苎麻栽培与耕作研究进展

陈继康，熊和平

(中国农业科学院麻类研究所，长沙410205)

苎麻是我国传统特色经济作物，其生产与研究主要集中在国内，缺乏可借鉴的经验。我国科技工作者对苎麻产量与品质形成的生理基础、高效种植、抗逆栽培 (包括冬闲田栽培、盐碱地栽培、水土保持和重金属污染耕地利用等)、轻简化栽培、规模化生产等各方面进行了研究，并做出了重要贡献[1]。但相对于育种、加工等而言，栽培与耕作研究仍然是苎麻科研链条上的薄弱环节[2]，自1993年《中国麻类作物栽培学》出版以来，多有技术改良，而少有科学发现和理论建立与总结。

近年来，我国苎麻种植面积和产量持续下滑[3]。随着国家麻类产业技术体系的运行，我国苎麻栽培与耕作建立了稳定的研究团队，苎麻栽培与耕作领域的研究得到了推进，然而苎麻研究产量与农民实际产量的差异逐步增大。进一步总结当前研究进展，发掘不足，对提升苎麻栽培与耕作研究水平和消除产量差异、稳步提升苎麻生产水平具有重要意义。本文从苎麻栽培技术、作物生理生态和耕作制度入手，总结了当前苎麻栽培与耕作的研究现状，对本研究领域的问题进行分析，并提出应对措施。

1 栽培技术研究

1.1 繁殖技术

育苗与繁殖是苎麻生产非常重要的一个环节。麻苗的质量直接影响到麻园的生产力。已形成有种子、细切种根、叶 (带芽原基)扦插、嫩梢扦插、离体压条、分蔸、插芽、组织培养等方法，其中嫩梢扦插繁殖又配套有土培、水培、沙培等技术。除种子繁殖外，其它均为无性繁殖方式。各种方法在繁殖系数、种性保持、种苗质量、生产方式等方面均有所不同，但以往研究对各项技术的整体评价结论一致，且技术流程均较成熟。目前生产上主要采用的是嫩梢扦插繁殖方法。近年来关于苎麻育苗与繁殖的研究文献量少，主要集中在对嫩梢扦插繁殖方法的整理[4]、扦插苗成活率影响因素与应对措施分析[5]、不同扦插材料 (主要指低位分枝扦插苗)[6]、苎麻种子包衣育苗[7]等技术参数优化等方面。

以往研究还对工厂化育苗模式进行了探索，包括水培、全光照喷雾沙插等，但在生产仅有区域性的尝试。种子苗生产周期过长、成活率低，嫩梢繁殖率低、劳动强度大，秧苗管理仍需人工精细管理、气候与环境因素影响大等问题仍然存在，并限制了麻苗的供应量和工厂化育苗的进程。借助设施农业改善育苗环境是一种可行的工厂化育苗方法，但需要配套成本控制体系。同时，苎麻的机械化种植还没有研究报道。利用种子直播可以解决机械化作业的问题，但如何保障种子苗成活还需要大量研究。

1.2 丰产管理技术

以往对新老麻园的高产栽培技术有广泛地研究。从麻园选择与规划、整地与施肥技术、栽植时间、栽植密度与方式、田间管理 (包括查蔸补缺、中耕除草、追肥提苗、破秆、蓄蔸、打顶、排灌、防风防霜、病虫草害防控、冬培、绿肥等)、适时收获和麻园更新等各个环节进行了深入地探讨与总结[1]。形成了诸如苎麻“三当”技术、“一二一”根外追肥法、苎麻园间套种技术、丘陵山区苎麻优质高产综合技术、平原湖区苎麻优质高产综合技术等一系列丰产管理技术及标准。但这些技术措施主要针对基于人力的精耕细作生产模式。为适应机械化、规模化生产的要求，当前的研究除在此基础上适应于新品种的更新与优化外，开展了农机农艺结合、循环收获、产业园区建设等相关技术研发与应用。随着苎麻饲料化、牧草化、副产物综合利用技术等研究的深入[8]，苎麻“369”工程技术、麻园生态放牧技术、“一园四厂”等新模式逐步凸显，间套种也向蔬菜、食用菌、牧草等多元化推进，并对传统单一的纤维生产模式产生强烈冲击[9]。

比较以往和当前的丰产管理技术可见，生产模式的转变是麻园生产能力提高的主要驱动力，栽培技术则主要是对以往理论的补充和技术参数的优化。时空资源集约化利用 (如间套作)、动植物生产相结合 (如生态放牧)、农业资源循环利用 (如“369”工程)等这些更符合现代农业要求的技术措施的引进，成为麻园丰产增效的核心动力。

1.3 抗逆栽培与生态修复技术

针对陡坡地、旱地、盐碱地、贫瘠土壤、重金属污染区、水土流失区等不同逆境环境下的苎麻栽培技术与生态修复技术进行了研究，并且在优化丰产管理技术的基础上，从激素调控、化学措施、工程措施等角度入手，形成了抗逆栽培技术。一般认为，苎麻生态适应性强，在逆境中具有较大的生产潜力，并对水土流失区、重金属污染区 (主要为镉污染)有较好的修复能力。黄道友等[10]通过施用包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰在内的土壤重金属钝化剂并配套栽培技术，使湖南安化中度偏重重金属污染耕地达到新栽麻当年亩产1126.5 kg/hm2左右、次年头麻1332.0 kg/hm2左右，与常规耕地产量相当。刘田中[11]认为在25°以上坡耕地种植苎麻，因其根系发达、覆盖率高而起到显著防治水土流失效果，且原麻年产量可达到2250～3000 kg/hm2。目前，苎麻抗逆栽培技术研发以“248”工程技术、固土保水工程技术、重金属污染区耕地修复技术等为主，相应的生理生态研究也是当前的热点[10]。

2 生理生态研究

苎麻的生长发育特征、生物学特性，以及基因型、外界环境等因素对苎麻生长及纤维形成的影响研究较为广泛。其中生长发育特征与生物学特性作为普遍规律，已有很好地观察和总结，近年来研究较少涉及。近期研究以苎麻性状之间、苎麻与环境之间互作特征及分子机理方面为主。

2.1 常规栽培模式

在常规栽培与耕作条件下，基因型、种植密度、肥料、水分等单因子对苎麻生产的影响已有大量研究支撑。晏春耕等[12]研究认为随着染色体倍性的增加平均分株数/蔸有减少的趋势，而茎的平均粗度有增大的趋势。李秀萍[13]研究表明不同生态条件、不同基因型苎麻主要性状均存在较大差异，并对苎麻主要性状之间的相关性进行了分析。Liu等[14]通过多因素耦合研究认为，种植密度和N、P、K肥对苎麻产量和纤维品质的影响程度以磷肥最高、钾肥次之、密度再次、氮肥最弱，其中提高氮肥对产量起到最显著的促进作用，而钾肥则对纤维品质起到更显著的作用。观察当前研究的切入点可以发现，苎麻栽培多因子耦合研究较少，而且随着“369”工程等新技术模式的快速推进，相应的生理生态研究工作相对滞后，不利于技术的再提升。

连作障碍是常规栽培模式中遇到的主要问题之一，但关于苎麻连作障碍的研究报道较少[15]。一般认为根腐线虫和根系分泌物是影响连作苎麻生产性能下降、农艺性状降低的主要因素[16]。研究从不同连作障碍因子下苎麻的生产表现、苎麻抗根腐线虫生物逆境条件下的基因表达、农田土壤微生物、抗败蔸苎麻资源筛选等多个角度对其机理及应对措施进行了分析[10，15－17]，但需要更广泛、更深入的研究加以印证和优化。

2.2 光温影响

光照、温度对苎麻生长发育及纤维品质均有显著影响[18]。苎麻以收获营养体为主要目标，并主要采用无性繁殖方法，因此日照时数的研究主要针对有性杂交选育品种时进行光照处理以促进花期相遇，生产中一般不作为研究重点。以往研究观察了光照强度对苎麻光合作用、群体结构、产量、纤维品质等的影响。种植密度是影响光环境特征的主要因素。一般认为植麻过稀有单株产量高、纤维强度高、出麻率高的优点和分枝较多、株高较矮、植株个体差异加大等缺点;植麻过密有生长较整齐、分枝较少、麻皮柔软等优点和出麻率低、纤维强度低、纤维发育慢等缺点。同时，不同苎麻品种表现出不同的光敏感性。因此，配套不同品种、不同栽培条件下的种植密度仍然是当前的一个研究重点和调控光环境的主要措施。目前，已有研究关注苎麻株型的改良，如“中苎3号”苎麻品种的选育就以叶夹角作为一个重要选择指标[10]。

以往研究对苎麻种子发芽、地下茎萌发、地上部生长、纤维发育等生命活动的三基点温度，以及相应积温均有论述，并总结了低温冻害等逆境对苎麻生长发育的影响。研究认为各季麻生长期长短主要决定于生长期温度高低，并且各季麻受温度波动幅度不同影响而表现出麻壳厚度及纤维头尾均匀度不同。近期有少量研究报道了高温干旱[19]、春寒晚霜[20]等逆境对苎麻生产的影响，而对苎麻响应温度变化的生理生态机制以及调控措施均缺少必要的研究，育种工作也缺少耐高温/低温性状的选择。当前全球变暖、自然灾害愈发频繁，温度变化对苎麻生产将造成更加显著的影响，亟需开展相应研究。

2.3 水分胁迫

长期以来，苎麻水分胁迫的研究主要是观察和总结生产经验。一般认为苎麻耐旱喜湿不耐淹水，有较强的水土保持能力，但干旱也会影响产量和品质。在此基础上通过农艺措施调控，对指导生产起到了重要作用。近期研究则逐步向生理生态变化特征、抗旱分子机理分析等深入[21－24]。

干旱胁迫导致叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率显著降低是苎麻生理受阻的主要表现，而植物体内脯氨酸、丙二醛、SOD活性和POD活性均呈上升趋势是其抗旱性的主要生理响应特征，并在不同品种中表现出显著差异[22]。不同根型苎麻抗旱性一般以深根型＞中根型＞浅根型，但也广泛存在中根型品种抗旱性显著优于深根型品种的现象[25]，因此抗旱品种选育中不应武断选择根型。

少量研究报道了苎麻抗旱分子机理。Liu等[26]用Illumina测序和实时定量PCR技术分析了干旱逆境下苎麻的全基因组表达谱，发现有1011个基因受到干旱逆境诱导上升表达，505个基因下调表达。然而当前的研究一般针对土壤干旱，大气干旱、生理干旱等逆境条件，以及苎麻的耐旱、御旱机理等还远远落后于其他作物的研究水平。同时，以往研究主要针对苎麻植物体，而对复杂的植物－土壤－水分之间的耦合关系以及调控机理更少涉及。

在抗旱调控方面，研究报道了不同覆盖处理 (麻骨、稻草等)、抗旱剂施用 (黄腐酸、甜菜碱等)、施肥制度变革 (叶面肥等)、化学保水剂、有限灌溉[10]、激素补偿 (GA、IAA等)[27]等措施，并对提高苎麻产量和品质起到了良好效果。

低洼水涝是造成苎麻败蔸、缺蔸的主要因素之一，目前主要采取厢作、深挖排水沟等农艺措施防治。而淹水、冰冻等水分胁迫条件下苎麻生理生态变化特征及其抗涝性相关研究很少。仅有少量研究报道了渍水对苎麻经济性状及产量的影响[28]。

2.4 土壤与养分

土壤类型及营养元素对苎麻生长发育和纤维品质的影响研究，结论较为统一。一般认为，在合理的范围内，增施氮肥可以提高苎麻的纤维产量和品质，但过高则会导致纤维增粗，品质下降;磷肥对苎麻的产量和品质影响不显著，但土壤有效磷仍与原麻产量显著正相关，与纤维支数负相关;嗜钾、钙吸收量大是苎麻的突出特点;镁、硼、锌、锰等肥料使用均对苎麻生产具有积极作用。大量研究针对不同种植区域、耕地状况提供了不同的高产苎麻氮、磷、钾三要素肥的比例，并指出平衡施肥的重要性。目前，研究的重点为不同营养元素之间的互作、施肥制度与种植密度之间的互作、测土配方施肥技术、新型专用肥料的开发等[29－31]。加强苎麻的养分需求特征、水肥耦合、新型栽培模式下苎麻园土壤管理技术等，将对苎麻增产、稳产提供有效保障。减量施肥方面则缺乏专题研究，肥料运筹还局限于高投入高产出的思路。另外，由于苎麻生产以我国南方平原湖区为主，并向丘陵山地转移，开展盐碱胁迫相关研究对当前苎麻生产的意义不大，因此仅有少量研究报道了盐胁迫 (NaCl)下苎麻生理生化变化特征[32]。

2.5 重金属胁迫

由于当前苎麻生产以提供纺织原料为主，产品不进入食物链，且有较高经济效益，因而普遍被认为是重金属污染耕地农业结构调整的首选作物之一[33]。加之其较强的生态适应性，也被认为是矿区复合重金属污染土壤等区域生态修复与农业生产恢复的首选作物之一[34]。当前研究较广泛地涵盖了重金属胁迫对苎麻生产性能与生理生化特征的影响、苎麻富集和转移重金属离子的特征、重金属离子在苎麻各部位之间的分布特征、耐重金属品种筛选指标、重金属胁迫条件下苎麻基因表达响应特征，以及相应的抗逆栽培措施。

大量研究证明，苎麻对重金属具有高耐高吸收的特性，但不属于超富集植物，同时重金属离子在苎麻植株中的分布、种植苎麻对重金属污染土壤的修复年限、不同品种的耐性强弱等问题上没有统一结论。如，曹晓玲等[35]认为湘苎3号的Cd耐受能力显著高于中苎1号，而佘玮等[36]则得出相反的结论;代剑平等[37]认为Cd在苎麻植株中分布为茎＞根，而黄道友等[9]则认为是根＞茎;王冶等[34]认为种植中苎1号1.49年可将湖南浏阳七宝山矿区土壤 (Cd含量8.1mg/kg)修复到国家标准土壤环境质量三级标准水平 (≤1.0mg/kg)，而黄道友等[9]则认为利用苎麻修复镉污染土壤时间太长，将Cd含量20mg/kg土壤修复到国家标准土壤环境质量二级标准水平 (＜0.3mg/kg)至少需要39年的时间。可见采用品种的不同、试验方法与区域不同、采取标准不同等各类因素均对相关研究产生很大影响，更为广泛、深入的研究势在必行。

有研究表明苎麻吸收Cd后，大部分固定在根部的细胞壁中，从而限制其在植株体内的运移，表现出较强的耐受能力[9]。但因为存在茎部Cd含量高于根部的现象，这个结论可能只能作为部分品种的特性，不是普遍现象。当前，大多数研究以Cd为主要研究对象，其他重金属污染则较少涉及。有研究还报道了复合污染对苎麻生长及吸收富集特征的影响[38－39]，螯合剂、改良剂对苎麻修复重金属污染土壤的影响[40－41]等。但复杂的重金属离子之间的影响机制、重金属离子与苎麻之间的互作关系等还不明确，而这又是在生产中最常见的现象，因此亟待进一步研究。

3 耕作研究

3.1 种植制度

苎麻以年收获三季的种植制度为主，有部分研究报道了年收四季的苎麻生长规律、主要栽培技术、施肥制度等。随着苎麻多用途技术的兴起，嫩茎叶、麻骨等成为主要产品。在适度提早常规三季麻收获时间的基础上，加收一季嫩茎叶用作饲料，可能是今后的一套重要种植模式。为了满足将机械化、工厂化作业的需求，近年来一些学者提出了“循环收割”的技术措施，主要做法是将大片麻园划分为亚区和亚亚区，通过亚区与亚亚区之间的衔接，实现循环收割、不间断生产[42]。这种方式一般年收获4茬。以收获饲草为目的的生产，一般以苎麻的生长高度(80cm左右)确定收获时间，长江中下游地区一般年收获6次，热带地区收获次数增加。可见随着生产方式、生产目标的变化，苎麻熟制也需要作出相应的调整。

利用好苎麻园间套种技术是提高土壤利用率的有效措施。目前已经在食用菌 (鸡腿菇、平菇、香菇等)、冬季套种蔬菜 (榨菜、红菜薹、马铃薯等)、牧草 (黑麦草、白三叶、紫云英等)进行了尝试，并取得良好效果，在单位耕地面积经济效益、田间杂草控制等方面均得到显著改善。但套种制度下作物之间的互作关系、对土壤肥力的影响、对新型农田管理模式的要求等还不明确，需要进一步研究。

响应我国粮食安全保障战略，苎麻生产逐渐退出平原湖区，向丘陵山地发展[43]。生态区域的变化对苎麻生产提出了新的要求。丘陵山地相对于平原湖区，具有灌溉难度加大、土层较薄、水肥流失加快、农田管理难度加大等显著特点，因此需要配套新型栽培技术以确保苎麻稳产高产。国家麻类产业技术体系提出的山坡地苎麻“248”工程已经为“苎麻走向山坡地”的战略奠定了良好基础，但大量研究空白还亟待科技工作者弥补。

3.2 养地制度

前人对养地制度对苎麻生产的影响和技术实施要点等做了大量研究和总结，但需要紧跟研究方法的进步、调控技术的深入，进一步深化研究，才能不断提升苎麻栽培技术。如有研究指出不同培肥方式、苎麻品种间根际微生物数量存在显著差异，但对起决定性作用的微生物种类、数量及机理均不明确，阻碍了相应调控措施的研发与应用。

由于苎麻嗜钾的营养需求特性，苎麻园养地制度中一般需要重施有机肥、钾肥。Claudia等[1]研究指出，地中海地区土壤种植13年苎麻后，虽然K显著降低，但土壤N、P、SOM显著提升，符合该区域可持续农业的发展要求。长期种植苎麻提高土壤有机质主要与重施有机肥、苎麻副产物还田以及苎麻具有较强水土保持能力有关，但缺乏相关研究从机理上予以说明。随着苎麻副产物资源化利用技术的深入，从苎麻园输出大量有机物可能会导致土壤质量的较大变化，但目前还没有相关研究。土壤碳排放与碳汇等国际热点问题还没有涉及。

除常规的施肥、中耕、轮作等作业外，冬培是苎麻养地制度的一个特点。其主要措施有深中耕、重施肥、培土覆蔸、地膜覆盖、套种绿肥等措施。冬培的主要作用一是保护苎麻龙头根、裸露的根蔸避免低温冻害影响，安全越冬;二是培肥地力，强化地下部;三是斩断部分伸向行间的跑马根，控制无效分株。随着苎麻牧草化进度的加快，苎麻冬季套种牧草存在较大的发展前景，这种持续利用耕地的生产方式对传统的冬培休耕模式将产生较大影响，但目前也没有相应的研究。

3.3 作物布局

苎麻的布局以传统的麻区为主，主要集中在四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西等长江流域省份，其中前三个省份以丘陵山地种植为主，后三个省份以平原、湖区为主。近年来，在响应国家粮食安全战略的背景下，“苎麻走向山坡地”的战略受到广泛认同，同时苎麻被水利部认定为南方水土保持植物，苎麻走出粮田、走向坡耕地成为主要趋势。苎麻种植有文化传承与生产传承并进的特点，非传统麻区目前还较难发展该产业。

为充分发挥苎麻的生产特性和我国丰富的生态资源，有学者提出了“大纤维”观念，建议“南麻北棉、以麻代棉”的产业布局[44]。随着苎麻饲料化、副产物资源化等技术的进一步推广，以及苎麻在食品、建材等多个行业中多用途技术的深入，其产业领域得到了前所未有的拓展，其生产的布局也将收到前所未有的冲击，亟待开展产业驱动力、作物布局等相关研究以支撑其又快又好发展。

另外，苎麻研究缺乏与其他作物的对比，缺乏整个经济区域内各种作物相互配合与布局的研究。“就苎麻而论苎麻”的现状，需要有所突破，站在区域农业发展的角度深层次探讨苎麻产业的定位与补位问题。

4 问题与建议

综上所述，以往研究对总结苎麻栽培技术经验、分析栽培调控机理等各个方面做出了极其重要的贡献，但与其他作物相比，还存在诸多不足亟待进一步研究解决。主要表现在研究方法落后、切入点多但不深入不系统、当前研究不能满足产业迅速拓展的需求、机理研究无法满足技术创新需求、国际热点问题涉及少、长期定位观测研究少等。

密切结合产业发展新动态、国际热点问题、新型技术需求，采用新研究方法，深入、全面地开展苎麻栽培与耕作研究，紧抓轻简化与高效益相结合，才能逐步消除科学家产量与农民实际产量的巨大差异，整体提升我国苎麻生产与研究水平。

栽培与耕作是一门庞大的学科体系，本文限于篇幅和作者学力，多数问题探讨仅停留在表面，同时作物信息技术、交叉学科等方面均未论及，需要更深入和广泛的研究指导苎麻栽培与耕作学科的发展。

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