物理農業工程技術在南藥發展中的應用現狀

周勁松+趙東興+陳林楊

摘 要 近年來，物理農業在我國北方地區受到重視，并在一些農業產業投入和運用，其技術價值和優點在生產過程已顯示出來。隨著物理農業工程技術在國際與國內市場的不斷完善和發展，有可能成為我國第四代農業發展方向。以云南為例，分析當前南藥發展現狀，充分論述利用當地氣候資源、地理優勢及物理農業工程技術優勢發展云南南藥的必要性。并預測在發展過程中將要面臨的各種困難，最后提出運用物理農業工程技術發展南藥產業的建議。

關鍵詞 發展 ；南藥 ；物理農業 ；工程技術

中圖分類號 S129 文獻標志碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.11.023

Abstract Physical agriculture has been paid attention in the northern area of China in recent years，it is invested and used in some agricultural industries， its technical value and the advantages have been highlighted in the production process， with the continuous progress and improvement of Physical agricultural engineering technology in the international and domestic market，it may be the direction of the development of the fourth generation of agriculture in China. This paper takes Yunnan as an example， analysis of current situation of development of traditional Chinese medicine produced from the tropics and subtropics，making full use of local climate resources and geographical advantages， using the advantages of the physical agricultural engineering technology to develop the necessity of Yunnan traditional Chinese medicine produced from the tropics and subtropics， and predicting the difficulties that will be encountered in the development，finally providing sincerely some suggestions on the development of physical agricultural engineering technology for industry of traditional Chinese medicine produced from the tropics and subtropics.

Keywords development ； traditional Chinese medicine produced from the tropics and subtropics ； physical agriculture ； engineerning technology

南藥一般是指生長于熱帶、亞熱帶地區的藥材，世界范圍內主要分布在東南亞與非洲[1]。我國主要分布在海南全省，廣東、廣西、福建、云南、貴州、臺灣等地的熱區。而云南省自然條件優越，是我國第二大熱區，南藥資源豐富，發展南藥有得天獨厚的條件和十分廣闊的前景，歷年來南藥產量也一直穩居全國前列，僅次于海南。近年來，南藥的研究開發前沿包括：細胞工程、發酵工程、基因工程等方面[2]，普遍集中在種植、化學、分析、提純等技術的研發[3]，而把物理農業工程技術運用于南藥鮮有報道。

物理農業概念起源于植物生理學、農業物理學、生物物理學、物理農業學，是物理技術和農業生產的有機結合。物理農業利用具有生物效應的電、磁、聲、光、熱、核等物理因子操控動植物的生長發育及其生長環境，促使當前農業生產逐步擺脫對化學肥料、化學農藥、抗生素等化學品的依賴以及自然環境的束縛，最終獲取高產、優質、無毒農產品的環境調控型農業[4]，可廣泛應用于農業生產中的種植、食用菌、畜禽養殖、水產養殖等行業[5]。物理農業工程技術主要包括：土壤連作障礙電處理技術、植物聲波助長技術、溫室空氣電凈化防病促生技術、溫室病害臭氧防治技術、電子殺蟲技術、溫室二氧化碳增施技術、種子磁化技術、等離子體種子處理技術、電場種子處理技術與物理肥料[6-8]等，隨著物理農業技術的發展，將來很有可能成為我國第四代農業的發展方向。

1 云南南藥的發展現狀

云南是一個季風氣候較為明顯的內陸高原多山大省，地勢西北高東南低，呈階梯狀傾斜，形成獨特的立體氣候，野生南藥資源十分豐富，再加上科研、種植行業不斷從外省和外國引進大量的南藥品種，制藥龍頭企業的引領，云省南藥目前已形成相對完備的體系，全省熱區按區劃也形成主要的產業鏈，列如文山三七、德宏石斛、版納砂仁等經過多年發展在南藥商品市場上都已打出品牌。據統計，云南南藥品種37科52屬，達113種，居全國首位，其中本省野生南藥63種，國外引進栽培31種，省外引種栽培19種[9]。

在開發利用方面：南藥已經不僅僅是中藥材、中成藥的重要原料來源，一些食品工業企業還把其開發成食膳餐飲產品，產業鏈被大幅拉長，如“三七酒”、“柯子果脯”、“砂仁可樂”等在國內及東南亞都很有市場。在保護管理方面：（1）地方政府、制藥龍頭企業與科研機構共同建立自然資源保護區，保護當地的南藥資源自然繁殖；（2）建立種質資源圃與種質基因庫收集優良品種，為良種選育、品種改良與品種復壯提供原始繁殖材料源；（3）建立南藥種植基地，開展南藥野生馴化與域外引種，擴大藥源，減輕野生資源壓力。同時，重視南藥專門人才的培養與引進，以適應南藥的科研、生產、保護和管理的需要。

2 國內外物理農業的研究、發展和教學

早在20世紀70年代，國外已開始研究將物理技術運用于農業生產。日本、前蘇聯等國對磁場處理種子生物學效應的研究，取得顯著成效[10]。美國也已將聲波助長技術應用于多種作物。我國物理農業起步稍晚，聲波助長單項技術已在我國北京、新疆、山西、山東、遼寧等地的30余種包含有蔬菜、花卉和果樹的農作物上進行了多年的試驗與示范。2006年前，發展到運用空間電場防腐促生和光誘色誘滅蟲技術解決地上蟲害。2008年，利用土壤連作電處理技術可以對土壤中大部分蟲害和接近百分之百的真菌、細菌種類進行有效的殺滅[11]。

大連和青島相關部門在應用和推廣現代物理農業工程技術方面取得了豐碩的成效。近幾年，已開發研制出一系列現代物理農業工程技術產品，在生產中大面積應用，取得了良好效果。已經開發研究出的物理農業設備主要有：植物聲波助長儀、空間電場防病促生系統、種子磁化機、等離子種子處理機、電子殺蟲燈和土壤連作障礙電處理機等[12]。2005年，英國和美國先后進行了微波犁的實驗和運用；2006年和2009年，韓國和法國在蔬菜溫室內引進空間電場系統；2009年，韓國和巴西開始土壤連作電處理實驗[13]。

目前，國內有西南大學、山西農業大學等多所高校開設“現代物理農業工程技術”相關的選修課，依托高等教育積極推進現代物理農業工程技術[6]?！冬F代物理農業工程技術概論》的出版填補了國內有關物理農業工程技術沒有系統著述的空白。中國農業機械學會連續舉辦五屆“全國現代物理農業工程技術發展研討會”。

3 云南南藥發展運用物理農業工程技術的優勢和必要性

3.1 優勢

云南屬青藏高原南延部分，地質資源豐富，地貌西北高，東南低，最高峰卡瓦格博峰與海拔最低點河口縣南溪與紅河交匯處相差約6 600 m，全省地貌立體特征明顯，垂直變化突出，盆地、河谷、丘陵、中山、高山、山原相間分布，山中有壩，壩中有谷。土壤資源多樣，全省土壤主要由紅壤、黃壤、棕壤、亞高山草甸和高山寒漠土構成，多種土壤的環境生長著豐富多樣的天然藥材。

云南境內水資源豐富，有大小河流600多條，分屬伊洛瓦底江、怒江、瀾滄江、金沙江（長江）、元江（紅河）和南盤江（珠江）六大水系，分別注入南海和印度洋，多數具有落差大、水流急的特點，水能資源極其豐富。其中伊洛瓦底江、怒江、瀾滄江、元江為國際河流。

物理農業工程的多項技術需要豐富的日照和電力作為支撐，云南多數地區年日照數多達2 000 h以上，六大水系都建有多座大型電站，電力資源豐富，在滿足本地區同時還能電力外輸，用電成本低。在熱區農業種植中已有對物理農業技術的單一使用，列如植保方面運用電子滅蟲燈、肥料的光熱處理等都為本地物理農業的發展積累了一些實踐經驗。

云南作為少數民族聚居的農業地區，傳統中醫藥與民族醫藥在民間廣泛運用，野生藥材與人工培育藥材資源豐富。經過多年的開發，依靠區域優勢，當地的熱區都已經發展了自己南藥產業，例如西雙版納的陽春砂仁、德宏的石斛、文山的三七等已形成品牌產業，南藥的產業化發展已有一定的規模。云南省內知名制藥企業和一些國家級省級科研所對南藥的研究和運用性的開發起了推動作用，為南藥發展創造了良好的氛圍。

云南國境線長，與東南亞多國領土接壤，民間醫藥的交流、藥材的貿易往來頻繁，促進了民間醫藥的相互發展。這些鄰國經濟發展相對落后，農耕水平低下，當地自然資源還保持著原始風貌，自然環境還處于最原始的狀態，南藥種質在自然界中保存數量完整、品質良好。云南熱區與東南亞鄰國山水相連，地理條件、氣候資源、自然環境十分接近，這些特有的優勢對南藥的引進種植，后續規模發展，豐富我國南藥種類提供了有利條件。

云南熱區涉及全省17個地州（市）的86個縣，國土面積達8萬km2[14]，干熱地區與濕熱地區并存[15]；同時以文山、紅河為主的滇東南地區南亞熱帶季風氣候，以西雙版納、德宏、臨滄、普洱為主的滇南與滇西地區赤道季風氣候，麗江、大理東、楚雄北和元江河谷地區有焚風產生形成干熱氣候環境[16]，這些特有的氣候資源都給南藥生長提供了適合的環境。

3.2 必要性

經濟利益的驅使，民間對野生南藥的掠奪式的亂採亂伐，使南藥資源破壞很大，在運用生物、農業技術保護保存種質的同時，物理農業技術對種質資源處理是一種環保、安全、有效的方法。

隨著東亞、東南亞對天然藥用植物的研究和使用的重視，國際市場對包括南藥在內的所有中醫藥材需求大幅上升，對我省南藥產業的發展提供了良好機遇。南藥生產附加值高，是熱區脫貧、增收的有效途徑。但城鎮化進程的高速發展，農業用地被大量擠占，壩區尤其城郊的田地正在迅速消失。為了滿足消費市場、增加農民收入，提高藥材種植面積與產量，種植南藥時大量使用化肥、農藥及除草劑，使土壤產生有毒物質，造成土壤成分性能發生改變，造成藥材非綠色環保的產物。

有些藥材種植（例如三七）對土壤肥力與結構發生改變，產量低下，種植的土地修復時間長。如果運用高效率低成本的物理農業技術，可以減少對土壤肥力與結構破壞。

在環渤海灣、山西、新疆等地區運用物理農業技術成功事例顯示，作物、蔬菜花卉一般增產在15%甚至1倍以上，在增加作物產量、提高營養品質、增強抗病性能、保障食用安全、延長儲藏時間和提高種子發芽率等方面都效果明顯[17]。

4 云南南藥發展運用物理農業工程技術的困難

4.1 農民的科學文化水平不高，心理抗拒

云南地處西南邊陲，長期以來科技文化普及落后，山區聚居少數民族農業人口受教育程度低。物理農業工程設備是聚物理、電子、生物、農業等技術為一體的新產品，在日常的使用、維護、安全方面需要具有相關專業知識。而農本心理、守舊心理、安貧心理、自卑心理、 求穩心理為物理農業技術的運用帶來不利的因素。村民需求欲望低、思想僵化、無所追求、對新事物與技術無興趣，接受能力差，認為新技術難度高不是本份之事。因此，產生了學習新技術的思想障礙。盡管傳統的耕作管理方法效率低下但收成可以預見，村民對新技術有陌生感，害怕承擔風險所以不愿接受新事物。

4.2 自然經濟的耕作模式

首先，全省山地多，農業人口居住分散，生產與需求是自給自足，壩區農業種植產業多數憑農民經驗判斷，是原始的農耕狀態；其次，由于無規劃目標與標準量化，農業品種種植分散，產量低。而物理農業更適應于集約化、產業化和商品化的種植管理模式。

4.3 資金短缺

發展物理農業是一項高投入與高回報的項目，個別農戶思想不樂于參與，經濟上更難拿出大筆資金參與；除了我國北方科研部門與當地少數地區試驗有限度的開展，全國大多地區還沒有重視與規劃區域物理農業的發展，沒有專門的立項、資金、貸款等扶持；本地涉藥企業在現代的市場中還沒有明顯了解到物理農業工程技術使用所帶來的紅利，對物理農業投入信心不足。

4.4 山高谷深，地理復雜

藥材大多自然生長在山高谷深的地區，山高坡陡，交通不便也為物理農業裝備的運送帶來困難；陡峭復雜的地形不適宜物理農業工程基礎設施的建設、使用和維護。

4.5 國外知識產權保護與國外藥材價格競爭

隨著國外對天然源藥材的重視，已經開發出一些運用藥材發展的一系列物理農業工藝，而中國“入世”后，由于國外知識產權的保護不能隨意復制他們先進成果，如果直接購買將增加生產成本。另外，隨著國內對進口商品、藥品關稅的降低，使境外制藥進口不僅具有質量品質的優勢，更具有價格的優勢，對物理農業工程技術在中藥材的生產利潤提出了新的挑戰。

4.6 缺乏物理農業工程產品統一標準和安全使用規范

物理農業工程技術的成果，國內目前只在北方少數地區的蔬菜瓜果和棉花種植上廣泛使用，如今市場缺乏物理農業工程產品的統一標準。光、電、磁、輻射等物理因子對人體過量作用是有損傷的，如何使用安全操作規范的詳細規則沒有制定出來。

4.7 物理農業工程人才缺乏，傳播受到困難

物理農業工程技術是多個學科領域交叉的新興技術，從業人員需要具備相應的科學知識，而具備物理農業專門知識的人員大都集中在科研院校，在基層農業部門很少?？h、鄉一級的農技人員一般開展傳統的農技幫扶與推廣，他們的學歷低、知識落伍、缺乏活力，一直還沿用“一把尺子，一把剪刀”和“一張嘴，一雙腿“的原始辦法，這樣的現實情況給物理農業工程技術傳播造成了極大困難。

5 運用物理農業工程技術發展南藥的建議

5.1 健全物理農業工程推廣與服務體系

推廣物理農業工程技術，積極發展南藥產業，應健全縣、鄉兩級科技推廣與服務體系，長期開展并普及幫扶工作?？萍贾鞴懿块T要把推廣物理農業工程技術落到實處，立足農村，科研院所積極服務基層，配套專門的物理農業技術人員對設備的運行安全進行檢查維護與保養，對農民如何掌握物理農業工程技術進行定期的培訓。

5.2 政府采取重視策略，積極發展南藥產業

推廣物理農業工程技術，積極發展南藥產業，政府應主動關注，積極規劃，在產業化發展、土地流轉、基礎建設、市場開發、產品宣傳等工作方面做到不缺位、不錯位。建立科學開發與規模發展的激勵機制，設立量化考評制度。建立地方規章與制度，保護南藥領域的傳統文化遺產和本土南藥知識產權。

5.3 引導企業參與，推廣物理農業工程合作社的模式

南藥產區政府需要引導企業參與，合理的配置資金與資源，推動物理農業工程合作社成立，構建“企業+農民+企業”的“啞鈴”式的發展。企業負責物理農業工程基礎設施建設、產業定位、市場開發、產品銷售的“兩端”；而農民負責作物種植、管理。

5.4 因地制宜推進地區物理農業規模生產，發展南藥產業

因地制宜的發展物理農業工程技術運用于南藥，壩區城郊交通便利，可以使用規模大、高新的物理農業工程設備；山區坡地推廣便攜、簡易物理農業工程的設備，并在山坡地上栽培物理技術優化后的藥材種苗，充分運用環境中所獲得的物理肥料。

5.5 制定南藥的標準體系和安全使用物理農業工程設備的規范

認真調查當地的地理、氣候、光照等自然條件和當地發展南藥特性，制定出適宜南藥生長、安全、高效成分參數量化標準體系。通過建立南藥材質量識別標識，塑造知名品牌。制定相關從業人員安全使用物理農業工程設備的操作規范，合理地保護當地的自然環境，使物理農業技術的使用與當地生態和諧可持續的發展。

5.6 大力引進多學科人才、培養專業人才隊伍

首先，通過優惠政策引進多學科的農業人才，并服務基層南藥產業；其次，鄉鎮里的“三支一扶”、“大學生村官”都是服務基層知識分子，能夠為物理農業工程技術的推廣使用提供人才的保障；再次，在基層農技人員中，挑選一些年紀輕、接受能力強、有創新精神的中堅力量，可以從事物理農業工程技術工作。他們本身長期的基層從業經歷，比較了解本地南藥的各種特性，能夠把物理農業工程技術運用到南藥發展中。

5.7 創新發展，擴寬、延伸南藥產業鏈

南藥發展除了開發其藥用價值外，還應大力開發其在食品工程、飼料添加、保健、日化、觀賞裝飾等產業鏈的價值。物理農業工程技術不僅在南藥的生產方面發揮作用，還應積極做好后期南藥的運輸、倉儲、制劑、包裝、宣傳等工作。

6 結語

南藥是我國中醫藥文化的重要部分，也是熱帶作物的重要產業。按照國家“一帶一路”規劃關于發揮云南區位的優勢，把云南建設成為面向南亞、東南亞的輻射中心的部署和要求，大力發展甘蔗、茶葉、咖啡、南藥等高原特色熱作產業，積極主動融入和服務國家發展戰略。在南藥生產中，以物理農業工程技術為代表的一系列農業工程技術的發明、使用和推廣，能大幅提高勞動生產力，解決南藥生產季節性強，對溫度、光照條件限制嚴格等不利因素。同時，可以解決耕作土地資源短缺，勞動強度大，勞動力成本高的矛盾。物理農業工程技術為熱作產業發展創造有利條件，通過物理農業工程技術把南藥從生產到銷售所有環節有機的連成產業鏈，做大做強，創造行業品牌。

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