中药材作为中医药产业的核心物质基础，其来源以药用植物为主[1]。不同药用植物具有不同的生长特性与环境适应性要求，随着中药材种植规模的持续扩大，中药材种植与粮（油）食作物生产的用地矛盾逐渐凸显。药—粮（油）复合种植模式为此类用地矛盾的化解提供了有效方案。该模式在满足中药材生态种植要求的前提下，通过科学规划与合理布局，实现药用植物与粮（油）食作物的有机搭配与协同种植[2]。依托两类作物空间生态位的互补性原理，该模式可实现光、温、水、土等农业资源的时空互补利用，不仅能扩大中药材种植规模、提升种植规范化水平，还能提高土地利用效率与生产综合效益，并有效增加农户经济收入，最终达成粮（油）药双丰收的绿色发展目标。刘秀等[3]通过构建威灵仙—玉米生态复合套种模式，解决了中药材生产的连作障碍和生态环境恶化问题，实现药粮（油）双丰收的同时，提升了单位面积的产量和综合效益。专利作为知识产权的核心保护措施，对于揭示特定领域的研究进展、热点问题及发展趋势具有重要价值[4]。本研究旨在探讨药—粮（油）复合种植模式在专利申请领域的实际应用，通过搜集并分析药—粮（油）复合种植模式的专利申请相关数据，包括专利的申请与授权数量、种植技术的应用以及所涉及的药—粮（油）种类与分科情况，揭示药—粮（油）复合种植模式的创新点和应用前景，为促进该模式的可持续发展和知识产权保护提供参考。
1 材料与方法
1.1 数据来源
本研究专利数据来源于HimmPat专利数据库（https：//www.himmpat.com/）的检索结果。检索策略以复合种植方式“间作”“套作”“轮作”以及主要粮（油）食作物“水稻”“小麦”“玉米”“马铃薯”“油菜”“小米”为关键词，检索范围限定为截至2024年公开的发明专利申请，共检索到国家发明专利申请数量为99件，如表1所示。
表1 药—粮（油）复合种植模式专利申请统计 |
| 序号 | 申请号 | 序号 | 申请号 | 序号 | 申请号 | 序号 | 申请号 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 202311106534.8 | 26 | 202210335313.7 | 51 | 202410026161.1 | 76 | 202410435195.6 | |||
| 2 | 202310884859.2 | 27 | 202111081412.9 | 52 | 202210942539.3 | 77 | 202310967357.6 | |||
| 3 | 202110099405.5 | 28 | 202110356297.5 | 53 | 202311592516.5 | 78 | 201210473907.0 | |||
| 4 | 202110046576.1 | 29 | 202010295705.6 | 54 | 202111376477.6 | 79 | 202211167207.9 | |||
| 5 | 202011433414.5 | 30 | 202010108385.9 | 55 | 202111230894.X | 80 | 202410384270.0 | |||
| 6 | 202010129925.1 | 31 | 201911309574.6 | 56 | 201910808819.3 | 81 | 201710055824.2 | |||
| 7 | 201910120146.2 | 32 | 201911275051.4 | 57 | 201910145598.6 | 82 | 202210729068.8 | |||
| 8 | 201910260132.0 | 33 | 201911180539.9 | 58 | 201810406025.X | 83 | 201910662044.3 | |||
| 9 | 201910047216.6 | 34 | 201910744489.6 | 59 | 201610418078.4 | 84 | 202210136397.1 | |||
| 10 | 201810068061.X | 35 | 201811358793.9 | 60 | 201511017081.7 | 85 | 202210424980.2 | |||
| 11 | 201510319085.4 | 36 | 201810356074.7 | 61 | 201510854470.9 | 86 | 201810919766.8 | |||
| 12 | 200810121225.7 | 37 | 201711481835.3 | 62 | 201510434198.9 | 87 | 201610728983.X | |||
| 13 | 201910826388.3 | 38 | 201710953821.0 | 63 | 201410202798.8 | 88 | 201910297489.6 | |||
| 14 | 201410581236.9 | 39 | 201710592805.3 | 64 | 201410095179.3 | 89 | 202011279386.6 | |||
| 15 | 201410581227.X | 40 | 201710485771.8 | 65 | 201110359626.8 | 90 | 200710115858.2 | |||
| 16 | 201110419459.1 | 41 | 201611195469.0 | 66 | 201010254016.7 | 91 | 202411409497.2 | |||
| 17 | 201910120146.2 | 42 | 201610564581.0 | 67 | 200810055257.1 | 92 | 202211548644.5 | |||
| 18 | 202210430053.1 | 43 | 201610189949.X | 68 | 201711287434.4 | 93 | 201010125786.1 | |||
| 19 | 202010560560.8 | 44 | 201610209029.X | 69 | 201611089039.0 | 94 | 202010055440.2 | |||
| 20 | 201711269506.2 | 45 | 201510336926.2 | 70 | 202210769228.1 | 95 | 201810261446 .8 | |||
| 21 | 202410809134.1 | 46 | 201510331906.6 | 71 | 201711041403.0 | 96 | 200810148052.8 | |||
| 22 | 201910406177.4 | 47 | 201510217212.X | 72 | 201711093288.1 | 97 | 201510288526.9 | |||
| 23 | 202311444949.6 | 48 | 201510305981.5 | 73 | 201610554684.9 | 98 | 201110028357.7 | |||
| 24 | 202311435537.6 | 49 | 201510238282.3 | 74 | 201710592291.1 | 99 | 202110800513.0 | |||
| 25 | 202310406212.9 | 50 | 201410335415.4 | 75 | 201810677090.6 |
1.2 研究方法
针对检索到的99件药—粮（油）复合种植相关国家发明专利，对其申请时间、授权时间、法律状态、申请人等专利信息展开统计分析。其中，申请时间与授权时间按年份统计；法律状态分为授权、实质审查、未缴年费、驳回、撤回、失效6种类型；申请人按科研院所、企业、高校、个人4类划分，同时统计各类申请人的所在地区。此外，进一步挖掘专利中涉及的种植模式、中药材品种及其分科情况，以及不同粮（油）食作物对应的专利申请数量，并针对不同类型申请人，分析其专利授权占比。数据的统计分析与图表制作均通过Excel 2022软件完成。
2 结果与分析
2.1 药—粮（油）复合种植模式整体发展态势
2.1.1 专利申请趋势及授权状态
药—粮（油）复合种植模式相关专利申请与授权的年度分布情况如图1所示。由图1可知，2007年该领域专利申请开始出现，当年申请量为1件；此后申请量呈现波动趋势，2009年和2013年为低谷期，申请量均为0。2014年之后，专利申请量稳定在5件及5件以上，2019年达到峰值，为12件；此后几年申请量虽有波动，但均维持在5件及5件以上。专利授权量的变化呈现不同特征，2014—2016年处于平稳阶段，年均授权2件；随后授权量下降；2020年授权量达到峰值（4件），之后逐步下滑。综上，药—粮（油）复合种植模式相关专利的申请与授权均呈现波动性特征。尽管部分年份申请量与授权量有所下降，但整体上反映出该领域创新活力的持续释放及知识产权保护意识的提升。
通过分析专利法律效力，可揭示相关技术的创新性特征，对把握专利质量与技术发展趋势具有重要参考价值[7]。药—粮（油）复合种植模式相关专利的法律状态分布如图2所示。其中，驳回与撤回的专利合计54件，占比54.5%，这一现象既可能反映专利申请质量存在差异，也可能与专利审查标准的严格性相关；处于实质审查阶段的专利20件，占比20.2%；获得授权的专利共16件，占比16.2%，表明部分申请符合专利授权标准；因未缴年费终止的专利1件，占比1.0%，可能源于专利权人的管理疏忽或经济因素。综上，针对药—粮（油）复合种植模式专利的法律状态特征，需重点关注专利申请质量的提升、审查流程的优化，同时强化专利权人的管理意识，以充分实现专利的技术与经济价值。
2.1.2 专利权人及地域分布情况分析
不同类型申请人在专利活动中具有显著异质性。例如，企业类申请人在经济价值相关指标上表现更优，而研究机构类申请人在授权率指标上表现更突出[8]。深入探究不同类型申请人的指标差异，可为特定研究问题下的指标选择提供科学依据。药—粮（油）复合种植模式相关专利申请人的类型分布汇总结果如表2所示。由表2可知，科研院所的申请量最多，达47件，其授权量占总授权量的75%；企业申请量为24件，授权量占总授权量的25%；高校及个人申请量分别为17、11件，均超10件。综上，药—粮（油）复合种植领域专利申请呈现多主体参与特征，科研院所与企业构成核心参与主体，高校及个人亦积极介入。其中，科研院所的贡献最为显著，不仅申请量领先，且授权率较高，这一特征反映出其在该领域研究中具备扎实的专业积累与较强的创新能力。
表2 发明专利申请人排名及授权占比 |
| 排序 | 申请人 | 申请数量/件 | 授权数量/件 | 授权占比/% |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 科研院所 | 47 | 12 | 75 |
| 2 | 企业 | 24 | 4 | 25 |
| 3 | 高校 | 17 | 0 | 0 |
| 4 | 个人 | 11 | 0 | 0 |
药—粮（油）复合种植模式相关案例地域分布情况见图3。数据显示，专利申请其覆盖了全国多个省（自治区、直辖市），呈现出广泛但不均衡的分布特征。总体而言，专利申请量在不同区域间差异显著，这反映了各地区在该技术领域的创新资源集聚程度、产业基础与发展侧重存在差异。这种空间分布格局为理解药—粮（油）复合种植技术的区域研发态势提供了直观参考。
2.1.3 种植方式的应用分析
2.2 药—粮（油）复合种植模式的应用分析
2.2.1 中药种类及分科情况
中药材生长地域广泛，且生长环境与生长方式存在差异，致使药用植物种类丰富。对药—粮（油）复合种植模式中各类药用植物的应用情况进行统计分析后发现，该模式下应用的药用植物共计52种（统计专利共计99件，因有专利同时涉及2种及以上药用植物）。其中，在相关专利申请中应用频次达2件及以上的药用植物共21种，具体信息如表4所示。由表4可知，紫花苜蓿、半夏、柴胡、黄精的应用频次较高，均达5件及5件以上；紫云英、白术、玄参、胡麻、浙贝母的应用频次均为4件；麦冬、百合、龙葵、白芍的应用频次均为3件；大黄、枸杞、桑、丹参、铁皮石斛、党参、续断、黄芩的应用频次均为2件。其余31种药用植物在专利申请中的应用频次均为1件，具体包括黄草乌、益母草、延胡索、孔雀草、牡丹皮、蓝姜、车前子、青蒿、秦艽、百部、红花、西红花、川芎、天蓝苜蓿、金银花、白花前胡、射干、菊花脑、蒲公英、白芷、人参、葛根、木香、亚麻、附子、生姜、黄芪、灵芝、白及、皂角、独活。综上，药—粮（油）复合种植模式充分体现了药用植物资源的广泛应用价值与开发潜力，为农业生产多样化发展及中药产业提质增效提供了重要实践参考。
表4 药—粮（油）复合种植模式专利申请各中药的应用情况 |
| 序号 | 中药 | 数量/件 |
|---|---|---|
| 1 | 紫花苜蓿 | 8 |
| 2 | 半夏 | 6 |
| 3 | 柴胡 | 6 |
| 4 | 黄精 | 5 |
| 5 | 紫云英 | 4 |
| 6 | 白术 | 4 |
| 7 | 玄参 | 4 |
| 8 | 胡麻 | 4 |
| 9 | 浙贝母 | 4 |
| 10 | 麦冬 | 3 |
| 11 | 百合 | 3 |
| 12 | 龙葵 | 3 |
| 13 | 白芍 | 3 |
| 14 | 大黄 | 2 |
| 15 | 枸杞 | 2 |
| 16 | 桑 | 2 |
| 17 | 丹参 | 2 |
| 18 | 铁皮石斛 | 2 |
| 19 | 党参 | 2 |
| 20 | 续断 | 2 |
| 21 | 黄芩 | 2 |
对药—粮（油）复合种植相关专利申请中药用植物的分科情况进行统计，结果显示涉及的药用植物共计28科。针对其中应用数量达2件及以上的科属药用植物，已绘制统计图（图4）。由图4可知，豆科、百合科及菊科药用植物的应用频次最高，均达10件及以上；伞形科、毛茛科、茄科、唇形科及天南星科药用植物的应用频次，均达5件及5件以上；玄参科、胡麻科、兰科、桔梗科、川续断科、鸢尾科、桑科、蓼科及姜科药用植物的应用频次均达2件及以上。此外，龙胆科、车前科、多孔菌科、百部科、罂粟科、五加科、石竹科、苏木科、亚麻科、忍冬科这10科药用植物，在相关专利申请中的应用数量均仅为1件。综上，该统计分析为中药资源的开发和利用提供了科学依据，强调了某些科植物在药—粮（油）复合种植中的重要性。同时，也指出了需要进一步研究和开发的领域，以促进中药资源的全面利用和保护。
2.2.2 粮（油）食作物种类及分科分析
对药—粮（油）复合种植模式相关专利申请中粮（油）食作物的应用情况进行统计，结果显示共计120例。由图5可知，不同粮（油）食作物的专利应用频次存在显著差异，其中玉米的应用最为广泛，其应用频次占总统计量的50.00%以上；豆类、水稻及薯类的应用频次均达10例以上；小麦与油菜的应用频次相对较低，分别为8、7例；小米与小黑麦的应用频次最低。在上述120例粮（油）食作物应用中，涉及作物分属5个科，具体应用分布如下：禾本科作物应用86例、豆科作物应用15例、茄科作物应用9例、十字花科作物应用7例、旋花科作物应用3例，各科应用频次合计与总统计量一致。综上，药—粮（油）复合种植模式的专利申请数据表明，玉米作为粮（油）食作物在该种植模式的农业创新实践中占据核心应用地位；豆类、水稻及薯类作物的较高应用频次，反映出其在农业生态系统构建中的关键作用。此外，专利申请涉及禾本科、豆科、茄科、十字花科及旋花科等多科作物，体现出该领域专利覆盖作物类型的多样性，这不仅为农业可持续发展提供了技术支撑，也对农业生态系统生物多样性保护具有积极推动作用。
3 结论与讨论
研究表明，药—粮（油）复合种植模式的专利申请与授权情况呈现出一定波动性，在相关政策法规引导下，专利申请数量常表现出快速增长后逐步趋于平稳的变化趋势。从专利状态分布来看，54.50%的专利已被驳回或撤回，20.50%的专利处于实质审查阶段，16.20%的专利获得授权。从申请主体来看，科研院所在该领域的专利申请量与授权量均居首位，是技术创新的核心主体。从地域分布来看，相关专利申请覆盖26个省（市）。从种植模式应用来看，间作在药—粮（油）复合种植模式中的应用频次最高，是当前该领域的主流种植方式。从资源应用来看，专利申请中涉及53种中药资源，其中豆科、百合科及菊科中药的应用范围最广；粮（油）食作物方面，120例应用案例涉及8种粮（油）食作物，其中禾本科的玉米是专利申请中应用最频繁的粮（油）食作物。
中药产业的持续发展，不仅需要依靠其固有的优势，还需要通过科技创新来提升其竞争力[9]。药用植物与粮（油）食的复合种植模式是一种创新的农业实践，在保障土地资源高效利用的同时，满足了人们对健康生活的需求，具有广阔的应用前景和发展潜力，但目前仍面临一些技术和市场方面的问题。通过完善专利申请与审查机制，强化专利保护意识教育，同时倡导各地积极探索药—粮（油）结合的种植模式研究，有助于促进中药产业的持续健康发展。推动农业科研机构、企业及农户间的紧密协作，整合优质资源，联合制订药—粮（油）复合种植的技术规范与标准，加强专业技能培训与指导工作，从而提升种植者的技术素养与实际操作能力。构建健全的中药材市场监控体系，实时搜集并分析市场动态，预测价格趋势及需求波动，为种植者提供科学的种植决策支持，以降低市场风险。此外，增加对药—粮（油）复合种植生态调控技术的研究投入，深入探究药用植物与粮（油）食作物间的相互作用、病虫害生态防控机理，研发出绿色、环保且高效的新型生态调控技术与产品，确保农田生态系统的平衡与长远发展。