北京市怀柔区科技计划项目“林下黄精资源保存、繁育及多糖提取 SHFZ2020-4”。
钟敏
百合科植物黄精(Polygonatum sibiricum Red.)是2020年版《中华人民共和国药典》规定的黄精药材基原植物,药用部位为根茎。现代研究表明,“黄精”主要有效成分为甾体皂苷、多糖、三萜、黄酮、生物碱、木脂素等,具有抗氧化和抗衰老、抑制老年痴呆和改善学习记忆、降血糖、扩张血管、神经系统保护、抗抑郁、抗骨质疏松、免疫调节、抗菌和抗病毒、抗肿瘤等作用,“黄精”及其制剂用于治疗糖尿病、冠心病、高血脂症、低血压、药物中毒性耳聋、白细胞减少症、慢性肾小球肾炎、慢性支气管炎、缺血性中风等多种病症。“黄精”药食同源历史悠久,《抱朴子内篇》记载:“凶年可以与老小休粮,人不能别之,谓为米脯也。”《食疗本草》“饵黄精,能老不饥”。唐代诗人杜甫曾曰:“扫除白发黄精在,君看他年冰雪容”。卫生部2002年颁布的关于既是食品又是药品的物品名单,卫计委2014年公布的《按照传统既是食品又是中药材物质目录》,都包括黄精,因此是食用安全的保健食材。黄精产品目前在市场上以鲜品、蒸晒等初加工产品为主,主要用于药膳和食品加工。随着人们健康的认识提高,对健康产业需求很旺盛。中药类保健食品契合了中药治未病和“大健康”发展的要求。黄精作为药食两用药材,很多地区民间使用广泛,而且口感甘甜,作为健康产品优势突出。
值得注意的是,黄精耐寒、耐阴,特别适合林下种植。《中国植物志》记载,黄精主产于黑龙江、吉林、辽宁、河北、内蒙古、陕西、宁夏、河南、山东等省区。宋仁宗于嘉佑三年(公元1058年)命苏颂等编撰《图经本草》,成书于1061年,该书指明燕山山脉的河北遵化林下的黄精为道地药材。
1 黄精在北京市的自然分布
根据《北京植物志》所述 ,黄精在平谷、怀柔、密云、延庆、海淀、房山、顺义、门头沟区均有分布,常见于林下、灌丛或山坡上。其中属于燕山山脉的密云、怀柔、平谷山区黄精储量较大。贾丹 测算了地处燕山山脉深处的喇叭沟门自然保护区主要药材蕴藏量及价值,发现黄精储量有1 320.22万株,达166.9 t。调查发现有数量较多野生黄精的乡镇有 :兴寿、霞云岭、琉璃庙、清水镇、密云镇、熊儿寨、新城子、石城乡、大华山等。这些乡镇的林下坡地都可以找到黄精踪迹。特别是在燕山山区阴坡密林下,在人群中扰动少的地点,多次发现黄精的大片分布。因此,黄精是营造复层、异龄、混交林的重要植物材料,并可以作为北京地区林下经济的重要品种。
2 野生黄精群落特征
2.1 北京燕山山区野生黄精
据调查,云蒙山鹅耳枥灌丛自然生长有大量黄精。鹅耳枥群落主要分布在清凉谷、京都第一瀑海拔400 m的阴坡、半阴坡,生长状况良好,覆盖度达0.09以上,伴生有荆条、山杏、大叶白蜡、小叶鼠李等,林下草本中,黄精所占比例很高。在北京密云大城子锥峰山 ,有侧柏—孩儿拳头+胡枝子+大叶铁线莲—披针叶苔草群丛,位于海拔330~500 m的东南坡。乔木层以侧柏为主,伴生有栾树、油松、臭檀、苦木、臭椿等,平均树高6.9 m,平均胸径16.6 cm;灌木优势物种为:孩儿拳头、胡枝子、大叶铁线莲,伴生荆条、葎叶蛇葡萄、南蛇藤、雀儿舌头、三裂绣线菊、小叶鼠李、叶底珠,平均高度2.6 m,平均盖度99%;草本层优势种:披针叶苔草,伴生狗尾草、黄精、裂叶堇菜、萝藦等,平均盖度30%。
分布在昌平大杨山、密云石城子等地的黄精,发现于海拔175~540 m的西南或东南坡,坡位中下,坡度15°~25°,为栓皮栎+槲树—荆条+孩儿拳头—求米草+草芦+黄精群丛。乔木层树种为栓皮栎和槲树,伴生有山桃、臭椿、蒙椴等,平均高度8.1 m,平均胸径12.2 cm;灌木优势物种为荆条、孩儿拳头,伴生有多花胡枝子、雀儿舌头、小叶鼠李,灌木层高度1.2 m,盖度75%;草本层优势物种为求米草、草芦、黄精,伴生大油芒、甘野菊、披针叶苔草、玉竹等,盖度20%。
生长于昌平大杨山的三裂绣线菊+孩儿拳头灌丛,位于海拔300~600 m的山地中坡,坡度平缓。灌木层优势种为三裂绣线菊、孩儿拳头,伴生有南蛇藤、雀儿舌头、一叶萩、小叶鼠李、荆条等,平均高度1.1 m,盖度88%;草本层优势种为披针叶苔草,伴生有穿山龙、斑叶堇菜、黄精、茜草、野青茅,平均盖度54%。在松山和喇叭沟门自然保护区,黄精也存在于以下4种群落中 :
1)油松—荆条—白莲蒿群丛,乔木层油松平均高度12.8 m,胸径13.48 cm,乔木层林冠郁闭度20%;灌木层盖度为80%,主要物种有荆条、枣树苗、绣球绣线菊、圆叶鼠李;草本层盖度30%,主要物种有白莲蒿、黄精、冰草、大丁草、线叶柴胡、北柴胡、紫花野菊等。
2)油松—荆条—般瑞唐松草+冰草群丛,油松平均高度11.8 m,胸径41.1 cm,伴生乔木有山杨、山杏、白榆等,林冠郁闭度65%;灌木主要物种有荆条、红花锦鸡儿、榆叶梅等,盖度60%;草本层总盖度50%,主要物种有瓣蕊唐松草、冰草、蓖苞风毛菊、黄精等。
3)核桃楸+五角枫—平榛—繁缕群丛,林冠层平均高度为13.4 m,平均胸径18.09 cm,伴生乔木有白榆等;灌木有平榛、齿叶溲疏、五角枫苗、小叶鼠李、山梅花和北京忍冬等,盖度50%;草本层有繁缕、披碱草、乌头、糙苏、水金凤、黄精等,盖度60%。
4)金露梅—披针叶苔草群丛,海拔较高,灌木层盖度30%,主要物种有金露梅和紫丁香等;草本层主要是披针叶苔草、萱草、银背风毛菊、瓣蕊唐松草、北乌头、黄精等,盖度60%。
2.2 北京太行山区野生黄精
北京西山属于太行山脉,诸如西部山区的百花山 、九龙山 、上方山 、妙峰山 都有黄精自然分布。在北京小西山区 ,有构树+刺槐-构树-求米草+多歧沙参群丛,可见于三炷香海拔540 m的东坡,坡度15°,郁闭度0.6,乔木平均密度为2 500 株/hm 2 ;林下灌木主要有构树、刺苞南蛇藤、刺槐、孩儿拳头、黑枣、荆条、栓皮栎、雀儿舌头、元宝枫等9种,密度为1~3 株/m 2 ;草本植物有求米草、多歧沙参、短尾铁线莲、黄精、乱子草、岐茎嵩、秋苦荬、隐子草、紫花地丁等10种,密度为10~30 株/m 2 。
同一区域的北京西山国家森林公园,荆条+小叶鼠李灌丛有黄精野生种群。在属于太行山脉的房山区蒲洼乡 ,有辽东栎+鹅耳枥—绒毛绣线菊—披针叶苔草群丛,分布于海拔950~1 100 m的阴坡或半阴坡,郁闭度0.2~0.7,辽东栎平均胸径12.5 cm,平均高度8 m,树龄30年。乔木层树种不多,伴生有鹅耳枥、山杨以及数量极少的大叶白蜡、五角枫。灌木层优势种为绒毛绣线菊盖度20%~40%,伴生植物有大花溲疏、答胡里胡枝子、大叶白蜡、照山白等。草本层主要是披针叶苔草,其他有苍术、穿山龙、东亚唐松草、北柴胡、掌叶半夏、展枝沙参、蓝萼香茶菜、玉竹、黄精等。
同处蒲洼乡1 000~1 100 m的阴坡和半阴坡,分布有辽东栎—大叶白蜡—披针叶苔草群丛,郁闭度0.7,辽东栎平均树高13 m,胸径25.8 cm;灌木层盖度20%,有大叶白蜡更新苗,以及雀儿舌头、大花溲疏、葎叶蛇葡萄、北京丁香、薄皮木;草本层中披针叶苔草占据绝对优势,另有三脉紫菀、穿山龙、北柴胡、多歧沙参、小红菊、一把伞天南星、远志、黄精等。
2.3 北京周边省市野生黄精
天津八仙山地处燕山山脉东侧 ,在鹅耳枥林有野生黄精分布,多位于海拔在720 m的阴坡和半阴坡或者沟底。平均胸径大约在11 cm,最大直径为17 cm,平均高度为7.2 m。郁闭度为0.28。混生有槲栎和丁香。灌木层高度1.1 m,主要有大叶白蜡、蚂蚱腿子、三裂叶绣线菊、小花溲疏、迎红杜鹃等。草本层主要有披针苔草、求米、草东亚唐松草、大油芒、黄精、玉竹等。
尾支
另外在天津八仙山槲栎林+鹅耳杨+蒙古栎—三裂叶绣线菊+胡枝子—北柴胡+披针叶苔草群丛有野生黄精;同样在八仙山的山杨林+大叶朴—大叶白蜡—求米草+野青茅也发现有黄精,并发现了栾树—大叶白蜡—黄精群丛。
在京西河北境内的小五台山 ,发现有白桦—六道木+榛—糙苏+瓣蕊唐松草群落,林下分布有野生黄精。该群落主要分布于海拔1 900~2 100 m的棕壤地带,枯枝落叶层很厚。群落总盖度为73%,乔木层盖度为57%,灌木层盖度为28%,草本层盖度为18%。乔木层以白桦为主要优势种,伴生有少量棘皮桦、北京花楸和硕桦等;灌木层优势种为六道木、榛,伴生有金花忍冬、圆叶鼠李、刺五加等;草本层中糙苏、瓣蕊唐松草为优势种,伴生有歪头菜、山尖子、短毛独活、藜芦、细叶沙参、绵团铁线莲、黄精等。
同在小五台的红桦+白桦—土庄绣线菊+小叶鼠李—莓叶委陵菜+宽叶薹草群丛也有很多黄精植株。在毗邻北京密云的河北兴隆 ,坐落着雾灵山主峰,生长有黄精的蒙椴+糠椴—毛榛+二色胡枝子—苔草+华北风毛菊群丛,分布于海拔800~900 m的阴坡和半阴坡,林下腐殖质层深厚,林地为典型山地棕壤。
同属雾灵山的东大石沟核桃楸群落分布有大量黄精。该群落位于海拔810~900 m的半阴坡,乔木层包括核桃楸、辽杨、裂叶榆等树种,平均树高12 m,郁闭度0.9;灌木层有小花溲疏、色木槭、刺五加等,最大高度为3 m,平均高2.6 m,盖度为30%;草本层有红升麻、东北天南星、口外糙苏、黄精等,最大高度1.1 m,平均高0.3 m,盖度40%。
3 黄精的林下配置技术
3.1 北京林下生态产业的必要性
2012年以来,北京市先后实施两期大规模造林工程,新增6.67 万hm 2 (100万亩)森林,面对大面积的新植林地的人工林养护工作,市、区财政每年支付占地补助1000~1 500 元/(667m 2 ·a),管护补助4元/(m 2 ·a),总计超过100亿元,从长远来看,将是各级政府巨大的财政负担。单纯靠政府无限投入的营林方式很难实现绿水青山就是金山银山,生态产业化才是北京生态保护事业可持续的可靠途径。
3.2 黄精在林栽培的可行性
首先,黄精是北京地区的乡土植物,耐阴又耐寒,非常适合在北京地区林下生长。调查发现,黄精之所以在北京分布广泛却总量不多,原因在于黄精味道甘美、历来为药食文化和养生文化所推崇,北京很多地区有对黄精养生的深刻认知,所以采挖黄精很普遍,造成了到处曾今有黄精而眼下却很少的局面。事实上,黄精和玉竹的生长环境极为相似,笔者在北京山区调查时曾多次遇到采药人,留下玉竹挖走了黄精。
其次,从林下黄精产品销售来看,黄精在健康食品上应用十分广泛,根据国家食品药品监督管理总局数据查询,黄精用于增强免疫力、缓解体力疲劳的223个,辅助降血糖、辅助降血脂的49个,延缓衰老的15个,改善睡眠的9个,辅助改善记忆的8个,增加骨密度的7个,对化学性肝损伤有辅助保护作用的7个,改善营养性贫血的3个,抗氧化等的9个。黄精甘甜、适口性好,且具独特的风味,民间广泛烹制“黄精食品”、黄精菜肴、黄精药膳,如黄精酒、黄精煨猪肘、黄精炖鸭、炖黄精、黄精馒头等,在东南亚及日本、韩国等国也有广泛的应用。因此,销路不成问题。
3.3 黄精林下配置探析
调查表明,黄精在北京山区地带都有自然分布,尤其以燕山山区保护较好的林区资源量较大,单位面积频度较高,如雾灵山自然保护区黄精资源达83万株。
黄精自然分布的森林群落主要是油松林、辽东栎林、鹅耳枥林、栓皮栎林、槲树林、核桃楸林、栾树林、蒙椴林、糠椴林、侧柏林、白蜡林以及荆条灌丛等。北京地区海拔800 m以下低山区域自然植被主要为栓皮栎林、槲树林或油松栎类混交林。参照《北京城市森林建设树种选择导则》(2019-10-21),这些树种也是北京市近年来主要的造林树种。构建黄精林下配置模式如下:
群丛Ⅰ 油松7+元宝枫3—荆条10—黄精6+百合4 郁闭度0.4~0.6
群丛Ⅱ 栓皮栎6+槲树4—多花胡枝子5+荆条5—黄精8+黄花菜2 郁闭度 0.5~0.7
群丛Ⅲ 油松6+栓皮栎4—刺五加7+木本香薷3—黄精10 郁闭度0.5~0.7
群丛Ⅳ 栾树5+栓皮栎5—金银木6+短柱五加4—黄精10 郁闭度0.4~0.6
群丛Ⅴ 大叶白蜡8+槲树2—美蔷薇7+红瑞木3—黄精7+轮叶贝母3 郁闭度0.3~0.7
群丛Ⅵ 油松10—美蔷薇10—黄精10 郁闭度0.5~0.8
相关研究表明 ,黄精光合作用特点突出,作为耐阴植物,其光补偿点的光合有效辐射小于8 µmol/(m 2 ·s),而同时光饱和点的光合有效辐射强度近1 000 µmol/(m 2 ·s),西北农林科技大学的研究结果与本课题组在北京怀柔前辛庄的三种试验林下的黄精光合作用测定基本一致。因此其适应光照强度的幅度较为宽泛,但是强光下时间久容易发生光抑制,因此适合在林下或林窗栽培。
黄精根系分布较浅,多在0~15 cm土壤中,初期主要分布在0~7.5 cm土壤中,土壤紧实度对黄精生长影响显著 。所以林下疏松的腐殖质层最适宜黄精根系生长,这一点在本课题组大华山镇老象山风景区和兴隆雾灵山调查中得到证实。总体说来,黄精对土壤要求较高,在土层深厚、疏松肥沃、排水和保水性能较好的土壤中生长良好,主要为棕壤土、砂质土和腐殖土,土壤的pH值为6.1~7.0。所以,林龄不长、林下腐殖质层薄的林地,需要掺入腐殖土或草炭土来改善土壤理化性质,使得土壤容重小于1.10 g/cm 3 、有机质含量高于5%并且呈现微酸性。栽植密度以株行距35~30 cm为宜 ,林下栽培需要减去乔灌木占用面积,单位面积林地黄精栽培密度为45 000 株/hm 2 。