昭通半夏良種繁育技術(shù)

龍?jiān)菩菣?quán)申春王茜劉元劍岳凱

馬永鵬1 高朝文1 吳昌遠(yuǎn)2 余其燦2 宋賢武1

(1.昭通市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 昭通 657000；2.昭通市科技局情報研究所，云南 昭通 657000)

半夏是昭通道地藥材以及優(yōu)良品種之一。昭通半夏，是指旱半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Berit]，中藥材名“半夏”，為天南星科多年生草本植物。1990年人民衛(wèi)生出版社出版的《中國藥材商品學(xué)》記載：“半夏……質(zhì)量以云南昭通所產(chǎn)最佳，有珍珠半夏之稱，歷年除滿足本地使用外，還外調(diào)其它省區(qū)，尤其暢銷日本和東南亞各國”[1]。昭通半夏外形球狀、質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、粉性足、鳥嘌呤腺苷、生物總堿及總有機(jī)酸含量高，為藥用半夏優(yōu)品。近年來，隨著農(nóng)田化肥、化學(xué)農(nóng)藥(如除草劑)的過度使用和資源的無序采挖，農(nóng)田荒山荒地不斷被開墾利用，半夏野生生長環(huán)境遭到破壞，致使半夏野生資源日趨枯竭[2]。另外，國內(nèi)外對半夏的需求量與日俱增，尤其是全球升溫，肺疾增多[3]，商品市場需求量日益增加。

20世紀(jì)70年代半夏由野生變家種獲得成功，經(jīng)過多年的發(fā)展，其栽培技術(shù)并沒有取得大的進(jìn)步，半夏種植仍然是越需求緊缺，越生產(chǎn)萎縮。隨著半夏對市場的影響，近年來國內(nèi)一些學(xué)者對半夏組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究[4,5]，但人工栽培半夏生產(chǎn)用種極大，用種150～200kg·667m-2左右，且通過組培苗人工種植直接生產(chǎn)出的半夏超級原種數(shù)量少，繁殖系數(shù)較低，很大程度上不能滿足生產(chǎn)需要，必須要經(jīng)過擴(kuò)大繁殖，才能在生產(chǎn)中真正得到應(yīng)用[6]。因此，研發(fā)高效適宜的育繁技術(shù)體系成為半夏生產(chǎn)發(fā)展的緊迫現(xiàn)實(shí)需求。

1 昭通半夏三級繁育體系的建立

1.1 優(yōu)良無性系選育

昭通野生半夏資源生態(tài)區(qū)系和種質(zhì)類型較為豐富，從海拔600～3000m均有分布，從植株表現(xiàn)型看，大心葉型(又叫圓葉型、闊葉型)、芍藥葉型(數(shù)量最多的普通型)、狹葉型(包括桃葉型、竹葉型、柳葉型)以及無法明確區(qū)分的中間型均有。優(yōu)良無性系選育以昭通野生半夏分布的海拔、溫度、濕度為依據(jù)分為6個生態(tài)分區(qū)的資源類群為基礎(chǔ)收集樣本，從全市野生半夏資源中篩選優(yōu)勢生態(tài)居群，再從入選居群中進(jìn)行目標(biāo)品系篩選。以生長勢、塊莖粒型、珠芽生成速率與著生部位、單莖出葉數(shù)等幾個主要指標(biāo)作為篩選依據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)選育，此階段為優(yōu)良“一致性”篩選，因?yàn)橐恢滦跃哂休^好的相對穩(wěn)定特性，對快速育成優(yōu)良無性系品系相對把握較大，一致性選育方向?yàn)檎淹ò胂膬?yōu)良無性系首階段選育目標(biāo)；后續(xù)選育階段為居群中優(yōu)良“特異性”的篩選目標(biāo)，選育方向?yàn)槟蛷?qiáng)光高溫、耐低溫陰濕、耐連茬等，旨在提取昭通半夏資源中的優(yōu)異新種質(zhì)，為昭通半夏豐富種質(zhì)資源的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。選育樣本通過生物學(xué)特性對比、抗性鑒定、產(chǎn)量分析、繁殖特性研究等不同指標(biāo)篩選出了優(yōu)良株系，再通過資源圃基礎(chǔ)材料的田間表現(xiàn)，以生長勢、單株葉片數(shù)、抗病性、珠芽著生位置及能力、塊莖形狀及生產(chǎn)力等幾個主要指標(biāo)為目標(biāo)值的篩選，選出優(yōu)良目標(biāo)株系。

昭通半夏三級繁育技術(shù)體系流程：優(yōu)勢居群(篩選)—優(yōu)良一致性類群(篩選)—目標(biāo)單株(組培)—無性系群體—擴(kuò)繁—生產(chǎn)種。具體如圖1所示。

圖1 優(yōu)良無性系選育擴(kuò)繁流程圖

為了加快擴(kuò)繁技術(shù)，提高繁殖系數(shù)，在采用組培快繁的基礎(chǔ)上培養(yǎng)出半夏超級原種后，再進(jìn)行超級原種擴(kuò)繁，即利用馴化所產(chǎn)生的多芽莖塊、珠芽和單塊莖(三者合稱為半夏超級原種)擴(kuò)繁，獲得半夏生產(chǎn)種，建立起半夏種莖三級良種擴(kuò)繁體系(圖1后部分所示)：組培苗(無性系)—馴化繁殖(超級原種生產(chǎn))—擴(kuò)繁(一級種二級種生產(chǎn))。即從組培苗—超級原種—生產(chǎn)種的昭通半夏三級良種擴(kuò)繁體系。該技術(shù)環(huán)節(jié)工作內(nèi)容與選育工作緊密銜接，是選育工作中類似于“制種”的環(huán)節(jié)，同時也是選育工作的延續(xù)與擴(kuò)展，繁育體系構(gòu)建設(shè)想的提出是基于“半夏種子”有別于傳統(tǒng)農(nóng)作物種子的特殊性。即從組培苗馴化到超級原種、從超級原種擴(kuò)繁到生產(chǎn)種的過程中都會有一定數(shù)量的繁殖材料成長為粒徑達(dá)到商品半夏的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 組培快繁

半夏基本培養(yǎng)基的選擇為MS培養(yǎng)基，輔以3%的蔗糖濃度，瓊脂為6g，pH值為5.8。以半夏塊莖為外植體，誘導(dǎo)愈傷組織，如圖2所示。經(jīng)長期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，半夏能在同一種培養(yǎng)基里完成愈傷誘導(dǎo)、組織分化、生根等一系列過程，即半夏可以一步成苗，可以縮短半夏組培周期，如圖3所示。同時，在繼代培養(yǎng)過程中改變了葉柄的接種方式，把葉柄平鋪于培養(yǎng)基中改為扦插于培養(yǎng)基中，操作更簡便，每瓶培養(yǎng)基接種外植體數(shù)量得以增加，且可以根據(jù)培養(yǎng)目的對葉柄長短進(jìn)行調(diào)整，葉柄正插培養(yǎng)易于形成愈傷組織和從生芽，倒插培養(yǎng)易于形成珠芽。

圖2 半夏愈傷組織

圖3 半夏叢生芽

增殖繼代培養(yǎng)中，利用無菌組培半夏葉柄和葉片進(jìn)行愈傷誘導(dǎo)，避免了愈傷組織的多代增殖，降低了繼代培養(yǎng)的變異性，而且葉柄和葉片誘導(dǎo)愈傷組織由于繼代次數(shù)低細(xì)胞生命力更強(qiáng)，分化培養(yǎng)形成無菌苗比愈傷組織多代增殖后的組培苗更健壯，長勢更好，如圖4、圖5所示。

圖4 半夏生根組培苗長勢

圖5 半夏組培苗根的長勢

獲得優(yōu)良目標(biāo)株系后可通過優(yōu)化組培快繁技術(shù)獲得無性系群體，選擇MS基本培養(yǎng)基，再輔以各種激素促進(jìn)生長，主要采用一步成苗法[7]。培養(yǎng)基配制配方為MS加6-BA加NAA，按照培養(yǎng)基配制程序配制，獲得無性系群體后再利用人工可循環(huán)基質(zhì)(繁殖材料收獲后基質(zhì)經(jīng)蒸汽消毒后再重復(fù)使用)設(shè)施馴化組培苗以獲得大量的繁殖材料(超級原種)。

1.3 半夏超級原種擴(kuò)繁技術(shù)

與組培苗周期相銜接，利用可調(diào)控式溫室大棚和可循環(huán)人工基質(zhì)進(jìn)行馴化擴(kuò)繁超級原種。

1.3.1 組培苗煉苗

選擇生長健壯的無菌苗，先擰松瓶蓋2～3d，然后完全揭開瓶蓋，在自然光、室溫下煉苗5～7d后移栽。

1.3.2 馴化苗移栽

從組培瓶中取出經(jīng)過鍛煉的無菌苗，自來水洗去苗上附著的培養(yǎng)基，馴化基質(zhì)以壤土、椰糠、蛭石、生物有機(jī)肥按照5∶2∶2∶1的比例充分混勻，基質(zhì)厚度約10～15cm，均勻鋪于帶土的栽培槽里，再均勻撒上緩釋復(fù)合肥，用量約為5kg·667m-2。移栽后用黑色薄膜覆蓋保水保濕，最適溫度控制在22～25℃，最高不超過28℃，相對濕度80%～85%條件下生長7～10d，緩慢揭膜，提高馴化苗成活率。

1.3.3 半夏苗期管理

1.3.3.1 肥水管理

根據(jù)氣候情況及時澆水，保持育苗基質(zhì)含水量45%～50%(用手捏，基質(zhì)成塊但不出水為宜)。待馴化栽培槽所有組培苗成活并長出新葉后，全面噴施第1次2000倍的水溶復(fù)合肥，栽培槽內(nèi)多數(shù)苗叢形成珠芽狀突起時，全面噴施第2次1000倍水溶復(fù)合肥。整個生長期間保持溫度控制在28℃以下，遮陽率75%左右，確保組培苗健康生長。

1.3.3.2 病蟲草害管理

病害主要有葉斑病、立枯病、軟腐病等，用1∶1∶100的波爾多液和惡霉靈或苯醚甲環(huán)唑1500倍液交替噴施2～4次，每次間隔10～15d。蟲害主要有紅天蛾幼蟲、菜青蟲幼蟲和蚜蟲，可在馴化棚懸掛粘蟲黃板，蟲害發(fā)生初期用40%的樂果乳油和50%的敵敵畏乳油混合1000倍液噴霧防治[6]。整個生長周期及時除草，見草就拔，除小除早。

1.3.4 超級原種收獲與貯藏

收獲時間為組培苗生長周期達(dá)到100～150d，半夏多數(shù)葉片褪綠回黃即可正常收獲。收獲前，葉片開始褪綠即停止?jié)菜蚴I養(yǎng)液。收獲時，撿拾土表珠芽，按行開挖撿拾種莖和珠芽，用細(xì)篩將基質(zhì)篩1～2遍，撿拾漏收的種莖。

將收獲的超級原種晾曬水分減少至20%左右時，于5～8℃冷庫中貯存；也可將小種莖薄鋪在通風(fēng)陰涼的屋內(nèi)，適當(dāng)加少量基質(zhì)以保持水分貯藏。

1.4 一級種擴(kuò)繁

1.4.1 繁殖田的選擇

最好選擇與半夏生產(chǎn)區(qū)有一定距離，未種過或者5a未種過半夏且周邊無野生半夏的地塊；選擇土質(zhì)疏松肥沃、排灌良好的沙質(zhì)土壤田塊建立繁殖田。

1.4.2 種莖繁殖

半夏種莖大田繁殖一般采用壟栽方式，更便于管理。播種密度以種芽數(shù)25～30萬·667m-2為宜(可盡量避免長成大塊莖和提高擴(kuò)繁效率)，除去25%的管理走道，實(shí)際繁殖田密度為20～25萬·667m-2。出苗后加強(qiáng)田間中耕管理，及時除草，加強(qiáng)病蟲害和排水灌溉管理，生長期內(nèi)葉面噴施2次600～1000倍的水溶復(fù)合肥，以保證植株生長健壯。夏季注意遮蔭散溫延長其生長期，促進(jìn)新種莖的形成，以提高繁殖系數(shù)。

1.4.3 收獲與貯藏

種莖收獲后，可采用砂藏或冷藏等方式貯藏過冬，待次年春季播種。

1.5 生產(chǎn)種的異地擴(kuò)繁加代提速技術(shù)

異地擴(kuò)繁類似于玉米、水稻的加代繁殖，根據(jù)半夏的生育特性，選擇不同地區(qū)與不同季節(jié)的半夏進(jìn)行繁殖加代，有效消除了半夏生長時間和空間上的限制，對一個優(yōu)良品系快速形成集量種源滿足生產(chǎn)需求具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。具體做法：夏季可選擇海拔3000m左右的高寒區(qū)域作為擴(kuò)繁地點(diǎn)，播種時間為4—5月；冬季可以選擇白天氣溫在15℃以上的低海拔熱區(qū)進(jìn)行擴(kuò)繁，播種時間為9—10月。實(shí)踐證明，通過異地擴(kuò)繁，可以明顯減輕半夏病蟲害發(fā)生程度，有效延長半夏種莖繁殖的生長時間，有效提高半夏生產(chǎn)種莖的產(chǎn)量和質(zhì)量。夏季可選擇海拔較高地區(qū)建立半夏良種繁殖田，冬季可選擇海拔較低地區(qū)建立半夏良種繁殖田，采用大田繁殖技術(shù)大量繁殖優(yōu)質(zhì)半夏種莖，提供生產(chǎn)用種。種植時，平均粒距為4.5～5.0cm，凈密度25～32萬?！?67m-2，加走道實(shí)際為20～25萬?！?67m-2。生長期間要注意及時除草，在珠芽成熟期進(jìn)行培土，根據(jù)田間生長長勢適時施肥、進(jìn)行病蟲害防治，干旱季節(jié)及時澆水保苗以保證植株正常生長。

2 半夏二級種大田繁殖

2.1 選地

宜選擇疏松肥沃、富含腐殖質(zhì)、濕潤的沙質(zhì)土壤。播種前，先將地耙細(xì)整平并撿出石塊、植物殘茬，再施農(nóng)家肥或有機(jī)肥，將土地澆透水。整細(xì)耙平之后順坡向整成寬120cm、高10cm的播種墑面，溝寬30cm，待播。

2.2 播種

播種有2種方式，即條播和撒播。條播：按照行距10cm開淺溝，將種莖按粒距6～8cm在墑面上擺放均勻，密度16～22萬?！?67m-2，加25%的走道實(shí)際密度為12～15萬?！?67m-2。撒播：將地耙細(xì)整平后，種莖或珠芽均勻播撒，覆土耙平將繁殖種莖均勻地撒播于畦面上，粒距為6～7cm，實(shí)際播種密度為12～16萬粒·667m-2。覆土鎮(zhèn)壓，覆土深度以8cm為宜。

2.3 田間管理

2.3.1 中耕除草

半夏播種覆土后，以人工除草為主，一般進(jìn)行3～5次，做到除早、除小、見草就除。

2.3.2 遮蔭栽培

夏季炎熱且日光強(qiáng)烈，日照時間較長。半夏生長環(huán)境為溫和、濕潤、陰暗，因此在種植半夏時應(yīng)制造遮陰環(huán)境，如套種玉米或豆科植物等農(nóng)作物，減少夏季陽光直射，降低地面溫度[8]。

2.3.3 水肥管理

半夏屬典型林下作物，喜濕潤，苗期如遇到干旱，需要適當(dāng)澆水保苗，齊苗后注意及時中耕除草，并減少澆水，增強(qiáng)半夏的抗旱耐熱能力。隨著夏季氣溫上升，可保持畦面濕潤，延遲倒苗。但若遇到夏季雨季積水，應(yīng)及時排出積水，防止根莖腐爛。半夏珠芽要在泥土里生長，需及時追肥培土，這是半夏增產(chǎn)重要措施。追肥以有機(jī)肥或農(nóng)家肥為主。

2.3.4 病蟲害防治

以“預(yù)防為主，綜合防治”為原則，主要采取農(nóng)業(yè)防治和化學(xué)防治2種方法[9]，提前預(yù)防。

2.4 收種與貯藏

半夏植物葉片發(fā)黃倒苗后方可收種，采挖時要注意避免挖傷種莖，造成破損。種莖貯藏前在陰涼處晾干水汽，降低種莖含水量。貯藏環(huán)境應(yīng)選擇陰涼通風(fēng)處，避免種莖堆積發(fā)熱發(fā)霉或者提前萌發(fā)。堆放厚度不宜超過30cm，不定期進(jìn)行翻堆，降低種堆濕度，并翻拉出霉?fàn)€種莖。