苧麻水培技術(shù)及綜合利用研究進(jìn)展

劉 來,余 勇,王 東

(1.四川省達(dá)州市經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站,四川 達(dá)州 635000;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，四川 成都 610066)

苧麻(Boehmerianivea L.)屬于蕁麻科(Urticaceae)苧麻(Boehmeria)多年生宿根性植物，素有“中國草”之稱[1]，是重要的經(jīng)濟(jì)作物。我國種植苧麻歷史悠久，主要產(chǎn)自南方的長江流域麻區(qū)(四川、湖南、湖北等省)，據(jù)統(tǒng)計，2018年底達(dá)州市苧麻種植面積1.67萬hm2，約占全國的50%左右，是全國最大的苧麻主產(chǎn)區(qū)和交易中心。苧麻是我國重要的纖維作物，其纖維細(xì)長、堅韌、質(zhì)地輕、吸濕散濕快，透氣性比棉纖維高3倍左右，有“天然纖維之王”[2]。

傳統(tǒng)的苧麻繁殖方式及種植模式不僅導(dǎo)致苧麻種苗成本昂貴，更無法適應(yīng)機(jī)械化、規(guī)?；a(chǎn)的要求。為此加強(qiáng)苧麻水培工廠化育苗技術(shù)研究，對實現(xiàn)苧麻育苗專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；a(chǎn)具有重要意義。同時隨著苧麻在現(xiàn)代紡織、優(yōu)質(zhì)飼草、環(huán)境污染和土壤修復(fù)等方面的作用日益突出，因此加強(qiáng)苧麻綜合利用，提高苧麻的利用值，是苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效路徑。

1 苧麻自動化水培技術(shù)

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，水培技術(shù)越來越成熟，由于其具有生長快、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、易于自動化管理、節(jié)省勞動力等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于花卉、蔬菜的生產(chǎn)和植物抗逆研究等領(lǐng)域。目前苧麻的水培工廠化育苗技術(shù)(苧麻嫩梢水培育苗技術(shù)參數(shù)優(yōu)化)逐漸形成體系，規(guī)?；喾N植苧麻技術(shù)基本成型。對苧麻進(jìn)行規(guī)?；?、水培種植、分級采收麻葉、麻皮、秸稈以及麻根等已逐步實現(xiàn)。

據(jù)報道[3]，苧麻地上莖生長最適的溫度為15～32℃，9℃以下停止生長。實際上苧麻的規(guī)模化水培適合在通風(fēng)良好的簡易連棟溫室高棚種植，采用3年左右生長旺盛的苧麻壯根做種，浸入500倍多菌靈溶液消毒5min，后放置于墊有多層PVC地墊(8cm左右)的水槽上，地墊的作用是固定苧麻的須根，采用深液流水培技術(shù)(DFT)進(jìn)行水培。整個培養(yǎng)過程共需添加9mmol/L氮素營養(yǎng)液15L，其中大量元素配方為Ca(NO3)2·4(H2O) 826.53mg/L，KNO3202.20mg/L，KCl223.65mg/L，KH2PO4136.07mg/L，MgSO4·7H2O 492.96mg/L，CaCl2166.47mg/L，微量元素參照其它研究[4]。由于水培苧麻生長速度較土培快，南方一般每年可收獲4茬左右，如果僅收獲飼草，每年可收獲6茬以上。

2 水培苧麻脫膠研究進(jìn)展

脫去苧麻韌皮部外側(cè)的初生纖維約含30%的非纖維素類膠質(zhì)(主要為果膠和半纖維素類物質(zhì))，是提取優(yōu)質(zhì)可紡纖維過程中的關(guān)鍵階段。尋求環(huán)保高效的脫膠方法是現(xiàn)代苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。目前，主要的脫膠方式有化學(xué)脫膠和生物脫膠兩種，以化學(xué)脫膠為主，但生物脫膠具有低能耗、低污染、高品質(zhì)等特點，是苧麻脫膠的發(fā)展方向[5]。性能優(yōu)良的脫膠菌種是微生物脫膠技術(shù)的基石，參與苧麻生物脫膠的酶中果膠酶被認(rèn)為是在脫膠過程中起主要作用的生物酶。

張茜等[6]經(jīng)果膠酶活力、木聚糖酶活力和膠質(zhì)去除率測定，篩選出 6 株細(xì)菌重新組合，得到一個穩(wěn)定的脫膠復(fù)合菌系 JHY。張秀[7]在B.subtilis7-3-3中成功的表達(dá)了Xyn、Man和PelA 3種酶組分，得到的工程菌株OE PXM，其粗酶液脫膠后纖維具有較高的強(qiáng)度和柔軟性，電鏡掃描也發(fā)現(xiàn)纖維表面光滑、分散度高。熊偉等[8]總結(jié)過去苧麻脫膠歷史，提出濕原麻青貯脫膠技術(shù)。該技術(shù)主要是利用自然條件下具有脫膠能力的混合菌群在青貯發(fā)酵過程中對苧麻原麻進(jìn)行脫膠。青貯脫膠操作簡單，工業(yè)化設(shè)計容易，技術(shù)簡潔易操作。雖然此脫膠體系還需要完善，但此法給苧麻脫膠預(yù)處理提供了新思路。

3 水培苧麻的綜合利用研究

3.1 水培苧麻麻骨的應(yīng)用研究

水培法生產(chǎn)的麻骨粉具有產(chǎn)量豐富，質(zhì)量輕便，價格低廉，營養(yǎng)價值高等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于食用菌的生產(chǎn)?；谒喾óa(chǎn)生的麻，經(jīng)過機(jī)械統(tǒng)一收割，用脫骨機(jī)分離后，將麻骨集中粉碎、烘干裝袋。研究[9]表明，以苧麻骨、殼為基料，加入適量添加劑，可作為栽培食用菌的培養(yǎng)基，按照配方:59%的麻骨，19%棉子殼，21%麩皮，1%石膏生長出的平菇粗較傳統(tǒng)培養(yǎng)蛋白含量高、脂肪含量低，同時從菌絲生長情況來看，含麻骨配方皆優(yōu)于對照，菌絲長速快，滿袋時間短，采收早。用苧麻骨粉代替部分棉子殼，有利于改善培養(yǎng)料的結(jié)構(gòu)，改善通氣性，促進(jìn)菌絲生長，且麻骨粉豐富了培養(yǎng)料的營養(yǎng)，有利于出菇，提高產(chǎn)量。

徐升[10]用FTIR 方法分析得知，苧麻麻骨表面分布著與吸附相關(guān)的氨基、羧基、羥基、醚基、酯基等多種官能團(tuán)，對廢水中重金屬吸附有一定的作用且苧麻麻骨吸附重金屬與重金屬種類相關(guān)，對不同重金屬的吸附量不同。

3.2 水培苧麻麻根的應(yīng)用研究

苧麻的藥用部位主要在麻根，麻根具有較高的醫(yī)療保健和藥用開發(fā)價值，加強(qiáng)苧麻麻根的藥用價值開發(fā)是提高苧麻經(jīng)濟(jì)附加值的重要途徑。通過水培方式培育的苧麻麻根較干凈，產(chǎn)量高，有效藥用成分含量高，容易獲取，不含重金屬等優(yōu)點，有利于苧麻中藥材的制備。邵立軍利用理化性質(zhì)和波譜技術(shù)鑒定了從麻根中分離得到的化合物，主要為菇類化合物，茂類化合物，蕙酮類化合物，黃酮類化合物，幽醇類化合物，酚類化合物，有機(jī)酸等[11]。經(jīng)研究[12]發(fā)現(xiàn)，苧麻具有止血、抗乙型肝炎病毒(HBV)、抑菌、安胎以及保肝與抗氧化等功能。除此之外，苧麻強(qiáng)有力的生物化學(xué)基礎(chǔ)還使它成為治療Ⅱ型糖尿病、癌癥以及神經(jīng)退化性疾病[13]的一種好藥材。因此，深層次開發(fā)苧麻麻根，對于促進(jìn)中藥材的合理利用、發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)具有重要現(xiàn)實意義。

3.3 水培苧麻麻葉的應(yīng)用研究

我國南方地區(qū)優(yōu)質(zhì)飼草短缺已嚴(yán)重影響畜牧業(yè)發(fā)展，開發(fā)新型優(yōu)質(zhì)的飼草資源成為必然趨勢。經(jīng)過多年試驗論證，水培苧麻具有生長較快，生物學(xué)產(chǎn)量高，嫩莖和葉營養(yǎng)豐富，抗菌性強(qiáng)，粗蛋白質(zhì)含量高，氨基酸含量全面等特點。早在19世紀(jì)50年代，國外就已經(jīng)開始用麻葉作畜禽飼料。苧麻麻葉可與苜蓿媲美，是一種優(yōu)質(zhì)的青貯飼料。苧麻的營養(yǎng)水平較高，將收獲后的新鮮青綠麻葉和玉米秸稈混合后裝入青貯窖或被膜，利用厭氧菌發(fā)酵，可得到品質(zhì)較好的苧麻青貯飼料，這種飼料既能保持原料的某些原有特性，又能酵解原料中單寧等各類抗?fàn)I養(yǎng)因子，抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有害菌的生長，提高原料的適口性，增加牲畜對原料的消化率。將苧麻青貯飼料作為肉牛唯一粗飼料來源，高CPC含量(18%)的精料補(bǔ)充料可提高肉牛的生長性能[14]。

苧麻葉除當(dāng)作飼料應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖領(lǐng)域，還可以用于其他領(lǐng)域，提高經(jīng)濟(jì)價值。研究[15]發(fā)現(xiàn)苧麻葉的疏水親油性強(qiáng)于一般植物，能平均吸收6.8倍自身重量的機(jī)油，可以用于除去油性污染，且吸油后的苧麻會漂浮于水面，便于回收，可用于開發(fā)吸附劑用于防治海洋石油污染。苧麻葉中還含有豐富的其它物質(zhì)，具有很大的應(yīng)用市場。

4 結(jié)論

規(guī)?；r麻水培技術(shù)是無土栽培自身的優(yōu)勢和特色經(jīng)濟(jì)作物的結(jié)合，同時也是傳統(tǒng)手工農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代科技農(nóng)業(yè)的結(jié)合，因此自動化無土栽培應(yīng)用于苧麻種植生產(chǎn)將是未來發(fā)展的新方向，同時有助于提高苧麻的采收及綜合利用。目前提高苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效途徑就是要加快苧麻水培技術(shù)體系在大規(guī)模生產(chǎn)上的應(yīng)用，提高分子生物技術(shù)在苧麻脫膠技術(shù)上的應(yīng)用和加快苧麻骨、根、葉加工開發(fā)，提升附加值。