天麻全國產地適宜性區劃及其種植技術△

王海峰，王超群，尉廣飛，黃欽，張海珠，董林林*

1.大理大學 藥學院，云南 大理 671000；

2.中國中醫科學院 中藥研究所，北京 100700

天麻Gastrodia elataBl.為蘭科天麻屬真菌異養型植物，其藥用部位為干燥地下塊莖[1-2]。含天麻的中成藥和含天麻的方劑均有較好的臨床療效，如天麻丸、天麻鉤藤湯[3-4]。天麻包含多種化學成分，主要有酚類（天麻素、對羥基苯甲醇和巴利森苷等）、天麻多糖、氨基酸等[5]。研究表明，天麻素具有保護神經細胞、鎮靜鎮痛、抗抑郁的作用，無明顯不良反應，可以用于治療高血壓、糖尿病等[6-7]；天麻多糖具有保護腦組織、調節人體免疫的作用[8-9]。作為藥食同源類中藥材，天麻深受廣大消費者喜愛[10]。

近年來，天麻市場需求量逐年升高，種植面積不斷增加，然而其種植過程不規范等問題導致天麻品質下降，嚴重影響天麻產業的發展[11]。建立以多學科手段為基礎的無公害種植體系是解決藥用植物無序生產、不規范種植等問題的重要方法[12]。無公害種植體系包括通過地理信息系統（GIS）技術指導中藥材選址[13]、以現代組學方法輔助藥材育種[14]、以宏基因組學指導土壤改良[15-16]和以合理施肥結合病蟲害綜合防治為主的田間管理[17-18]，保障優質藥材生產。優質天麻是精確定位到其生物學及栽培特性，從產區選擇、菌種篩選、優良品種選育、農藝管理、采收加工等環節嚴格控制投入品的使用量，全程實現可控，使藥材質量達到《中華人民共和國藥典》2020 年版或無公害、有機標準等的要求。本研究采用藥用植物產地生態適宜性分析系統（GMPGIS）對天麻產地生態適宜性區劃進行研究，提供了科學的天麻種植區劃方法及區域；同時，針對天麻共生菌篩選、品種選育、田間管理等關鍵環節進行系統闡述，為天麻的產業布局、種植基地建設提供參考，有效指導我國天麻規范化種植與引種栽培，促進天麻產業可持續發展。

1 GMPGIS簡介

GMPGIS 是依靠GIS 技術，運用多個國際數據庫與學科知識，在全球范圍內對中藥材進行生態適宜區篩選和評估，從中獲得最適宜的中藥材生產區域，可以用于瀕危藥用植物的保護、中藥材生產質量管理規范（GAP）建設、人工栽培，對于中藥材合理引種栽培、中藥材生產布局具有重要的意義，可以有效避免因盲目引種造成的資源浪費、中藥材品質下降等問題[19]。應用GMPGIS 對天麻藥材進行產地適宜性分析，可以得到天麻在我國境內的種植適宜區。

2 方法

2.1 采樣點選擇

參照《中國植物志》及現有的文獻報導，在中國境內進行天麻采樣點的選取[20-21]。近年來，天麻主要為人工栽培，本研究選擇中國天麻主產區和道地產區的183 個樣點進行其產地生態適宜性分析[19,22]。選取點主要包括吉林的撫松東崗鎮，河北的內丘縣侯家莊鄉，陜西的太白縣太白山、平利金石鄉，河南的西峽縣太平鎮、盧氏縣五里川鎮，四川的峨眉山茶地坪、峨邊沙坪大壩，貴州的施秉佛頂山、印江張家壩，云南的麗江魯甸鄉、文山老君山林場，湖北的神農架木魚坪、宣恩縣七姊妹山，甘肅的康縣白楊鄉，重慶市南川市小河區，西藏自治區察隅縣上察隅本堆附近，湖南的石門縣長樂坪鎮等。

2.2 天麻全國產地生態適宜性分析

從全球氣候數據庫（Worldclim）、全球生物模型數據庫（CliMond）、全球土壤數據庫（HWSD）及GMPGIS 數據庫中選擇影響天麻生長特性的21 種不同的生態因子數據，根據選取的天麻采樣點，提取GMPGIS 中生態因子數據，獲得天麻的生態因子閾值與土壤類型（表1）。結果顯示，天麻植物主要生長在年均溫1.9～21.4 ℃；平均日溫差6.5～12.9 ℃；年溫差20.2～50.8 ℃；最熱季均溫15.3～26.4 ℃；最冷季均溫-16.4～14.9 ℃；年均日照122.0～156.1 W·m-2；年均 降水 量580～1806 mm；最熱季平均降水量3430～10 990 mm；最冷季平均降水量140～1090 mm；年均相對濕度53.5%～75.4%的地區；天麻主要土壤類型為黑鈣土、低活性淋溶土、強淋溶土及高活性強酸土等。

表1 天麻主要分布區域的生態因子閾值

根據上述獲得的183 個天麻采樣點在GMPGIS中的生態因子值范圍，利用加權歐式距離法計算得到天麻最大生態相似度全國主要區域及其面積（表2），除云南、四川、貴州、陜西等已知天麻分布廣泛的地區外，湖北、吉林、遼寧、湖南、山東、廣西、河南等地區也具有較為廣泛的分布區域。其中，云南、四川、貴州3 個省面積最大，分別為362 925.8、190 132.6、181 728.5 km2。云南包括瀾滄拉祜族自治縣、廣南縣，四川包括通江縣、萬源市，貴州包括威寧彝族回族苗族自治縣、遵義縣。其他地區包括陜西的寧陜縣、鎮安縣，湖北的房縣、利川市，吉林的敦化市、汪清縣，遼寧的寬甸滿族自治縣、鳳城市，湖南的永順縣、桑植縣，山東的淄博市市轄區、沂水縣，廣西壯族自治區田林縣、隆林各族自治縣，河南的西峽縣、盧氏縣。結果表明，較大的相似度區域面積使這些地區具有一定的天麻植物栽培潛力。

表2 天麻最大生態相似度全國主要區域及面積

天麻在各省適宜產地面積排名前10 位的縣市（圖1）主要包括云南省瀾滄拉祜族自治縣、廣南縣、景谷傣族彝族自治縣、宣威市等地區，吉林省敦化市（7 535.8 km2）、汪清縣（6 668.6 km2）等，貴州省威寧彝族回族苗族自治縣（7 227.9 km2），甘肅省天水市市轄區（6 287.7 km2），黑龍江省東寧市（7 014.1 km2），遼寧省寬甸滿族自治縣（6 909.0 km2）。在以上省份中，云南省（362 925.8 km2）面積遠超其他省份。在各省適宜產地面積排名前10 位的縣市中，云南有4 個縣市；吉林、貴州、遼寧也具有較為廣泛的生態相似度區域；甘肅、黑龍江等省部分縣市也具有較大的栽培潛質。

圖1 天麻適宜產地面積（前10位）

3 天麻栽培技術

3.1 麻種選擇

天麻為異養型植物，必須依靠萌發菌與蜜環菌才能生長，因此在選擇天麻栽培場地時應考慮天麻與共生菌均適宜生長的生長環境[23-24]。天麻采收時應逐穴開采，一邊采收一邊準備第二輪栽培，體型較大的天麻可以加工成商品天麻，體型較小的米麻或白麻可以用作麻種。應選擇個體完整、大小均一、無創傷的米麻、白麻或箭麻作為麻種進行種植[24-25]。

3.2 繁殖方式

天麻有性繁殖方式是以優質箭麻為麻種進行人工授粉的生產方式。有性繁殖方式生產周期長，成本較高，播種方法有菌床播種法、四下池播種法等[26-27]。無性繁殖方式是以個體完整、無病蟲害的白麻或米麻為麻種生產天麻的方式，可以較大程度保持母本優良特性，但無性繁殖多代后可能會發生天麻品質下降現象[22,26]。

3.3 共生菌篩選

天麻為高度特化的真菌異養型植物，其一生都必須依靠萌發菌和蜜環菌才能生長發育。天麻與共生菌相伴而生，共生菌的優劣將會直接影響天麻的產量與品質[11,23]。20 世紀90 年代，“中國天麻之父”徐錦堂先生帶領團隊在天麻原球莖中分離得到1 類促進天麻生長發育的真菌，并將其命名為紫萁小菇，從此揭開天麻的神秘面紗[28]。

蜜環菌是蜜環菌屬的總稱，使用蜜環菌老菌種會造成天麻產量下降，因此解決菌種退化問題需加強菌種分離、篩選、復壯等技術[29-32]。吳尊華等[33]探究蜜環菌子實體孢子分離法，該方法分離得到的蜜環菌菌種不易受到感染，菌索生長速度快且菌種質量較好。劉景圣等[34]從長白山地區采集天麻標本，獲得16 個蜜環菌菌株，通過固體培養和液體培養進一步篩選出8個性狀優良的蜜環菌菌株。王淑芳等[35]探究不同培養基與培養方法對蜜環菌菌種的影響，確定蜜環菌菌種復壯的方法。近年來發現的石斛小菇、蘭小菇和紫萁小菇都是篩選出的優良菌株[36]。

3.4 優良天麻品種選育

結合廣泛野外調查和人工栽培經驗，我國著名天麻專家周鉉先生認為我國天麻可以分為5 類，分別是紅天麻、烏天麻、綠天麻、黃天麻與松天麻[20]。紅天麻生長速度較快、產量較高、分布范圍廣，是目前種植面積最大的天麻品種；烏天麻主要分布在云南、貴州等地，因烏天麻折干率高、麻型較好，價格普遍較高[22,37-39]。天麻新品種選育也獲得突破。王紹柏等[40]以宜昌紅天麻和云南烏天麻為材料培育出2 個天麻新品種（鄂天麻1 號和鄂天麻2 號）。黃冬壽[41]進一步探究鄂天麻2號的生物學特性，結果表明，鄂天麻2 號具有生長快速、適應性強、抗旱、產量較高等生物學特性。廣泛栽培的天麻有紅天麻與烏天麻，黃天麻和綠天麻也有一定面積的種植[42]。近年來，有性繁殖和無性繁殖相結合可以培育優良麻種，選擇個體完整、無病蟲害的優質箭麻為種麻，通過人工授粉獲得種子，用種子產生一代麻種，再通過無性栽培生產出商品天麻[43-44]。陳士林課題組以野生紅桿天麻為材料，通過自交方式選育的紅桿天麻——略麻-1 號（ZYXP-2020-006），具有品質優良、分生速度快、抗病性強等特征，已在陜西略陽、湖北武夷山區等地區進行推廣。

4 田間管理

天麻在生長期間，需要進行適當的農藝措施，如播種前需選擇優良麻種。麻種應無損傷、個體飽滿、無病蟲害，栽培時應選擇適宜的栽培方法。天麻生長期應加強田間管理，根據天麻生長習性進行防澇、防旱、防寒，結合天麻生長情況與季節變化進行遮陽降溫或排水防澇處理[45]。天麻生長的適宜溫度為15～25 ℃[46]，低于或高于這個溫度范圍均會影響天麻生長發育，夏季溫度較高，可以采取降溫措施，如使用遮陽網、樹葉遮光等；冬季氣溫較低，可以采取保溫措施，如在表面覆蓋玉米秸稈以及草簾等，尤其一些高寒地區溫度低更應及時保溫[47]。天麻種植主產區年降雨量一般在1000 mm 以上，平均相對濕度40%～60%，要求在田間管理過程中要時刻保持地面濕潤[48]。夏季高溫季節注意防曬和干旱，冬季多雨季節應注意防凍、及時排水，確保涼爽濕潤的環境[41]。

20 世紀70 年代，天麻人工栽培獲得成功，此后人工天麻栽培技術日益成熟。張躍進等[49]應用不同遮光率的遮陽網、不同的遮陰高度、不同覆蓋物種類和不同覆蓋物的厚度探究其對天麻產量的影響，發現在高溫季節用高遮光率的遮陽網遮陰效果較好、降溫效果明顯；覆蓋物選擇樹葉和沙土進行不同覆蓋厚度的研究，結果表明，選擇覆蓋厚度5 cm 的青岡樹葉可以明顯提高天麻的產量。梁玉勇等[50]探究地膜覆蓋栽培法對天麻產量的影響，試驗結果表明，地膜覆蓋栽培法在改善溫度與濕度環境、促進天麻與共生菌的生長、提高生物轉化率等方面具有顯著優勢。李本華等[51]探究天麻復合壓塊料栽培法對天麻產量的影響，研究結果表明，復合壓塊料栽培法在增加天麻產量、節約栽培成本等方面起到一定作用。譚自春[52]探究天麻無土栽培法對天麻產量的影響，試驗結果表明，天麻無土栽培法在節約土地資源、及時調控栽培條件、擴大生產規模等方面具有優勢，同時可以拓展新的天麻種植模式。此外，林下天麻種植以樹林為遮陽設備實施種植，結果表明，采用林下種植技術可以提高天麻質量，避免受到農藥化肥等因素的影響[53]。應加強天麻種植中不同循環利用模式的應用，進而降低天麻生產成本、提高土地利用率[54]。

5 采收與加工

天麻產量與品質的高低與采收期及加工方法密切相關。曹森等[55]探究不同采收期對天麻品質的影響，結果表明，在適宜的采收期采收天麻可以更好地儲存天麻，延緩天麻活性成分的下降，該研究成果為天麻的采收與貯藏提供科學依據。劉彥鐸等[56]采用不同方法對天麻進行干燥處理，結果表明，不同的干燥加工方法所得的天麻中天麻素含量不同，真空干燥方法效果最好，在實際生產中，烘干法和曬干法比較便捷。天麻的適宜采收期一般為12 月中旬至次年3月[57]。天麻采收后應及時加工，防止有效成分降解，用清水洗凈泥土，按個體大小、質量分級[58]；分級之后進行蒸制，以蒸透無白心為標準；蒸制后的天麻進行低溫干燥，在40～60 ℃左右烘干，形成商品天麻；存放環境應干燥通風，防止發霉[59]。

6 討論

隨著對天麻研究的不斷深入，其藥理作用明確、臨床應用廣泛。天麻以其獨特的療效和營養價值受到大眾喜愛。目前，天麻產業已經涉及醫藥、食品、化妝品等多個領域。其不再僅僅以鮮天麻或初級加工產品的方式銷售，而是轉向精細加工產品的研發，如天麻丸劑、天麻注射液、片劑、膠囊劑、復方制劑等。開展天麻優良種植技術研究是保障產業可持續發展的有效途徑之一。

本研究采用GMPGIS 對天麻在全國的產地生態適應性進行分析，選擇中國天麻主產區和道地產區的183 個天麻采樣點，確定了21 個氣候因子的范圍，為天麻合理引種與栽培提供重要數據支持。在中國，除云南、四川、貴州、陜西等已知天麻分布廣泛的地區外，湖北、吉林、遼寧、湖南、山東、廣西壯族自治區、河南等地區也具有較為廣泛的生態相似度區域，成為天麻潛在的重要生產產區，為天麻生產的合理布局提供了重要的依據。張琴等[60]選擇220 個天麻全球采樣點和19 個生態因子數據，最終將8 個環境變量應用于3 個生態位模型預測天麻全球潛在適生區，結果顯示，天麻全球潛在適生區主要分布在N20°～50°的亞洲地區，中國是分布集中的地區之一，主要分布在中國四川盆地附近的省區以及中東部，這與本文的結果有相似之處。應加強天麻優良麻種的培育技術，以有性繁殖和無性繁殖相結合的方法來培育優良麻種；改進蜜環菌菌種分離、鑒定、篩選、復壯等技術，應用蜜環菌子實體孢子分離法進行蜜環菌分離，通過優化菌種的培養基改善培養條件篩選優良菌種，通過搖瓶擴繁無性后代的方法進行菌種復壯等。同時，加強對仿野生天麻林下種植、天麻地膜覆蓋栽培、無土栽培及其他節能又高產的栽培模式的研究，完善優質天麻種植體系，保障產業可持續發展。