焦作市山药种质资源及开发利用研究
摘要：怀山药为著名的“四大怀药”之首，又是药食同源之精品；焦作市具有悠久的种植山药历史，种质资源十分丰富。经过多年调查征集，已经收集了具有较好特性与经济性状的若干个山药本地品种和引进品种，开展了山药种质资源初步研究，阐述了山药化学成分的研究成果，总结了山药的药用价值、食用价值，分析了焦作市山药资源开发利用的现状，为焦作市山药产业加快良种快繁、种质资源保存与评价、种质资源创新与新品种选育、规范化种植等提供了技术保障，这对于焦作市区域经济发展具有重要指导意义。
关键词：山药；种质资源；开发；利用；焦作市
中图分类号：S632.1；S602.4；F303.4（613JZ） 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）02-0368-06
山药又名薯蓣（Dioscorea opposita Thunb.），为薯蓣科（Dioscoreaceae）薯蓣属（Dioscorea L.）藤本植物[1，2]。原产于中国北方，目前在河南、河北、山东、山西等省和南方的广西、福建、广东、台湾等省（自治区）都有广泛种植，日本和韩国也有栽培。各地产山药很多，而业内公认只以河南省焦作市、济源市及新乡市的原阳县所辖地域（明清时期称怀庆府）所产才可入药[3，4]，即怀山药。古代药物学经典著作《神农本草经》、《图经本草》、《本草纲目》等均特别标明所讲的山药产地为“怀”[5-7]，如《神农本草经》明确说明“山药各地均产，以河南怀庆各地产者良”[7]。怀山药在明代就被列为贡品，历代医药名家由表入里、去粗存精，从中进一步发掘出了怀山药的优秀原始本性，使之流传至今成为道地山药的知名品牌[8]。怀山药乃著名的“四大怀药（怀山药、怀菊花、怀地黄、怀牛膝）”之首，又是药食同源之精品[9]；现在焦作市区域种植广泛，由于具有悠久的种植历史，种质资源非常丰富；铁棍山药属怀山药中的“极品”，曾为历代皇室之贡品，是四季可食、老少皆宜的补品，现已畅销韩国、日本、新加坡、美国、德国等国，享誉海内外[10]。随着时代的发展，怀山药作为保健食品和药品越来越受到人们的关注与重视。为适应人们日益增长的对“绿色食品”、“健康消费”的快速需求，开展怀山药种质资源研究、加强怀山药的开发利用十分必要，这对于加快构建现代中药农业技术体系、在中药现代化的源头严把“药材”质量关、振兴中草药事业和道地中药材的可持续发展以及农业产业结构的调整与“三农”（农民增收、农业增效和农村发展）问题的解决均具有重要的意义。并可对焦作市的经济发展、加快中原经济区建设产生重要影响。
1 独特的地理环境成就道地怀山药品牌
焦作市为1945年9月由原怀庆府属地所建，其地处太行山与豫北平原的交接地带， 地势北高南低。由于太行山的阻挡及背风向阳的地形，焦作市冬季气温较同一纬度上其他各地偏高，尤其是当冷空气南下时则更为明显。冬季气温比同纬度其他地区高出3～5 ℃，利于植物越冬，特别是局部的小气候为植物的生存提供了有利条件[11]。焦作市北依巍巍太行山，南临滔滔黄河，具有形似牛犄角的一片平川，世称“牛角川”，而“怀”冠此地已有数百年，“牛角川”所在的平原也因之被称为“三百里怀川”，“牛角川”采撷了黄河上游各个地区不同地质条件的丰富营养，又吸纳了太行山岩溶地貌渗透下来的大量微量元素，加上太行山的庇护，集山之阳与水之阴于一体，土地疏松肥沃，排水快捷，雨量充沛，水质奇特，光照充足，气候温和。“春不过旱、夏不过热、秋不过涝、冬不过冷”的气候环境，最适宜山药等蓄根类药材的生长[12]。这种独一无二的天时、地利气候条件，是怀山药能够冠称天下的基本条件。
2 山药生物学特性
2.1 形态特征
山药属缠绕草质藤本植物，地下茎具肉质块茎，块茎长圆柱型，垂直生长；表皮粗糙淡黄褐色或黑褐色，断面干时白色，表面密生细须根；春季自块茎上生不定芽，肉白色或淡紫色。茎通常带紫红色，右旋生长，无毛。单叶，在茎下部的互生，中部以上的对生，很少3叶轮生，叶片变异大，卵状三角形至宽卵形或戟形都有，叶腋常有珠芽（气生块茎，亦称零余子、山药蛋，可用来繁殖和食用）[13]。雌雄异株；雄花序为穗状花序，花序轴明显地呈“之”字状弯曲，苞片和花被片有紫褐色斑点，雄花的外轮花被片为宽卵形，内轮卵形，较小，雄蕊6枚；雌花序为穗状花序，1～3枚着生于叶腋。果实为蒴果，外面有白粉，种子四周有膜质翅。花期6～9月，果熟期7～11月[1，2]。
2.2 生长习性
山药属于高温短日照植物，生长适温为25～28 ℃，在20 ℃以下生长缓慢，15 ℃以下不开花，10 ℃块茎可以萌动，1 ℃不受冻。但地上部茎叶不耐霜冻，温度降到10 ℃以下时植株停止生长，5 ℃以下的低温很难忍耐，短时间的0 ℃气温会冻死[14，15]。山药属于强光照植物，在低光照条件下，光合能力显著降低。在一定范围内，日照时间缩短，花期提早。在春季长日照下栽种的山药，只能在夏、秋季短日照下开花。短日照对地下块茎的形成和膨大有利，叶腋间零余子也在短日照条件下出现。山药对土壤要求不严，山坡平地均可栽培，但以土质肥沃疏松、透气保水、肥力强、土层深厚的沙壤土最好，土层越深，块茎越大，产量越高。在稍黏重土中种植，块茎短小，但组织致密、品质上佳[16-18]。
3 怀山药种质资源
山药在焦作市种植广泛，具有悠久的种植历史，种质资源丰富。经过我们多年调查，焦作市山药生产上种植的品种主要有怀山药1号、怀山药2号、怀山药3号和太古山药等，加上近年来怀药种植户又从外地引进了凤山药、日本长山药等新品种，目前已拥有十几个品种，其中引进的新品种产量虽然较高，但仍需进一步本地化[19]。下面将生产上种植面积较大的、我们收集研究比较详细的9个品种介绍如下。
3.1 怀山药1号
怀山药1号原名铁棍山药，又名铁耙齿山药，系怀山药产区传统栽培品种，也是怀山药的主栽品种。原野生于太行山南部沁阳市境内西北的紫金顶老君洼、大月沟的山坡谷地和山王庄镇大郎寨村北庙后等地，经过长期驯化而成为栽培品种，已有上千年的栽培历史[10]。此品种茎蔓黄绿色，圆而有棱，右旋，较细，成熟时呈微紫色，一般长2.5～3.0 m，多分枝；叶片较小，心形，黄绿色，光润似涂蜡，缺刻小，先端渐尖；叶脉基出7条，黄绿色，较淡；叶在茎蔓基部互生，在中上部对生或3叶轮生；叶腋间着生零余子。雌雄异株，花亦着生在叶腋间。根茎圆柱型，长60～80 cm，最长可达100 cm以上，直径3 cm左右，芦头较长（20～30 cm），表皮土黄色或土褐色，光滑，密布细毛，有紫红色无光泽斑块。肉极细腻，白里透黄，质坚粉足，黏液少，久煮不散，味香、微甜、口感特好，久食不腻。药食兼用，是怀山药中药用价值最高、滋补作用最佳的品种[20]。一般产量为7 500～12 000 kg/hm2；不过历史上曾因产量较低而几乎被淘汰掉。