昭通半夏良种繁育技术

2021-11-17龙云星权申春王茜刘元剑岳凯

农业与技术 2021年21期

龙云星权申春王茜刘元剑岳凯

马永鹏1 高朝文1 吴昌远2 余其灿2 宋贤武1

(1.昭通市农业科学院，云南昭通 657000；2.昭通市科技局情报研究所，云南昭通 657000)

半夏是昭通道地药材以及优良品种之一。昭通半夏，是指旱半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Berit]，中药材名“半夏”，为天南星科多年生草本植物。1990年人民卫生出版社出版的《中国药材商品学》记载：“半夏……质量以云南昭通所产最佳，有珍珠半夏之称，历年除满足本地使用外，还外调其它省区，尤其畅销日本和东南亚各国”[1]。昭通半夏外形球状、质地坚实、粉性足、鸟嘌呤腺苷、生物总碱及总有机酸含量高，为药用半夏优品。近年来，随着农田化肥、化学农药(如除草剂)的过度使用和资源的无序采挖，农田荒山荒地不断被开垦利用，半夏野生生长环境遭到破坏，致使半夏野生资源日趋枯竭[2]。另外，国内外对半夏的需求量与日俱增，尤其是全球升温，肺疾增多[3]，商品市场需求量日益增加。

20世纪70年代半夏由野生变家种获得成功，经过多年的发展，其栽培技术并没有取得大的进步，半夏种植仍然是越需求紧缺，越生产萎缩。随着半夏对市场的影响，近年来国内一些学者对半夏组织培养技术进行了深入的研究[4,5]，但人工栽培半夏生产用种极大，用种150～200kg·667m-2左右，且通过组培苗人工种植直接生产出的半夏超级原种数量少，繁殖系数较低，很大程度上不能满足生产需要，必须要经过扩大繁殖，才能在生产中真正得到应用[6]。因此，研发高效适宜的育繁技术体系成为半夏生产发展的紧迫现实需求。

1 昭通半夏三级繁育体系的建立

1.1 优良无性系选育

昭通野生半夏资源生态区系和种质类型较为丰富，从海拔600～3000m均有分布，从植株表现型看，大心叶型(又叫圆叶型、阔叶型)、芍药叶型(数量最多的普通型)、狭叶型(包括桃叶型、竹叶型、柳叶型)以及无法明确区分的中间型均有。优良无性系选育以昭通野生半夏分布的海拔、温度、湿度为依据分为6个生态分区的资源类群为基础收集样本，从全市野生半夏资源中筛选优势生态居群，再从入选居群中进行目标品系筛选。以生长势、块茎粒型、珠芽生成速率与着生部位、单茎出叶数等几个主要指标作为筛选依据，进行系统选育，此阶段为优良“一致性”筛选，因为一致性具有较好的相对稳定特性，对快速育成优良无性系品系相对把握较大，一致性选育方向为昭通半夏优良无性系首阶段选育目标；后续选育阶段为居群中优良“特异性”的筛选目标，选育方向为耐强光高温、耐低温阴湿、耐连茬等，旨在提取昭通半夏资源中的优异新种质，为昭通半夏丰富种质资源的应用提供技术支撑。选育样本通过生物学特性对比、抗性鉴定、产量分析、繁殖特性研究等不同指标筛选出了优良株系，再通过资源圃基础材料的田间表现，以生长势、单株叶片数、抗病性、珠芽着生位置及能力、块茎形状及生产力等几个主要指标为目标值的筛选，选出优良目标株系。

昭通半夏三级繁育技术体系流程：优势居群(筛选)—优良一致性类群(筛选)—目标单株(组培)—无性系群体—扩繁—生产种。具体如图1所示。

图1 优良无性系选育扩繁流程图

为了加快扩繁技术，提高繁殖系数，在采用组培快繁的基础上培养出半夏超级原种后，再进行超级原种扩繁，即利用驯化所产生的多芽茎块、珠芽和单块茎(三者合称为半夏超级原种)扩繁，获得半夏生产种，建立起半夏种茎三级良种扩繁体系(图1后部分所示)：组培苗(无性系)—驯化繁殖(超级原种生产)—扩繁(一级种二级种生产)。即从组培苗—超级原种—生产种的昭通半夏三级良种扩繁体系。该技术环节工作内容与选育工作紧密衔接，是选育工作中类似于“制种”的环节，同时也是选育工作的延续与扩展，繁育体系构建设想的提出是基于“半夏种子”有别于传统农作物种子的特殊性。即从组培苗驯化到超级原种、从超级原种扩繁到生产种的过程中都会有一定数量的繁殖材料成长为粒径达到商品半夏的标准。

1.2 组培快繁

半夏基本培养基的选择为MS培养基，辅以3%的蔗糖浓度，琼脂为6g，pH值为5.8。以半夏块茎为外植体，诱导愈伤组织，如图2所示。经长期试验发现，半夏能在同一种培养基里完成愈伤诱导、组织分化、生根等一系列过程，即半夏可以一步成苗，可以缩短半夏组培周期，如图3所示。同时，在继代培养过程中改变了叶柄的接种方式，把叶柄平铺于培养基中改为扦插于培养基中，操作更简便，每瓶培养基接种外植体数量得以增加，且可以根据培养目的对叶柄长短进行调整，叶柄正插培养易于形成愈伤组织和从生芽，倒插培养易于形成珠芽。

图2 半夏愈伤组织

图3 半夏丛生芽

增殖继代培养中，利用无菌组培半夏叶柄和叶片进行愈伤诱导，避免了愈伤组织的多代增殖，降低了继代培养的变异性，而且叶柄和叶片诱导愈伤组织由于继代次数低细胞生命力更强，分化培养形成无菌苗比愈伤组织多代增殖后的组培苗更健壮，长势更好，如图4、图5所示。

图4 半夏生根组培苗长势

图5 半夏组培苗根的长势

获得优良目标株系后可通过优化组培快繁技术获得无性系群体，选择MS基本培养基，再辅以各种激素促进生长，主要采用一步成苗法[7]。培养基配制配方为MS加6-BA加NAA，按照培养基配制程序配制，获得无性系群体后再利用人工可循环基质(繁殖材料收获后基质经蒸汽消毒后再重复使用)设施驯化组培苗以获得大量的繁殖材料(超级原种)。

1.3 半夏超级原种扩繁技术

与组培苗周期相衔接，利用可调控式温室大棚和可循环人工基质进行驯化扩繁超级原种。

1.3.1 组培苗炼苗

选择生长健壮的无菌苗，先拧松瓶盖2～3d，然后完全揭开瓶盖，在自然光、室温下炼苗5～7d后移栽。

1.3.2 驯化苗移栽

从组培瓶中取出经过锻炼的无菌苗，自来水洗去苗上附着的培养基，驯化基质以壤土、椰糠、蛭石、生物有机肥按照5∶2∶2∶1的比例充分混匀，基质厚度约10～15cm，均匀铺于带土的栽培槽里，再均匀撒上缓释复合肥，用量约为5kg·667m-2。移栽后用黑色薄膜覆盖保水保湿，最适温度控制在22～25℃，最高不超过28℃，相对湿度80%～85%条件下生长7～10d，缓慢揭膜，提高驯化苗成活率。

1.3.3 半夏苗期管理

1.3.3.1 肥水管理

根据气候情况及时浇水，保持育苗基质含水量45%～50%(用手捏，基质成块但不出水为宜)。待驯化栽培槽所有组培苗成活并长出新叶后，全面喷施第1次2000倍的水溶复合肥，栽培槽内多数苗丛形成珠芽状突起时，全面喷施第2次1000倍水溶复合肥。整个生长期间保持温度控制在28℃以下，遮阳率75%左右，确保组培苗健康生长。

1.3.3.2 病虫草害管理

病害主要有叶斑病、立枯病、软腐病等，用1∶1∶100的波尔多液和恶霉灵或苯醚甲环唑1500倍液交替喷施2～4次，每次间隔10～15d。虫害主要有红天蛾幼虫、菜青虫幼虫和蚜虫，可在驯化棚悬挂粘虫黄板，虫害发生初期用40%的乐果乳油和50%的敌敌畏乳油混合1000倍液喷雾防治[6]。整个生长周期及时除草，见草就拔，除小除早。

1.3.4 超级原种收获与贮藏

收获时间为组培苗生长周期达到100～150d，半夏多数叶片褪绿回黄即可正常收获。收获前，叶片开始褪绿即停止浇水或施营养液。收获时，捡拾土表珠芽，按行开挖捡拾种茎和珠芽，用细筛将基质筛1～2遍，捡拾漏收的种茎。

将收获的超级原种晾晒水分减少至20%左右时，于5～8℃冷库中贮存；也可将小种茎薄铺在通风阴凉的屋内，适当加少量基质以保持水分贮藏。

1.4 一级种扩繁

1.4.1 繁殖田的选择

最好选择与半夏生产区有一定距离，未种过或者5a未种过半夏且周边无野生半夏的地块；选择土质疏松肥沃、排灌良好的沙质土壤田块建立繁殖田。

1.4.2 种茎繁殖

半夏种茎大田繁殖一般采用垄栽方式，更便于管理。播种密度以种芽数25～30万·667m-2为宜(可尽量避免长成大块茎和提高扩繁效率)，除去25%的管理走道，实际繁殖田密度为20～25万·667m-2。出苗后加强田间中耕管理，及时除草，加强病虫害和排水灌溉管理，生长期内叶面喷施2次600～1000倍的水溶复合肥，以保证植株生长健壮。夏季注意遮荫散温延长其生长期，促进新种茎的形成，以提高繁殖系数。

1.4.3 收获与贮藏

种茎收获后，可采用砂藏或冷藏等方式贮藏过冬，待次年春季播种。

1.5 生产种的异地扩繁加代提速技术

异地扩繁类似于玉米、水稻的加代繁殖，根据半夏的生育特性，选择不同地区与不同季节的半夏进行繁殖加代，有效消除了半夏生长时间和空间上的限制，对一个优良品系快速形成集量种源满足生产需求具有重大的现实意义。具体做法：夏季可选择海拔3000m左右的高寒区域作为扩繁地点，播种时间为4—5月；冬季可以选择白天气温在15℃以上的低海拔热区进行扩繁，播种时间为9—10月。实践证明，通过异地扩繁，可以明显减轻半夏病虫害发生程度，有效延长半夏种茎繁殖的生长时间，有效提高半夏生产种茎的产量和质量。夏季可选择海拔较高地区建立半夏良种繁殖田，冬季可选择海拔较低地区建立半夏良种繁殖田，采用大田繁殖技术大量繁殖优质半夏种茎，提供生产用种。种植时，平均粒距为4.5～5.0cm，净密度25～32万粒·667m-2，加走道实际为20～25万粒·667m-2。生长期间要注意及时除草，在珠芽成熟期进行培土，根据田间生长长势适时施肥、进行病虫害防治，干旱季节及时浇水保苗以保证植株正常生长。

2 半夏二级种大田繁殖

2.1 选地

宜选择疏松肥沃、富含腐殖质、湿润的沙质土壤。播种前，先将地耙细整平并捡出石块、植物残茬，再施农家肥或有机肥，将土地浇透水。整细耙平之后顺坡向整成宽120cm、高10cm的播种墒面，沟宽30cm，待播。

2.2 播种

播种有2种方式，即条播和撒播。条播：按照行距10cm开浅沟，将种茎按粒距6～8cm在墒面上摆放均匀，密度16～22万粒·667m-2，加25%的走道实际密度为12～15万粒·667m-2。撒播：将地耙细整平后，种茎或珠芽均匀播撒，覆土耙平将繁殖种茎均匀地撒播于畦面上，粒距为6～7cm，实际播种密度为12～16万粒·667m-2。覆土镇压，覆土深度以8cm为宜。

2.3 田间管理

2.3.1 中耕除草

半夏播种覆土后，以人工除草为主，一般进行3～5次，做到除早、除小、见草就除。

2.3.2 遮荫栽培

夏季炎热且日光强烈，日照时间较长。半夏生长环境为温和、湿润、阴暗，因此在种植半夏时应制造遮阴环境，如套种玉米或豆科植物等农作物，减少夏季阳光直射，降低地面温度[8]。

2.3.3 水肥管理

半夏属典型林下作物，喜湿润，苗期如遇到干旱，需要适当浇水保苗，齐苗后注意及时中耕除草，并减少浇水，增强半夏的抗旱耐热能力。随着夏季气温上升，可保持畦面湿润，延迟倒苗。但若遇到夏季雨季积水，应及时排出积水，防止根茎腐烂。半夏珠芽要在泥土里生长，需及时追肥培土，这是半夏增产重要措施。追肥以有机肥或农家肥为主。

2.3.4 病虫害防治

以“预防为主，综合防治”为原则，主要采取农业防治和化学防治2种方法[9]，提前预防。