天麻的生物學特性及其栽培中的問題和對策

邢康康　張植瑋　涂永勤　張德利　賀宗毅　賀元川　魯增輝　石　萍　陳仕江

重慶市中藥研究院，重慶　400065

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天麻的生物學特性及其栽培中的問題和對策

邢康康張植瑋涂永勤張德利賀宗毅賀元川魯增輝石萍陳仕江*

重慶市中藥研究院，重慶400065

天麻無根也沒有綠色葉片，為多年生異養(yǎng)植物，具有特殊的生長發(fā)育特性，其地下塊莖具有較高藥用價值。為了更好地了解天麻，為中國天麻的發(fā)展提供幫助，本文概述了天麻的生物學分類和藥學價值，并對天麻的生活史及其形態(tài)特征進行了詳細的描述。介紹了天麻生長所需要的微生物、溫度、濕度、土壤、光照等條件，對天麻在農業(yè)栽培生產中存在的天麻退化和栽培周期長等問題結合前人研究提出了相應的對策并做出了分析，為未來天麻產業(yè)的發(fā)展作基礎。

天麻；形態(tài)特征；環(huán)境條件；栽培問題

Chongqing academy of Chinese materia medica，Chongqing 400065, China

天麻(GastrodiaelataBI)又名定風草，系蘭科(Orchidaceae)蘭亞科(Subfam．Orchidoideae)樹蘭族(Trib．Epidendreae)天麻亞族(Subtrib．Gastrodiinae)是多年生非自養(yǎng)草本植物。目前，全球己發(fā)現天麻屬植物約30種，我國己發(fā)現天麻屬植物6個種：天麻(G.elataBl.)、原天麻(G.angustaS.Chow S.C.Chen)、疣天麻(G.tuberculata.F.Y.Liu et S.C. Chen)、細天麻(G.gracilisBI.)、南天麻(G.JavanicaBI. Lindi)及臺灣省(G.flabilabellaS. S. Ying)[1-2]。其中，我國天麻產區(qū)主要分布的是天麻(G.elataBI)。根據天麻花的顏色、花莖的顏色、塊莖的形狀和含水量的不同又可以將天麻(G.elataBI)分為6個變形：紅天麻(G.elataBI.f.elata)、綠天麻(G.elataBI.f.viridis Mak.)、黃天麻(G.elataBI.f. flavida S.Chow)、烏天麻(G.elataBI.f.glauca S.Chow)、毛天麻(G.elataBI.f. Pilifera Tuyama)、松天麻(G.elata BI.f.alba S.Chow)[3]。天麻具有很高的藥用價值，如鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、改善供血、抗氧化、益智健腦等作用[4]。

1　天麻的生物學特性

1.1天麻的形態(tài)特征天麻無根，也無綠色葉片，無法進行光合作用，也不能從土壤中大量吸收水分和營養(yǎng)物質。天麻的一代生活史主要包括四個階段，即：種子、原球莖、米麻、白麻、箭麻、種子。第一階段為天麻種子萌發(fā)階段，種子萌發(fā)形成原球莖；第二、三階段為天麻的營養(yǎng)生長階段，由原球莖發(fā)育形成米麻或白麻，進而由白麻發(fā)育形成箭麻；第四階段為天麻的生殖生長階段，箭麻抽薹、開花、結果、形成種子[5]。

成熟的天麻植物體包括地下的塊莖，以及地上的花葶、花、朔果和種子。天麻塊莖肉質白色，長卵圓形或圓柱形，長6～15 cm，外皮具環(huán)節(jié)，其上有芽鱗包被的休眠芽。花葶橙黃色或藍綠色，高1～1.75 m。花葶經抽葶、孕蕾形成頂生總狀花序，具花30～80朵；萼片與花瓣合生成花被筒，筒長約1cm，口部偏斜，直徑5～7mm，頂端5裂；萼裂片大于花冠裂片；唇瓣白色，先端3裂；唇瓣藏于筒內，無距，長圓狀卵圓形；合蕊柱長5～6 mm，子房下位，倒卵形，子房柄扭轉，柱頭3裂；蒴果長圓形或倒卵形，長2～2.6 cm；種子多而極小，成粉末狀，種子由胚和種皮組成，無胚乳，種皮白色半透明；胚為橢圓形，呈淡褐色或黑褐色[1,6-7]。

1.2天麻生長與環(huán)境條件的關系天麻為異養(yǎng)植物，其生長發(fā)育過程需要兩類真菌為其提供營養(yǎng)物質。天麻種子結構簡單，無胚乳，僅由種皮和胚構成。其所含營養(yǎng)物質較少，不足以滿足種子萌發(fā)和生長的需要。紫萁小菇等萌發(fā)菌以菌絲形態(tài)侵入種胚，供其萌發(fā)長出胚芽，形成原球莖[8]；在之后的階段中，蜜環(huán)菌的菌索侵染天麻塊莖，取代萌發(fā)菌與天麻形成特殊的共生關系，提供營養(yǎng)[9]。

溫度是對天麻的生長發(fā)育起主導作用的因素。天麻和蜜環(huán)菌生長最適宜溫度均為 15～25℃。栽培層溫度在 10℃以下時，天麻停止生長進入休眠狀態(tài)；在14℃左右時天麻的塊莖開始萌動生長；當溫度達到 20℃以上時天麻進入快速生長期，但溫度達到 30℃以上時天麻生長就會受到抑制[10]。

天麻適合在多雨潮濕的氣候環(huán)境中生長，全國天麻主產區(qū)空氣濕度在 80%～90%左右，土壤含水量在 40%～60%左右。濕度過大容易造成塊莖腐爛，而濕度過小又會使天麻生長發(fā)育延緩。播種時培養(yǎng)料的濕度應在60%左右，并蓋全濕的稻草或樹葉保濕,以后保持在50%～60%一直到收獲[7]。

野生天麻主要分布在我國西南、東北及華中地區(qū)，多生長在海拔700～2800 m的山地上。海拔每升高 100 m，溫度降低約 0.6 ℃。隨著海拔的升高，天麻的開花結實期推遲，播種期延后，果實產量呈下降趨勢[11]。

除以上因素外，天麻的生長發(fā)育還受到土壤、陽光、坡向等的影響。土壤以腐殖質豐富、疏松肥沃、土壤 pH值5.5～6.5、排水良好的沙壤土為宜。光照不能被天麻利用進行光合作用，因此除天麻花莖生長及開花結實的過程需要一定量的散射光外，天麻的塊莖生長不需要光照。不同坡向光照、溫濕度不同，天麻的生長表現不同。冷涼的高山區(qū)種植天麻應選則陽坡，炎熱的低山區(qū)栽種應選則陰坡[7,10]。

2　天麻栽培中的問題及對策

2.1天麻栽培中的問題目前，天麻在農業(yè)生產中多采用無性栽培技術，能保持母體的優(yōu)良性狀，縮短生長周期。但長期進行無性繁殖，會引起品種退化。天麻的退化現象主要表現為：產量大幅度下降，品質降低；箭麻單株重量降低，易被蜜環(huán)菌侵染；白麻單株重量增加，色澤加深，抗病性降低；塊莖體形細長。導致天麻退化的原因主要有兩方面：一是長期使用“老種子”(多代無性繁殖的天麻種子)、“老菌棒”(多代連續(xù)使用的老蜜環(huán)菌)和“老窩子”；另一方面是由于栽培技術落后、管理粗放等，造成了天麻生態(tài)環(huán)境惡化，營養(yǎng)供應不足[12-13]。

天麻的有性繁殖一般需要2～3年時間[6,14]。進行有性雜交育種時，要對用于雜交的親本進行自交純化，一般要純化3～4代后才能用于雜交。選育出一個優(yōu)良雜交品種，至少需要十幾年以上的漫長歷程。天麻的有性栽培耗時長，成本高，收益慢。因此，如何縮短天麻生長周期的研究，引起了人們的關注。

2.2天麻退化的防治方法通過天麻雜交等方法選育優(yōu)良種子，選擇遺傳品質異質性大、親緣關系較遠、能優(yōu)勢互補的親本進行遠緣雜交，可以篩選獲得理想的穩(wěn)產、高產、優(yōu)質、抗逆力強的雜交良種，是提高天麻產量、防止人工無性多代栽培退化的有效手段。宜昌市林業(yè)學校用云南烏天麻和宜昌紅天麻進行正、反交，培育出了鄂天麻1號、2號，大幅度的提高天麻產量，并改進商品天麻外形，其天麻素含量均高于其他品種[15-17]。

蜜環(huán)菌對天麻生物產量及天麻素含量具有重要的影響，蜜環(huán)菌的優(yōu)劣直接影響天麻的品質和產量[18]。隨著栽培時間的延長，蜜環(huán)菌菌株會產生嚴重的變異與退化現象，適應性和抗逆性降低、菌索生長緩慢、生命力下降等[19]。因此，蜜環(huán)菌優(yōu)良菌種的篩選、培養(yǎng)基的優(yōu)化以及蜜環(huán)菌復壯技術的改進對提高天麻的產量和質量具有重要作用。Cha等[20-21]收集了一些蜜環(huán)菌菌株進行栽培試驗，結果表明A.gaillca菌索粗壯、發(fā)達，生長迅速，無寄生性，與天麻的共生效果較好，有利于天麻的栽培生長。孫繼民等[22]利用 0.5% 的羥胺溶液對純化的蜜環(huán)菌菌株的菌索誘變處理2 min，產生了生長速度快的突變菌株，該菌株比母種提前 2d 萌發(fā)且菌索更加粗壯、密集。華秀愛[23]通過液體深層培養(yǎng)蜜環(huán)菌,其菌絲生長快，比固體培養(yǎng)縮短時間一倍以上。王淑芳等[24]將已退化的不能形成菌索的蜜環(huán)菌菌種，通過搖瓶擴繁，再用含有機氮和葡萄糖的半固體搖瓶進一步培養(yǎng)后，得到快速生長，形成粗壯旺盛菌索的菌絲球或片段。

天麻長期連作，蜜環(huán)菌的代謝產物以及衰老死亡的蜜環(huán)菌菌絲體、菌索分解產物將大量的殘留于土壤之間導致土壤環(huán)境改變，引發(fā)天麻病害發(fā)生，造成嚴重減產甚至絕收。因此，種植天麻要避免長期連作，可進行地區(qū)間麻種交換，通過縱向由低到高處引種，在一定程度上能將退化的種麻更新復壯。除了實行輪作、異地栽種以外，還可以實行天麻的倒茬栽培或換土栽培，改變生產上的粗放連作[25]。

2.3縮短栽培周期的對策目前主要圍繞人工控溫、控濕以及利用不同海拔高度氣候環(huán)境差異調控天麻生長周期。李志英[26]利用人工控溫、控濕措施栽培紅天麻，由種子形成的米麻、白麻，不通過冬季低溫休眠，可直接形成箭麻。使紅天麻種子形成有性種麻的時間縮短了2個月，紅天麻種子形成箭麻的時間縮短了11個月，紅天麻完成一代生活史需要時間從24個月縮短至15個月以內。趙萌等[27]對比了陜西海拔1200m、600m和400m處播種天麻的生長狀況，發(fā)現在海拔400m處的天麻生長快，產量高。余昌俊等[28]將云南烏天麻(箭麻)與宜昌紅天麻(箭麻)分別進行不同的海拔移栽處理，使兩種天麻花期相遇，通過人工授粉雜交，培育出雜交種子。通過該方法，烏天麻、紅天麻的有性及其雜交種麻培育期節(jié)省了12個月，將有性烏天麻的商品麻生產周期節(jié)省了 12 個月，且保持優(yōu)質高產。

此外還有通過電磁方法促進天麻快速生長的研究。如高農等[29]根據天麻和蜜環(huán)菌發(fā)育狀況，逐漸加大電磁波磁通量，可迅速激活并加快蜜環(huán)菌生長和天麻膨大發(fā)育，從而達到縮短生產周期，提高天麻的產量和質量。

3　小結

天麻具有重要的藥用價值及保健作用，富含天麻素、香莢蘭素、蛋白質。其性辛、溫、無毒，有抗癲癇、抗悸厥、抗風濕、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痙、鎮(zhèn)痛、補虛、平肝息風的功效。臨床對血管性神經性頭痛、腦震蕩后遺癥等有顯著療效。天麻適應海拔400～3200 m，山地和平原均能生長，適應范圍廣，種植技術相對簡單，是適合廣泛種植的藥用經濟作物。目前對天麻的生活習性、栽培條件和技術方法已經有了廣泛的研究，但仍存在很多問題。生長周期短、產量高、抗性強的天麻新品種還有待研究，優(yōu)良、穩(wěn)定的菌種還有待開發(fā)，更簡單、便捷的栽培技術還要繼續(xù)實踐和推廣。

隨著天麻研究的不斷深入，天麻產品的開發(fā)、研制也日益受到關注。相信在未來，天麻產品將深入到食品、藥品、保健品等各個領域，在我國經濟的發(fā)展中占據一席之地。

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The biological characteristics ofGastrodiaelataand its problems and countermeasures in cultivation

XING KangkangZHANG ZhiweiTU YongqinZHANG DeliHE Zongyi

HE YuanchuanLU ZenghuiSHI PingCHEN Shijiang*

Gastrodiaelatais heterotrophic perennial plants，which have no root and green leaves. It have some special growth and development characteristics. The underground tubers ofGastrodiaelatacan be used for processing of traditional Chinese medicine which have high medicinal values. In order to understand it better and provide help for the development ofGastrodiaelata. The article summarized the biological classification and pharmaceutical value ofGastrodiaelata. The life history and morphological characteristics ofGastrodiaelatawere described in detail. The growth conditions ofGastrodiaelatawere introduced, such as microorganisms, temperature, humidity, soil, light, etc. The problems and countermeasures in cultivation was also be summarised . At the last, the developments in the future were summarized .

Gastrodiaelata; morphological characteristics; environmental conditions; cultivation problems; methods

邢康康(1986-)，男，漢族，河北人，碩士研究生，研究實習員；研究方向：微生物。E-mail:tiannanhuohe@126.com

陳仕江(1967-)，男，漢族，四川人，本科，研究員；研究方向：植物保護。E-mail:13983236960@163.com

R282.2

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1007-8517(2016)14-0029-03

2016.05.06)