王 瀟,王正前,張寶花,杜春雪
(1.浙江農(nóng)林大學(xué),浙江 杭州 311300;2.廣元市科學(xué)技術(shù)局,四川 廣元 628017;3.廣元博創(chuàng)農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司,四川 廣元 628017)
天麻(Gastrodia elata),又名赤箭,定風(fēng)草等,為常用的傳統(tǒng)名貴中藥材,屬蘭科(Orchidaccae)天麻屬(Gastrodia),為多年生草本植物。天麻的主要生物活性成分有天麻素、香草醛、對(duì)羥基苯甲醇、多糖及酚類等[1],同時(shí)天麻還含有人體所必需的氨基酸、微量元素。《神農(nóng)本草經(jīng)》中著有天麻可“主殺鬼精物、蠱毒惡氣”[2],《本草綱目》對(duì)天麻的功效歸納為“久服益氣力,長(zhǎng)陰,肥健,增年,消臃腫,下腫滿,寒疝下血”[3]?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,天麻具有鎮(zhèn)靜、降壓、抗炎、抗氧化等作用,臨床上主要用于治療心腦血管病、冠心病、神經(jīng)衰弱綜合征、驚風(fēng)抽搐等[4]。
天麻雖是一種植物,但無根無葉,不能通過根吸收營(yíng)養(yǎng),不能進(jìn)行光合作用,種子萌發(fā)后形成的原球莖需通過蜜環(huán)菌的幫助分解木質(zhì)素、纖維素等為其提供營(yíng)養(yǎng)[5]。天麻多生長(zhǎng)在林下陰濕、腐殖質(zhì)較多的土壤中,隨著人工授粉繁育天麻種技術(shù)和栽培技術(shù)的成熟與推廣,天麻栽培環(huán)境與原始環(huán)境區(qū)別越來越大。天麻栽培不與農(nóng)爭(zhēng)時(shí),不與糧爭(zhēng)地,不與地爭(zhēng)肥,在自然條件下可林下栽培;年初栽植,年終收獲,中間不施肥不打藥,可以實(shí)現(xiàn)務(wù)農(nóng)人員發(fā)展產(chǎn)業(yè)與外出務(wù)工兩不耽誤。
在脫貧攻堅(jiān)和鄉(xiāng)村振興過程中,許多地區(qū)把天麻確定為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),出現(xiàn)了林下仿野生、遮陽集中、大棚及室內(nèi)溫控等多種栽培方式,各地本地菌種與引種交流頻繁,加之極端天氣增多,導(dǎo)致天麻腐爛現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,極大地影響了天麻栽培效益。因此,如何保障天麻成活率,降低天麻塊莖腐爛成為栽培天麻成功與否的關(guān)鍵。為探究影響天麻成活率、腐爛率、菌種及條件等因素,設(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)。
試驗(yàn)地設(shè)在四川省旺蒼縣水磨鎮(zhèn)廣福村2組,海拔1 350 m。栽培地為三堆石灣,成土母質(zhì)為紅花崗的風(fēng)化沙土,通透性好,植被主要為櫟類、水香、板栗等闊葉樹種。
菌材培養(yǎng)基主料為直徑約10 cm的水香樹種。
蜜環(huán)菌菌種:A9、A26來自寧強(qiáng)縣農(nóng)豐菌種廠,為枝條水劑蜜環(huán)菌種;羌蜜5-1、羌蜜31、羌蜜41來自寧強(qiáng)縣真菌研究所,為鋸沫種。
天麻種:試驗(yàn)天麻為烏天麻,為18個(gè)月的1代種,由廣元博創(chuàng)農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司于2019年6月,在旺蒼縣水磨鎮(zhèn)廣福村采集野生烏天麻箭麻通過有性繁殖培育得到。
1.2.1 菌材培育
2020年5月開始培材。將水香樹砍斷后,短截成30 cm的木材。就地挖廂,采用固定菌床法,單層木材,間距5 cm。中間放木材,砍口后每根木材選6個(gè)點(diǎn)接種蜜環(huán)菌菌種,12月份木材韌皮和木質(zhì)表層均變成黃白色時(shí)表明菌材培育完成。
1.2.2 天麻栽培
2020年12月25日開始栽培。選取體形完整,無霉變、無機(jī)械損傷的白麻為天麻種,大小為15 g~20 g。栽培時(shí)扒開表土,每根菌材旁放6顆天麻種,即兩端各1顆,兩邊各2顆,覆土3 cm,蓋上樹葉。
為探究天麻腐爛的影響因素,試驗(yàn)設(shè)置蜜環(huán)菌種、天麻種保存溫度、貯存時(shí)長(zhǎng)、生產(chǎn)過程中天麻廂面噴水頻率、氣候驟變5種處理。每個(gè)處理栽培廂長(zhǎng)30 m,每米6根菌材。2020年12月25日栽培,每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。除不同蜜環(huán)菌品種處理以外,其余處理均采用羌蜜41培育的菌材進(jìn)行栽培,并要根據(jù)不同處理要求進(jìn)行調(diào)查分析。
1.3.1 蜜環(huán)菌菌種對(duì)天麻腐爛率的影響
選取A9、A26兩種枝條菌種,羌蜜5-1、羌蜜31、羌蜜41三個(gè)鋸沫種共5個(gè)菌種培育菌材,如1.2.1和1.2.2中所述,2020年5月培材,同年12月25日栽培,2021年10月中旬采收后測(cè)算天麻的腐爛率。
1.3.2 天麻種保存溫度對(duì)天麻腐爛率的影響
選取天麻種分別放入-5℃、-3℃、0℃、5℃冰箱中保存7 d,用羌蜜41培育的菌材于2020年12月25日栽培,2021年7月15日抽樣(1 m2)測(cè)算天麻的腐爛率。
1.3.3 天麻種貯藏時(shí)間對(duì)天麻腐爛率的影響
將新鮮采摘的天麻種放在陰涼處室溫保存。分別保存 5 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d,后用羌蜜41培育的菌材栽培,在2021年7月15日抽樣(1 m2)測(cè)算天麻的腐爛率。
1.3.4 噴水頻率對(duì)天麻腐爛率的影響
在只有頂?shù)拇笈镏屑茉O(shè)噴水設(shè)施,使用五孔噴水帶,按照每隔1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、10 d、12 d、15 d一次噴水處理,天麻廂面放量筒,控制量筒水量高為50 mm。
1.3.5 氣候驟變對(duì)天麻腐爛率的影響
2021年7月~2021年8月,在長(zhǎng)期高溫情況下突降強(qiáng)雷陣雨,氣溫驟降,半個(gè)月后考察天麻的腐爛情況。
1.3.6 栽培時(shí)間對(duì)天麻腐爛率的影響
2021年5月以后,每隔15天扒開菌床,統(tǒng)計(jì)天麻腐爛情況,探究天麻腐爛與時(shí)間的關(guān)系。
各試驗(yàn)處理從統(tǒng)計(jì)時(shí)間起每隔15天扒開菌床表土,每個(gè)處理分別取3次重復(fù)地方的樣品,取樣面積為1 m2。統(tǒng)計(jì)腐爛數(shù)量,腐爛率(R,%)計(jì)算公式為:
R=N/S
式中:N為腐爛天麻數(shù)量(顆);S為天麻總數(shù)量(顆)。
2021年10月15日采收計(jì)產(chǎn),統(tǒng)計(jì)各處理的實(shí)際收獲產(chǎn)量。
2021年10月15日采收計(jì)產(chǎn),不同蜜環(huán)菌菌種栽培的天麻腐爛率及產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)見表1。
表1 蜜環(huán)菌品種對(duì)天麻腐爛的影響Tab.1 Effects of Armillaria mellea strain on rotting and yield of Gastrodia elata
如表1所示,不同品種的蜜環(huán)菌栽培天麻后箭麻腐爛程度不同。A9栽培天麻腐爛最多,平均達(dá)到12%。羌蜜41栽培天麻腐爛最少,僅為3.5%;且羌蜜41栽培天麻個(gè)頭大,平均質(zhì)量達(dá)到112 g,100 g以上的天麻占總數(shù)的83%,最重的達(dá)到300 g。
天麻種在冰箱中分別經(jīng) -5℃、-3℃、0℃、5℃處理7 d,于2020年12月25日栽培。2021年6月3日扒開廂面,檢測(cè)菌材數(shù)量為18根,天麻種成活率及其腐爛情況統(tǒng)計(jì)見表2。
如表2所示,低溫處理后,天麻種成活率降低,但低溫處理對(duì)成活率及腐爛影響并不明顯。-5℃的低溫處理后,天麻種的成活率仍能達(dá)到89.8%。栽培天麻后如遇下雪,對(duì)天麻種的成活率影響不大,可在下雪之前栽培天麻。
表2 保存溫度對(duì)天麻種成活率及天麻腐爛率的影響Tab.2 Effects of storage temperature on survival rate and Gastrodia elata rotting rate
2021年6月3日扒開廂面,檢測(cè)菌材數(shù)量為18根,測(cè)算不同貯藏時(shí)間天麻種成活率,未成活天麻種不能生長(zhǎng)。7月3日扒開廂面,菌材數(shù)量為18根,測(cè)算其腐爛情況統(tǒng)計(jì)見表3。
表3 貯藏不同時(shí)間后天麻種成活率及天麻腐爛率Tab.3 Survival rate and Gastrodia elata rot rate after storage for different times
如表3所示,天麻種采后貯藏時(shí)間對(duì)天麻種成活率和腐爛率的影響較為明顯。采后一周內(nèi)的天麻種相差不明顯,貯藏10 d成活率低于90%,20 d僅為58%,貯藏30 d成活率僅為12%。
經(jīng)貯藏的天麻種栽培后腐爛非常明顯,貯藏的時(shí)間越長(zhǎng),脫離營(yíng)養(yǎng)的時(shí)間越久,栽后腐爛數(shù)量就越多。即使在3月或4月仍成活,6月初塊莖生長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁,6月底或7月初也會(huì)由于天麻種本身腐爛導(dǎo)致新長(zhǎng)的塊莖腐爛,這是由于在天麻生長(zhǎng)旺盛期新生的塊莖還未被蜜環(huán)菌侵染[6]。
水分是天麻生長(zhǎng)的基礎(chǔ),若栽培基質(zhì)缺少水分,天麻會(huì)因?yàn)槿狈I(yíng)養(yǎng)而向下生長(zhǎng),噴水頻率很大程度上反應(yīng)土壤濕度,過高的濕度又會(huì)導(dǎo)致土壤通氣性變差。2021年7月~8月份大棚噴水頻率試驗(yàn)結(jié)果見表 4。
如表4所示,1 d噴水1次或2 d噴水1次,天麻腐爛率均較高;3 d噴1次水天麻腐爛率降低;5 d噴水1次或7 d噴水1次時(shí)腐爛率較低;噴水間隔超過7 d時(shí)天麻腐爛率略微增長(zhǎng);超過10 d后才噴1次水時(shí)天麻腐爛率又開始急劇上升,這是由于缺水,蜜環(huán)菌營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足造成腐爛。在塊莖快速膨大階段,蜜環(huán)菌需要大量的水分才能給天麻生長(zhǎng)提供充足營(yíng)養(yǎng);而在養(yǎng)份貯藏期,噴水頻繁,水份過多,土壤濕度過大,也會(huì)由于缺氧造成天麻腐爛。
表4 不同頻率噴水后天麻腐爛率Tab.4 Rotting rate of Gastrodia elata after spraying water with different frequencies
7月~8月是一年中氣溫最高的時(shí)段,低海拔地區(qū)每年都會(huì)有35℃以上的持續(xù)高溫。2021年7月26日~8月2日,試驗(yàn)基地連續(xù)8 d氣溫在32℃左右,14:00~17:00地表以下10 cm土壤溫度也超過30℃,最高達(dá)到32℃。8月2日中午突降雷陣雨,15 d后檢查天麻腐爛情況,覆蓋樹葉較薄的廂面,天麻腐爛率達(dá)到8%。可能是由于高氣溫引起土壤溫度升高,天麻細(xì)胞組織的溫度也升高,突然降雨后溫度驟降,細(xì)胞組織受到破壞而腐爛。
2020年12月栽培天麻后,霉變及損傷的天麻種在2021年2月20日已經(jīng)腐爛;2021年2月下旬氣溫回升,菌索開始萌發(fā);3月20日菌索已與天麻結(jié)合,很多菌索已經(jīng)纏繞在天麻種上;4月上旬天麻種生長(zhǎng);6月進(jìn)入塊莖快速膨大期;6月下旬至7月生長(zhǎng)最快,塊莖生長(zhǎng)最快的時(shí)間僅有約40 d;8月天麻生長(zhǎng)放緩進(jìn)入養(yǎng)份貯存階段。6月后天麻腐爛率情況見圖1。
圖1 不同時(shí)間天麻腐爛率Fig.1 Rotting rate of Gastrodia elata at different times
如圖1所示,6月下旬天麻塊莖開始腐爛,7月份腐爛率快速增長(zhǎng),8月為天麻腐爛率最高,7月~8月腐爛量占全年總量的3/4,9月份氣溫回落,天麻腐爛減弱。蜜環(huán)菌在30℃以上活性會(huì)降低,影響其與天麻的共生作用,從而抑制天麻生長(zhǎng)[7]。
天麻在發(fā)育過程中,形成了低溫休眠的特性,必須在經(jīng)過低溫休眠后栽培才能正常生長(zhǎng)。天麻可以耐受一定限度的低溫,但不能耐受氣溫驟降和持續(xù)低溫,所以天麻在-3℃~5℃時(shí)可安全越冬[7]。在栽培后一周內(nèi)-5℃的低溫條件下,天麻種成活率仍能達(dá)到90%左右。因此,在生產(chǎn)上可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),春節(jié)之前便可栽培天麻。
不同蜜環(huán)菌菌種,承受高溫的能力不同,栽培天麻后天麻腐爛程度不一樣。羌蜜41菌絲在32℃時(shí)培養(yǎng)7 d,回至室溫仍能正常生長(zhǎng),栽培后天麻腐爛率為4%,100 g以上的天麻數(shù)量占總數(shù)的83%,最重的達(dá)到300 g。高溫會(huì)引起蜜環(huán)菌生長(zhǎng)受阻,蜜環(huán)菌生長(zhǎng)變慢會(huì)使部分新生天麻因?yàn)闆]有接菌或得不到足夠養(yǎng)分供應(yīng)而死亡消失[8],塊莖會(huì)由于蜜環(huán)菌提供營(yíng)養(yǎng)不足導(dǎo)致爛麻。在栽培商品天麻時(shí)一定要選擇耐高溫、氣生菌絲特別旺盛的蜜環(huán)菌品種。
天麻種采收后貯藏時(shí)間與天麻成活率及腐爛率有極大關(guān)系。天麻種多為族生,掰成單個(gè)天麻種時(shí),種臍脫落后會(huì)有傷口。采收后貯藏越久,脫離營(yíng)養(yǎng)源的種子失去活性和傷口霉變的機(jī)率越大,栽后成活率越低。貯藏10 d后成活率不到90%,20 d后僅為58%,貯藏30 d后栽培的天麻成活率僅為12%。貯藏的時(shí)間越長(zhǎng),脫離營(yíng)養(yǎng)的時(shí)間越久,栽后腐爛數(shù)量越多,即使在塊莖生長(zhǎng)階段表現(xiàn)很好的箭麻,也會(huì)由于天麻種感染而腐爛,因此,生產(chǎn)上應(yīng)現(xiàn)采現(xiàn)栽,長(zhǎng)途運(yùn)輸更應(yīng)注意運(yùn)輸安全。
濕度是引起天麻腐爛的重要原因。在塊莖快速膨大階段需要大量的水分,蜜環(huán)菌才能給天麻生長(zhǎng)提供充足營(yíng)養(yǎng)??諝庀鄬?duì)濕度在85%以上,土壤濕度在20%左右,天麻生長(zhǎng)最快。養(yǎng)分貯藏期水分過多,或8月下暴雨均會(huì)造成天麻腐爛。因此,栽培天麻時(shí)一定要開溝排水,防止雨多爛麻。氣候驟變會(huì)引起天麻腐爛。高溫引起土壤溫度升高,天麻細(xì)胞組織的溫度也會(huì)升高,突然降雨后,溫度驟降會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞組織受到破壞而腐爛。因此,在栽培覆土?xí)r一定要薄蓋土,厚覆蓋樹葉、枯草等遮陰透氣物質(zhì),以緩沖土壤溫度與濕度變化,確保天麻產(chǎn)量。