山蘭繁育技術(shù)研究進(jìn)展

李 靜，樸仁哲，郭軒池，高 洋，王士杰*

（1.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林延吉 133002；2.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，吉林吉林 132101）

山蘭[Oreorchis patens（Lindl.）Lindl.]為蘭科山蘭屬多年生草本植物，民間俗稱“山芋頭”，與山慈菇為近緣植物，亦作為山慈菇替代品使用[1]。山慈菇作為傳統(tǒng)藥材在中醫(yī)臨床上應(yīng)用歷史悠久，《中華人民共和國(guó)藥典（2020 年版）一部》收載其植物來(lái)源為杜鵑蘭[Cremastra appendiculata（D.Don）Makino]、獨(dú)蒜蘭[Pleione bulbocodioides（Franch.）Rolfe]、云南獨(dú)蒜蘭（Pleione yunnanensisRolfe），前者俗稱“毛慈菇”，后二者俗稱“冰球子”，均以干燥假鱗莖入藥[2]。據(jù)《中藥大辭典》記載，山蘭性寒、甘、辛，略有小毒，具有解毒清熱、消癰、清肺散結(jié)、止咳化痰的功效，多用于癰疳瘡腫、瘰疬、無(wú)名腫毒、蛇蟲(chóng)咬傷等癥[3]。近年來(lái)，山蘭在臨床用藥與化妝品生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的需求快速增加，導(dǎo)致野生山蘭資源銳減。山蘭在野生條件下生長(zhǎng)速度緩慢，繁殖系數(shù)低，人工栽培繁育技術(shù)尚未取得重大突破，但市場(chǎng)需求量大，近年來(lái)每1 kg山蘭干品價(jià)格超2 000 元。

1 山蘭的生物學(xué)特性

山蘭葉片生于假鱗莖頂端，葉1～2 枚，形狀為線形或狹披針形，長(zhǎng)10～30 cm，寬1～3 cm，葉前端漸尖；花葶長(zhǎng)于假鱗莖側(cè)面，呈直立形，下部有膜質(zhì)筒狀鞘，2～3 枚；花為黃褐色或淺黃色，唇瓣白色，上有紫色斑點(diǎn)，花瓣長(zhǎng)圓形與萼片近等大；果實(shí)為豆莢形蒴果，種子棕色，梭形，種子小且多[4]。自然環(huán)境中林木生長(zhǎng)過(guò)于旺盛，透光性較差，使山蘭葉片緊貼地面生長(zhǎng)，葉期延長(zhǎng)。

2 山蘭繁育技術(shù)現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著山蘭的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，相關(guān)人員對(duì)山蘭栽培和繁育技術(shù)的研究關(guān)注度逐漸提高。在野生山蘭馴化栽培、原球莖組培苗快繁技術(shù)、人工輔助授粉、種子繁殖等方面已取得初步進(jìn)展，但尚未實(shí)現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用，尤其是山蘭繁育技術(shù)研究與實(shí)際應(yīng)用尚不成熟，距解決山蘭野生資源瀕危問(wèn)題，走資源可持續(xù)利用之路尚有一段距離。

2.1 山蘭分株繁殖

目前，山蘭人工栽培繁育主要采用分株繁殖。分株繁殖是將山蘭植株上的新生假鱗莖或幼芽器官?gòu)哪钢晟戏指钕聛?lái)，另行栽植培養(yǎng)成獨(dú)立新植株的方法。無(wú)性繁殖能有效保持母體植株的優(yōu)良性狀，且新株成活率高，成苗快，多應(yīng)用于叢生性強(qiáng)、萌蘗力強(qiáng)的宿根類植物。野生條件下山蘭分株難度大，受環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)等條件限制，每年多產(chǎn)生1 個(gè)新芽，少數(shù)可產(chǎn)生2 個(gè)，且芽體大小差異較大，導(dǎo)致繁殖系數(shù)低，成苗規(guī)格不一致[5]。人工栽培時(shí)生長(zhǎng)條件適宜，可有效提高山蘭芽分化效率，每年新芽可萌發(fā)3～5 個(gè)，可實(shí)現(xiàn)分株繁殖。1）通常選擇假鱗莖較密且生長(zhǎng)健壯的山蘭進(jìn)行分株繁殖。春秋兩季均可進(jìn)行，春季分株效果較好，秋季移栽會(huì)影響根系吸收水分和營(yíng)養(yǎng)，導(dǎo)致葉片部分退化，影響花芽分化。分株前應(yīng)保持山蘭植株充足的含水量，且為防止移栽后地下部分腐爛，移栽當(dāng)日禁止?jié)菜?。移栽時(shí)需淺植，要求表土以遮蓋假鱗莖的基部或半截假鱗莖為佳。2）選擇腐殖質(zhì)含量較高的、透水透氣性較好的黃棕壤、黑棕壤作為山蘭移栽株的苗床。山蘭分株移栽后需精心管理，春季應(yīng)適當(dāng)增加光照，采取保溫措施，夏季應(yīng)減少光照，采取降溫保濕措施。同時(shí)，噴施葉面肥以補(bǔ)充山蘭生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)成分，并保持苗床濕度、及時(shí)除草、調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度及防控病蟲(chóng)害，以保障山蘭正常生長(zhǎng)，提高山蘭分株繁殖的成活率。實(shí)踐表明，吉林省、黑龍江省部分林區(qū)中藥材種植戶通過(guò)仿野生栽培，利用林下環(huán)境開(kāi)展山蘭種植，摸索出一套較為完整的栽培、管理模式，使分株繁殖方式成為山蘭繁育的重要措施。

2.2 野生山蘭馴化

山蘭栽培多源于野生資源，野生山蘭種苗的收集一般通過(guò)考察、征集、交換和收購(gòu)等方式進(jìn)行。通常先剪除山蘭枯萎葉片，截?cái)噙^(guò)長(zhǎng)須根，假植于陰涼通風(fēng)處，待苗床做好后按批次移栽。野生山蘭引種后需結(jié)合遮陰、澆灌等農(nóng)藝技術(shù)，使野生山蘭逐步適應(yīng)人工栽培環(huán)境。2010 年，張正海等首次對(duì)吉林省長(zhǎng)白山地區(qū)山蘭的野生馴化栽培開(kāi)展試驗(yàn)研究，試驗(yàn)表明，黑壤土栽培時(shí)適當(dāng)密植有助于提升山蘭產(chǎn)量，用豬糞為底肥可使山蘭生長(zhǎng)良好、產(chǎn)量較高[6]。不同栽植密度試驗(yàn)表明，株行距7 cm×10 cm 栽植時(shí)山蘭栽培產(chǎn)量最佳。在一定范圍內(nèi)，山蘭栽植密度與產(chǎn)量呈正相關(guān)，栽培密度過(guò)小不利于山蘭生長(zhǎng)和產(chǎn)量提升，但種植密度過(guò)高（株行距3 cm×10 cm）則存在營(yíng)養(yǎng)爭(zhēng)奪現(xiàn)象，導(dǎo)致山蘭植株?duì)I養(yǎng)不足，葉片數(shù)量少、面積小、顏色發(fā)黃。同時(shí)，山蘭引種馴化需注意防治病蟲(chóng)害，人工栽培植物群體密度大，易受介殼蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)和葉螨的侵害，可噴灑蚧死凈等藥劑進(jìn)行有效防治。

2.3 人工輔助授粉

山蘭屬蟲(chóng)媒花，通常以昆蟲(chóng)為媒介進(jìn)行傳粉，通常認(rèn)為山蘭為異花授粉植物，同植株花朵或同花序花朵之間不能完成授粉。山蘭在自然環(huán)境條件下授粉概率低，且易受天氣影響，連續(xù)陰雨或低溫會(huì)顯著降低授粉概率，導(dǎo)致果實(shí)形成少。授粉完成后種子開(kāi)始發(fā)育，每年9—10 月種子成熟，蒴果開(kāi)裂，種子細(xì)小易散落。姚百寧等對(duì)山蘭進(jìn)行人工輔助授粉，授粉后置于恒溫25 ℃陽(yáng)臺(tái)上，結(jié)果表明，山蘭著果率為8%，遠(yuǎn)高于野生山蘭5.5%的著果率[7]。人工輔助授粉技術(shù)能有效提高授粉率，增加著果率，提高山蘭種子產(chǎn)量，結(jié)合有效促進(jìn)種子萌發(fā)技術(shù)研究，將有利于改變當(dāng)前山蘭野生資源瀕危的局面。

2.4 山蘭組培苗快繁技術(shù)

以山蘭地下部分假鱗莖為外植體，研究采用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)繁，提高繁殖系數(shù)，從而擴(kuò)大山蘭資源儲(chǔ)存量。組培技術(shù)的本質(zhì)是利用植物細(xì)胞的全能性，在人工控制環(huán)境下實(shí)現(xiàn)種苗培育，將滅菌后的外植體置于固體培養(yǎng)基中進(jìn)行人工培養(yǎng)，給予適宜的溫度、水分和光照條件，配合植物生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)生根和生芽，煉苗后移栽，得到完整植株。當(dāng)前對(duì)山蘭組培研究的相關(guān)文獻(xiàn)較少，2021 年，張正海等開(kāi)展的山蘭原球莖誘導(dǎo)試驗(yàn)表明，以MS 為培養(yǎng)基，原球莖在NAA 1.0 mg·L-1+ZT 1.0 mg·L-1組合處理下能呈分枝狀伸長(zhǎng)增殖，增殖系數(shù)達(dá)8.67；增殖后的原球莖在IAA 2.5 mg·L-1+6-BA 2.5 mg·L-1組合處理下可分化出球莖，其分化系數(shù)達(dá)5.14；原球莖分化產(chǎn)生的球莖在IAA 2.5 mg·L-1+6-BA 0.1 mg·L-1組合處理下可誘導(dǎo)生根，生根系數(shù)達(dá)6.26，平均根重能達(dá)9.90 mg·條-1，相當(dāng)于3 mm×3 mm×5 mm 大小的原球莖經(jīng)繼代培養(yǎng)增殖和分化產(chǎn)生約45 棵完整的山蘭種苗[8]。

2.5 種子共生菌萌發(fā)

種子共生菌萌發(fā)技術(shù)是目前蘭科植物繁育技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。蘭科植物種子萌發(fā)所需的維生素及其他生長(zhǎng)因子必須從外界獲得，因此，山蘭種子較難萌發(fā)。山蘭種子萌發(fā)不僅需要共生菌，還需要適宜的環(huán)境條件。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，山蘭植株根際枯枝落葉較多的土壤環(huán)境更有利于種子萌發(fā)。山蘭同科植物研究中，楊友聯(lián)等發(fā)現(xiàn)獨(dú)蒜蘭種子與菌根真菌共生萌發(fā)時(shí)，種子萌發(fā)率在部分菌根真菌的作用下可提高84.6%[9]。雖目前針對(duì)山蘭共生菌的研究較少，種子共生萌發(fā)尚處于起步階段，但筆者已分離出一種山蘭假鱗莖內(nèi)生真菌，正在做進(jìn)一步鑒定，以期為未來(lái)山蘭種子共生菌萌發(fā)研究提供一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，促進(jìn)山蘭資源保護(hù)和人工繁育。

2.6 山蘭種子無(wú)菌萌發(fā)

山蘭種子無(wú)菌萌發(fā)是指將種子置于無(wú)菌條件下，選擇適合的培養(yǎng)基，提供種子生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)元素、維生素和其他生長(zhǎng)因子，促進(jìn)種子萌發(fā)形成幼苗。山蘭蒴果中含有2 000～2 500 粒種子，山蘭種子極細(xì)小，含有1 個(gè)未成熟的胚，但種內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法滿足種子萌發(fā)需求，需人為提供種子萌發(fā)所需的全部養(yǎng)分。2017 年，張正海等開(kāi)展山蘭種子無(wú)菌萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明山蘭種子在MS+NAA 0.5 mg·L-1+6-BA 2.0 mg·L-1培養(yǎng)基及黑暗條件下易萌發(fā)[10]。光照強(qiáng)度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致新生幼胚死亡，因此，黑暗條件下可提高山蘭種子萌發(fā)數(shù)量。同時(shí)，山蘭種子在培養(yǎng)基中長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，使培養(yǎng)基中的溫濕度發(fā)生變化，破壞培養(yǎng)基的酸堿平衡，導(dǎo)致種子發(fā)生褐變。因此，可在培養(yǎng)基中添加0.5%活性炭吸附種子萌發(fā)所產(chǎn)生的代謝物質(zhì)，并設(shè)計(jì)具有pH 緩沖作用的培養(yǎng)基配方，保證山蘭種子生長(zhǎng)環(huán)境穩(wěn)定。通過(guò)種子無(wú)菌萌發(fā)技術(shù)提高山蘭繁育能力并進(jìn)行推廣應(yīng)用于生產(chǎn)，以進(jìn)一步解決山蘭資源稀缺問(wèn)題。

3 山蘭繁育存在的問(wèn)題與分析

近年來(lái)，隨著山蘭應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其市場(chǎng)需求量也在逐漸增大，加劇了山蘭野生資源的銳減，急需通過(guò)人工繁育技術(shù)保護(hù)山蘭資源。1）近年來(lái)，山蘭人工繁育技術(shù)取得了一定進(jìn)展，但人工繁育技術(shù)尚不成熟，無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的山蘭繁育。因此，可通過(guò)種植基地仿野生山蘭環(huán)境進(jìn)行分株繁殖，增加山蘭資源。2）山蘭有性生殖存在一定困難。山蘭作為蘭科植物，其生物學(xué)特性導(dǎo)致其野生資源稀缺，種群數(shù)量恢復(fù)速度慢。自然環(huán)境下，山蘭植株授粉困難，著果率低，可采用人工輔助授粉措施增加著果率，提高種子收率。積極開(kāi)展山蘭種子無(wú)菌萌發(fā)培養(yǎng)條件研究，篩選適宜培養(yǎng)基，優(yōu)化溫、光、水、氣等環(huán)境因子。借鑒同科屬植物研究成果，推進(jìn)山蘭種子萌發(fā)共生菌的分離純化、鑒定和利用工作，提高山蘭有性繁殖能力。3）山蘭人工栽培和管理技術(shù)研究有待深化。目前受研究基礎(chǔ)和研究條件限制，從事山蘭繁育工作的科研人員較少，開(kāi)展研究難度較大，工作推進(jìn)較慢。需政府及有關(guān)主管部門(mén)積極引導(dǎo)，加大政策支持力度，為科研人員開(kāi)展山蘭繁育技術(shù)研究提供條件。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，山蘭在我國(guó)東北地區(qū)被大量收購(gòu)，用量增加，價(jià)格上升，導(dǎo)致長(zhǎng)白山地區(qū)的山蘭野生資源儲(chǔ)量急劇下降，野生山蘭自然資源保護(hù)已迫在眉睫。需積極探索山蘭人工繁育技術(shù)，篩選藥效相近的植物進(jìn)行化學(xué)成分的分離和鑒定，積極尋找功效相同或相近的替代品，有效開(kāi)展人工栽培與組織培養(yǎng)工作，擴(kuò)大山蘭的人工繁育數(shù)量，滿足市場(chǎng)需求，減少對(duì)野生山蘭資源的無(wú)序利用，同時(shí)，應(yīng)做好資源調(diào)查與保護(hù)工作，以防非法采挖。