周劲松+赵东兴+陈林杨

摘 要 近年来，物理农业在我国北方地区受到重视，并在一些农业产业投入和运用，其技术价值和优点在生产过程已显示出来。随着物理农业工程技术在国际与国内市场的不断完善和发展，有可能成为我国第四代农业发展方向。以云南为例，分析当前南药发展现状，充分论述利用当地气候资源、地理优势及物理农业工程技术优势发展云南南药的必要性。并预测在发展过程中将要面临的各种困难，最后提出运用物理农业工程技术发展南药产业的建议。

关键词 发展 ；南药 ；物理农业 ；工程技术

中图分类号 S129 文献标志码 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

南药一般是指生长于热带、亚热带地区的药材，世界范围内主要分布在东南亚与非洲[1]。我国主要分布在海南全省，广东、广西、福建、云南、贵州、台湾等地的热区。而云南省自然条件优越，是我国第二大热区，南药资源丰富，发展南药有得天独厚的条件和十分广阔的前景，历年来南药产量也一直稳居全国前列，仅次于海南。近年来，南药的研究开发前沿包括：细胞工程、发酵工程、基因工程等方面[2]，普遍集中在种植、化学、分析、提纯等技术的研发[3]，而把物理农业工程技术运用于南药鲜有报道。

物理农业概念起源于植物生理学、农业物理学、生物物理学、物理农业学，是物理技术和农业生产的有机结合。物理农业利用具有生物效应的电、磁、声、光、热、核等物理因子操控动植物的生长发育及其生长环境，促使当前农业生产逐步摆脱对化学肥料、化学农药、抗生素等化学品的依赖以及自然环境的束缚，最终获取高产、优质、无毒农产品的环境调控型农业[4]，可广泛应用于农业生产中的种植、食用菌、畜禽养殖、水产养殖等行业[5]。物理农业工程技术主要包括：土壤连作障碍电处理技术、植物声波助长技术、温室空气电净化防病促生技术、温室病害臭氧防治技术、电子杀虫技术、温室二氧化碳增施技术、种子磁化技术、等离子体种子处理技术、电场种子处理技术与物理肥料[6-8]等，随着物理农业技术的发展，将来很有可能成为我国第四代农业的发展方向。

1 云南南药的发展现状

云南是一个季风气候较为明显的内陆高原多山大省，地势西北高东南低，呈阶梯状倾斜，形成独特的立体气候，野生南药资源十分丰富，再加上科研、种植行业不断从外省和外国引进大量的南药品种，制药龙头企业的引领，云省南药目前已形成相对完备的体系，全省热区按区划也形成主要的产业链，列如文山三七、德宏石斛、版纳砂仁等经过多年发展在南药商品市场上都已打出品牌。据统计，云南南药品种37科52属，达113种，居全国首位，其中本省野生南药63种，国外引进栽培31种，省外引种栽培19种[9]。

在开发利用方面：南药已经不仅仅是中药材、中成药的重要原料来源，一些食品工业企业还把其开发成食膳餐饮产品，产业链被大幅拉长，如“三七酒”、“柯子果脯”、“砂仁可乐”等在国内及东南亚都很有市场。在保护管理方面：（1）地方政府、制药龙头企业与科研机构共同建立自然资源保护区，保护当地的南药资源自然繁殖；（2）建立种质资源圃与种质基因库收集优良品种，为良种选育、品种改良与品种复壮提供原始繁殖材料源；（3）建立南药种植基地，开展南药野生驯化与域外引种，扩大药源，减轻野生资源压力。同时，重视南药专门人才的培养与引进，以适应南药的科研、生产、保护和管理的需要。

2 国内外物理农业的研究、发展和教学

早在20世纪70年代，国外已开始研究将物理技术运用于农业生产。日本、前苏联等国对磁场处理种子生物学效应的研究，取得显著成效[10]。美国也已将声波助长技术应用于多种作物。我国物理农业起步稍晚，声波助长单项技术已在我国北京、新疆、山西、山东、辽宁等地的30余种包含有蔬菜、花卉和果树的农作物上进行了多年的试验与示范。2006年前，发展到运用空间电场防腐促生和光诱色诱灭虫技术解决地上虫害。2008年，利用土壤连作电处理技术可以对土壤中大部分虫害和接近百分之百的真菌、细菌种类进行有效的杀灭[11]。

大连和青岛相关部门在应用和推广现代物理农业工程技术方面取得了丰硕的成效。近几年，已开发研制出一系列现代物理农业工程技术产品，在生产中大面积应用，取得了良好效果。已经开发研究出的物理农业设备主要有：植物声波助长仪、空间电场防病促生系统、种子磁化机、等离子种子处理机、电子杀虫灯和土壤连作障碍电处理机等[12]。2005年，英国和美国先后进行了微波犁的实验和运用；2006年和2009年，韩国和法国在蔬菜温室内引进空间电场系统；2009年，韩国和巴西开始土壤连作电处理实验[13]。

目前，国内有西南大学、山西农业大学等多所高校开设“现代物理农业工程技术”相关的选修课，依托高等教育积极推进现代物理农业工程技术[6]。《现代物理农业工程技术概论》的出版填补了国内有关物理农业工程技术没有系统著述的空白。中国农业机械学会连续举办五届“全国现代物理农业工程技术发展研讨会”。

3 云南南药发展运用物理农业工程技术的优势和必要性

3.1 优势

云南属青藏高原南延部分，地质资源丰富，地貌西北高，东南低，最高峰卡瓦格博峰与海拔最低点河口县南溪与红河交汇处相差约6 600 m，全省地貌立体特征明显，垂直变化突出，盆地、河谷、丘陵、中山、高山、山原相间分布，山中有坝，坝中有谷。土壤资源多样，全省土壤主要由红壤、黄壤、棕壤、亚高山草甸和高山寒漠土构成，多种土壤的环境生长着丰富多样的天然药材。

云南境内水资源丰富，有大小河流600多条，分属伊洛瓦底江、怒江、澜沧江、金沙江（长江）、元江（红河）和南盘江（珠江）六大水系，分别注入南海和印度洋，多数具有落差大、水流急的特点，水能资源极其丰富。其中伊洛瓦底江、怒江、澜沧江、元江为国际河流。

物理农业工程的多项技术需要丰富的日照和电力作为支撑，云南多数地区年日照数多达2 000 h以上，六大水系都建有多座大型电站，电力资源丰富，在满足本地区同时还能电力外输，用电成本低。在热区农业种植中已有对物理农业技术的单一使用，列如植保方面运用电子灭虫灯、肥料的光热处理等都为本地物理农业的发展积累了一些实践经验。

云南作为少数民族聚居的农业地区，传统中医药与民族医药在民间广泛运用，野生药材与人工培育药材资源丰富。经过多年的开发，依靠区域优势，当地的热区都已经发展了自己南药产业，例如西双版纳的阳春砂仁、德宏的石斛、文山的三七等已形成品牌产业，南药的产业化发展已有一定的规模。云南省内知名制药企业和一些国家级省级科研所对南药的研究和运用性的开发起了推动作用，为南药发展创造了良好的氛围。

云南国境线长，与东南亚多国领土接壤，民间医药的交流、药材的贸易往来频繁，促进了民间医药的相互发展。这些邻国经济发展相对落后，农耕水平低下，当地自然资源还保持着原始风貌，自然环境还处于最原始的状态，南药种质在自然界中保存数量完整、品质良好。云南热区与东南亚邻国山水相连，地理条件、气候资源、自然环境十分接近，这些特有的优势对南药的引进种植，后续规模发展，丰富我国南药种类提供了有利条件。

云南热区涉及全省17个地州（市）的86个县，国土面积达8万km2[14]，干热地区与湿热地区并存[15]；同时以文山、红河为主的滇东南地区南亚热带季风气候，以西双版纳、德宏、临沧、普洱为主的滇南与滇西地区赤道季风气候，丽江、大理东、楚雄北和元江河谷地区有焚风产生形成干热气候环境[16]，这些特有的气候资源都给南药生长提供了适合的环境。

3.2 必要性

经济利益的驱使，民间对野生南药的掠夺式的乱採乱伐，使南药资源破坏很大，在运用生物、农业技术保护保存种质的同时，物理农业技术对种质资源处理是一种环保、安全、有效的方法。

随着东亚、东南亚对天然药用植物的研究和使用的重视，国际市场对包括南药在内的所有中医药材需求大幅上升，对我省南药产业的发展提供了良好机遇。南药生产附加值高，是热区脱贫、增收的有效途径。但城镇化进程的高速发展，农业用地被大量挤占，坝区尤其城郊的田地正在迅速消失。为了满足消费市场、增加农民收入，提高药材种植面积与产量，种植南药时大量使用化肥、农药及除草剂，使土壤产生有毒物质，造成土壤成分性能发生改变，造成药材非绿色环保的产物。

有些药材种植（例如三七）对土壤肥力与结构发生改变，产量低下，种植的土地修复时间长。如果运用高效率低成本的物理农业技术，可以减少对土壤肥力与结构破坏。

在环渤海湾、山西、新疆等地区运用物理农业技术成功事例显示，作物、蔬菜花卉一般增产在15%甚至1倍以上，在增加作物产量、提高营养品质、增强抗病性能、保障食用安全、延长储藏时间和提高种子发芽率等方面都效果明显[17]。

4 云南南药发展运用物理农业工程技术的困难

4.1 农民的科学文化水平不高，心理抗拒

云南地处西南边陲，长期以来科技文化普及落后，山区聚居少数民族农业人口受教育程度低。物理农业工程设备是聚物理、电子、生物、农业等技术为一体的新产品，在日常的使用、维护、安全方面需要具有相关专业知识。而农本心理、守旧心理、安贫心理、自卑心理、 求稳心理为物理农业技术的运用带来不利的因素。村民需求欲望低、思想僵化、无所追求、对新事物与技术无兴趣，接受能力差，认为新技术难度高不是本份之事。因此，产生了学习新技术的思想障碍。尽管传统的耕作管理方法效率低下但收成可以预见，村民对新技术有陌生感，害怕承担风险所以不愿接受新事物。

4.2 自然经济的耕作模式

首先，全省山地多，农业人口居住分散，生产与需求是自给自足，坝区农业种植产业多数凭农民经验判断，是原始的农耕状态；其次，由于无规划目标与标准量化，农业品种种植分散，产量低。而物理农业更适应于集约化、产业化和商品化的种植管理模式。

4.3 资金短缺

发展物理农业是一项高投入与高回报的项目，个别农户思想不乐于参与，经济上更难拿出大笔资金参与；除了我国北方科研部门与当地少数地区试验有限度的开展，全国大多地区还没有重视与规划区域物理农业的发展，没有专门的立项、资金、贷款等扶持；本地涉药企业在现代的市场中还没有明显了解到物理农业工程技术使用所带来的红利，对物理农业投入信心不足。

4.4 山高谷深，地理复杂

药材大多自然生长在山高谷深的地区，山高坡陡，交通不便也为物理农业装备的运送带来困难；陡峭复杂的地形不适宜物理农业工程基础设施的建设、使用和维护。

4.5 国外知识产权保护与国外药材价格竞争

随着国外对天然源药材的重视，已经开发出一些运用药材发展的一系列物理农业工艺，而中国“入世”后，由于国外知识产权的保护不能随意复制他们先进成果，如果直接购买将增加生产成本。另外，随着国内对进口商品、药品关税的降低，使境外制药进口不仅具有质量品质的优势，更具有价格的优势，对物理农业工程技术在中药材的生产利润提出了新的挑战。

4.6 缺乏物理农业工程产品统一标准和安全使用规范

物理农业工程技术的成果，国内目前只在北方少数地区的蔬菜瓜果和棉花种植上广泛使用，如今市场缺乏物理农业工程产品的统一标准。光、电、磁、辐射等物理因子对人体过量作用是有损伤的，如何使用安全操作规范的详细规则没有制定出来。

4.7 物理农业工程人才缺乏，传播受到困难

物理农业工程技术是多个学科领域交叉的新兴技术，从业人员需要具备相应的科学知识，而具备物理农业专门知识的人员大都集中在科研院校，在基层农业部门很少。县、乡一级的农技人员一般开展传统的农技帮扶与推广，他们的学历低、知识落伍、缺乏活力，一直还沿用“一把尺子，一把剪刀”和“一张嘴，一双腿“的原始办法，这样的现实情况给物理农业工程技术传播造成了极大困难。

5 运用物理农业工程技术发展南药的建议

5.1 健全物理农业工程推广与服务体系

推广物理农业工程技术，积极发展南药产业，应健全县、乡两级科技推广与服务体系，长期开展并普及帮扶工作。科技主管部门要把推广物理农业工程技术落到实处，立足农村，科研院所积极服务基层，配套专门的物理农业技术人员对设备的运行安全进行检查维护与保养，对农民如何掌握物理农业工程技术进行定期的培训。

5.2 政府采取重视策略，积极发展南药产业

推广物理农业工程技术，积极发展南药产业，政府应主动关注，积极规划，在产业化发展、土地流转、基础建设、市场开发、产品宣传等工作方面做到不缺位、不错位。建立科学开发与规模发展的激励机制，设立量化考评制度。建立地方规章与制度，保护南药领域的传统文化遗产和本土南药知识产权。

5.3 引导企业参与，推广物理农业工程合作社的模式

南药产区政府需要引导企业参与，合理的配置资金与资源，推动物理农业工程合作社成立，构建“企业+农民+企业”的“哑铃”式的发展。企业负责物理农业工程基础设施建设、产业定位、市场开发、产品销售的“两端”；而农民负责作物种植、管理。

5.4 因地制宜推进地区物理农业规模生产，发展南药产业

因地制宜的发展物理农业工程技术运用于南药，坝区城郊交通便利，可以使用规模大、高新的物理农业工程设备；山区坡地推广便携、简易物理农业工程的设备，并在山坡地上栽培物理技术优化后的药材种苗，充分运用环境中所获得的物理肥料。

5.5 制定南药的标准体系和安全使用物理农业工程设备的规范

认真调查当地的地理、气候、光照等自然条件和当地发展南药特性，制定出适宜南药生长、安全、高效成分参数量化标准体系。通过建立南药材质量识别标识，塑造知名品牌。制定相关从业人员安全使用物理农业工程设备的操作规范，合理地保护当地的自然环境，使物理农业技术的使用与当地生态和谐可持续的发展。

5.6 大力引进多学科人才、培养专业人才队伍

首先，通过优惠政策引进多学科的农业人才，并服务基层南药产业；其次，乡镇里的“三支一扶”、“大学生村官”都是服务基层知识分子，能够为物理农业工程技术的推广使用提供人才的保障；再次，在基层农技人员中，挑选一些年纪轻、接受能力强、有创新精神的中坚力量，可以从事物理农业工程技术工作。他们本身长期的基层从业经历，比较了解本地南药的各种特性，能够把物理农业工程技术运用到南药发展中。

5.7 创新发展，扩宽、延伸南药产业链

南药发展除了开发其药用价值外，还应大力开发其在食品工程、饲料添加、保健、日化、观赏装饰等产业链的价值。物理农业工程技术不仅在南药的生产方面发挥作用，还应积极做好后期南药的运输、仓储、制剂、包装、宣传等工作。

6 结语

南药是我国中医药文化的重要部分，也是热带作物的重要产业。按照国家“一带一路”规划关于发挥云南区位的优势，把云南建设成为面向南亚、东南亚的辐射中心的部署和要求，大力发展甘蔗、茶叶、咖啡、南药等高原特色热作产业，积极主动融入和服务国家发展战略。在南药生产中，以物理农业工程技术为代表的一系列农业工程技术的发明、使用和推广，能大幅提高劳动生产力，解决南药生产季节性强，对温度、光照条件限制严格等不利因素。同时，可以解决耕作土地资源短缺，劳动强度大，劳动力成本高的矛盾。物理农业工程技术为热作产业发展创造有利条件，通过物理农业工程技术把南药从生产到销售所有环节有机的连成产业链，做大做强，创造行业品牌。

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