural endowment of rural areas in mountain areas obtained considerable benefits,andsignificantly reduced labor input,which was very suitable for promotion in aging rural areas in mountain areas.Keywords:Perilla frutescens;ecological planting;cultivation measures;quality;yield黄土梁村地处北京市延庆区大庄科乡西北部，村域总面积2 2.2 7 km，海拔7 2 4m，属北温带大陆季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，年无霜期15516 5d，年日照总数为2 8 0 1.8 0 h，年平均降雨量6 0 0 mm。黄土梁村为典型的、保留完整的原始丘陵山庄。是典型的老龄化村庄。青壮年人群向城镇迁移，农业主劳动力锐减，留守人口年龄偏大，农业耕种质量降低1.2 。为助力北京乡村振兴，促进当地农业增效及老龄化山区村民增收，结合当地自然烹赋，遵循降低投入提升经济效益的原则，发展林下经济，在林下生态种植药食同源、易于栽培养护的中药材，是应对老龄化山区土地资源短缺问题，促进乡村农民增收重要途径和模式。紫苏（Perillafrutescens）为唇形科紫苏属植物，在中国已有2 0 0 0 多年的种植历史，全国各地广泛栽培。用途广泛，既可食用、药用，也可供工业用3。自古以来，紫苏一直是中国民间广泛使用的食材和中药材4,5。紫苏子具有降气化痰、止咳平喘、润肠通便的功效，而紫苏叶可解表散寒、行气和胃，紫苏梗可理气宽中、止痛、安胎6-8 。紫苏和紫苏子人选2 0 13年国家卫生健康委公布的按照传统既是食品又是中药材的物质名录9 ，紫苏已成为开发潜力大、应用价值高的重要药食同源植物。紫苏喜湿润、温暖气候，有一定的耐涝性，对土壤要求不严，耐贫，适应性强，平地、山丘均可种植10 1,生长期为9 0 130 dl。经过对黄土梁村基本环境条件进行初步调查，发现土壤和气候条件可满足紫苏生长和种植要求。根据北京延庆黄土梁村自然烹赋，充分利用林下和房屋前后、道路旁边土地，采取雨季套播的生态种植技术开展紫苏种植试验，设置不同的播种量、有机菌肥施肥量和种植环境，而后对紫苏的产量及药材品质进行分析，筛选最佳种植条件，以期为中国山区老龄化村庄中药材生态种植模式提供参考，为促进农民增收提供示范。1材料与方法1.1 材料试验于2 0 2 1年在北京市延庆区黄土梁村进行，东经116 7 14 116 18 0 3，北纬40 2 139 40 北京农学院学报2855,海拔7 2 4m，土质以黄岗岩风化形成的黄色土壤为主，土质薄、偏酸性，矿物质、微量元素丰富，大量元素少。紫苏种子来自河北省安国市祁冠中药材科技有限公司；底肥为复合肥作，由广西新启力生物科技集团有限公司生产；有机菌肥为北京盛世同丰农业发展有限公司生产的微生物菌肥；有效菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。1.2 方法1.2.1单因素试验设播种量、有机菌肥量及种植环境等三个因素。播种时间为2 0 2 1年7 月9 日。播种量试验：分别设为30.0 0 kg/hm（对照），11.25kg/hm,15.00kg/hm,22.50kg/hm等处理，种植规格3.0 0 m2.50m，重复3次，施底肥750.00 kg/hm。有机菌肥施用量试验：分别设0.0 0 kg/hm（对照),1 2 0 0.0 0 kg/hm,1 500.00 kg/hm,1 800.00kg/hm,2100.00kg/hm等处理。种植规格6.0 0m2.50m，重复3次，施底肥7 50.0 0 kg/hm，播种量30.0 0 kg/hm。生境试验：大田试验规格6.0 0 m2.50m，全光照；板栗林试验规格13.8 0 m15.00m，郁闭度0.2；四旁地（为村庄主道的路边，窄，长）试验规格1.00mX500.00m，全光照。施底肥7 50.0 0 kg/hm,播种量30.0 0 kg/hm。当长出第五对真叶时，开始采收主枝叶，侧枝则长到第四对叶片时开始采收侧枝叶，每个处理组采收面积1.0 0 m1.00m，3次重复。整个生长季紫苏叶和梗仅采收1次。秋季紫苏种子成熟时采收地上部分，晾干、脱壳、称重。紫苏梗采收与种子同时进行，采收面积1.00mX1.00m,3次重复。1.2.2产量以及收益计算运用SPSS数据分析软件、Excel电子表格软件进行不同处理的产量、收益等数据。1.2.3药材品质测定根据中国药典2 0 2 0 版中规定的挥发油测定法对紫苏挥发油含量进行测定。取供试品适量（相当于含挥发油0.50 1.0 0 mL)，称定质量（准确至0.0 1g），置烧瓶中，加水30 0.0 0 第39 卷2024年第1期500.00mL（或适量）与玻璃珠数粒，振摇混合后，连接挥发油测定器与回流冷凝管。自冷凝管上端加水使充满挥发油测定器的刻度部分，并溢流人烧瓶时为止。置电热套中或用其他适宜方法缓缓加热至沸，并保持微沸约2.5h至5h，至测定器中油量不再增加,停止加热，放置片刻，开启测定器下端的活塞，将水缓缓放出，至油层上端到达刻度0 线上面5mm处为止。放置1h以上，再开启活塞使油层下降至其上端恰与刻度0 线平齐，读取挥发油量，并计算供试品中挥发油的含量（%）。中国药典2 0 2 0版规定本品含挥发油不得少于0.40%C9。根据中国药典2 0 2 0 版0 512 高效液相色谱法对其迷迭香酸的含量进行测定。干燥的紫苏子和紫苏梗中迷迭香酸（C18H16O：）含量分别不少于0.25%和 0.10%9 1色谱条件与系统适用性试验：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以甲醇-0.10%甲酸溶液40：6 0（紫苏子）或38：6 2（紫苏梗）为流动相；检测波长330 nm。理论板数按迷迭香酸峰计算应不低于30 0 0。对照品溶液的制备：取迷香酸对照品适量，精密称定，加甲醇制成每1.0 0 mL含8 0.0 0 g的溶液（紫苏子）。加6 0.0 0%丙酮制成每1.0 0 mL含40.0 0 g的溶液（紫苏梗）。供试品溶液的制备：取本品粉末紫苏子粉末过二号筛，紫苏梗粉末过三号筛约0.50 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加人8 0.0 0%甲醇50.0 0mL，密塞，称定质量，加热回流2.0 0 h，放冷，再称定质量，用8 0.0 0%甲醇补足减失的质量，摇匀，滤过,取续滤液（紫苏子）；或超声处理（功率2 50 W，频率40 kHz)30.00min，再称定质量，用6 0.0 0%丙酮补足减失的质量，摇匀，滤过，取续滤液（紫苏梗）9。分别精密吸取对照品溶液10.0 0 L与供试品溶液2 0.0 0 L（紫苏子)5.0 0 2 0.0 0 L（紫苏梗），注人液相色谱仪，测定。2结果与分析2.1播种量对紫苏产量的影响根据研究，播种量对紫苏子、紫苏梗及紫苏叶的产量的影响见表1。从表1可知，不同播种量紫苏子、紫苏梗的产量从高到低依次为2 2.50 kg/hm、15.0 0 k g/h m、30.0 0 k g/h m、11.2 5 k g/hm。随着播种量的增加，紫苏子和紫苏梗的产量满孜拉吐吉达等：北京延庆山区紫苏林下生态种植模式研究紫苏梗11.25906.001.64c1939.502.08d15.001060.503.06b2689.502.08b22.501189.502.52a3565.503.06a1200.006.22a30.001009.502.52b2340.004.58c1332.004.65a注：不同小字母表示差异显著（P0.05）；表2,3同Note:Different small letters indicate significantdifference(P 0.05);The same as Table 2 and 3不同播种量紫苏叶的产量从高到低依次为30.00 kg/hm、2 2.50 k g/h m、15.0 0 k g/h m 11.25kg/hm，播种量越大，紫苏叶的产量越高，但播种量30.0 0 kg/hm及2 2.50 kg/hm紫苏叶的产量差异不明显。根据紫苏子、紫苏梗和紫苏叶的产量及投人成本等，得出黄土梁村种植紫苏时最佳播种量为22.50 kg/hm。2.2有机菌肥不同施用量对紫苏产量的影响不同有机菌肥施肥量的紫苏子、紫苏梗的产量从高到低依次是18 0 0.0 0 kg/hm、2 10 0.0 0 k g/hm、150 0.0 0 k g/h m、1 2 0 0.0 0 k g/h m.0.00kg/hm（表2）。不同有机菌肥施用量紫苏叶的产量从高到低依次是2 10 0.0 0 kg/hm、18 0 0.0 0 k g/hm、1 50 0.0 0 k g h m、1 2 0 0.0 0 k g/h m 0.00 kg/hm。当有机菌肥量为2 10 0.0 0 kg/hm和1800.00kg/hm时紫苏叶产量分别为2 0 2 8.0 0kg/hm和2 0 2 0.50 kg/hm，差异不显著。随着有机菌肥量的增加，紫苏子、紫苏梗和紫苏叶的产量逐渐升高，至一定量后趋于平缓。表2 不同有机菌肥施用量的紫苏产量Tab.2Effect of different organic bacterial fertilizer levels onyieldof Perillafrutescens有机菌施用量/(kg/hm)012001.50018002100113出现先增加后降低的趋势。单位面积播种量过大导致植株密度过大，植株吸收的养分、水分、光照会减少，同时通风不良导致病虫害爆发，产量反而会下降。表1不同播种量对紫苏产量的影响Tab.1Effect of different sowing rates on yield ofPerilla frutescens播种量/(kg/hm)1009.502.52b1039.503.06b1069.503.79b2974.5011.59b1552.5011.36b1294,502.08a2.020.503.51a1260.004.58a33769.506.03a2028.003.51a产量/(kg/hm)紫苏子产量/(kg/hm)紫苏子紫苏梗2340.004.58c2760.006.00b3790.506.03a紫苏叶540.005.01c780.005.14b紫苏叶1.332.009.29d1443.003.51c114北京农学院学报第39 卷综上，黄土梁村生态种植紫苏时产量最佳的有机菌肥施肥量为18 0 0.0 0 kg/hm。2.3禾种植环境对紫苏品质、产量及收益的影响2.3.1种植环境对紫苏品质的影响3种环境种植的紫苏，紫苏子迷迭香酸含量为0.29%0.36%，紫苏梗迷迭香酸含量均为0.20%，紫苏叶挥发油含量为0.50%1.2 0%，均优于中国药典2 0 2 0 版要求（图1，图2）。黄土梁村3种环境种植的紫苏品质符合并优于中国药典2020版要求。0.0250.0200.0150.010n0.0050.0000.000.0300.0250.02020.0150.0100.0050.0000.000.0200.01520.0100.0050.000-0.0050.00图1不同种植环境紫苏子迷香酸含量色谱图Fig.1Liquid chromatography diagram of rosemarinicacid in Perillae fructus in different planting envi-ronments种植环境紫苏子大田925.505.69a2280.006.08a1332.004.65a18510.00板栗林下1009.502.52a2340.004.58a1159.501.53b20190.00四旁地685.504.04a1425.004.36b645.006.56c13710.00经济收益计算公式：收益一产量当日网络报价一成本。以“中药材天地网”的产地实时报价为依据（2 0 2 1年11月）：紫苏叶10.0 0 元/kg，紫苏梗3.0 0 元/kg，紫苏子2 0.0 0 元/kg。成本包括人工费、肥料费、农药费、种子费等；人工成本按整个生产过程用工18 人次/hm，工人报酬150.0 0 元/天/人，共计18 0 0.0 0 元；底肥为7 50.0 0 元/hm；无农药费；种子为30.0 0 kg/hm，计6 0 0.0 0 元/hm2.3.3种植环境对紫苏收益的影响从不同种植环境的紫苏收益（表3）可知，黄土梁村不同种植环境的紫苏收益在9 58 5.0 0 10 350.0 0 元/hm。低0.0250.0200.01520.010黄土梁村的0.0050.0000.000.0250.0200.0153nv0.0100.005板栗林下0.0000.00RosA0.29%0.0250.02020.0150.0105.0010.005.0010.005.0010.00Tab.3Effect of planting environments on yield and income of Perilla frutescens紫苏产量（kg/hm）紫苏梗板栗林下RosA 0.20%5.0010.005.0010.0015.0020.00分钟+RosA0.38%15.0020.00分钟RosA0.36%15.00分钟20.00表3不同种植环境对紫苏产量和收益的影响紫苏叶紫苏子紫苏梗紫苏叶6840.0013320.0038805.0028350.007020.0011595.0038670.0028 350.004275.006450.0024435.0014850.00郁闭度林下（郁闭度为0.2 0)种植时，紫苏叶、紫苏子和紫苏梗的产量和产值大于大田和四旁地。15.00分钟RosA 0.20%15.0020.00分钟RosA 0.20%25.0030.00四旁地25.0030.00大大田25.0030.0020.000.0050.000.00图2不同种植环境紫苏梗迷迭香酸含量色谱图Fig.2Liquid chromatography diagram of rosemarinicacid in Perillae caulis in different planting envi-ronments2.3.2种植环境对紫苏产量的影响植的紫苏其紫苏子和紫苏梗的产量从高到低依次为板栗林下、大田、四旁地；紫苏叶的产量从高到低依次为大田、板栗林下种植、四旁地（表3）。综上，黄土梁村板栗林下、大田、四旁地3种环境种植紫苏，板栗林紫苏子和紫苏梗产量最佳，紫苏叶产量最佳的为大田。板栗林下生长的紫苏光照比大田少，影响了紫苏叶的产量，但并未影响紫苏子和紫苏梗的产量，结合山区农村大田面积少的因素，运用生态种植技术时，板栗林下为最佳选择。产值/（元/hm）收益（元）(元/hm）25.0025.005.0010.00总产值种植成本（元/hm）10320.0010350.009.585.0030.00大田30.00四旁地15.0分钟20.0025.00黄土梁村种30.002024年第1期3结论与讨论在北京山区老龄化村庄一一黄土梁村运用生态种植模式种植紫苏，药材品质都达到且优于中国药典2 0 2 0 版的标准；不同种植环境的收益在9585.0010350.00元/hm；郁闭度为0.2 0 的板栗林下，播种量2 2.50 kg/hm，有机菌施肥量1800.00kg/hm的条件下产量高，品质优，综合收益高。黄土梁村土地资源少，林地面积相对多，因此利用该村的板栗林下的土地资源生态种植中药材，是增加收益的途径之一。林地的水源涵养功能是全球水资源循环的重要调节方式之一12 ，由于林木冠层、枯枝落叶层、土壤层等对雨水的截留吸收和阻滞作用，林地对延缓和减少地表径流的形成作用显著13，林地可以有效减少水土流失，具有水源涵养功能14.15。紫苏喜湿润、温暖，有一定耐涝性，病虫害少，易于栽培养护，对土壤要求不严，适合在北京山区老龄化村庄的林下种植。炎炎夏天，树冠也能降低林内温度。有研究表明紫苏种植在郁闭度0.20到0.7 0 之间的林下均能生长并有产量，且郁闭度在0.2 0 时产量最高16 。而本研究选择的板栗林郁闭度为0.2 0，经过试验，紫苏药材的产量、质量都高，与其他研究结果一致。山区农村土地资源少，且土地分散，农民增收困难，规模化机械化发展种植业困难重重。因此，选择适合的经济植物非常重要，可以充分利用零散的土地资源；同时，可以采用生态种植模式，如华北地区雨季套种，减少了灌溉设施的投入；选择乡土植物的适应性强、病虫害少的特性，无须使用农药；利用植物群落的优势，通过科学研究运用最佳播种量，减少杂草的生长。以上措施旨在尽可能少用劳动力，非常适合山区农村老龄化趋势的需求；由于劳动力投人减少，间接增加了经济收益，例如本研究中，黄土梁村种植紫苏的收益在9 58 5.0 0 10350.00元/hm之间，但是单位面积的人工投入每年至少减少了3次，间接增加了6 7 50.0 0 元/hm的收益，使得实际收益为16 335.0 0 17 10 0.0 0元/hm,较为可观。利用山区的林下土地资源和四旁地种植中药材，在保障粮食安全的基础上，让中满孜拉吐吉达等：北京延庆山区紫苏林下生态种植模式研究乡村振兴提供可靠可行的模式。参考文献：1王雪芹.农村人口老龄化现状及对农业经济的影响J.世界热带农业信息，2 0 2 1(11)：8 5-8 6.2 姜美荣.农村人口老龄化现状及对农业经济的影响J.现代农业科技，2 0 2 0（7)：2 35-2 37.汇3 J宋宇.历史时期紫苏的种植与利用研究J.信阳农林学院学报，2 0 2 0,30(4)：10 1-10 5.4初莉娅.紫苏及其食用方法.农业知识，2 0 0 9（2 3）：10.5贾凯慧.紫苏籽中紫苏油、迷迭香酸和蛋白肽的提取及应用研究D.哈尔滨：东北林业大学，2 0 2 2.6 钱锦秀，孟武威，刘晖晖，等.经典名方中紫苏类药材的本草考证J.中国实验方剂学杂志，2 0 2 2，2 8（10）：55-6 7.7 李明伟，金华.紫苏叶归肝经探析J.辽宁中医药大学学报，2020,22(12):86-89.8国家药典委员会.中华人民共和国药典MJ.北京：中国医药科技出版社，2 0 2 0：353-3549 国家卫生计生委办公厅.国家卫生计生委办公厅关于征求按照传统既是食品又是中药材的物质目录（2 0 13版）（征求意见稿）意见的函EB/OL.（2 0 13-0 7-12).h t t p:/w w 孔屏，高海英，程超，北方紫苏栽培技术要点J.特种经济动植物，2 0 2 2,2 5(5)：55-57.11刘丹，刘永慧.紫苏栽培和利用J.上海蔬菜，2 0 0 8（5）：115-116.12ELLISON D,MORRIS C E,LOCATELLI B,et al.Trees,for-ests and water:cool insights for a hot world.Global Environ-mental Change,2017,43:51-61.13窦增宁，胡夏嵩，刘昌义，等.模拟降雨条件下黄土区边坡植物护坡效应.人民黄河，2 0 18，40（3）：8 3-8 7.15GUIMARDES D V,SILVA M L N,CURI N,et al.Modelingof soil losses on a yellow Argisol under planted forestJJ.Flo-resta e Ambiente,2019,261):e20160292.16 林惠彬.保护地紫苏无公害栽培关键技术研究D.福州：福建农林大学，2 0 11.115药材回归山林的“家”，还能够为中国中医药事业稳定和可持续发展提供优质充足的中药材。综上所述，中药材的生态种植模式适合北京山区老龄化村庄，全国各地山区老龄化村庄也可借鉴，植物类型选择适合当地生态种植模式的经济植物，包括中药材、野菜、野果、野生观赏植物等。此种模式可促进当地农业增效及农民增收，促进社会和谐，为实现