三七的种植及采收加工现状

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　　摘要：三七是我国名贵中药材，在不同领域有着广泛的应用，其食药价值的发掘，使得其得到越来越多的学者研究。三七产业发展前景良好，为了更好地合理开发和利用，因此，本文综述了近十几年来三七品种选育、种植选地、病虫防治、采收加工等方面的研究状况，并提出三七产业在今后发展的一些建议，为三七进一步的开发研究及应用提供参考依据。
　　关键词：三七;种植;采收;加工
　　中图分类号： S567.23+6.04;S567.23+6.09文献标志码： A
　　文章编号：1002-1302（2020）04-0041-05
　　收稿日期：2018-10-29
　　基金项目：国家自然科学基金（编号：81660701）;国家中医药管理局课题（编号：2YB2H-C-9X-09）;广西自然科学基金（编号：2016GXNSFAA380148）;广西高校中药提取纯化与质量分析重点实验室基金（编号：桂教科研〔2014〕6号）。
　　作者简介：阙祖亮（1991—），男，广西博白人，硕士研究生，从事药物质量控制研究。E-mail：wjc2553@163.com。
　　通信作者：陈 勇，教授，硕士研究生导师，从事中药及其制剂质量分析研究。E-mail：cy6381@163.com。
　　三七[Panax notoginseng （Burk） F.H.Chen]，五加科（Araliaceae）人参属多年生草本植物，别称金不换等，是我国名贵的中药材，也是很多中成药的主要原料之一。常以根和根茎入药，具有活血化瘀、消肿止痛的功效，对治疗跌打损伤、外伤出血等症状有较好功效[1]。地道药材三七主产区位于云南省和广西壮族自治区[2-3]，在广西有悠久的历史，当地人习惯称三七为”田七“，常在海拔400～1 800 m 的人工坡或森林下种植。由于三七具有较高的药用价值，其市场前景非常广阔，市场需求增加，供应短缺，且目前三七药材的供给大部分来源于培植，野生三七资源相当匮乏。人工栽培三七已经有400多年历史[4]，三七的原产地云南文山州，是该地区的支撑产业。目前，随着产业规模的不断扩大，三七种植业面临着众多挑战。本文综述了三七品种选育、种植选地、病虫防治、采收加工等方面研究状况，并对今后三七种植加工和产业发展作了一些展望。
　　1 三七的种植
　　1.1 品种选育与等级研究
　　种子的质量是三七品质的源头保障，种子质量参差不齐，对药材的产量以及质量影响极大。云南文山三七研究院和文山苗乡三七公司建立的三七种质资源圃，为三七新品种的选育提供硬件支持。张金渝等通过分析不同三七选育品系的遗传变异分化程度，并据此设计和开发17对EST（表达序列标鉴）-SSR（简单序列重复）引物，大大缩短了育种周期[5]。还有研究报道利用药用植物DNA标记技术辅助育种，提高选育率，为三七的品种选育提供了理论支持[6-8]。韩春艳等参照农作物种子质量分级标准，制定了三七种子质量分级标准，为鉴定种子以及检验提供保障[9]。
　　1.2 种子前处理
　　挑选出高大的、茎秆粗壮的健康母株，科学管理，细心照料，到11月左右选择前2批饱满、健康的果实（红色籽）留种[10]。经过保存后的种子在播种前还要经过挑选，剔除霉变的种子，再消毒即可播种。
　　1.3 选地
　　文山州地处低纬度高原地区[11]，冬暖夏凉，热量丰富，雨量集中，為三七的种植提供了比较优越的自然环境。种植三七对土壤、气候环境等要求比较苛刻，在土地的选择上尽量选择背面阴凉的缓坡地，坡度在5°～10°较佳，太陡水土流失严重，平原排水不佳。三七喜欢生长在土层深厚而肥沃的土壤，属于喜阴植物，在温暖潮湿的条件下长势较好。三七忌酷热，喜温凉，一般栽培于海拔1 500 m左右的山地上，对土壤的要求相对于其他中药材来说没那么苛刻，土壤的最佳pH值为6～7[12]，富含腐殖质的疏松沙壤土土质最佳，土壤含水量要求在25%～30%之间。正是由于三七这样的特殊要求，很多地方都不适合栽培三七，这也正是三七价格普遍偏高的原因之一。杨春艳等为此建立了一种基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）结合光谱检索的三七种植土壤类型鉴别技术，为三七品质鉴定提供了快捷、方便的途径[13]。这种技术的推广，对药农种植选地有一定的帮助，但是对于居高不下的价格还是没有实质性的作用。
　　1.4 园地建设
　　三七是一种喜阴植物，所以在栽培三七时要搭荫棚。荫棚的高度一般在0.9～2 m之间，多为平顶式，在荫棚的四周用篱笆围起来。在遮阴棚设置多个园口，方便对园内气候进行调节。搭建荫棚的材料一般选用三七专用的遮阳网，也可以用树枝、秸秆等材料。崔秀明等研究发现，荫棚的透光率在7%～12%时栽培三七最佳[14]。如果透光率超过30%，产量就会明显下降，高透光已经超出了三七对光照的承受极限[11]。有经验的药农会根据三七的长势适当调整荫棚的透光率，以获得更高产量。
　　1.5 播种和放苗
　　在将种子消毒之后，一般在12月到翌年1月播种，按照株行距5 cm×6 cm进行播种，因为三七属于密集型种植，主要以手工播种为主，劳动强度大[15]。高筱钧等研究设计了一种气吸滚筒式精密排种器，这种精密的排种器有望能有效解决三七机械化精密播种的问题[16]。
　　1.6 影响种植的因素
　　目前三七的栽培大多采取育苗移栽的方式，通常会选取1年生的三七的根来作种苗[17]。云南文山州的三七种质较佳，栽培户都会选取文山州的种苗来种植三七。
　　在三七不同的生长周期中，其所需要的温度、光照、湿度、土壤等都会有差异，种植户会根据其生长规律，在温度适宜、日照时间变化稳定的区域种植三七，这样有利于三七皂苷的积累。 　　1.6.1 光照影响
　　光是植物生长的重要因子之一，植物生长发育离不开光，王朝梁等研究发现，长日照而低光照度的条件对优质三七的形成十分有利，1～3 年生的三七对光照度的需求各不相同，呈逐步增加的趋势，1～3年生的三七通常需要光照度8%～12%、12%～15%、15%～20%。
　　1.6.2 土壤影响
　　除了光照影响以外，土壤对种植三七也是一个非常关键的因素，土壤环境的质量直接影响三七的药材道地性。除了酸白泥土和黏重土不适合种植以外[20]，其他土壤均可以种植三七，但并不一定是最合适的种植土壤类型。土壤类型不同，使得三七皂苷的含量也不尽相同，在火山岩红壤种植的三七的皂苷含量最高[21]。N、P、K这3种元素是三七生长的主要营养元素，崔秀明等研究发现，通过合理使用N、P、K肥可以提高三七的产量[21]。
　　1.6.3 温度影响
　　三七是一种喜阴植物，对温度十分敏感，而云南省文山州地处低纬度地带，冬暖夏凉，为三七的生长发育提供了适宜的气候。出苗期三七的适宜温度为20～25 ℃，土壤温度宜为10～15 ℃，持续低温会冻伤三七种苗。在三七的生长期，适宜生长温度在20～25 ℃，土壤温度15～20 ℃[22]。
　　1.6.4 湿度影响
　　在三七的生育期，對湿度的要求较高，要求保持25%～40%的土壤水分才能正常生长，园内相对湿度在70%～80%[23]。在雨季的5—10月完全可以依赖大气水分，而在其他月份须要人工浇灌，维持湿度。
　　1.7 三七连作障碍
　　由于中药材的道地性，限制了三七的种植面积。三七连作栽培往往会加剧病害，造成产量降低，影响药材的品质。如何克服三七连作障碍，是提高三七药材产量与品质的关键。
　　三七的连作障碍与土壤微生物群落结构变化有着紧密的联系，杨建忠等研究了三七连作障碍的发生机理，发现导致三七连作障碍的4个方面的原因分别是土壤的理化性质恶化、微生物群落演变、土壤酶活性的下降和根际自毒物质的积累[24]。
　　杨建忠等还研究了轮作时间对三七的生长影响，发现轮作年限越短，三七出苗率越低，并且根腐病越严重，延长轮作年限，三七出苗率和存苗率会相应提高，根腐病发病率相应降低[25]。
　　1.8 病虫防治研究
　　由于三七生长在温暖潮湿的环境中，很容易受到各种有害生物的危害，陈昱君等对文山三七种植基地的病害进行调查鉴定时发现，常见的三七病害种类有细菌性根腐病、立枯病、三七炭疽病和三七黑斑病等18种侵染性病害[26]。目前制约三七发展的最严重的病害有6种，即植株黄化枯萎型根腐病、黑斑病、圆斑病、灰霉病、疫霉病和白粉病，其中根腐病一直是最严重的病害。董弗兆等研究发现，三七的根腐病跟土壤带菌、种苗带菌以及气候条件有关[27]。陈昱君等认为，三七的根腐病跟海拔、土壤类型、轮作年限、前茬作物等因素有关[28]。在郝庆秀等的调查中发现，三七普遍存在根腐病和黑斑病，而田间管理人员都能及时除去，并防止其蔓延[29]。在防治方面，许多学者做了大量的研究，陈昱君等用杀菌剂福镁双、叶枯宁和多菌灵按一定的比例混合拌种、拌苗，并使用98%大扫灭可湿性粉剂熏蒸土壤，发现对三七的根腐病有明显的防治作用[30]。
　　1.9 三七种植管理及其中药材生产质量管理规范（GAP）
　　三七种植周期比较长，管理尤其重要，三七种植的管理方法分为田间管理和季节管理[31]。在田间管理方面，主要有除草和培土工作，由于三七根系分布较浅，为了保护根系，应当掌握好种植的深度，及时除去杂草，在除草的过程中若发现根系裸露地表，应该及时覆盖土壤。根据湿度要求，在气候干燥时期淋水，要做好排水工作，及时将土壤中多余的水分排出去，防止积水给根系带来不良影响。在季节管理方面，春季要做好抗旱防火工作，夏季做好追肥防虫害等工作，进入冬季要做好荫棚修整、清扫园区、消毒等工作。
　　随着科学技术的不断进步，农业现代化被越来越多的人所接受，大大提高了生产效率。传统的种植大棚是人工监控，王继堂等设计了一款基于“3G”无线通信的现场环境控制器，能实现远程监控，大大减少了人力成本[32]。
　　由于传统栽培缺乏规范的生产质量控制标准，在一定程度上制约了三七产业的健康发展，为了规范栽培技术，云南文山州等种植基地根据国家GAP要求，建立了多个三七GAP种植基地。目前三七的GAP研究以及质量评价主要集中在HPLC指纹图谱、干物质的积累规律、有效成分的变化规律等几个方面[33]。2015年我国中药材GAP建设浪潮上升，三七种植业利用这一趋势，加大三七GAP基地建设力度，引进人才，科学种植;种植户管理更加精细，操作规范，从此三七GAP基地建设进入标准化管理正轨。
　　2 三七的采收
　　2.1 采收季节
　　三七的采摘时间通常分为2段，若是不留种的园区通常在9—10月采摘，若是留种的园区通常在12月至次年1月开始采摘。
　　三七根据采收不同的季节分为“春七”和“冬七”，春天采收的三七根部比较饱满，质量比较好，冬天采收的三七相对松软，质量稍差。不同的采收时间对三七的皂苷含量有一定的影响，三七一般在春秋季节采收，在8、9月采收的三七皂苷含量高[34]。
　　2.2 采摘方法
　　在通常情况下，一般会选择天气晴朗的日子采摘，使用竹木棍撬挖、钉耙收挖等方法，如果碰到土壤过于坚硬的，可以淋水后，再隔2天采挖。在采摘过程中避免伤害到三七的主根。于进川研制了悬挂式三七挖掘收获机，大大改善了传统手工收获方式效率低下的情况，机械化生产是未来种植业发展的必然趋势[35]。
　　2.3 采收及商品规格 　　采收回来的三七根据个体大小分为13个等级，一等为20头，即每500 g在20个以内，30、40、60、80、120头等依次计算[36]。虽然三七被人为地分为这么多个等级，但并不代表三七药材的优劣，秦雪梅等报道了不同商品规格三七药材的质量，仅从个体大小不能鉴别药材的优劣，薄层鉴定是最简单有效的方法[37]。
　　3 三七的加工
　　3.1 清洗
　　采收回来的三七，表面会沾上很多泥土，首先清洗其表面的泥土，后面再分类加工。块根的加工顺序是分选—清洗—修剪—干燥—抛光—分级;廖增强等研发了有机三七清洗设备，有效保证了清洗加工之后三七的质量，满足工业化规模化生产的需要[38]。任双燕针对块根加工存在的问题，研制了三七果实去皮机，有效降低人力劳动强度，提高去皮效率[39]。
　　以往三七采收之后并不清洗，直接采根晒干，或者一边晒一边打磨，这样的加工方式对三七的品质影响很大。农药残留、重金属超标等问题一直影响中药材的品质，对临床用药安全和药材销售构成了很大的影响。三七农药残留、重金属超标等问题[39]跟土壤污染、使用的化肥、加工的方式等种种因素有很大的关系。陈骏飞等研究发现采用新鲜三七趁鲜清洗比采用干制后三七再清洗的效果更优，特别是在重金属去除方面[40]。
　　3.2 干燥
　　3.2.1 传统的干燥方式
　　干燥是保障三七品質的重要措施，干燥程度直接影响三七的质量。按照以往做法，三七采挖时期随处晾晒不但对环境造成污染，还影响环境美观;还有自然晾干的方式，将采收的三七白天放在日光下晾晒，如遇到阴雨天气，则放置室内，夜间收回;或者木炭烤干，即将采收的三七放在木炭的架子上烘烤，温度不宜过高。
　　3.2.2 太阳能大棚干燥
　　太阳能大棚干燥技术得到的三七的皂苷含量最高[41]，但是在加工过程中，受天气影响最大，加工过程中比较耗时间，但是从能源，环境角度来考虑，太阳能大棚干燥技术却是最佳的加工方式。
　　3.2.3 热风干燥和微波干燥
　　由于热风干燥操作方便、低能耗，区焕财对三七热风干燥试验做了相关研究，提出了热风干燥优化方案，改善传统晾晒三七的方式，解决因天气原因而不能顺利加工三七的问题[44]。除了热风干燥，还有一种新的方式——微波干燥。杨海峰等发现，三七切片厚度为0.45 cm，火候为中火，加工出来的三七品质比较优良[45]。
　　3.3 加工技术
　　3.3.1 冷冻干燥技术
　　三七药材中含有很多皂苷、氨基酸、挥发油等有效成分，而且大多是容易受热分解的成分，如果使用传统的方法来干燥三七，操作不当就会引起有效成分的分解，从而降低药效。因此，有学者将先进的冷冻干燥技术引入到三七的加工中来。真空冷冻干燥技术是20世纪新兴的一种物质脱水干燥工艺。
　　3.3.2 冷冻真空法加工
　　三七含有很多的皂苷和挥发油等有效成分，加工时受热容易被破坏掉，这样加工出来的三七成品有效成分的含量就会降低很多。孟芹等采用冷冻真空法加工干燥的三七，以三七总皂苷含量为指标，得到了最佳的冷冻加工方式，在冷冻-25°、排针、微波灭菌和真空包装的条件下，保持了三七的新鲜外观，药材饱满美观，有效成分接近鲜三七，含量比传统的方式还高[46]。
　　3.3.3 超微粉碎技术
　　超微粉碎技术是指利用机器或者流体途径将物料颗粒粉碎到微米级别甚至纳米级别的一个过程。这样的微粒表面具有独特的物理和化学性质[47]，运用现代超微粉碎技术加工中药材，可以将中药材粉碎到粒径为0.1～75 μm的颗粒，药物的细胞壁完全被打破，使得药物能够以微粒的形式存在，极大地增大药物粉体的比表面积，提高药效，节省中药材资源。胡原相应也建立了三七超微粉的质量标准，可用于控制三七超微粉的质量。
　　3.4 包装和储藏
　　初级加工后的三七成品必须用干净的、干燥的、没有异味、无污染的容器包装，并且该容器如麻袋、纸箱等不能污染产品。在包装上注明产品名称、产地、毛质量、生产日期、执行标准等。包装好的产品必须单独储藏在干净、通风、无污染的仓库中，注意仓库的温湿度。三七比较容易储藏，但是不能久贮，每半个月检查1次，定期翻晒，防霉防虫。
　　4 展望与建议
　　三七产业作为云南文山的支撑产业之一，应加快文山州三七加工企业的发展，充分发挥政府的引导作用，提高三七加工企业的生产和管理水平，抓住当前大学生毕业就业难的机会，动员企业组织见面会，积极引进相关专业的毕业生。积极组织文山州内机关事业单位经营管理人才深入企业挂职扶持，帮助企业提升市场竞争力，开办培训课程，培养相关技术人才，为三七企业源源不断输送人才。在三七的加工过程中，技术这一环节制约着企业的发展，政府应该在这方面制定相应的政策，出台并完善产学研相结合的机制，促进企业技术创新，并给予一定的资金支持，鼓励企业增加研发投入，打造自己的核心竞争力。重视资源的整合与利用，建立完善的三七加工质量安全标准体系，做好招商引资工作，集约利用土地资源，按照标准建立厂房，打造一个高科技三七产业园区。
　　文山三七研究院和国内院校有着丰富的教学资源，充分利用这些资源，加大规范种植培训力度，有目的、有计划、有步骤地开展三七规范化种植培训活动，切实提高种植户的种植水平。
　　实施品牌战略，提高市场竞争力，政府制定相关发展规划，建立并完善品牌评价体系，积极鼓励和引导企业走品牌扩张发展道路。
　　5 结束语
　　三七作为我国重要的中药材，已有数百年的栽培历史，在实际操作中已经积累了一整套完整的栽培技术模式。新品种的选育是整个环节中最重要的，分子生物学技术的应用加快三七的育种进程，虽然已经开展了一些研究，但仍未形成一个完整的体系。种子的选育为后面解决连作障碍提供有效的途径，连作障碍的问题得不到解决，种植业发展将面临严重的挑战。 　　在病害防治研究方面，目前除了根腐病相对难根除以外，其他病害基本上能得到相应的有效防治，但是由于连作障碍的影响导致栽培区变化，新的病害总会出现，研究重点应该是寻找合适的物理方法降低病害，尽量降低农药的使用，找出连作障礙的发生机制。
　　在机械化方面，在实际中有广泛的应用，采取科学的管理方法，机器的效率比人工的效率更高，采用机械化管理，这样能够达到高产稳产的效果。
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