基于三大价值的道地中药材人参智能化生产关键技术研发设计

孔繁涛1    许世泉1    路洪涛1    曹姗姗2    

刘继芳2    李政1    孙伟2

1.中国农业科学院特产研究所    2.中国农业科学院农业信息研究所

人参（panaxginseng C.A.Mey.）是五加科、人参属多年生草本植物，分布于中国、俄罗斯和朝鲜半岛。中国人参具有3个属性：文化属性、中医药属性和现代药物属性[1]，分别对应其文化价值和药用价值。2012年，人参（人工种植）被批准为新资源食品；2014年，人参被列入既是食品又是中药材物质目录，即药食两用或药食同源物品；同时，人参叶、人参果也列入可用于保健食品的物品名单，营养价值凸显。因此，依托道地人参资源研发成体系的智能化生产技术以充分释放人参3大价值效应。

1.1必要性

首先，有利于提高人参生产效率，实现吉林人参千亿级产业目标。吉林省提出通过10年左右时间，将人参打造成为千亿级优势产业，亟需提高人参品质，强化道地性。本研究能够加快打造千亿级人参产业，充分实现人参的经济价值，大力推动人参产业高质量发展。其次，有利于增强人参道地性，推动我国中医药现代化发展。习近平总书记指出：要“推动中医药事业和产业高质量发展，推动中医药走向世界”。当前面向人民群众生命健康，对照新版中药材GAP要求，本研究开展高质量道地人参数字化、生态化、标准化、智能化生产关键技术研究，充分实现人参的药用价值，能够提升我国人参产业国际话语权、确保人参科技高水平自立坚强。最后，有利于扩大人参品牌效应，加快吉林率先实现农业现代化。通过优良品种培育、推广，提高人参良种率，依托人参的高品质、道地性，做足做好“长白山人参”区域公共品牌效应，强化市场需求牵引效应，增加农民收入。本研究能够为吉林省人参产业链、供应链进行“增链补链强链”，加快吉林全面振兴全方位振兴。

1.2前瞻性

聚焦高品质道地人参生产关键技术相关研究，呈现如下发展趋势。首先，人参产业将进入快速发展阶段。人参总产值和出口额稳居我国中药材之首，也是食药同源的新资源食品。当前，吉林省正在积极打造人参千亿级产业，矗立“面向人民群众生命健康”新时代，人参产业具有广阔的发展前景。其次，人参智能化种植将成为趋势。随着物联网、大数据、AI等新一代信息技术迅速发展，智能化、智慧化技术将融入到道地人参生产的全过程、全要素、全链条。最后，标准化生产将得到普遍应用推广。按照《中药材生产质量管理规范》要求，道地人参种植的多项单元技术将进一步集成创新，通过基地建设的示范带动，道地人参生产的规范化、标准化、生态化水平将得到快速提升。因此，本研究前景非常广阔，引领着产业新发展、新态势，孕育着人参产业新领域、新赛道。

2.1从人参的营养价值来看，人参化学成分复杂，生物活性物质众多

人参含有人参皂苷、多糖、挥发油、蛋白质、氨基酸、有机酸、黄酮类、维生素类及微量元素等多种活性成分[2]；其中，人参皂苷是主要活性成分，其含量多少是评价人参的重要指标。人参皂苷分为原人参二醇型、原人参三醇型、齐墩果酸型3类，目前仅从人参的根及其加工品中提取或分离的人参皂苷单体达50多种，每一种皂苷都有不同的食疗和药理功效；人参根、茎、叶、花、果均含有人参皂苷，但含量、成分、作用也各不相同，人参根的皂苷含量约占5%。人参蛋白质含量约占12%~15%，氨基酸17种以上。人参糖类含量约占4%~6%，包括单糖、低聚糖和多糖等；而多糖类含量约占5%，分为人参中性糖和人参酸性果胶两大类[3]。人参微量元素含有20多种。人参挥发油类约占0.1%~0.5%，主要成分162种[4]。人参内生菌普遍存在于人参各组织部位中，具有丰富的多样性，人参内生真菌和细菌共计80余属、170余种[5]。人参作为保健品，具有大补元气、缓解身体疲劳和增强免疫力之功效。人参作为食品，是指人工种植的5年及5年以下的人参；而食用量每天少于等于3 g，孕妇哺乳期妇女及14岁以下儿童不宜食用。

2.2从人参的药用价值来看，人参是一种珍贵中药材，可谓百草之王、药中之圣

人参味甘、微苦，归脾、肺、心、肾经；具有大补元气，复脉固脱，补脾益肺，生津养血，安神益智的功效。《神农本草经》：“人参味甘微寒，主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，除邪气，明目，开心益智，久服轻身延年。”《本草汇言》：“人参补气生血，助精养神之药也。”李时珍之父李言闻所著《人参传》已佚，而李时珍所著《本草纲目》对人参药用倍加推崇，叙述最为详尽，就内容精深和字数浩繁而言，人参项下所载超出了《本草纲目》中任何一味中药。《本草纲目·卷十二·人参》引李杲语曰：“人参能补肺中之气，肺气旺则四脏之气皆旺，肺主诸气故也。以人参为补血者，盖血不自生，须得生阳气之药乃生，阳生则阴长，血乃旺矣”。《本草纲目》记载：“人参能治男女一切虚症，自汗眩晕、头痛反胃、阂症、滑泻久痢、小便频数、淋沥劳倦、内伤中风、中暑痹瘘、吐血、嗽血、下血、血淋、血崩、胎前产后诸病。”汉代张仲景《伤寒论》，全书113方，以人参为配伍者21方。独参汤是我国中医临床应用的重要方剂之一，具有悠久的应用历史，葛洪《肘后备急方》中“人参散”为目前发现最早的人参“单行”方剂，其主治“卒上气，鸣息便欲绝”[6]。《景岳全书》记载：独参汤，治诸气虚、气脱及反胃呕吐、喘促，粥汤入胃即吐[7]。

2.3从人参的文化价值来看，人参文化历史悠久、源远流长

2008年6月，吉林省抚松县长白山采参习俗入选国务院第二批非物质文化遗产保护目录，是当时白山市唯一的国家级“非遗”研究[8]。人参谐音“人生”，寓意“人生大吉”、长寿吉祥，象征着“人生开花，走上好运”。源远流长的人参文化始终笼罩着神秘色彩[9]。人参的历史传说很多，文学作品和民间故事均有大量描述，关于人参起死回生、长生不老的传说和广泛流传在民间的各种神话故事就是人参文化的表现[1]。明谢肇浙《五杂俎》中记载：“千年人参，根作人形，中夜常出游，烹而食之则仙去。”《西游记》中偷食人参果，大闹五庄观；《红楼梦》第七十七回，王夫人翻箱倒柜找人参配药。据史书记载，清乾隆一直把人参当作养生的佳品长期服用，作《咏人参》诗三首[10]，盛赞人参功效及形态，如：“一穗垂如天竺丹”、“盆中更有仙家草”、“自昔天公褒异珍”。唐朝时期人参成为贡品登上政治舞台，渤海国先后入中原朝贡94次，长白山人参始终被列为首位；人参作为贡品一直持续到清朝。野山参的品质主要体现五形（芦、艼、体、须、纹）六体（老、嫩、横、顺、灵、笨）上，野山参的天价就是文化价值而产生的商业附加值。清代一株质量最佳的老山参，价格可以大大超过同等重量的黄金[11]。

党中央、国务院高度重视中医药发展，明确提出推进中药材规范化种植，全面提升中药产业发展水平，为吉林省人参产业转型升级指明了发展方向和工作重点。全球人参干品年产量约为7 000 t，主产国为中国、韩国，其中中国占70%。全球西洋参干品年产量约为7 000 t，主产国为加拿大、中国和美国，其中加拿大约占60%，中国约占30%，美国约占10%。2020年，韩国参类贸易额却占全球的6%，韩国高丽参的出口价格远高于中国出口的人参（生晒规格为主）和美国、加拿大出口的西洋参（生晒规格为主）[12]。吉林省人参产量占全国总量60%左右[13]，2021年，吉林省全省园参种植面积超1 127.2 hm2，鲜参产量3.89万t，林下参种植面积约10 144.8 hm2，产量764.35t，参业综合产值超600亿元。因此，“世界人参看中国，中国人参看吉林”。

3.1三部委《规划》明确提出道地药材基地建设布局和主攻方向

“健康中国”引领中药材需求由量向质转变，“道地药材”擎举中药材供给向质优效佳发展[14]。2018年12月18日，农业农村部会同国家药品监督管理局、国家中医药管理局编制《全国道地药材生产基地建设规划（2018-2025年）》（以下简称《规划》）。道地药材是指源自特定产区、具有独特药效，质量稳定、具有较高知名度的药材。该《规划》在重点任务上，设置了5个专栏，分别是：道地药材种子种苗繁育体系建设、道地药材标准化生产体系建设、道地药材生产服务体系建设、道地药材产地加工体系建设、道地药材质量管理体系建设。针对道地药材标准化生产体系建设，强调了3大技术：生态种植技术、机械化生产技术、信息化管理技术。在建设布局上，聚焦东北道地药材产区，人参是排名第一的主要品种，主攻方向为优质林下参种植、园参连作障碍治理。

3.2三《通则》明确提出林草中药材规范化种植技术模式

为贯彻落实《国务院办公厅印发关于加快中医药特色发展若干政策措施的通知》（国办发〔2021〕3号），2021年7月5日，国家林业和草原局组织编制《林草中药材生态种植、野生抚育、仿野生栽培3个通则》。围绕人参等林草中药材规范化种植，针对生态种植，主要包括林下种植、草地混植、单一种植、间套作种植、轮替种植和生态景观种植等模式；针对野生抚育，主要包括封育模式、轮采模式、密度优化模式、多维调控模式、定向抚育模式；针对仿野生栽培，主要采用林荫栽培、寄生附生、野生撒播、景观仿野生等模式。一般地认为，人参主要有3种栽培模式，分别为野山参、园参和林下参[15]；播种后，自然生长于深山密林15年以上的人参成为野山参[16]。据报道，吉林省2022年林下参种植总面积约达6.6万hm2[17]，拟确定通化、集安、辉南、抚松、汪清等县（市、区）为林下参种植重点区域，拟根据不同的森林起源、森林类别采用生态种植和仿野生栽培两种模式发展林下参，大力实施林下参标准化种植，加快林下参全产业链发展。

3.3《新版中药材GAP》明确提出中药材规范化、标准化、集约化发展方向

2004年2月，世界卫生组织（WHO）发布《药用植物种植和采集规范（GACP）指南》[18]，旨在解决生产植物药的原药材质量问题，在种质选择、栽培基地、栽培方法、采收及加工条件、员工培训、设施工具、可持续发展以及知识产权等方面，提出了基本要求和操作指导。2022年3月17日，国家药监局、农业农村部、国家林草局、国家中医药局四部门联合发布《中药材生产质量管理规范》（简称《新版中药材GAP》），距离旧版中药材GAP实施整整20年，而新版中药材GAP适用于中药材生产企业规范生产中药材的全过程管理，为中药材规范化、标准化、集约化发展指明了方向。新版中药材GAP实施风险管控的核心措施是“六统一”和“可追溯”，对于基地建设的质量管理要求是：明确影响中药材质量关键环节，开展质量风险评估，制定有效的生产管理、质量控制和预防措施；而对于基地建设的基本思路是：“写我要做，做我所写，记我所做”，全链条、全过程、全要素地为中药材生产企业建设规范化生产基地提供技术指导原则。

4.1开展道地人参智能化生产关键技术研发的总体思路

本研究的总体思路为：面向人民群众生命健康和吉林千亿级产业，紧紧围绕高品质道地性人参生产智能化关键技术研发和基地建设，以道地人参“种子种苗—标准化种植—智能化管控—基地建设”为主线，按新版中药材GAP要求，集成单元技术并熟化提升，初步构建关键技术体系，实现高品质道地人参生产的规范化、标准化、生态化和智能化。

本研究的具体技术路线为：首先，开展道地人参种子种苗数字化培育关键技术研究。筛选优异种质2~3份，采用大数据分析方法，研究人参种子产量和质量提升的方法，以及保障优质种苗出苗率、保苗率的技术，建立种子种苗分级的技术规范。其次，开展道地人参生态化标准化种植关键技术研究。针对高品质道地人参不同生长发育阶段，筛选最佳土壤营养配方，探明光温水最佳阈值，研究病虫草害防治技术，确定适宜种植区域，形成道地人参栽培的田间管理技术模式。再其次，开展道地人参GAP智能化管控关键技术研究。开展新一代信息技术在道地人参生产中应用研究；在生态环境环节，研发动态感知和智能调控技术；在生理生长环节，研发动态识别与早期预警技术。最后，开展高品质道地人参规范化生产示范基地建设。分别建立智能化和规模化的示范推广基地。技术路线如图1所示。

4.2主要研究内容设计

围绕新版中药材GAP要求，主要开展如下4方面的研究任务：

4.2.1道地人参种子种苗数字化培育关键技术研究 聚焦高品质、道地性的基本内涵，运用大数据、AI技术以及研究团队已构建的SNP标记、人参种质资源精准评价模型，筛选具有根形美观、抗逆性强、遗传稳定、道地性显著等特性的优异种质2~3份，开展道地人参种子种苗规范化生产研究。针对增加人参种子产量，研究提高结实率和降低落果率的人参种子繁育技术方法；针对提升人参种子质量，研究增强种子活力、抗逆性以及提高出苗率的人参种子繁育技术方法，明确不同区域采集人参种子的最佳时期。针对优质种苗培育，保障出苗率、保苗率，形成优质种苗生产的机械化播种模式。研究种子种苗质量检测技术，建立人参种子种苗分级、贮存和运输的技术规范体系。

4.2.2道地人参生态化标准化种植关键技术研究

针对高品质道地人参不同生长发育阶段的营养需求，筛选与之相适应的最佳土壤及营养配方，满足人参各个生育期生长的必需营养成分。针对道地人参不同生长发育阶段的环境需求，探明各个生育期光、温、水的最佳阈值，实现人参栽培环境的最优配置。针对道地人参不同生长发育阶段的生态需求，研究防治病、虫、草、害等系统不利因素的技术方法，应对人参栽培的生物胁迫和非生物胁迫。应用3S技术，研究确定道地人参栽培适宜空间区域，并结合人参不同生育时期温光水肥调控技术，形成道地人参栽培的田间管理标准化技术模式。

4.2.3道地人参GAP智能化管控关键技术研究按照《新版中药材GAP》，围绕道地人参种子种苗培育、生态种植、基地建设等全过程管理，开展物联网、大数据和AI等新一代信息技术的应用研究，提升道地人参种植智能化水平。在生态环境环节，研究人参栽培温度、湿度、光照、通风的动态感知和智能调控技术，实现水肥一体化的自动灌溉，建立高品质人参栽培生态环境模拟技术；在生长发育、生理健康环节，应用智能技术装备，探究异常状况的人参表型特征，自动监测人参叶面、茎秆、根系的表型变化，实现人参生长状况的动态识别与早期预警。

4.2.4高品质道地人参规范化生产示范基地建设

集成道地人参种子种苗数字化培育、生态化标准化种植、GAP智能化管控等各环节的单元技术，创新规范化、标准化、生态化生产技术模式，建立生产示范基地。首先，选择中国农业科学院特产研究所左家中药材基地，按照利旧原则，配备必要的信息化装备，建立智能化示范基地；其次，选择延边州或抚松等人参主产区，建立规模化示范基地，形成可应用、可复制、可推广的高质量道地人参种植技术模式。

5.1本研究设计的核心技术或者重点解决的问题

主要体现在3个方面：首先，道地人参种植过程中的营养、环境、生态等技术优化及模型算法问题。人参在不同的生长发育阶段，对土壤、营养、环境、生态等外部因素具有差异化的需求。如何探明最佳的阈值范围，并制定针对性的应对策略；进行生态化的模拟仿真，并构建模型算法，充分实现人参的道地性和高品质，是本研究拟解决的关键技术问题之一。其次，道地人参GAP标准化栽培过程中的智能化技术深度融合问题。近年来，物联网、大数据、AI等新一代信息技术方兴未艾，如何进一步推动现代信息技术在道地人参生产全过程、全要素、全链条中的技术融合，尤其是多模态、多来源等多源异构数据的深度挖掘与智能分析，切实提高人参栽培的信息化、智慧化水平，是本研究拟解决的关键技术问题之一。最后，道地人参规范化生产的单元技术集成及应用推广模式问题。本研究涉及人参种植全生命周期的众多单元技术，同时建设吉林市左家镇小面积的智能化示范基地和延边州或抚松县等人参主产区规模化的标准化示范基地，如何实现单元技术集成创新与应用、充分发挥示范基地的辐射带动效应，是本研究拟解决的关键技术问题之一。

5.2本研究设计的特色

主要体现在4个方面：首先，构建道地人参种质数字化培育技术方法。针对增加人参种子产量、提升人参种子质量，形成优质种苗生产的机械化播种模式，研究种子种苗质量检测技术，构建道地人参种子种苗规范化、数字化培育技术方法。其次，建立道地人参生态化标准化种植技术模式。筛选与高品质道地人参不同生长发育阶段的营养需求相适应的最佳土壤及营养配方，研究防治病、虫、草、害等系统不利因素的技术方法，应用3S技术研究确定道地人参栽培适宜空间区域，从而建立道地人参生产生态化、标准化技术模式。再其次，创新道地人参GAP智能化管控技术体系。按照《新版中药材GAP》要求，开展物联网、大数据和AI等新一代信息技术的应用研究，建立高品质人参栽培生态环境模拟技术，实现人参生长状况的动态识别与早期预警，从而创新道地人参生产智能技术体系。最后，创建高品质道地人参规范化示范基地。集成道地人参种子种苗数字化培育、生态化标准化种植、GAP智能化管控等各环节的单元技术，集成创新数字化、标准化、生态化生产技术模式，在吉林市左家镇以及人参主产区建立高品质道地人参生产示范基地。

排版：王港

审核：曹海禄

声明：本文摘自特产研究,1-6[2025-09-12].分享仅为传播中药行业知识，版权归原作者所有，感谢原作者的辛苦付出。若有异议，将做删除处理。文章不存在任何利益冲突。