植物生长调节剂在中药材种植方面的应用现状及其对中药材质量和产量影响的研究进展

韦飞扬1 杜伟锋2 吴杭莎1 吕悦1 葛卫红2 李昌煜1

1. 浙江中医药大学药学院

2. 浙江中医药大学中药炮制技术研究中心

摘要：植物生长调节剂是一种由人工合成的具有植物激素活性的化学物质，影响着植物的生长发育和繁殖，在水果、花卉等生产领域作为高效的技术存在。作为如今农业科学提高产量的手段，植物生长调节剂在中药材领域同样有着积极作用。文章主要列述了植物生长调节剂在中药材种植方面的应用，概述了部分植物生长调节剂在中药材产量和质量方面的研究，为中药材安全有效地使用植物生长调节剂、保障中药的用药安全提供科学依据和有益参考。

植物生长调节剂是一种具有植物激素活性的人工合成化合物，主要用于调节植物生长发育、改善作物品质[1,2]。植物生长调节剂调节的机制是通过调节植物的基因表达，从而使植株外型等不同。植物生长调节剂的应用遍布在各个方面，从果蔬粮食到花卉园艺，逐渐成为重要的技术手段[3]。我国从20世纪80年代就开始在中药材的种植上应用植物生长调节剂，对改善中药材的质量和产量起到一定的推动作用。但不同于其他植物，中药材对其有效性和安全性的要求也更严格。种植过程中植物生长调节剂的滥用和误用，导致中药材的质量成为需要关注的话题[4]。本文重点综述了植物生长调节剂在中药材种植方面的应用现状及其对中药材质量和产量影响的研究，为未来中药行业良好健康发展、种植时合理使用植物生长调节剂提供参考和基础。

植物生长调节剂的概述

天然植物激素和植物生长调节剂是与植物生长发育息息相关的植物生长物质，其中天然植物激素又称内源激素，是由植物内部自身产生的具有调节自身生长发育作用的化学物质；植物生长调节剂是人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质[5]。与传统的栽培方式相比，植物生长调节剂的使用在提高作物质量和产量方面发挥了一定的作用。

植物生长调节剂的分类

植物生长调节剂根据生理功能可分为植物生长促进剂、植物生长延缓剂和植物生长抑制剂3类。

1. 植物生长促进剂

植物生长促进剂可以促进植物细胞分裂、分化和伸长，促进植株生长发育，如生长素、赤霉素和细胞分裂素等。李冬杰等[6]运用优化植物生长促进剂配比设计，发现不同植物生长促进剂均对半夏试管微型种茎诱导、萌发和成苗有促进作用，且探究出其最佳浓度的培养基。

2.植物生长延缓剂

植物生长延缓剂是一类具有抑制植株茎部近顶端细胞分裂、分化和伸长的化合物，如矮壮素、多效唑、缩节胺，它阻碍了作物体内赤霉素合成，引起植物矮化，缩短茎节，往往抗倒伏能力强，同时也增加植株地下部分的产量和比重[2,7]。

3.植物生长抑制剂

植物生长抑制剂是指具有抑制植株顶端分生组织生长的作用，使植物丧失顶端优势的一类天然或人工的合成物[8]，如脱落酸、水杨酸、三碘苯甲酸、马来酰肼等。目前植物生长抑制剂多用于种质的离体保存[9,10]。

植物生长调节剂在中药材种植上的应用

1. 影响种子休眠，促进出苗

种子休眠指的是生长条件适合有发芽活力的种子但不能按期发芽的现象，对种子能在恶劣的环境下存活具有一定的保护作用，但在中药材种植过程中需要种子快速出苗，缩短生产周期，以获取高效益[11]。刘笛[12]采用完全随机和回归正交设计发现，吲哚乙酸、赤霉素和6-苄氨基嘌呤都能提高关苍术的发芽率，同时正交设计发现，吲哚乙酸50 mg/L+赤霉素50 mg/L处理为有效提高发芽率的最优生长调节剂组合。邹仁双[13]发现赤霉素150 mg/L和6-苄氨基嘌呤100 mg/L浸种能显著提高杜仲种子的发芽率。吴沿胜[14]发现脱落酸合成抑制剂氟啶酮能打破宁前胡种子休眠，同时也发现了赤霉素浓度过高则会阻碍宁前胡种子萌发。以上研究说明一定浓度的生长调节剂能有效地打破药材种子休眠期，促进种子萌发，缩短育种周期。

2. 促进生长发育

刘龙元等[15]采用不同浓度的3种植物生长调节剂对苦参幼苗浸泡处理，测定地上和地下部分各种农艺性状，发现50 mg/L生根粉浸泡12 h处理后地上部分和地下部分的生长状况差异明显。某些植物生长促进剂对铁皮石斛[16]、药用百合[17]、甘草[18]的株高、干物质重量、根长等性状可产生一定的影响，对其幼苗幼芽起到促进生长的作用。以上研究表明，在中药材的种植过程中，植物生长调节剂可以有效地影响植株的生长发育，缩短中药材的培育周期，提高药材的产量。

3. 矮化植株，增强抗性

药用植物在生长发育过程中会受到恶劣环境的影响，如高温和低温、病虫害、盐碱地、干旱等，对作物的产量和药用价值造成巨大损失[19]。药用植物主要通过植物激素和遗传性来适应逆境，环境的变化会导致植株内部激素活性和含量发生波动，以适应新的环境[20]。潘瑞炽等[21]认为植物体内产生的脱落酸是植物产生抗逆性的原因之一。因此，喷施植物生长调节剂可以作为增强植株抗逆性的一种方法。张秀伟等[22]为解决贵州薏苡植株高而易倒伏问题，探究了3种植物生长调节剂对薏苡植株的矮化效果，发现喷施3种调节剂后，薏苡植株均有一定的矮化效果，提高了薏苡的抗倒伏能力。同样，为了减少苎麻的倒伏现象，曾维爱[23]建立了各植物生长调节剂的抗倒指数数学模型，通过3类不同效应分析得出烯效唑对抗倒指数有显著正效应，同时实验筛选获得复合生长剂的优化配方（赤霉素20.00 mg/kg，烯效唑15.90 mg/kg，抑芽敏357.00 mg/kg）。

肉苁蓉在栽培中产量很低，不利于其生产和广泛使用，但通过对其寄主植物梭梭合理矮化密植，可有效提高肉苁蓉的产量。赵永华等[24]筛选出用缩节胺和多效唑的复合配方可有效使梭梭矮化，达到密植目的。李凯荣等[25]用不同浓度的油菜素内酯对侧柏处理后发现，该调节剂能提高侧柏苗木的抗旱性。

低温能破坏植物内质网结构，降解叶绿体，使细胞内线粒体和核糖体的数目减少以及pH值发生变化。植物生长调节剂能调控植物体内相关物质的合成，增强植物抗寒能力，缓解冷害威胁[26]。山茱萸在引种过程中常面临冬季越冬栽培的问题，朱芹等[27]配比混合2种植物生长调节剂（多效唑和6-苄氨基嘌呤），用其喷洒山茱萸后，可溶性糖和脯氨酸含量显著升高，这两种物质与植物抗寒性呈正相关。以上研究说明，使用部分植物生长调节剂能改变植物的生长性状，以适应新的生长环境。

4. 影响中药材种植环境

植物生长调节剂一方面对植物生长发育具有促进作用，增加产量和效益，但另一方面由于植物生长调节剂误用和滥用的现象日益普遍，反而对药材的疗效和安全产生许多威胁。植物生长调节剂在施用后，除了有一部分被植株所利用，还有一部分被分解残留在土壤中。研究[28]表明，多效唑和烯效唑具有相似的生理作用，但其活性和对土壤的污染具有一定的区别，多效唑具有二次控长作用，采收后，对以后种植的植株作物的生长会产生影响，而烯效唑比多效唑更易分解，二次控长作用小。

植物生长调节剂对中药材质量和产量的影响

1.提高有效成分含量

有效成分是中药发挥疗效的决定性成分，而部分植物生长调节剂能有效地提高中药材中有效成分的含量。油菜素内酯是第六大类植物激素，对植物在细胞生长、维管发育、胁迫反应等方面起着重要作用[29]。池剑亭等[30]发现油菜素内酯能有效地调控青蒿素合成基因，从而增加青蒿素的合成。乔晶等[31]通过对甘草喷施油菜素内酯，利用HPLC检测其7种甘草成分含量，发现除异甘草素外，其他6种成分均比对照组显著提高。用不同浓度的芸苔素内酯喷洒生长期的三七植株，三七皂苷R1的含量显著提高且增幅明显[32]。药用植物川白芷在中等浓度青鲜素喷施下，异欧前胡素与欧前胡素含量均有所提高[33]。经缩节胺调节剂喷施的黄芩根中黄芩苷和总黄酮的含量较对照组明显增加[34]。除此之外的一些植物生长抑制剂反而会降低中药材中的有效成分，其原因可能是抑制了植物体内相关酶的活性或相关物质的合成，如水杨酸[35]、矮壮素[36]等。

2.提高中药材产量

合理地使用植物生长调节剂，不仅能促进植株根系生长，提升以根入药的药材品质，而且能促进籽粒灌浆和增加千粒重，以达到高产的目的[37]。张亚琴等[38]通过二因素随机区组试验得出：除甲哌鎓外，一定浓度的多效唑和烯效唑能增加麦冬干物质产量，施用烯效唑的麦冬总糖含量也有明显增加。李曼等[39]发现用4种不同的植物生长调节剂喷施怀牛膝均可使怀牛膝增产，且当氯化胆碱+萘乙酸喷施3次时牛膝增产最佳。韩树等[40]发现3种植物生长调节剂对金银花产量有明显的提高作用，其中缩节胺促进金银花增产最明显。近年来，“壮根灵”类植物生长调节剂在道地药材的道地产区有广泛的应用，如麦冬、泽泻、丹参、当归等，都能有效地促进药材的产量，但滥用的情况比较严重，难以保证药材的有效成分含量达标[41,42]。因此，合理应用植物生长调节剂可以作为提高中药材产量的重要途径之一。

小结与展望

近年来，中药制药行业所需药用资源日益紧缺，给中药材的种植带来一定的生产压力，野生中药材已满足不了生产所需，需要向人工种植进行转变[43,44]。植物生长调节剂的使用给中药材的种植缓解了压力，减少了药农劳力，提高效率，但同时也是一把“双刃剑”。部分植物生长调节剂在以提高产量为目的使用时，难以保障中药材有效成分含量的稳定，不能达到临床用药标准，表现为“量高质不高”的现象，需要将各类植物生长调节剂的使用浓度控制在一定范围内或多类生长调节剂合理混配使用，在控制浓度的情况下还需注意施药的体积和次数、施药时期、施药方法等，结合具体情况具体分析使用，满足栽培需求，以期既能增产，又能保证原有有效成分含量甚至有所提高，获得生产最高效益。

目前我国中药材生产质量管理规范禁止使用植物生长调节剂，植物生长调节剂在药用植物方面也没有有效注册，但市场上部分植物生长调节剂又作为成分混入农肥中进行使用，如壮根灵等，所以难以对植物生长调节剂的使用做到有效控制。种植药材时滥用和误用植物生长调节剂，会导致对环境和作物有一定的残留。因此，完善规范制度，如调节剂的用量和种类、使用时期的不同、与其他技术联合使用，对植物生长调节剂的正确应用和用药安全有着积极的意义。

在完善规范制度的同时，对植物生长调节剂的科学研究也是探索其未来发展的重要一环。对植物生长调节剂的研究首先是对植物生长发育、药材产量、药材有效成分含量的影响，使用植物生长调节剂前需通过试验明确对药用部位中有效成分的影响；其次是对残留在药材上的植物生长调节剂的检测，保障用药安全。此外，原药材表面的毒性和重金属等也是威胁药材质量的重要因素，需要有效、安全、简便的技术方法和灵敏准确的检测仪器来检测，为正确安全使用植物生长调节剂增加科学性参考。

因此，应科学、规范地使用植物生长调节剂，积极推动中药材生产质量管理规范的完善，同时开发检测的新技术、新方法，为中药产业的健康发展打好坚实基础。