天麻的生物学特性及其栽培中的问题和对策

邢康康　张植玮　涂永勤　张德利　贺宗毅　贺元川　鲁增辉　石　萍　陈仕江

重庆市中药研究院，重庆　400065



天麻的生物学特性及其栽培中的问题和对策

邢康康张植玮涂永勤张德利贺宗毅贺元川鲁增辉石萍陈仕江*

重庆市中药研究院，重庆400065

天麻无根也没有绿色叶片，为多年生异养植物，具有特殊的生长发育特性，其地下块茎具有较高药用价值。为了更好地了解天麻，为中国天麻的发展提供帮助，本文概述了天麻的生物学分类和药学价值，并对天麻的生活史及其形态特征进行了详细的描述。介绍了天麻生长所需要的微生物、温度、湿度、土壤、光照等条件，对天麻在农业栽培生产中存在的天麻退化和栽培周期长等问题结合前人研究提出了相应的对策并做出了分析，为未来天麻产业的发展作基础。

天麻；形态特征；环境条件；栽培问题

Chongqing academy of Chinese materia medica，Chongqing 400065, China

天麻(GastrodiaelataBI)又名定风草，系兰科(Orchidaceae)兰亚科(Subfam．Orchidoideae)树兰族(Trib．Epidendreae)天麻亚族(Subtrib．Gastrodiinae)是多年生非自养草本植物。目前，全球己发现天麻属植物约30种，我国己发现天麻属植物6个种：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)、细天麻(G.gracilisBI.)、南天麻(G.JavanicaBI. Lindi)及台湾省(G.flabilabellaS. S. Ying)[1-2]。其中，我国天麻产区主要分布的是天麻(G.elataBI)。根据天麻花的颜色、花茎的颜色、块茎的形状和含水量的不同又可以将天麻(G.elataBI)分为6个变形：红天麻(G.elataBI.f.elata)、绿天麻(G.elataBI.f.viridis Mak.)、黄天麻(G.elataBI.f. flavida S.Chow)、乌天麻(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]。天麻具有很高的药用价值，如镇痛、镇静、改善供血、抗氧化、益智健脑等作用[4]。

1　天麻的生物学特性

1.1天麻的形态特征天麻无根，也无绿色叶片，无法进行光合作用，也不能从土壤中大量吸收水分和营养物质。天麻的一代生活史主要包括四个阶段，即：种子、原球茎、米麻、白麻、箭麻、种子。第一阶段为天麻种子萌发阶段，种子萌发形成原球茎；第二、三阶段为天麻的营养生长阶段，由原球茎发育形成米麻或白麻，进而由白麻发育形成箭麻；第四阶段为天麻的生殖生长阶段，箭麻抽薹、开花、结果、形成种子[5]。

成熟的天麻植物体包括地下的块茎，以及地上的花葶、花、朔果和种子。天麻块茎肉质白色，长卵圆形或圆柱形，长6～15 cm，外皮具环节，其上有芽鳞包被的休眠芽。花葶橙黄色或蓝绿色，高1～1.75 m。花葶经抽葶、孕蕾形成顶生总状花序，具花30～80朵；萼片与花瓣合生成花被筒，筒长约1cm，口部偏斜，直径5～7mm，顶端5裂；萼裂片大于花冠裂片；唇瓣白色，先端3裂；唇瓣藏于筒内，无距，长圆状卵圆形；合蕊柱长5～6 mm，子房下位，倒卵形，子房柄扭转，柱头3裂；蒴果长圆形或倒卵形，长2～2.6 cm；种子多而极小，成粉末状，种子由胚和种皮组成，无胚乳，种皮白色半透明；胚为椭圆形，呈淡褐色或黑褐色[1,6-7]。

1.2天麻生长与环境条件的关系天麻为异养植物，其生长发育过程需要两类真菌为其提供营养物质。天麻种子结构简单，无胚乳，仅由种皮和胚构成。其所含营养物质较少，不足以满足种子萌发和生长的需要。紫萁小菇等萌发菌以菌丝形态侵入种胚，供其萌发长出胚芽，形成原球茎[8]；在之后的阶段中，蜜环菌的菌索侵染天麻块茎，取代萌发菌与天麻形成特殊的共生关系，提供营养[9]。

温度是对天麻的生长发育起主导作用的因素。天麻和蜜环菌生长最适宜温度均为 15～25℃。栽培层温度在 10℃以下时，天麻停止生长进入休眠状态；在14℃左右时天麻的块茎开始萌动生长；当温度达到 20℃以上时天麻进入快速生长期，但温度达到 30℃以上时天麻生长就会受到抑制[10]。

天麻适合在多雨潮湿的气候环境中生长，全国天麻主产区空气湿度在 80%～90%左右，土壤含水量在 40%～60%左右。湿度过大容易造成块茎腐烂，而湿度过小又会使天麻生长发育延缓。播种时培养料的湿度应在60%左右，并盖全湿的稻草或树叶保湿,以后保持在50%～60%一直到收获[7]。

野生天麻主要分布在我国西南、东北及华中地区，多生长在海拔700～2800 m的山地上。海拔每升高 100 m，温度降低约 0.6 ℃。随着海拔的升高，天麻的开花结实期推迟，播种期延后，果实产量呈下降趋势[11]。

除以上因素外，天麻的生长发育还受到土壤、阳光、坡向等的影响。土壤以腐殖质丰富、疏松肥沃、土壤 pH值5.5～6.5、排水良好的沙壤土为宜。光照不能被天麻利用进行光合作用，因此除天麻花茎生长及开花结实的过程需要一定量的散射光外，天麻的块茎生长不需要光照。不同坡向光照、温湿度不同，天麻的生长表现不同。冷凉的高山区种植天麻应选则阳坡，炎热的低山区栽种应选则阴坡[7,10]。

2　天麻栽培中的问题及对策

2.1天麻栽培中的问题目前，天麻在农业生产中多采用无性栽培技术，能保持母体的优良性状，缩短生长周期。但长期进行无性繁殖，会引起品种退化。天麻的退化现象主要表现为：产量大幅度下降，品质降低；箭麻单株重量降低，易被蜜环菌侵染；白麻单株重量增加，色泽加深，抗病性降低；块茎体形细长。导致天麻退化的原因主要有两方面：一是长期使用“老种子”(多代无性繁殖的天麻种子)、“老菌棒”(多代连续使用的老蜜环菌)和“老窝子”；另一方面是由于栽培技术落后、管理粗放等，造成了天麻生态环境恶化，营养供应不足[12-13]。

天麻的有性繁殖一般需要2～3年时间[6,14]。进行有性杂交育种时，要对用于杂交的亲本进行自交纯化，一般要纯化3～4代后才能用于杂交。选育出一个优良杂交品种，至少需要十几年以上的漫长历程。天麻的有性栽培耗时长，成本高，收益慢。因此，如何缩短天麻生长周期的研究，引起了人们的关注。

2.2天麻退化的防治方法通过天麻杂交等方法选育优良种子，选择遗传品质异质性大、亲缘关系较远、能优势互补的亲本进行远缘杂交，可以筛选获得理想的稳产、高产、优质、抗逆力强的杂交良种，是提高天麻产量、防止人工无性多代栽培退化的有效手段。宜昌市林业学校用云南乌天麻和宜昌红天麻进行正、反交，培育出了鄂天麻1号、2号，大幅度的提高天麻产量，并改进商品天麻外形，其天麻素含量均高于其他品种[15-17]。

蜜环菌对天麻生物产量及天麻素含量具有重要的影响，蜜环菌的优劣直接影响天麻的品质和产量[18]。随着栽培时间的延长，蜜环菌菌株会产生严重的变异与退化现象，适应性和抗逆性降低、菌索生长缓慢、生命力下降等[19]。因此，蜜环菌优良菌种的筛选、培养基的优化以及蜜环菌复壮技术的改进对提高天麻的产量和质量具有重要作用。Cha等[20-21]收集了一些蜜环菌菌株进行栽培试验，结果表明A.gaillca菌索粗壮、发达，生长迅速，无寄生性，与天麻的共生效果较好，有利于天麻的栽培生长。孙继民等[22]利用 0.5% 的羟胺溶液对纯化的蜜环菌菌株的菌索诱变处理2 min，产生了生长速度快的突变菌株，该菌株比母种提前 2d 萌发且菌索更加粗壮、密集。华秀爱[23]通过液体深层培养蜜环菌,其菌丝生长快，比固体培养缩短时间一倍以上。王淑芳等[24]将已退化的不能形成菌索的蜜环菌菌种，通过摇瓶扩繁，再用含有机氮和葡萄糖的半固体摇瓶进一步培养后，得到快速生长，形成粗壮旺盛菌索的菌丝球或片段。

天麻长期连作，蜜环菌的代谢产物以及衰老死亡的蜜环菌菌丝体、菌索分解产物将大量的残留于土壤之间导致土壤环境改变，引发天麻病害发生，造成严重减产甚至绝收。因此，种植天麻要避免长期连作，可进行地区间麻种交换，通过纵向由低到高处引种，在一定程度上能将退化的种麻更新复壮。除了实行轮作、异地栽种以外，还可以实行天麻的倒茬栽培或换土栽培，改变生产上的粗放连作[25]。

2.3缩短栽培周期的对策目前主要围绕人工控温、控湿以及利用不同海拔高度气候环境差异调控天麻生长周期。李志英[26]利用人工控温、控湿措施栽培红天麻，由种子形成的米麻、白麻，不通过冬季低温休眠，可直接形成箭麻。使红天麻种子形成有性种麻的时间缩短了2个月，红天麻种子形成箭麻的时间缩短了11个月，红天麻完成一代生活史需要时间从24个月缩短至15个月以内。赵萌等[27]对比了陕西海拔1200m、600m和400m处播种天麻的生长状况，发现在海拔400m处的天麻生长快，产量高。余昌俊等[28]将云南乌天麻(箭麻)与宜昌红天麻(箭麻)分别进行不同的海拔移栽处理，使两种天麻花期相遇，通过人工授粉杂交，培育出杂交种子。通过该方法，乌天麻、红天麻的有性及其杂交种麻培育期节省了12个月，将有性乌天麻的商品麻生产周期节省了 12 个月，且保持优质高产。

此外还有通过电磁方法促进天麻快速生长的研究。如高农等[29]根据天麻和蜜环菌发育状况，逐渐加大电磁波磁通量，可迅速激活并加快蜜环菌生长和天麻膨大发育，从而达到缩短生产周期，提高天麻的产量和质量。

3　小结

天麻具有重要的药用价值及保健作用，富含天麻素、香荚兰素、蛋白质。其性辛、温、无毒，有抗癫痫、抗悸厥、抗风湿、镇静、镇痉、镇痛、补虚、平肝息风的功效。临床对血管性神经性头痛、脑震荡后遗症等有显著疗效。天麻适应海拔400～3200 m，山地和平原均能生长，适应范围广，种植技术相对简单，是适合广泛种植的药用经济作物。目前对天麻的生活习性、栽培条件和技术方法已经有了广泛的研究，但仍存在很多问题。生长周期短、产量高、抗性强的天麻新品种还有待研究，优良、稳定的菌种还有待开发，更简单、便捷的栽培技术还要继续实践和推广。

随着天麻研究的不断深入，天麻产品的开发、研制也日益受到关注。相信在未来，天麻产品将深入到食品、药品、保健品等各个领域，在我国经济的发展中占据一席之地。

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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，汉族，河北人，硕士研究生，研究实习员；研究方向：微生物。E-mail:tiannanhuohe@126.com

陈仕江(1967-)，男，汉族，四川人，本科，研究员；研究方向：植物保护。E-mail:13983236960@163.com

R282.2

A

1007-8517(2016)14-0029-03

2016.05.06)