天麻属兰科天麻族多年生异养草本植物,其地下块茎制干后可入药。天麻为中国大宗名贵中药材,市场需求量大,目前主要来源于为人工种植。天麻的种植往往需要大量的硬杂木作菌材,然而,随着天然森林保护和林木禁伐政策的颁发和实施,培养天麻的菌材逐渐减少,严重影响天麻产业的可持续发展,因此,天麻代料的研究及应用受到广泛重视。天麻在河南省的种植地主要有三门峡市卢氏县、南阳市西峡县、洛阳市嵩县以及信阳市新县等地。在本省推广应用天麻代料及栽培技术对生态环境保护和天麻产业的发展具有重要的意义。
天麻代料栽培是人工种植的重要生产模式,对维持生态健康、促进天麻产业发展具有重要的作用。根据中医书籍记载,天麻的药用历史距今已有2000多年,多用于治疗头痛眩晕、肢体麻木、小儿惊风、破伤风等。现代研究表明,天麻富含酚类活性成分,如天麻素、对羟基苯甲醇等,这些物质可以止痛、健脑、明目、增智、降血压、免疫调节、延缓衰老等。由于天麻具有较高的药用价值、保健价值和食用价值,2023年11月15日,国家卫生健康委办公厅正式下文将天麻纳入药食同源资源名录。据统计,我国天麻产量由2016年的9.33万t
增加至2023年的20.37万t,每年都呈现增长态势。2024年,天麻市场流通销售金额达38 113.8万元;在出口方面,2017—2021,年我国天麻出口量由16.49万 kg增加至18.24万 kg。2022年,我国天麻出口量达12.12万 kg,出口金额达21.49万美元。随着天麻需求量逐年增加,天麻野生资源已处于濒危状态。目前,天麻主要来源于人工种植,其栽培需要大量的壳斗科树木作菌材,由于天麻需求和栽培面积的迅速扩大,致使大量森林资源被过度砍伐,生态植被遭到严重破坏。天麻代料栽培技术可以充分使用一切可再生资源、减少天然森林木材的消耗,保护生态植被,达到不占田、不砍树的效果。此外, 天麻代料栽培能够保证天麻的产量和品质稳定,促进天麻产业稳步发展。
一、天麻的生长习性
天麻的生长习性是怕旱、怕冻、怕高温和积水。天麻生长于热带、亚热带、温带及寒温带山地,适宜天麻生长的土壤富含腐殖质、疏松肥沃、排水良好,土壤pH为5.5~6.0。天麻的天然生长区主要分布在北纬24°~45°、东经94°~142°地区,在中国,野生天麻主要分布在西藏自治区、四川省、贵州省、湖北省、云南省、安徽省、河南省、陕西省、甘肃省、河北省、辽宁省、吉林省等。目前,市场上的天麻多为人工栽培。多年的生产实践表明,在调节温度、湿度等人为控制生长环境下,天麻已经没有严格的生长区域界限限制。
影响天麻生长的环境条件包括水分、温度、光照、土壤及营养来源等。水是天麻块茎主要成分,含水量在80%左右。天麻可以从土壤中吸收水分生长,而土壤中的无机盐和矿物质溶于水后可以为天麻提供无机养分。当种植天麻的田间排水不良或土壤的透气性比较差时,天麻易腐烂。因此,在种植天麻时,雨后应做好防水排涝工作。影响天麻生长的另一重要因素是温度,天麻生长适宜温度为15~28℃,在这个温度范围内生长旺盛。当温度低于10℃或高于30℃时,天麻生长会受到影响,甚至停止生长。天麻不是绿叶茎类植物,天麻块茎从播种到收获的整个生长过程都在土壤中,但在强光下,天麻育种圃需要搭棚遮阴,避免天麻患日灼病致植株枯死。此外,在光照较强的的夏季,强烈的直射阳光易造成土壤中的水分严重蒸发,影响天麻块茎幼芽生长发育。质地疏松、肥力均匀、墒情适宜的土壤适合天麻生长,这种土壤主要由粉粒、黏粒和砂粒等混合而成,具备一定的保水和保肥能力。天麻的营养获取方式独特,主要依赖侵入体内的蜜环菌丝提供营养进行生长发育。这是因为天麻的种子缺乏胚乳,植株没有叶绿体,在天麻生长的整个过程中完全依赖与其共生的真菌(萌发菌和蜜环菌)提供营养,菌材则是这两种共生真菌生长的基础,为天麻的生长和发育提供初始的营养来源。传统的天麻种植需要大量的硬杂木作为菌材(或培养料),这些菌材包括直径在5 cm以上的硬杂木树干,如栎树、桦树、榛树、榆树、柳树、枣树、槐树和野樱桃等。由于森林资源长期遭受破坏,天麻代料栽培技术的研究逐渐成为一个热点。
二、天麻代料栽培的意义及前景
天麻代料栽培技术可以科学高效地利用再生生物资源,如秸秆、树枝、棉籽壳等材料,以代替传统原木菌材,通过此技术可以明显提高天麻的产量和稳定品质。天麻代料栽培技术可以为天麻工业化生产奠定坚实的基础,进一步促进天麻产业可持续发展,具有显著的社会效益和生态环境效益。
天麻代料不使用树木原木段,主要通过把各类废树木、嫩枝、秸秆和菌草等粉碎,加入辅料后,制作成培养料包,直接用于培育天麻。与用玉米芯、秸秆、草等直接替代木材栽培天麻或人工菌棒+50%天然菌材的技术相比,天麻代料栽培技术具有以下优点: 一是天麻代料栽培可广泛利用可再生的生物资源,栽培原料资源丰富;二是天麻代料营养源配比科学,其提供的养分可被高效利用;三是天麻代料的生产可利用现代化机械设备,能够实现工厂化生产和智能化管理。
众所周知,天麻的营养体为蜜环菌及其形成的菌丝体,而天麻生长提供营养的菌丝体包括菌丝和菌索,前者负责分解消化寄主(培养料),后者则负责寻找培养料和营养源。通常,菌索通过菌丝把培养料中的营养源传送给天麻后,天麻获营养方能进行生长和发育。但这要求菌丝充分消化培养料,获得足够的营养源,以保证菌索为天麻输送或提供营养。因此,在天麻种植过程中,尽管观察到菌材或培养料内长满菌索,尤其是严重失水木段,但如果内部菌丝体没有高密度分布或长满,菌棒仍然长不出天麻。当用玉米芯、秸秆和草等代替木段种植天麻时,如果只看见菌索而没有菌丝时,天麻幼茎无法进行生长发育。为了解决这类问题,可在这些再生生物质原料中加入一定的碳源和氮源物质,然后进行灭菌处理。对培养料接种蜜环菌后等待培养料内部长满菌丝体,然后种植天麻。这也是代料栽培的核心方法和技术。此外,只有蜜环菌充分分解培养料(即培养料或菌棒成熟)后,才能向天麻提供足够的营养,这意味着如果培养料分解和消耗时间不足时,即向已成熟的培养料中加入新木材或树枝,会严重影响天麻的生长,这也是“人工菌棒+天然菌材”的推广与应用受到限制的主要原因。
随着天麻产业发展与资源环境的矛盾日益突出,代料天麻栽培具有可持续的发展空间,也具有优异的应用前景。从使用原料来看,天麻代料是利用一切可以利用的再生生物质原料或废料,这不仅实现了农业资源的循环和持续利用,还能有效解决传统发展天麻产业面临的菌材短缺问题。同时,天麻代料中使用的森林抚育剩余物,如直径小于5 cm的嫩枝或杂灌木,在一定程度上限制了砍伐范围,使森林大树保留下来,不仅可以保护环境,还能促进森林树木的健康成长,为人与环境的和谐及资源循环利用提供保障。
生产实践证明,代料天麻栽培具有高投入高回报的特点,将会发展为一项高效经济产业。目前,天麻代料栽培可达到投入代料菌包1 kg和树枝1 kg,产出鲜天麻1 kg的水平,如果再优化蜜环菌种和天麻品种以及天麻代料配方,天麻代料栽培的转化效率还会有很大的提升空间。已有种植案例显示,代料栽培明显提高天麻的产量,比如,罗田县天麻代料栽培技术试验成果显著,生产天麻8.16万kg·hm-2,产值可超过375万元,这是天麻产业暴利的一个典型案例。天麻已被列入药食同源目录,成为药食同源开发的热门品种,天麻产业的发展将同时在医药产业和食品产业两个方向进行。除了药用产业,天麻的食品产业也拥有较大的利润和市场空间,也将吸引大量市场资本投入,尤其是在天麻工厂化栽培技术方面,要求具备一定的现代化智能化管理和生产体系,这将在很大程度上促进天麻代料栽培产业的快速发展。
三、天麻代料栽培技术
(一)天麻代料的培养
天麻代料的培养主要包括选择天麻代料的配方、制袋、灭菌、接种等。天麻代料的培养基主要包括四种配方:配方一,木屑、麸皮、过磷酸钙、石膏等;配方二,木屑、棉籽壳、麸皮、过磷酸钙、石膏等;配方三,棉籽壳、玉米芯、麸皮、过磷酸钙、石膏等;配方四,壳斗科植物落叶、木屑麦麸、蔗糖、尿素、硫酸镁、磷酸二氢钾、石膏等。
1. 制袋。培养料混合搅拌前须过筛处理,剔除杂物后将培养料不加水搅拌均匀。然后将过磷酸钙加水溶化后加入培养料继续拌匀,使培养料的含水量在
60%~65%。注意,不同培养料的料水比例是不同的,木屑料水比为1:1,而棉籽壳料水比为1:1.2至1:1.3。
将物料和水充分拌匀后装塑料袋,塑料袋规格为18 cm×55 cm×0.05 cm,边装边压实,捆扎封口,装好后用手触摸,手感较硬即可。
2. 灭菌。把代料培养基放在灭菌锅或土蒸锅内及气包内进行灭菌,锅内温度100℃保持36 h以上。使用土蒸锅灭菌时,须保证在6 h内锅内温度升至100℃,时间持续24 h,同时在操作过程中根据灭菌锅容量大小及码摆方式对灭菌时间进行调整,以达到彻底消毒的目的。
3. 接种。在专用接种帐或接种箱内接种,规定每帐或每箱可接种代料培养基200袋,每15袋代料可使用1瓶木屑蜜环菌菌种进行接种。接种前,须将料袋、菌种及所有接种工具放入接种箱,并喷洒金星消毒液(100倍液)进行消毒,最后进行除尘和增湿。
4. 培养。当蜜环菌发菌圈直径达8 cm时脱去外袋,用工具在菌种穴周围扎小孔5~6个,促进快速发菌。培养室须避光处理,室内温度控制在20~28℃,室内湿度控制在60%~70%,在蜜环菌培养过程中每15天检查1次,如果发现木霉污染,使用2%甲醛注射对其进行治疗处理。但当有链孢霉污染出现时,须剔除。一般在第50天时,密环菌丝可发满全袋。通常,天麻代料的培养时间比栽培时间要提前45~60天,最早可在早春2月开始培养。
(二)天麻代料的无性栽培技术
无性栽培技术是天麻代料常用的栽培技术。春季和秋季均可栽培天麻。春季栽种天麻的适宜时间为3月上旬至4月上旬。秋季栽培天麻栽培的适宜时间为10月下旬至11月中旬。
1. 场地。天麻种植的场地为阴坡林下地或山区半阴坡地。要求土地势高,干旱时可以浇灌,涝时可以排水。
2. 播种前准备。天麻播种前场地表面需要铺一些碎石,并整理铺平,然后把要用的沙或沙土加水调节成适宜的湿度。天麻种植场地用辛硫磷100倍液喷洒,进行杀虫处理。
3. 栽培。在易旱田地种植天麻使用半地下浅池栽培法进行栽培,在易涝田地种植天麻使用平地起堆法栽培。
4. 栽后管理。天麻栽种后要注意遮阳管理,阳光直射的地方控制好温度和湿度,防止高温高湿。可用遮光90%的遮阳网遮挡或搭遮阴棚。天麻生长期间须防止干旱,定期查看墒情,根据墒情适时灌溉补墒。8—9月降雨较多,要密切关注天气预报,雨水较多时可遮盖防雨布,雨停后揭开通风。
(三)代料天麻的有性栽培技术
天麻有性繁育可保证良种繁育、防止种子退化,天麻有性繁育具体包括播种前的准备、种子培育和播种。
1. 菌床。天麻有性繁育菌床设置处需有灌溉水源,土壤透气性好、疏松肥沃,气候凉爽潮湿。提前将菌床床底挖松,平铺约3 cm 厚的腐殖质土后将天麻代料相间平放,然后用土填满空隙,接着再重复摆放第二层天麻代料,最后覆盖约8 cm的土层。
2. 菌种。天麻有性繁育要准备种子萌发所需要的萌发菌和生长发育所需的蜜环菌三级种,每平方米菌床需菌种4~5瓶(每瓶500 mL)。种子放在直径5 cm、高10 cm的塑料杯里,去掉底面后用纱布盖严即成。
3. 培育种子。根据繁殖种子数量建造大棚装置,使其具有根据需求调控光度、湿度和温度的功能,以保证稳定的环境条件培养种子。然后挑选个体健壮、无病虫害损伤的、质量为100~150 g的次生天麻块茎作种基。种麻适宜生长环境为光照70%,相对湿度80%左右,温度20~24℃,含水量为45%~50%。当种麻花序展开、顶端出现花蕾,应及时摘除花蕾5~10个,以减少养分消耗。种麻开花后进行人工授粉,授粉后悬挂标签,并记录授粉的时间,以便掌握天麻种子采收的时间。种麻授粉后,适时采集嫩果及将要开裂果的种子,此阶段发芽率较高。由于天麻种子寿命较短,需要随采随播。
4. 播种。天麻播种前,将萌发菌三级种从菌种瓶中取出置于清洁的拌种盆中,菌叶撕开成单张,将采收的天麻种子装入播种筒中,然后撒在菌叶上,种子和菌叶拌均匀后分成两份。
播种与拌种工作应两人分工合作,免得湿手粘去种子。此外,需防止风吹失种子。天麻播种时挖开菌床后取出天麻代料,然后耙平床底,先在床底铺一薄层湿落叶,然后将其中1份菌叶撒在落叶上,按原样摆好天麻代料,代料间留好一定距离,覆土与代料持平,再铺一层湿落叶后撒另一份拌种菌叶,放代料后覆土,床顶盖一层落叶保湿。
作者简介:刘点(1993— ),女,河南平舆人,博士,助理研究员,主要从事中药材栽培、中药材土壤连作障碍和土壤肥力管理工作。
(责任编辑" "程丽红)