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白及育苗栽培关键技术研究进展

归档日期:04-25       文本归类:雪胆      文章编辑:爱尚语录

  白及 Bletilla striata (Thunb. ex A. Murray) Rchb. f.是兰科白及属多年生草本植物,又称刀口药、连及草、紫兰等。《本草纲目》(第二册)记载 :“其根白色,连及而生,故曰白及” 。由于“白芨”与“白及”同音,字形相近,故目前“白芨”也出现在许多研究文献中。截止 2018 年 5 月搜索中国知网数据库发现,以“白及”为关键词的文献有 334 篇,以“白芨”为关键词有 274 篇,而同时以“白及”和“白芨”为关键词搜索仅有 1 篇。全国科学技术名词审定委员会审定的中医药学名词仅为“白及”,中国植物志、中国药典、中药大辞典,以及《中药学》等普通高等教育规范教材都只用“白及” 。因此为避免混乱,建议以“白及”作为常用名,而它的其它名称应在文章摘要或关键词中补充。

  开发利用白及资源 , 具有很大的科学、医疗和商业价值。白及花色艳丽 , 被称为中国洋兰,是一种很好的景观植物,其干燥块茎可入药,始载于《神农本草经》,列为下品,具有收敛止血、补肺、消肿生肌之功效,是白及颗粒、胃康宁胶囊、云南白药等著名中成药中的重要组成药材 ;提取的白及胶即白及多糖,可作为增稠剂、悬浮剂、保湿剂等应用于化妆品中 ;还可作糊料、浆丝绸、棉纱和涂料等 。巨大的市场需求量导致白及价格不断上升,近两年人工种植面积不断扩大,白及价格已跌至 140 元 /kg。

  过度采挖导致野生白及资源锐减,白及已被列为国家 II 级保护物种,被国际自然及自然资源保护联盟列为濒危物种。人工栽培成为白及资源保护和利用的重要途径。白及栽培在中国始于 80 年代,历史短,栽培技术不成熟,系统栽培研究报道较少,各地种源混杂、栽培技术参差不齐,无法保证白及药材的产量和品质。因此,对我国白及人工育种栽培的最新研究进展进行了综述,以期为全面提高白及育种栽培技术水平,实现白及的优质、标准化生产提供参考。

  其中,白及 Bletilla Striata (Thunb.) Rchb. f. 是《中国药典》规定白及药材的基源植物。其它 3 种被统称为“小白及”,是四川、云南和贵州等的地方习用品,其假鳞茎在外观形态、显微特征和化学成分上与白及存在一定程度的相似性 ,故其民间习用具有其合理性。研究人员利用种子显微形态特征以及一些分子标记技术(ISSR 、SSR 、SRAP 、ITS 等)能将白及属 4 种植物清楚的分开。

  目前人工栽培面积以白及最大,在湖南、贵州等地有少量黄花白及种植。吴凤云等指出,淀粉、蛋白质和多糖以白及最高,小白及次之,黄花白及和华白及明显偏低。对白及属不同种之间化学成分与药理作用差异的研究较少,亟需开展相关的系统性研究,为有效保护和利用我国药用白及资源提供技术保障。另外,市场上出现了将苞舌兰 Spathoglottis pubescens Lindl.、高褶带唇兰 Tainiaviridifusca (Hook.) Benth. et Hook.f.、独蒜兰 Pleionebulbocodioides (Franch.) Rolfe.、筒瓣兰 Anthogoniumgracile Lindl.、竹叶兰 Arundina graminifolia (D. Don)Hochr. 和地宝兰 Geodorum densiflorum (Lam.) Schltr.等伪品冒充白及出售的现象,单从外观形态上难以区分,因此研究人员利用显微和分子手段进行了鉴别。

  在全国范围内,白及有 2 种生态型 :一种是植株矮小、叶片狭窄型,产量低 ;一种是植株高大、叶片宽厚型,产量高。目前,全国正广泛开展白及的种质资源收集、引种驯化、杂交育种和多倍体育种等关键技术及育种策略研究,云南省已率先选育出和“良宝大白及 1 号”和“玉霞”两个品种,前者是利用紫花三叉大白及培育出第一个白及新品种 ,后者是从“普洱 1 号白及优良无性系” 采用分株和组培方法繁殖的栽培群体中选出的变异单株。

  野生白及的驯化栽培,最初是采取块茎分株繁殖方法。于秋冬季地上部分枯萎后或春季新叶萌发前,挖取地下无病虫害的鳞茎,切取使每块带 1 ~ 2 个芽,沾草木灰后栽种。陈紫钢等研究表明,为有效保证出苗率,6 月以前栽培宜选择上一年度老鳞茎作种,6 月以后栽培则宜选用当年生嫩鳞茎作种。但分株繁殖存在种苗基数和繁殖系数小,积累大规模的种苗周期长,耗种量大(用种量 1 500 kg/hm 2 ),且易造成品种退化等问题 。然而,由于白及人工驯化栽培历史短,目前在实际生产中这种方法仍被许多农户采用。因此建立白及快速繁殖体系,有利于其生产向规模化、规范化发展。

  目前白及种子的无菌萌发和组织快繁技术的研究较为普遍。李小泉等研究发现,分株苗生长明显逊于白及组培苗,并且其块茎中的多糖含量分株苗低于组培苗。研究人员选取白及不同部位作为外植体,接种在附加不同种类、不同浓度植物生长调节物质的 MS 培养基上,进行不定芽诱导、丛生芽增殖、试管苗生根及移栽等试验,已形成了较为成熟的白及组培快繁殖技术。

  2.2.1外植体选择 由于白及成熟蒴果消毒操作简单方便、不易污染,因而在快繁中首选白及种子作为外植体进行初代培养。此外茎尖及侧芽 、幼根 、组培苗的叶片 等均可作为外植体,但邹娜等以花茎和地下茎作为培养材料重复多次实验均未诱导出愈伤组织或芽。

  2.2.2培养基、激素等选择 目前白及组培应用最广泛的培养基是 MS 和 1/2MS ,少部分研究使用 KC 或 VW 培养基。石云平等 研究发现,适宜浓度的 6- 苄氨基腺嘌呤(6-BA)与 2,4- 二氯苯氧乙酸(2,4-D)组合不仅可诱导白及愈伤组织形成,还有利于愈伤组织分化成芽。丁永电和张燕等均报道以 1/2 MS 培养基为基础,添加 1.0 mg/L萘乙酸(NAA),白及种子萌发率高 ;而在培养基中添加低浓度的外源细胞分裂素 [6-BA 或激动素(KT)]与 NAA 组合均严重抑制种子萌发 , 导致其原球茎生长细弱。王楷等报道白及种子萌发最佳培养基为液体培养基 1/2 MS+1.0 mg/L 6-BA,且液体培养基较固体培养基而言,种子萌发速度快 4 ~ 6 d,萌发效果也更好。另外,在培养基中添加一定量有机添加物如椰乳汁、香蕉泥 、马铃薯汁 等,能有效促进白及的生长发育。另外,李乃伟等还对白及组培苗移栽的 3 种基质(苔藓、椰糠、珍珠岩)进行研究,发现苔藓∶椰糠∶珍珠岩 = 1 ∶ 6 ∶ 12 时最有利于移栽存活和地上部分生长,其中苔藓对移栽成活率、地上部分影响显著。

  白及种子非常细小,无胚乳,1 个果荚里有 10 ~20 万粒种子,自然状况下萌发率极低,因此要使白及种子在自然条件有性繁殖长大成苗,必需提高其萌发率。牛俊峰等研究表明,通过配制特殊的育苗基质,控制空气温湿度,在不同生长阶段喷施营养液,白及种子萌发率可由自然条件下 5 % 提升至(69. 7±3.13)%,播种 180 d 后假鳞茎直径可达 1 ~1.5 cm。直播育苗不仅能有效降低白及种植成本(从现在的 300 000 元 /hm 2 降低至 9 000 元 /hm 2 ),也有效提高了后代的生活力和环境适应能力,值得进一步开展深入研究,形成一套适宜的直播育苗技术以便大规模推广。

  白及主要分布在我国长江流域(四川、重庆、云南、贵州、陕西、湖北、甘肃、江西、江苏等),喜温暖阴湿的环境。白及与其它兰科植物一样是典型的菌根植物,对土壤条件要求较为严苛,较适宜于排水良好含腐殖质多的砂壤土。研究证实白及抗旱性不强,干旱胁迫会抑制其光合作用,进而影响白及生长 ,因此在春冬季易干旱地区种植白及,需注意保水透气;通过对白及光响应曲线的比较 ,发现白及的光补偿点和光饱和点都很低,表明白及具有很强的耐荫能力,对光适应的生态幅较窄,属于阴生植物 。刘海等 对比了透光率 100 %、50 % 和30 % 三个遮荫处理,发现透光率 50 % 处理下,白及的生理指标较为良好。

  白及分株繁殖秋季栽种比次年春季好。尤以 10月中旬到 11 月中旬的产量和多糖含量最高 ,且 30cm×30 cm 密度种植较 20 cm×20 cm 、10 cm×10 cm的长势好,产量高 。陈淼等 总结出白及种苗采挖并移栽的适宜时间是 3 月 20 日至 4 月 20 日,白及种茎采挖并移栽的适宜时间是 9 月底至 10 月底。在白及生长年周期中,宜选择在 5 月初、6 月初、7 月初各除一次草,有利于白及的生长发育。施肥是提高白及药材质量和产量的重要手段。

  大量元素氮磷钾的含量随着白及生长呈一直增加趋势,叶片中氮元素含量较高,而假鳞茎中磷和钾含量较高 。李姣红 对白及营养特性与氮磷钾配比施肥效应进行了全面研究,发现磷元素对白及块茎中多糖含量影响最大,钾元素对蛋白质含量影响最大,氮元素对产量影响最大,每 667 m 2 施 N 6.0 ~ 12 kg、P 2 O 5 7.0 ~ 10.5 kg 和 K 2 O 3.0 ~ 9.0 kg 能极显著提高白及块茎产量及多糖含量,也能有效促进钙、镁、锌、锰的吸收。张秀玥等采用 4 因素 3 水平正交试验设计研究施用微肥锌、硼、钼以及追施氮对白及产量及品质的影响,发现当每 667 m 2 施用锌肥 1 kg、硼肥 1 kg、钼酸铵 0.1 kg、尿素 5 kg 时 , 白及块茎内锌、硼、钼元素以及多糖含量均最高 , 产量高达 236.79kg。另外,赵志国等发现在白及苗抽出花序后将其剪除,并追施有机肥,可以促进白及假鳞茎膨大,与传统栽培方式相比,产量能够提高13.8 % ~ 30.2 %。

  白及的常见病害主要有块茎腐烂病、叶斑病和叶斑灰霉病,其中块茎腐烂病危害性最大 。块茎腐烂病应以农业防治为主,药剂防治为辅。即改良土壤促进白及良好生长,第 1 年栽种白及前做好种块茎的药剂消毒工作,可有效地减轻病害的发生,提高白及成苗率。发病初期用 50 % 的多菌灵可湿性粉剂 1 000 倍液喷雾防治。白及的常见虫害主要有菜蚜、螨虫和细胸金针虫,其中菜蚜危害最为普遍 。

  菜蚜在白及花期及早喷施吡虫啉进行防治。另外,还有蜗牛和鼠害也需及时防治。

  白及每年增加 1 节块茎,从第 5 年开始每增加 1节新块茎则最后 1 节的老块茎由于养分不足而逐渐腐烂,一般只能保持 4 个节的块茎。故一般而言,白及栽种从第 5 年开始产量不再增加。吴凤云等对不同种植年限(1、2、3 和 4 年)比较,发现 3 年采收最好,其白及多糖和淀粉含量最高,可溶性糖含量仅次于 2 年生,蛋白质和脂肪含量与其他年限相比无显著差异性。白及的传统加工方法是蒸或煮至无白心,然后晒干或烘干 。近年来中药材产地趁鲜切片盛行,且针对不同的成分指标,得出的最佳加工方法可能不同。唐修静等从双 [4-(β-D- 吡喃葡萄糖氧)苄基 ]-2- 异丁基苹果酸酯和醇溶性浸出物含量考察,认为白及饮片以蒸制切片干燥效果优于煮制切片干燥和直接切片干燥。邢丽花等从多糖含量考察,认为白及直接切片烘干的效果好于蒸 20 min 后切片烘干和煮 20 min 后切片烘干。另外,黄进等对白及花的干燥方式进行了探索,为全面开发白及资源提供技术支持。

  近年来,白及种植收益可观,导致其种植面积急速扩张,各类组培苗和直播苗涌入市场,药农为了及早见到收益,在栽培管理上也一味追求快速增产。因此,亟需研究制定一套白及种植规范,加强白及的科学化栽培,保证药材品质 ;同时,鼓励建立生产基地,推进白及种植产业的合理健康发展。

  近年来白及研究热点主要集中在组培快繁方面,已形成了较为成熟的白及无性繁殖体系。随着大量白及种苗的繁育成功,种苗成本降低,白及药材供需矛盾将得到有效缓解,这对于有效解决白及野生资源濒危的问题具有重要意义。此外,还要加强对白及属其他近缘种的保护和研究,对于扩大药源、改良白及品种,最终提高药材的产量和质量都具有重要意义。

  白及作为一种常用中药材,在原料药出口、保健食品和化妆品开发等方面具有广阔的应用前景,应鼓励研究机构和企业进行白及的深加工和提取研究,开发出附加值高的产品以投入市场。对于其在园林花卉、工业等方面的应用还要加大宣传力度。

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