范雨欣，蒋亚莉，郝文芳

（西北农林科技大学，a.生命科学学院；b.医院，陕西 杨凌 712100）

艾（Artemisia argyiLevl. et Van）为菊科（Asteraceae Bercht.& J.Presl）蒿属（ArtemisiaL.）植物，有效成分包括黄酮类、多糖类和挥发油等。艾在医药方面的应用前景广阔，具有抑菌抗病毒、抗氧化抗衰老、抗癌抗肿瘤、抗炎免疫等作用。此外，艾还被应用于临床医药、工业加工、食品制作等方面，具有广泛的应用价值。随着乡村振兴战略推进及农村产业结构的调整，种植艾已经成为农民脱贫致富的支柱产业。然而，农民一直按照普通农作物的方式种植艾，大多停留在简单的栽培层面，且较为粗放，缺乏精准合理的种植方案和科学高效的管理措施。不规范的种植生产技术不可避免地带来了诸如生长缓慢、长势较弱、产量低、品质差等一系列问题［1］。随着产业的快速发展，中国艾的年产量无法满足日益增长的市场需求。因此，本研究着重梳理艾的有效成分及栽培技术相关研究，为艾的科学种植与产业化发展提供参考。

1 艾的有效成分

1.1 黄酮类成分

黄酮类化合物是植物次生代谢过程中产生的一类重要的天然有机活性化合物，在艾中已鉴定出化学结构的黄酮类化合物主要为黄酮、黄酮醇及其苷［2］，以游离黄酮为主［3］。艾中总黄酮含量在2.84%～14.67%的范围内［4］，一般在6 月上旬达到最高［5］。其主要的化学成分包括5，7，3'，4'-四羟基二氢黄酮、6-甲氧基黄酮、5，7，4'，5'-四羟基-3'，6-二甲氧基黄酮、芹菜素、木犀草素、槲皮素、异泽兰黄素、棕矢车菊素、矢车菊黄素、紫花牡荆素、柚皮素、香叶木素等［6］。体外抗氧化试验结果表明，艾黄酮纯化物具有良好的体外抗氧化能力，且抗氧化能力随质量浓度的增大而增强，对超氧阴离子、羟基自由基、DPPH 自由基均具有清除能力，但都弱于抗坏血酸［7，8］。张真等［9］在寒旱区生态环境下的试验结果表明，甘肃陇原艾叶的总黄酮含量高于南阳艾与蕲春艾。

1.2 多糖类成分

艾中的多糖类成分主要为具有糖链结构的酸性杂葡萄糖［4］，由木糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖等单糖组成［10］。Tseng 等［11］的研究发现，艾叶水提物中的多糖类成分主要包括15.25%碳水化合物、8.33%糖醛酸和23.61%蛋白质。罗旋等［12］的研究结果表明，艾多糖能够增加小鼠免疫器官的重量，提高其免疫细胞的功能。尹美珍等［13］建立Ⅰ型糖尿病小鼠模型进行试验，通过连续30 d 灌胃给予小鼠艾多糖，发现艾多糖能够有效改善胰岛素分泌，调节血糖浓度。此外，艾多糖能够明显抑制肝癌细胞的增殖［2］，还具有较强的抑菌活性，对温度、紫外线垂直照射的稳定性较好［14］。在寒旱区中，南阳艾的多糖类含量最高，以干物质质量计为11.1 mg/g［9］。

1.3 挥发油成分

挥发油又称精油，是一类具有芳香性气味、在室温下易挥发，不与水混溶的油状液体的总称［15］。艾中挥发油的主要成分为单萜类、倍半萜类化合物及其衍生物，也含有少量的酮、酚、醛类化合物［6］。随着分离提取技术及气相色谱-质谱联用等技术的发展，艾叶挥发油中检测出的成分有100 余种，主要为桉油精、蒎烯、侧柏酮、龙脑、石竹烯、氧化石竹烯、α-松油醇等［6］。2020年版《中华人民共和国药典》［16］中规定，艾叶干燥品中桉油精含量不少于0.050%，龙脑含量不少于0.020%。艾叶挥发油可以作用于微生物的细胞壁结构，从而达到抑菌效果［14］，对于体外的氧化物质也具有一定的清除能力，且鲜艾挥发油的清除效果强于陈艾［17］。此外，艾挥发油具有较好的透皮吸收效果，为艾灸发挥功效的主要成分［18］。

艾挥发油的不同成分及含量与艾叶的产地、品种相关。湖北蕲春艾的总挥发油含量较高，比河北安国、江西樟树、安徽霍山等地方品种艾叶的得率高出近1 倍［19］。广西、山东、陕北、湖北、河南、四川、湖南、甘肃、江苏等地艾叶挥发油的主要成分相对集中，但桉油精、龙脑、樟脑、侧柏酮等成分的含量相差较大［20］。此外，挥发油的不同成分、含量及质量还与艾叶的生长环境、采收时间、采收部位、干燥方式、储藏方式、储存时间等都有一定关系。日照时数和温度是影响艾叶挥发性成分含量的主要因素，且低温对艾的影响大于高温［21］。研究表明，蕲艾叶的挥发性成分含量明显高于蕲艾籽与茎［22］。其含量还随贮存时间的延长而减少，其中多数烯类、部分醇类和醛类化合物的含量降低，而相应氧化产物的含量则逐渐增多［23］。

1.4 其他成分

艾多酚易与蛋白质、多糖、生物碱及金属离子等结合，从而表现出较强的生物活性［15］。多酚类结构能够较好地清除DPPH 自由基和·OH，具有一定的抗氧化能力［14］。葡萄糖、柠檬酸、苯甲酸钠、过氧化氢及氯酸钾等会导致多酚的抗氧化能力下降，维生素C 与多酚组合则会产生明显的协同作用［24］。鞣酸类物质的主要成分为单宁酸、儿茶素等［2］。体外试验结果发现，艾的鞣酸类化合物对超氧阴离子和羟基自由基均有一定的清除能力，且浓度为8 mg/mL时清除效果强于甘露醇［25］。艾叶的三萜类成分主要包括α-香树脂醇、β-香树脂醇、β-乙酸香树脂醇、羽扇烯酮、羊齿烯酮、3β-甲氧基-9β、19-环羊毛甾-23（E）烯-25，26-二醇等［26］，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等7 种致病菌均有着较好的抑制作用［14］。此外，艾中还含有桉叶烷类、绿原酸等物质。

由此可知，艾中含有大量有效成分，主要包括黄酮类、多糖类、挥发油等，还有多酚、鞣酸类、三萜类等其他物质。这些成分具有抑菌、抗炎、抗氧化等药理作用，不同品种及不同种植方式下的含量差异较大，是艾叶发挥药效的物质基础。

2 艾栽培技术

2.1 立地条件

刘蓓蓓等［27］分析，艾适宜栽培于丘陵、低海拔地区，生长旺盛时的气温范围在24～30 ℃时产量较高。以光照充足、通风良好、土层深厚、土壤通透性好、有机质丰富、排水良好的沙质壤土地块种植为佳［28］。王菁菁等［21］探究气候因子对艾叶挥发性成分的影响，发现年日照时数的影响最大，其次是年极低温度和年极高温度。最好选取光照充足的温带地区进行种植，避免低温影响生长。

艾属于多年生草本植物，李鹏飞等［29］的研究结果表明，其夏季的最大抗拉力达到最大值，进入冬季后则递减。针对艾的抗拉力研究发现，其下坡大于中坡大于上坡。阳坡种植的艾虽根系直径较大，但阴坡种植的抗拉力、根系密度、细根、地下生物量等均大于阳坡。综合来看，将艾种植于中下坡位具有一定的护坡作用，且阴坡的根系发育好于阳坡，更适合艾生长。

此外，矿区种植的艾具有一定的耐重金属特性，将艾种植于矿区能够对生态进行修复。董鹏鹏等［30］对艾叶重金属含量进行测量，发现有多个产地的镉含量超标，超标率达62.5%。研究表明，将艾与微生物相结合能够有效治理矿区矸石山，有利于生态重建［31］。方改霞等［32］通过测定平顶山矿区与非矿区土壤中的重金属含量，发现艾对Cr、Cu、Pb、Zn、Mn 5 种重金属均具有一定的富集作用，对Cr 的富集能力最强，且由根部吸收向茎叶运输，能够有效防止二次污染，可用于对重金属污染土壤的修复。徐华伟等［33］的研究结果也表明，在铅锌矿区中种植野艾蒿（Artemisia lavandulaefoliaDC.）后，废弃地土壤中的重金属含量随废弃年限的增加而减少。土壤中的重金属含量升高后，野艾蒿对重金属的吸收富集能力也增加。

2.2 良种的应用

无论采用何种繁殖方式，都应选择优良品种。艾生产上优先选择生长旺盛、气味浓郁、密被绒毛、幼苗根系发达的植株为繁殖材料［34］，同时考虑其有效成分的含量与质量。洪宗国等［35］将蕲艾、北艾与川艾进行比较发现，蕲艾具有出油率高、中馏分含量高等特点。研究表明，南阳艾和襄阳艾的出绒率、矿质元素含量较高，而蕲艾的总挥发油、黄酮及酚酸类成分含量普遍较高；蕲艾中，雨湖艾、漕河艾和蕲州香艾的出绒率较高，蕲州香艾的总挥发油含量最高，而洪咀七尖艾的黄酮及酚酸类成分的综合含量最高［36］。曹利等［22］的研究同样表明，蕲艾的不同栽培品种中，七尖蕲艾药用效果更佳。此外，适于药用的艾主要包括河南衡阳艾、湖北蕲艾、河南南阳艾等，而综合各项营养指标与口感，适于食用的以食用艾为佳［37］。各地在进行引种栽培时，应按照不同艾品种的特点与生产目的，选择适宜的材料进行栽培与推广。

2.3 科学栽培与管理

艾种子存活期短，栽种后成活率低且生长缓慢，一般不采用种子繁殖方法［38］，而根状茎繁殖成活率高，实际生产中以根茎繁殖为主。根据刘保财等［39］在西吉县开展的栽培试验结果可知，6 月种植的艾成活率可达88.53%。是否覆盖黑膜主要由种植时间决定，4 月栽培以覆盖黑膜为佳，6 月栽培无论是否覆膜成活率均较高，9 月无论是否覆膜成活率均较低。4 月与9 月栽培时宜适当深植，而6 月栽培应该浅栽。王晓军等［40］的研究表明，艾最佳用肥量为尿素（N）115.80 kg/hm2、磷肥（P2O5）279.06 kg/hm2、钾肥（K2O）76.29 kg/hm2，推荐施肥量为尿素（N）108～135 kg/hm2、磷肥（P2O5）270～315 kg/hm2、钾肥（K2O）75～90 kg/hm2。与北方相比，南方温度与湿度均更大，种植密度应比北方稀、施肥更勤，否则易引发病虫害［41］。也可采用常规V 字形种植模式，充分利用光照［42］。

栽培后需要定期进行田间管理，包括除草、追肥及水分控制等。土壤的水分含量影响艾中活性物质的含量。水分充足时，艾中黄酮、有机酸等有效成分含量提高，无论是质量还是产量均得到提高；但若只考虑挥发油品质，在不影响产量的情况下可适当减少水分供给，保持土壤适度干燥，提高挥发油含量［27］。而针对矿区种植的艾，无需施用过多肥料，粗放管理即可。

2.4 病虫害防控

艾的常见病害包括白粉病、斑枯病、叶斑病、锈病和白绢病等。艾白粉病为真菌感染，主要为害叶片、叶柄及茎，病部产生白色无定形斑点，严重时会导致植株死亡［43］。斑枯病在5—10 月易发生，初期叶片上出现灰褐色斑点后逐渐扩大，溃烂，直至茎干破裂，植株死亡［34］。叶斑病主要为害叶片，病部形成圆形病斑，后不断扩大产生轮纹［44］。锈病在6—8月阴雨连绵时易发生，初期叶背出现橙黄色粉状物后逐渐变为黑色，严重时导致叶片枯萎脱落［34］。白绢病则主要发生在艾近基部和根部，表皮褐变，病斑上出现白色匍匐菌丝并扩展，导致皮层腐烂脱落，直至枯死［45］。

蚜虫、红蜘蛛、叶甲等都是艾种植中的常见害虫。蚜虫是艾的主要害虫，不仅吸取叶片液汁，还导致病害发生，影响植株正常生长［44］，病部产生叶斑、黄叶、卷叶，甚至导致植株死亡。红蜘蛛使叶片产生密集而细小的灰黄色斑点，严重时甚至使叶片枯黄脱落［27］。叶甲幼虫食用艾叶肉，留下表皮，成虫则将叶片吃成孔洞。此外，叶甲的粪便和黏液也对叶片产生污染，严重的会导致叶片枯萎脱落［44］。

将艾与蔬菜、粮食作物等合理轮作、间作，能够有效利用资源，减轻病虫带来的危害［46］。林席跃等［47］探究了食用艾间套大豆［Glycine max（Linn.）Merr.］的种植技术，发现该种植方式能够充分利用光照，增加种植收益。Tian 等［48］分析发现，艾短期种植能够刺激土壤微生物的生长与活动，但长期会导致土壤病原体增加，加剧土壤养分资源的竞争，故艾在温带地区多年种植后应考虑与其他作物的轮作，以维持土壤微生物的群落结构和功能。此外，需要加强艾的田间管理，发现病株时立刻拔出，集中深埋或烧毁。坚持“绿色植保”的理念，强化物理和生物防治方法，尽可能减少化学农药的使用［49］。

2.5 采收与储存

2.5.1 适时采收 蕲艾每年收割3 次，分别在5 月下旬至6 月上旬、7 月中下旬至8 月上旬和10 月中下旬［46］。研究表明，总黄酮含量随植株生长不断增加，至6 月上旬达到最大值，鞣酸含量则在5 月下旬或6 月上旬达到最高；10 月艾样品的挥发油含量和总黄酮含量则显著低于6 月。综合来看，在6 月10日左右采收最佳［50］。根据艾的不同用途，采收时间和方式略有差异。艾作食用时，采摘苗期的嫩叶芽或成株期的顶部嫩芽；作药用时，采摘生长旺盛、茎秆直立未萌发侧枝、尚未开花的植株；作饲料添加时，在植株出现花蕾前采收，不宜过老；在生产上晒干收购或直接用于粗体物防治害虫时，选取植株出现花蕾而未开花时采收［44，51］。

2.5.2 合理储存 艾不同的贮存时间影响其药性［51］。何正有等［23］比较了鲜艾与陈艾挥发油的含量与成分差异，鲜艾挥发油得率为0.67%，陈艾为0.47%，表明挥发油总量随贮存时间的延长而减少；鲜艾中烯烃、醇类、醛类成分的含量较高，而陈艾中的氧化产物含量较高。龚敏等［52］的研究结果表明，随存储时间延长，总黄酮量逐年增加，第3 年达到峰值而后下降，总多糖量则逐年下降，但前3 年下降并不剧烈。若提取精油，则不需要进行干燥，选取新鲜的全株艾即可［44］；若用于生产灸用制品，通常存放1～3 年［53］，时间不宜过长。

基于实际生产的需求，应结合不同种植地区的条件特点，选取适当的品种进行规范种植。结合田间管理，关注可能出现的病虫害，并依照应用方向进行合理采收与储存。

3 小结与展望

艾具有抑菌抗病毒、抗氧化抗衰老、抗癌抗肿瘤、抗炎免疫等药理作用，并在临床医药、工业加工、食品制作等方面具有广泛的应用价值。艾含有黄酮类、多糖类、挥发油、多酚类、鞣酸类、三萜类等一系列有效成分，分布广泛，适应性强，易于繁衍生长。徐燃等［54］分析表明，冬冷夏热、年温差大、阳光充沛、降水集中的温带大陆性气候最适合艾生长，全球最适合栽培艾的区域主要集中在中国华中、华东北部及华北南部的湖北、河南、安徽、四川、湖南等省，较适合栽培的区域包括中国河北、山东、广东、辽宁、浙江、福建等省。

确定种植的地区范围后，选取阴坡的中下坡位能够发挥一定的护坡作用，更适合艾的生长［29］。而在矿区种植艾能够起到一定的生态修复作用，无需过多施用肥料，粗放管理即可。在寒旱区生态环境下，甘肃陇原艾的总黄酮含量更高；若考虑总多糖含量，则种植南阳艾最佳［9］。梅全喜等［55］的研究表明，湖北蕲春艾叶的挥发油含量较高，燃烧热为18 139 J/g，明显高于其他地区，适合用于艾灸生产。若为药用，建议选取七尖蕲艾进行种植［22］，若为食用，则选用食用艾［37］，具体选择还需结合当地实际情况与生产需求。

艾种植以6 月浅栽为佳，若条件允许可覆盖黑膜［39］，推荐施肥量为尿素（N）108～135 kg/hm2、磷肥（P2O5）270～315 kg/hm2、钾肥（K2O）75～90 kg/hm2［40］。定期进行田间管理，保持水分充足可提高整体质量与产量，但适当减少水分供给可提高挥发油含量［27］。针对病虫害防控，以“绿色植保”理念为主，将艾配合其他作物进行轮作、间作能够有效防止病虫害，充分利用光照与土壤资源［46］。蕲艾每年进行3 次收割，可根据不同用途确定采收时间与采收方式。提取精油以新鲜全株艾为宜［44］，生产灸用制品的存放时间则不宜超过3 年［52，53］。后续可结合不同肥料，着重探究艾的高效施肥方案。此外，艾在生态修复方面有着巨大的潜力，可在此方面开展更多研究，实现其价值的最大化。