基于“药食同源”的土壤-萱草系统研究展望

Prospects for the Study of Soil-<i>Hemerocallis</i> L. System Based on the Concept of "Medicine and Food Homology"

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2024.06.011

彭豪豪 Haohao PENG , 李法云 Fayun LI , 申初成 Chucheng SHEN , 董岚昊 Lanhao DONG

1 上海应用技术大学生态技术与工程学院上海 201418 School of Ecological Technology and Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China 2 美丽中国与生态文明研究院〔上海高校智库〕上海 201418 Institute of Beautiful China and Ecological Civilization, University Think Tank of Shanghai Municipality, Shanghai 201418, China 3 湖南省邵东市农业农村局湖南邵东 422899 The Agricultural and Rural Affairs Bureau of Shaodong City, Hunan Province, Shaodong, Hunan 422899, China 4 上海城市路域生态工程技术研究中心上海 201418 Shanghai Engineering Research Center of Urban Road Ecological Technology, Shanghai 201418, China

Author notes:

Correspondence to: 李法云(1969—)，男，博士，教授，研究方向为环境生态修复技术及农业绿色低碳发展；lnecology@163.com

摘要：

介绍了萱草的国内外最新研究进展，分析了萱草属黄花菜的营养成分和含量、药用功能成分的健康功效及相关机理。根据我国传统中医药名著对萱草属黄花菜“药食同源”的记载，重点从土壤环境与植物营养生态调控、生态栽培与病虫害绿色防控、种质资源创新与优良品种选育等方面，提出应进一步加强基于“药食同源”的土壤-萱草系统构建，促进“萱草+”大健康产业的高质量发展。

关键词：

药食同源; 萱草; 黄花菜; 土壤-萱草系统; 生物活性物质; 大健康;

Abstract：

The latest research progress of Hemerocallis L. domestic and abroad is introduced, the nutritional components and content of Hemerocallis citrina Baroni, the health effects of medicinal functional components, and related mechanisms are analyzed. Based on the recording of the traditional Chinese medicine classics "medicine and food homology" in the Hemerocallis citrina Baroni, the focus is on soil environment and plant nutrition ecological regulation, ecological cultivation and green pest control, germplasm resource innovation and excellent variety breeding. It is proposed to further strengthen the construction of the soil-Hemerocallis L. system based on "medicine and food homology" and promote the high-quality development of the " Hemerocallis L.+" great health industry.

Keyword：

medicine and food homology; Hemerocallis L.; Hemerocallis citrina Baroni; soil-Hemerocallis L. system; bioactive substance; great health;

0 前言

“药食同源”是我国优秀传统中医药文化的重要组成部分。植物含有的营养和健康功能成分在满足人们的基本饮食需求的同时，还具有调节身体机能及预防疾病的作用。食疗的核心理念正是源于中医的“药食同源”思想，是我国居民日常生活中重要的养生及疾病预防和治疗方法^[1-2]。《国务院办公厅关于印发“十四五”国民健康规划的通知》(国办发〔2022〕11号)中要求推进健康相关业态融合发展，壮大健康新业态、新模式。面对新时代广大人民对美好生活向往的需求，“以疾病治疗为中心”的传统医疗模式正转向“防、治、养”融合的健康生活方式。

萱草(Hemerocallis L.)是阿福花科萱草属多年生草本宿根植物。全世界自然分布的萱草植物大约有15种，中国分布有11个自然野生种^[3]。《神农本草经》和《本草正义》等中医药著作中记载，萱草具有主安五脏、去湿热、疗酒湿黄疸、轻身明目的功效^[4-5]。黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)作为一种食用萱草，在我国又名“金针菜”和“安神菜”，其与萱草同属同源，富含糖类、蛋白质、维生素、无机盐及多种人体必需的氨基酸，是一种典型的高蛋白、低热量、富含维生素及矿物质的保健蔬菜，自古在我国民间就享有“观为名花，食为佳肴，用为良药”的“席上珍品”美誉，具有悠久的“药食同源”历史^[6]。

近年来，有关观赏萱草抗病、抗低温和盐碱胁迫优良新品选育、萱草传统文化意象、萱草景观应用等方面的研究较多^[7]；食用萱草的研究多集中于萱草属黄花菜中黄酮类、多糖、酚类、蒽醌类等生物活性成分的提取，及其抗氧化、抗炎、抗高血压、抗肥胖、抗抑郁、抑制癌细胞增殖等健康功效方面^[6]。从我国的地方中药材标准看，目前仅有甘肃省将黄花菜列入地方中药材标准^[8]。我国萱草属黄花菜的“药食同源”饮食文化传统历史悠久，加强土壤-萱草系统的土壤环境与植物营养生态调控、生态栽培与病虫害绿色防控、种质资源创新与“观食两用”优良品种选育研究，持续改善黄花菜土壤生态结构与功能，提高其“药食同源”健康功能成分含量，对于高质量构建“萱草+”大健康现代化产业体系，将萱草属“小黄花”做成有益人类健康的“大产业”，促进农民增收致富和全面乡村振兴，有着重大的现实意义。

1 萱草国内外研究进展

在中国知网(CNKI)选取“萱草”和“黄花菜”作为检索词，在Web of Science-SCIE科学引文数据库以daylily和Hemerocallis为检索词，分析2004—2024年的文献。采用VOS viewer软件构建以关键词共现的科学知识图谱，设置最小出现次数为5，生成可视化共现时间图，图谱展现的以“萱草”和“黄花菜”为关键词的动态变化发展趋势见图 1和图 2。

图 1

中文文献关键词可视化共现时间图

图 2

英文文献关键词可视化共现时间图

从已发表的与“萱草”相关的中文文献看，2014年前我国对萱草植物的研究主要侧重于大花萱草、地被植物、宿根花卉、组织培养、景观设计及开发应用等方面；2014—2018年，有关萱草属黄花菜的研究受到重视，主要关注黄花菜在生物学特性、栽培技术、生物活性物质、产品保鲜及产业发展等方面；2018年后，有关萱草的研究更加注重于遗传多样性、基因表达、植物景观应用等方面，对黄花菜的研究则更多关注其活性成分提取、功能食品研发及赋能乡村振兴发展等方面。总体来说，基于“药食同源”的土壤-萱草植物系统研究尚缺乏。

在已发表的英文文献中，有关萱草的研究从2018年以来逐渐增加，相关研究的关键词主要包括遗传多样性、基因表达、生殖隔离、品种选育、功能成分提取、抗氧化胁迫、新陈代谢及抗衰老功能等。近年来，我国学者开展了黄花菜基因组学分析，预测了参与芦丁生物合成途径的20个基因，为开展黄花菜遗传学研究和分子育种提供了重要的科学依据^[9]。

笔者课题组在我国萱草属黄花菜主产区的调研表明，黄花菜主产区第一产业普遍存在主栽优良品种多样性缺乏和品种退化、“观食两用”的健康功能型黄花菜新品种培育能力不足、土壤质量下降、黄花菜种植技术规范相对缺乏、黄花菜生态种植技术体系构建及标准化绿色生态种植基地建设尚待重视等问题。在基于“药食同源”的黄花菜第二产业高值化发展方面，黄花菜生物活性功能成分提取、健康功能食品等精深加工方面的研发正处于初期阶段，科技创新驱动力弱，健康功能型产品精深加工研发能力不足。在黄花菜第三产业高质量发展方面，全国黄花菜农文商旅融合发展尚处于起步阶段，缺少对黄花菜“药食同源”优秀传统文化的深入系统挖掘，“萱草+”大健康产业发展还缺乏强有力的文化引领，亟待通过“三产”融合推动构建“萱草+”大健康现代化产业生态体系^[6]。

2 萱草属黄花菜的营养价值和健康功效

2.1 营养价值

萱草属黄花菜营养价值较高，含有碳水化合物、蛋白质、脂类以及多种微量元素。通过对比黄花菜、香菇和木耳的营养成分及含量发现，干黄花菜的蛋白质和钙含量明显高于其他两种食材的(见表 1)，可作为人体补充蛋白质和钙营养的优质食物来源。黄花菜含有14~17种氨基酸，氨基酸总质量分数达13 g/kg以上，与其鲜美口感密切相关的鲜味氨基酸(谷氨酸)含量较高^[14]。

表 1

萱草属黄花菜及香菇、木耳中主要营养成分和含量

项目	w(碳水化合物)/(g·kg^-1)	w(蛋白质)/(g·kg^-1)	w(脂肪)/(g·kg^-1)	w(粗纤维)/(g·kg^-1)	w(钙)/(mg·kg^-1)	w(磷)/(mg·kg^-1)	w(铁)/(mg·kg^-1)	w(胡萝卜素)/(mg·kg^-1)
鲜黄花菜^[10]	116	29	14	15	730	690	14	12
干黄花菜^[11]	601	141	4	67	4 630	1 730	165	34
香菇^[12]	49	30	4	35	122	730	46
木耳^[13]	655	106	2	70	3 570	2 010	1 850	34

Drava等^[15]测定了黄花菜样品中微量元素的含量，结果表明：黄花菜可作为人体所需微量元素的良好来源，蒸制萱草花还能保护心脏和肝脏细胞免受乙醇损伤。刘京宏等^[16]的研究表明，3-呋喃甲醇、芳樟醇、壬醛是黄花菜根、叶、茎和花苞等部位的主要挥发性物质。调查表明，我国湖南祁东和邵东、山西大同、甘肃庆阳、陕西大荔、河南淮阳、四川渠县、浙江缙云等地生产的黄花菜已被评为国家(地方)地理标志产品，不同地区对地理标志产品黄花菜的外观指标，含有的蛋白质、氨基酸、维生素、总糖等理化指标存在差异。从全国看，目前尚缺少关于气候、土壤、品种、栽培措施与黄花菜营养成分和风味物质含量的相关量化分析；在大尺度空间上，基于土壤-植物系统的黄花菜地理标志产品间营养和生物活性功能成分及风味物质差异的机理研究还属空白。

2.2 健康功效

《本草纲目》记载萱草具有利胸膈、安五脏、轻身明目等功效^[17]。《随息居饮食谱》记载^[18]“萱萼：干而为葅，名黄花菜，一名金针菜。功效：甘平。利膈，清热，养心，解忧，释忿，醒酒，除黄。荤素宜之，与病无忌。”目前，已从萱草属植物中分离鉴定发现了多种具有药用功能的物质(见表 2)。

表 2

萱草属植物主要药用功能成分

化合物	功能成分	功效	参考文献
黄酮类	槲皮素	治疗肝毒性，抑制细胞焦亡和炎症	[19]
	柚皮素	治疗肝毒性，调控胆固醇，改善动脉粥样硬化	[19]
	山柰酚	抗肿瘤	[20]
	芦丁	治疗神经退行性疾病，神经保护，抑制瘤细胞增殖，保肝	[20]
	橙皮苷	抗病毒，促进癌细胞凋亡	[20]
	杨梅素	抑制机体炎症，调节免疫	[21]
	花青素	抗氧化，缓解炎性损伤	[21]
	儿茶素	抗氧化，降血脂，保护心肌细胞	[22]
	萱草酮	抗抑郁	[22]
	葛根素	抗炎，降血脂及保护肠道	[22]
多酚类	绿原酸	改善动脉粥样硬化	[22]
	原儿茶酸	抗菌，抗氧化	[22]
	没食子酸	抗凋亡，保护细胞	[23]
	芥子酸	抗血管疾病	[23]
	丁香酸	调控胆汁酸代谢和肠道屏障	[24]
	咖啡酸	保护神经	[24]
蒽醌类	大黄酸	抗炎	[24]
	大黄酚	抗炎，抗氧化，降脂，改善胰岛素	[25]
	美决明子素	降压	[25]
萜类	马钱子苷	抑制细胞焦亡，减轻氧化应激	[26]
	獐牙菜苷	保肝，抗炎，抗肿瘤，降糖	[26]

研究表明，萱草具有镇静安眠、抗抑郁、抗氧化、抗肿瘤、保护肝细胞及降脂等功效^[6]。在我国一些黄花菜主产区的调查发现，民间有利用黄花菜为哺乳期奶水不足的母亲“催乳”的传统食俗，这可能与其提取物中含有槲皮素、山柰酚嘧啶等物质有关，这些物质可以通过催乳素信号介导的乳腺通路缓解乳汁分泌不足的问题^[27]。

药用功能成分是植物发挥药理作用的关键因子。目前，对药用植物次生代谢产物积累规律的研究，常聚焦于单一或少数几个药效成分。然而，药用植物功能性作用为多种生物活性成分相互作用的结果，单一成分的测定并不足以全面评价其健康功效。萱草属植物具有食用、药用和观赏等多种价值，药用方面常以花和根入药，其功能性成分的积累主要受气候、土壤、栽培技术及生长季节和年限的影响。

提高萱草中生物活性成分的含量是有效发挥其药用价值的关键。萱草含有的黄酮类和酚类化合物是其主要的药效物质基础，为进一步提高萱草的药用效果，研究者们正致力于探索和富集这些活性成分。采用现代分离和纯化技术，结合传统的中医药知识，将有助于从萱草中有效提取和富集这些功能活性物质，进而为更好地开发“药食同源”功能性产品提供科学依据。对萱草药用功能成分和药理学的深入研究，将有助于系统揭示其药理作用机理和健康功效。

3 基于“药食同源”的土壤-萱草系统构建

3.1 土壤环境与植物营养生态调控

3.1.1 土壤环境生态调控

土壤是陆地生态系统的重要组成部分，承载着通过食物链为人类提供营养和保障健康的功能，同时在农业生产、气候调节、碳储存等方面也发挥着重要的生态功能^[28]。土壤健康管理可以有效提高“药食同源”类植物的营养和药用价值。

萱草属黄花菜是多年生宿根植物，其营养和药用价值受土壤环境质量的影响较大，生态调控土壤环境的质地、酸碱度、养分状况和有机质含量等物理、化学和生物性质，可以促进植物中活性物质含量的提高。研究表明，黄花菜的根系由肉质根和纤维根组成，肉质根的功能是储存水分和养分，在土壤通气性较差的情况下，肉质根从条状变为块状，减弱对土壤水分和养分的吸收；纤维根主要在秋季生长，纤维根的数量越多，根系越健壮^[29]。

萱草属黄花菜对土壤酸碱度有一定的适应范围。土壤中的高盐分会抑制植物根系的生长，促使根系发生木质化，影响植物的正常生长和发育。通过调整土壤酸碱度，使其更适合黄花菜生长，是提高黄花菜中营养物质和生物活性成分的有效措施。黄花菜生长对土壤水分的需求较高，采用滴灌和喷灌等节水灌溉技术，能够确保黄花菜整个生长发育获得有效的水分供给，避免因土壤水分缺少或过量而导致对养分吸收的不足。

传统中医药学特别重视“道地药材”。“道地药材”是指在特定的自然条件和地理环境中，经过应用验证疗效的中药材，强调地理环境对药材品质的影响^[30]。根据我国《神农本草经》等中药学著作对萱草健康功效的记载，加强基于“药食同源”的土壤-萱草系统构建，提高其营养物质和生物活性功能成分含量，可以为促进“萱草+”大健康产业链的高质量延伸提供优质的原料。在这方面，加强对黄花菜栽培历史悠久的国家地理标志产地气候、土壤等生态环境因子与其营养和药用功能成分相关性的系统研究，可为基于“药食同源”的土壤-萱草系统构建提供重要的科学依据。

3.1.2 植物营养综合调控

营养调控与植物生长密切相关。研究表明，微量元素对于药用植物活性成分的生物合成具有重要作用。盆栽和田间单因素试验发现，黄花菜最佳施肥量为40 kg/亩(1亩=667 m²)的氮、磷、钾肥料^[31]。大田试验表明，合理配施氮、磷、钾肥能明显改善黄花菜的农艺性状，显著提高黄花菜鲜花中大黄酸和大黄酚2种蒽醌类活性成分的含量，其中氮肥在促进黄花菜产量增加方面效果最明显，磷肥次之，钾肥对产量的影响相对较小^[32]。

长期施用化肥易导致土壤酸化和板结硬化、有机质含量减少、微生物群落和结构功能失调，进而导致植物营养吸收不均衡，严重影响植物生长和农产品品质。研究发现，对黄花菜地施用一次有机肥可保持3~4 a的肥效^[33]，为其持久提供养分，促进全面营养，改善风味及增强抗性。水肥一体化技术能有效改善土壤含水量，在黄花菜生长的抽薹期与现蕾期，促进黄花菜的薹高、薹粗及结蕾层次、花蕾长度和叶面积系数，提高黄花菜的产量和品质^[34]。

植物根系通过呼吸、分泌以及其对土壤结构的物理作用，对根际生态系统产生生物影响，能直接调节植物对养分的吸收能力。在土壤养分胁迫条件下，植物通过调整根系的形态和生理生化反应，提高对养分的吸收能力，协同作物生产、资源效率与环境安全之间的关系，养分高效利用一直是植物营养研究的核心目标^[35]。加强对萱草属黄花菜的营养分子生物学、根际微生物组学、根际微生态调控及植物营养综合调控的研究，对于促进农业生产过程中的养分高效利用和农田养分科学管理十分必要。此外，生物刺激素具有改善土壤理化和生物学性质，促进植物营养吸收和新陈代谢，增强对逆境环境的胁迫耐受性，提高作物产量和品质的良好功能，已在超过600种作物上得到应用，有效促进了肥料增效，减少了农药用量^[36]。今后，可以开展生物刺激素在萱草属黄花菜农业生产应用的试验研究。

3.2 生态栽培与病虫害绿色防控

采用生态栽培措施可以促进萱草属黄花菜的生长及生物活性成分的合成和积累。目前，黄花菜栽培普遍采用平地种植法。田地平整有利于灌溉和施肥的均匀分布，起垄则可以增加土壤的排水性和通气性。比较黄花菜垄作、平作栽培方式对土壤理化性质、根系活力与生物量等指标的影响，发现垄作较平作能有效降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增加盛花期干物质积累，提高黄花菜的产量和品质^[37]。

黄花菜生长周期通常为13年，在种植后的第3年植株开始进入小产期，第5年达到盛产期之后，黄花菜的根系开始逐渐老化^[38]；当黄花菜生长进入老化阶段时，通过分株、修剪根系等方法促进新根生长，恢复植株活力，提高产量和品质，进而有效延长黄花菜的经济寿命。

病虫害对黄花菜的生长和产量构成重大威胁，在极端情况下甚至导致其完全失收。萱草属黄花菜主要病害包括叶斑病、叶枯病、炭疽病、锈病、茎枯病、褐斑病、黄叶病、红腐病以及疫病等^[38-39], 主要虫害有蚜虫、红蜘蛛、黄蜘蛛、金龟子、蓟马、蛴螬、大地老虎、小地老虎和斜纹夜蛾等。黄花菜病虫害主要的防治方法包括农业措施、物理防治、化学防治和生物防治等(见表 3)^[40]。

表 3

萱草属黄花菜病虫害防治

防治方法	措施	实施效果
农业措施	品种选育	选择抗病抗虫黄花菜品种，注重抗性和适应性，降低病虫害风险，减少化学防治依赖
	秋冬季管理	清理田间病株和残叶，减少病虫害越冬基数
	施肥管理	氮、磷、钾肥平衡施用，增施有机肥，壮苗促产，增强植株免疫力
	植株更新	及时更新老化植株，维持壮龄植株种植结构，提升群体抗病能力
物理防治	物理屏障	配置遮阳网、防虫网、黄色粘虫板等，阻挡害虫侵袭，诱捕成虫
化学防治	化学农药	科学使用登记的化学农药，如戊唑醇和肟菌酯防治黄花菜锈病；农药与肥料混合使用可明显降低叶枯病病情指数
生物防治	天敌昆虫	释放猎蝽、捕食螨、小花蝽和寄生蜂等
	微生物制剂	含有拮抗真菌的生物农药

3.3 种质资源创新与优良品种选育

种质资源是农业重要的“核心”战略资源，也是支撑农业现代化的“芯片”。采用分子标记辅助育种、基因编辑等现代生物技术，对萱草属黄花菜的遗传特性进行改良，培育生物性状优良的新品种，不仅能够提高黄花菜的产量和品质，还能增强其抗病性和环境适应能力。已有学者对萱草属植物的生长发育调控、衰老机制、花期调控等相关基因^[41]，利用基因组SSR和EST-SSR标记，开展萱草属植物的遗传多样性评估和分子辅助育种研究和应用^[42]。今后，现代生物技术将在加快基于“药食同源”的“观食两用”萱草优良新品种的选育效率，以及提高新品种的稳定性和一致性方面发挥越来越重要的作用。

优良的萱草品种是实现其“药食同源”产业高质量发展的重要基础。对我国部分萱草属黄花菜主产区的调查表明，目前黄花菜种植农户普遍存在重种植面积的简单扩大，轻优良品种复壮培育的问题，全国黄花菜主栽优良品种不足20个，普遍存在品种多样性不足、品种退化等突出问题，“观食两用”萱草新品种更是空白^[2]。因此，未来应以萱草“药食同源”的营养成分和健康功能物质为育种导向，加强全国范围内的萱草种质资源的有效利用，开展“观食两用”萱草种质资源创新和优良品种选育，丰富萱草属黄花菜主栽品种的多样性，建立“观食两用”萱草良种繁育基地，加快优良品种推广应用，为“药食同源”的土壤-萱草系统优良品种的供应提供有力支撑。

4 结语

我国是世界萱草属植物自然分布的中心。萱草属黄花菜的花和叶均可食用，根可入药，在我国是一种典型的“药食同源”的植物，栽培种植历史悠久。目前，在推进我国萱草(黄花菜)“药食同源”产业高质量发展方面，依然面临着对其抗氧化、抗焦虑、抗抑郁、镇静安神、保护神经等健康功效相关基础研究不足，中医药优良传统文化特色与优势发挥不充分，“观食两用”萱草优良品种不丰富，技术标准体系不完善及品牌建设滞后等突出问题。为此，基于“药食同源”土壤-萱草系统的构建，加强土壤健康环境与植物营养生态调控、生态栽培与病虫害绿色防控、种质资源创新与优良品种选育技术创新，在大尺度空间上系统探究萱草属黄花菜地理标志产品的营养、生物功能活性成分及风味物质差异的相关机理，研发其营养和生物活性功能成分有效提取新技术，生产出更加丰富多样的健康功能性食品和药品，在加快推动“萱草+”大健康产业的高质量发展方面发挥出更大作用。

ckwx 参考文献

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