苎麻水培技术及综合利用研究进展

刘 来,余 勇,王 东

(1.四川省达州市经济作物技术推广站,四川 达州 635000;2.四川省农业科学院园艺研究所，四川 成都 610066)

苎麻(Boehmerianivea L.)属于荨麻科(Urticaceae)苎麻(Boehmeria)多年生宿根性植物，素有“中国草”之称[1]，是重要的经济作物。我国种植苎麻历史悠久，主要产自南方的长江流域麻区(四川、湖南、湖北等省)，据统计，2018年底达州市苎麻种植面积1.67万hm2，约占全国的50%左右，是全国最大的苎麻主产区和交易中心。苎麻是我国重要的纤维作物，其纤维细长、坚韧、质地轻、吸湿散湿快，透气性比棉纤维高3倍左右，有“天然纤维之王”[2]。

传统的苎麻繁殖方式及种植模式不仅导致苎麻种苗成本昂贵，更无法适应机械化、规模化生产的要求。为此加强苎麻水培工厂化育苗技术研究，对实现苎麻育苗专业化、标准化和规模化生产具有重要意义。同时随着苎麻在现代纺织、优质饲草、环境污染和土壤修复等方面的作用日益突出，因此加强苎麻综合利用，提高苎麻的利用值，是苎麻产业发展的有效路径。

1 苎麻自动化水培技术

随着农业技术的不断发展，水培技术越来越成熟，由于其具有生长快、产量高、品质好、易于自动化管理、节省劳动力等优点，已经广泛应用于花卉、蔬菜的生产和植物抗逆研究等领域。目前苎麻的水培工厂化育苗技术(苎麻嫩梢水培育苗技术参数优化)逐渐形成体系，规模化水培种植苎麻技术基本成型。对苎麻进行规模化育苗、水培种植、分级采收麻叶、麻皮、秸秆以及麻根等已逐步实现。

据报道[3]，苎麻地上茎生长最适的温度为15～32℃，9℃以下停止生长。实际上苎麻的规模化水培适合在通风良好的简易连栋温室高棚种植，采用3年左右生长旺盛的苎麻壮根做种，浸入500倍多菌灵溶液消毒5min，后放置于垫有多层PVC地垫(8cm左右)的水槽上，地垫的作用是固定苎麻的须根，采用深液流水培技术(DFT)进行水培。整个培养过程共需添加9mmol/L氮素营养液15L，其中大量元素配方为Ca(NO3)2·4(H2O) 826.53mg/L，KNO3202.20mg/L，KCl223.65mg/L，KH2PO4136.07mg/L，MgSO4·7H2O 492.96mg/L，CaCl2166.47mg/L，微量元素参照其它研究[4]。由于水培苎麻生长速度较土培快，南方一般每年可收获4茬左右，如果仅收获饲草，每年可收获6茬以上。

2 水培苎麻脱胶研究进展

脱去苎麻韧皮部外侧的初生纤维约含30%的非纤维素类胶质(主要为果胶和半纤维素类物质)，是提取优质可纺纤维过程中的关键阶段。寻求环保高效的脱胶方法是现代苎麻产业发展的迫切需求。目前，主要的脱胶方式有化学脱胶和生物脱胶两种，以化学脱胶为主，但生物脱胶具有低能耗、低污染、高品质等特点，是苎麻脱胶的发展方向[5]。性能优良的脱胶菌种是微生物脱胶技术的基石，参与苎麻生物脱胶的酶中果胶酶被认为是在脱胶过程中起主要作用的生物酶。

张茜等[6]经果胶酶活力、木聚糖酶活力和胶质去除率测定，筛选出 6 株细菌重新组合，得到一个稳定的脱胶复合菌系 JHY。张秀[7]在B.subtilis7-3-3中成功的表达了Xyn、Man和PelA 3种酶组分，得到的工程菌株OE PXM，其粗酶液脱胶后纤维具有较高的强度和柔软性，电镜扫描也发现纤维表面光滑、分散度高。熊伟等[8]总结过去苎麻脱胶历史，提出湿原麻青贮脱胶技术。该技术主要是利用自然条件下具有脱胶能力的混合菌群在青贮发酵过程中对苎麻原麻进行脱胶。青贮脱胶操作简单，工业化设计容易，技术简洁易操作。虽然此脱胶体系还需要完善，但此法给苎麻脱胶预处理提供了新思路。

3 水培苎麻的综合利用研究

3.1 水培苎麻麻骨的应用研究

水培法生产的麻骨粉具有产量丰富，质量轻便，价格低廉，营养价值高等优点广泛应用于食用菌的生产。基于水培法产生的麻，经过机械统一收割，用脱骨机分离后，将麻骨集中粉碎、烘干装袋。研究[9]表明，以苎麻骨、壳为基料，加入适量添加剂，可作为栽培食用菌的培养基，按照配方:59%的麻骨，19%棉子壳，21%麸皮，1%石膏生长出的平菇粗较传统培养蛋白含量高、脂肪含量低，同时从菌丝生长情况来看，含麻骨配方皆优于对照，菌丝长速快，满袋时间短，采收早。用苎麻骨粉代替部分棉子壳，有利于改善培养料的结构，改善通气性，促进菌丝生长，且麻骨粉丰富了培养料的营养，有利于出菇，提高产量。

徐升[10]用FTIR 方法分析得知，苎麻麻骨表面分布着与吸附相关的氨基、羧基、羟基、醚基、酯基等多种官能团，对废水中重金属吸附有一定的作用且苎麻麻骨吸附重金属与重金属种类相关，对不同重金属的吸附量不同。

3.2 水培苎麻麻根的应用研究

苎麻的药用部位主要在麻根，麻根具有较高的医疗保健和药用开发价值，加强苎麻麻根的药用价值开发是提高苎麻经济附加值的重要途径。通过水培方式培育的苎麻麻根较干净，产量高，有效药用成分含量高，容易获取，不含重金属等优点，有利于苎麻中药材的制备。邵立军利用理化性质和波谱技术鉴定了从麻根中分离得到的化合物，主要为菇类化合物，茂类化合物，蕙酮类化合物，黄酮类化合物，幽醇类化合物，酚类化合物，有机酸等[11]。经研究[12]发现，苎麻具有止血、抗乙型肝炎病毒(HBV)、抑菌、安胎以及保肝与抗氧化等功能。除此之外，苎麻强有力的生物化学基础还使它成为治疗Ⅱ型糖尿病、癌症以及神经退化性疾病[13]的一种好药材。因此，深层次开发苎麻麻根，对于促进中药材的合理利用、发展社会经济具有重要现实意义。

3.3 水培苎麻麻叶的应用研究

我国南方地区优质饲草短缺已严重影响畜牧业发展，开发新型优质的饲草资源成为必然趋势。经过多年试验论证，水培苎麻具有生长较快，生物学产量高，嫩茎和叶营养丰富，抗菌性强，粗蛋白质含量高，氨基酸含量全面等特点。早在19世纪50年代，国外就已经开始用麻叶作畜禽饲料。苎麻麻叶可与苜蓿媲美，是一种优质的青贮饲料。苎麻的营养水平较高，将收获后的新鲜青绿麻叶和玉米秸秆混合后装入青贮窖或被膜，利用厌氧菌发酵，可得到品质较好的苎麻青贮饲料，这种饲料既能保持原料的某些原有特性，又能酵解原料中单宁等各类抗营养因子，抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有害菌的生长，提高原料的适口性，增加牲畜对原料的消化率。将苎麻青贮饲料作为肉牛唯一粗饲料来源，高CPC含量(18%)的精料补充料可提高肉牛的生长性能[14]。

苎麻叶除当作饲料应用于畜牧养殖领域，还可以用于其他领域，提高经济价值。研究[15]发现苎麻叶的疏水亲油性强于一般植物，能平均吸收6.8倍自身重量的机油，可以用于除去油性污染，且吸油后的苎麻会漂浮于水面，便于回收，可用于开发吸附剂用于防治海洋石油污染。苎麻叶中还含有丰富的其它物质，具有很大的应用市场。

4 结论

规模化苎麻水培技术是无土栽培自身的优势和特色经济作物的结合，同时也是传统手工农业与现代科技农业的结合，因此自动化无土栽培应用于苎麻种植生产将是未来发展的新方向，同时有助于提高苎麻的采收及综合利用。目前提高苎麻产业发展的有效途径就是要加快苎麻水培技术体系在大规模生产上的应用，提高分子生物技术在苎麻脱胶技术上的应用和加快苎麻骨、根、叶加工开发，提升附加值。