天麻的生物學(xué)特性及其栽培中的問(wèn)題和對(duì)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

【摘 要】 天麻無(wú)根也沒(méi)有綠色葉片，為多年生異養(yǎng)植物，具有特殊的生長(zhǎng)發(fā)育特性，其地下塊莖具有較高藥用價(jià)值。為了更好地了解天麻，為中國(guó)天麻的發(fā)展提供幫助，本文概述了天麻的生物學(xué)分類和藥學(xué)價(jià)值，并對(duì)天麻的生活史及其形態(tài)特征進(jìn)行了詳細(xì)的描述。介紹了天麻生長(zhǎng)所需要的微生物、溫度、濕度、土壤、光照等條件，對(duì)天麻在農(nóng)業(yè)栽培生產(chǎn)中存在的天麻退化和栽培周期長(zhǎng)等問(wèn)題結(jié)合前人研究提出了相應(yīng)的對(duì)策并做出了分析，為未來(lái)天麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 天麻；形態(tài)特征；環(huán)境條件；栽培問(wèn)題

【中圖分類號(hào)】R282.2 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A【文章編號(hào)】1007-8517（2016）14-0029-03

Abstract：Gastrodia elata is heterotrophic perennial plants，which have no root and green leaves. It have some special growth and development characteristics. The underground tubers of Gastrodia elata can 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 of Gastrodia elata. The article summarized the biological classification and pharmaceutical value of Gastrodia elata. The life history and morphological characteristics of Gastrodia elata were described in detail. The growth conditions of Gastrodia elata were 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 .

Keywords：Gastrodia elata； morphological characteristics； environmental conditions； cultivation problems； methods

天麻（Gastrodia elata BI）又名定風(fēng)草，系蘭科（Orchidaceae）蘭亞科（Subfam.Orchidoideae）樹(shù)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(xiàn)天麻屬植物約30種，我國(guó)己發(fā)現(xiàn)天麻屬植物6個(gè)種：天麻（G. elata Bl.）、原天麻（G. angusta S.Chow S.C.Chen）、疣天麻（G. tuberculata.F.Y.Liu et S.C. Chen）、細(xì)天麻（G.gracilis BI.）、南天麻（G. Javanica BI. Lindi）及臺(tái)灣省（G. flabilabella S. S. Ying）[1-2]。其中，我國(guó)天麻產(chǎn)區(qū)主要分布的是天麻（G.elata BI）。根據(jù)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.elata BI）分為6個(gè)變形：紅天麻（G.elata BI.f.elata）、綠天麻（G.elata BI.f.viridis Mak.）、黃天麻（G.elata BI.f. flavida S.Chow）、烏天麻（G.elata BI.f.glauca S.Chow）、毛天麻（G.elata BI.f. Pilifera Tuyama）、松天麻（G.elata BI.f.alba S.Chow）[3]。天麻具有很高的藥用價(jià)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(xué)特性

1.1 天麻的形態(tài)特征 天麻無(wú)根，也無(wú)綠色葉片，無(wú)法進(jìn)行光合作用，也不能從土壤中大量吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。天麻的一代生活史主要包括四個(gè)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(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，由原球莖發(fā)育形成米麻或白麻，進(jìn)而由白麻發(fā)育形成箭麻；第四階段為天麻的生殖生長(zhǎng)階段，箭麻抽薹、開(kāi)花、結(jié)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(zhì)白色，長(zhǎng)卵圓形或圓柱形，長(zhǎng)6～15 cm，外皮具環(huán)節(jié)，其上有芽鱗包被的休眠芽?；ㄝ愠赛S色或藍(lán)綠色，高1～1.75 m?；ㄝ憬?jīng)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(zhǎng)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(nèi)，無(wú)距，長(zhǎng)圓狀卵圓形；合蕊柱長(zhǎng)5～6 mm，子房下位，倒卵形，子房柄扭轉(zhuǎn)，柱頭3裂；蒴果長(zhǎng)圓形或倒卵形，長(zhǎng)2～2.6 cm；種子多而極小，成粉末狀，種子由胚和種皮組成，無(wú)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(zhǎng)與環(huán)境條件的關(guān)系 天麻為異養(yǎng)植物，其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程需要兩類真菌為其提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。天麻種子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)胚乳，僅由種皮和胚構(gòu)成。其所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少，不足以滿足種子萌發(fā)和生長(zhǎng)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(zhǎng)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(guān)系，提供營(yíng)養(yǎng)[9]。

溫度是對(duì)天麻的生長(zhǎng)發(fā)育起主導(dǎo)作用的因素。天麻和蜜環(huán)菌生長(zhǎng)最適宜溫度均為 15～25℃。栽培層溫度在 10℃以下時(shí)，天麻停止生長(zhǎng)進(jìn)入休眠狀態(tài)；在14℃左右時(shí)天麻的塊莖開(kāi)始萌動(dòng)生長(zhǎng)；當(dāng)溫度達(dá)到 20℃以上時(shí)天麻進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，但溫度達(dá)到 30℃以上時(shí)天麻生長(zhǎng)就會(huì)受到抑制[10]。

天麻適合在多雨潮濕的氣候環(huán)境中生長(zhǎng)，全國(guó)天麻主產(chǎn)區(qū)空氣濕度在 80%～90%左右，土壤含水量在 40%～60%左右。濕度過(guò)大容易造成塊莖腐爛，而濕度過(guò)小又會(huì)使天麻生長(zhǎng)發(fā)育延緩。播種時(shí)培養(yǎng)料的濕度應(yīng)在60%左右，并蓋全濕的稻草或樹(shù)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(guó)西南、東北及華中地區(qū)，多生長(zhǎng)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(kāi)花結(jié)實(shí)期推遲，播種期延后，果實(shí)產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)[11]。

除以上因素外，天麻的生長(zhǎng)發(fā)育還受到土壤、陽(yáng)光、坡向等的影響。土壤以腐殖質(zhì)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(jìn)行光合作用，因此除天麻花莖生長(zhǎng)及開(kāi)花結(jié)實(shí)的過(guò)程需要一定量的散射光外，天麻的塊莖生長(zhǎng)不需要光照。不同坡向光照、溫濕度不同，天麻的生長(zhǎng)表現(xiàn)不同。冷涼的高山區(qū)種植天麻應(yīng)選則陽(yáng)坡，炎熱的低山區(qū)栽種應(yīng)選則陰坡[7，10]。

2 天麻栽培中的問(wèn)題及對(duì)策

2.1 天麻栽培中的問(wèn)題 目前，天麻在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中多采用無(wú)性栽培技術(shù)，能保持母體的優(yōu)良性狀，縮短生長(zhǎng)周期。但長(zhǎng)期進(jìn)行無(wú)性繁殖，會(huì)引起品種退化。天麻的退化現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：產(chǎn)量大幅度下降，品質(zhì)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(xì)長(zhǎng)。導(dǎo)致天麻退化的原因主要有兩方面：一是長(zhǎng)期使用“老種子”（多代無(wú)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(shù)落后、管理粗放等，造成了天麻生態(tài)環(huán)境惡化，營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足[12-13]。

天麻的有性繁殖一般需要2～3年時(shí)間[6，14] 。進(jìn)行有性雜交育種時(shí)，要對(duì)用于雜交的親本進(jìn)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(gè)優(yōu)良雜交品種，至少需要十幾年以上的漫長(zhǎng)歷程。天麻的有性栽培耗時(shí)長(zhǎng)，成本高，收益慢。因此，如何縮短天麻生長(zhǎng)周期的研究，引起了人們的關(guān)注。

2.2 天麻退化的防治方法 通過(guò)天麻雜交等方法選育優(yōu)良種子，選擇遺傳品質(zhì)異質(zhì)性大、親緣關(guān)系較遠(yuǎn)、能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的親本進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，可以篩選獲得理想的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆力強(qiáng)的雜交良種，是提高天麻產(chǎn)量、防止人工無(wú)性多代栽培退化的有效手段。宜昌市林業(yè)學(xué)校用云南烏天麻和宜昌紅天麻進(jìn)行正、反交，培育出了鄂天麻1號(hào)、2號(hào)，大幅度的提高天麻產(chǎn)量，并改進(jìn)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(duì)天麻生物產(chǎn)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(zhì)和產(chǎn)量[18]。隨著栽培時(shí)間的延長(zhǎng)，蜜環(huán)菌菌株會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的變異與退化現(xiàn)象，適應(yīng)性和抗逆性降低、菌索生長(zhǎng)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(fù)壯技術(shù)的改進(jìn)對(duì)提高天麻的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要作用。Cha等[20-21]收集了一些蜜環(huán)菌菌株進(jìn)行栽培試驗(yàn)，結(jié)果表明A. gaillca菌索粗壯、發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)迅速，無(wú)寄生性，與天麻的共生效果較好，有利于天麻的栽培生長(zhǎng)。孫繼民等[22]利用 0.5% 的羥胺溶液對(duì)純化的蜜環(huán)菌菌株的菌索誘變處理2 min，產(chǎn)生了生長(zhǎng)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(ài)[23]通過(guò)液體深層培養(yǎng)蜜環(huán)菌，其菌絲生長(zhǎng)快，比固體培養(yǎng)縮短時(shí)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(guò)搖瓶擴(kuò)繁，再用含有機(jī)氮和葡萄糖的半固體搖瓶進(jìn)一步培養(yǎng)后，得到快速生長(zhǎng)，形成粗壯旺盛菌索的菌絲球或片段。

天麻長(zhǎng)期連作，蜜環(huán)菌的代謝產(chǎn)物以及衰老死亡的蜜環(huán)菌菌絲體、菌索分解產(chǎn)物將大量的殘留于土壤之間導(dǎo)致土壤環(huán)境改變，引發(fā)天麻病害發(fā)生，造成嚴(yán)重減產(chǎn)甚至絕收。因此，種植天麻要避免長(zhǎng)期連作，可進(jìn)行地區(qū)間麻種交換，通過(guò)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(fù)壯。除了實(shí)行輪作、異地栽種以外，還可以實(shí)行天麻的倒茬栽培或換土栽培，改變生產(chǎn)上的粗放連作[25]。

2.3 縮短栽培周期的對(duì)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(diào)控天麻生長(zhǎng)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(guò)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(shí)間縮短了2個(gè)月，紅天麻種子形成箭麻的時(shí)間縮短了11個(gè)月，紅天麻完成一代生活史需要時(shí)間從24個(gè)月縮短至15個(gè)月以內(nèi)。趙萌等[27]對(duì)比了陜西海拔1200m、600m和400m處播種天麻的生長(zhǎng)狀況，發(fā)現(xiàn)在海拔400m處的天麻生長(zhǎng)快，產(chǎn)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(jìn)行不同的海拔移栽處理，使兩種天麻花期相遇，通過(guò)人工授粉雜交，培育出雜交種子。通過(guò)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(gè)月，將有性烏天麻的商品麻生產(chǎn)周期節(jié)省了 12 個(gè)月，且保持優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

此外還有通過(guò)電磁方法促進(jìn)天麻快速生長(zhǎng)的研究。如高農(nóng)等[29]根據(jù)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(zhǎng)和天麻膨大發(fā)育，從而達(dá)到縮短生產(chǎn)周期，提高天麻的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3 小結(jié)

天麻具有重要的藥用價(jià)值及保健作用，富含天麻素、香莢蘭素、蛋白質(zhì)。其性辛、溫、無(wú)毒，有抗癲癇、抗悸厥、抗風(fēng)濕、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痙、鎮(zhèn)痛、補(bǔ)虛、平肝息風(fēng)的功效。臨床對(duì)血管性神經(jīng)性頭痛、腦震蕩后遺癥等有顯著療效。天麻適應(yīng)海拔400～3200 m，山地和平原均能生長(zhǎng)，適應(yīng)范圍廣，種植技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，是適合廣泛種植的藥用經(jīng)濟(jì)作物。目前對(duì)天麻的生活習(xí)性、栽培條件和技術(shù)方法已經(jīng)有了廣泛的研究，但仍存在很多問(wèn)題。生長(zhǎng)周期短、產(chǎn)量高、抗性強(qiáng)的天麻新品種還有待研究，優(yōu)良、穩(wěn)定的菌種還有待開(kāi)發(fā)，更簡(jiǎn)單、便捷的栽培技術(shù)還要繼續(xù)實(shí)踐和推廣。

隨著天麻研究的不斷深入，天麻產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、研制也日益受到關(guān)注。相信在未來(lái)，天麻產(chǎn)品將深入到食品、藥品、保健品等各個(gè)領(lǐng)域，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中占據(jù)一席之地。

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（收稿日期：2016.05.06）