我國天麻栽培50年研究歷史的回顧*

徐錦堂

（中國醫學科學院藥用植物研究所 中國協和醫科大學，北京 100094）

天麻（Gastrodia elate B1.）是名貴的傳統中藥，在我國入藥已有2000余年的歷史，歷代本草都將其列為上品，主治頭痛眩暈、半身不遂、小兒驚風等病癥，近代藥理實驗也證明其有止眩暈、抗驚厥、鎮靜等功效。

天麻是一種無根無綠色葉片的蘭科（Orchidaceae）植物，不能進行光合作用營自養生活，其繁殖、生長、營養一直是生物界長期不解之謎。1911年日本學者草野俊助發表“天麻與蜜環菌共生”論文，在該文討論中寫到：“對種子萌發及幼苗成長至今還一無所知。”他雖未能人工栽培天麻成活，但無疑為后人的研究奠定了基礎。此后的半個多世紀，雖有人用多種方法試驗過人工培養，但均未獲成功。歷史上一直依靠采挖野生天麻以供藥用，自然資源枯竭，20世紀70年代初市場曾出現3年斷線供應，醫療用藥斷檔。筆者于 1959年開始，長期深入湖北、四川、陜西等省的野生天麻分布區，作了大量的天麻野生生態調查，并結合試驗研究，于1965年利用野生蜜環菌材首次人工栽培天麻成功。總結了一套適合于大面積生產的天麻無性繁殖栽培技術，在陜南十余個縣及全國一些野生天麻主要分布區推廣，產品供應全國，并可大量出口。當天麻多代無性繁殖種麻出現嚴重退化、產量大幅度下降時，筆者又首創了天麻有性繁殖播種方法，揭開了天麻在有性繁殖階段與小菇屬真菌、無性繁殖階段與蜜環菌共生完成生活史的秘密。20世紀70年代初，四川、云南、貴州等省的科研工作者，也先后開展天麻人工栽培的研究，發表了多篇論文。本文僅就 50余年來，筆者對天麻栽培技術的研究成果與生產推廣工作，結合我國一些科研工作者的研究成果作一簡略回顧，并對天麻產業今后的發展談一點個人意見。

1 天麻栽培技術的研究歷程

1.1 天麻從野生變家栽的研究 1959年，筆者在湖北省利川縣國營福寶山藥材場及四川省石柱縣黃水農場開始了天麻野生變家栽的研究工作，通過總結多年來人工栽培失敗的教訓，意識到這樣盲目栽種，不會有太大希望，須得從頭抓起。1962—1965年，進行了野生天麻生態系統調查，每月1日、10日、20日定期采挖10穴野生天麻，測量其繁殖和生長狀況，觀察與蜜環菌以及與伴生樹種的關系，繪出平面、剖面天麻分布圖。在天麻集中生長的樹林、竹林中劃出樣方，測量樣方中天麻和其他植被、樹種、腐根及土層結構等情況，取得了大量的科學數據。4年的天麻野生生態調查是天麻研究最辛苦、最困難的時期。將幾十次采挖的標本排開，天麻繁殖、生長的規律一目了然。之后又先后對湖北省利川縣、恩施縣，四川省石柱縣、峨眉山、古藺縣等天麻分布區進行了考察。

1958年四川省古藺縣藥材公司干部胡勝傳、白風在《中藥通報》上發表了《四川古藺縣天麻栽培方法》短文，這是關于天麻人工栽培最早的文字報道。1965年筆者專門前往古藺縣德躍區香楠公社魚豐大隊大土堡拜訪胡傳勝與其助手苗族青年古海榮，并參觀了他們的種植地，發現其所報道的天麻栽培方法，是將有頂芽的箭麻栽入腐植質土中，長出花蓮，有的箭麻上還長出幾個小麻米。他們當時還沒聽說過蜜環菌，更不知道它與天麻生長的關系。筆者向其介紹了一些天麻和蜜環菌的知識，以后再未見后續研究報道。在此期間我們從天麻塊莖中分離獲得蜜環菌（Armillaria mellea）純菌種，篩選出適合蜜環菌生長的培養基，并對其培養條件、培養方法進行了研究，1965年我們在利川縣寒池農場利用黑暗環境中能發出熒光并生長有蜜環菌索的死樹根作菌材，首次伴栽天麻成功，最大的新生麻重215克，結束了天麻不能人工栽培的歷史，并成功獲取利用被蜜環菌侵染的野生樹根作菌種培養菌材的方法，為天麻人工栽培奠定了基礎。這項研究成果，曾在湖北省利川縣國營福寶山藥材場與中國醫學科學院藥物研究所1971年合編的《黃連、天麻栽培技術》小冊子中進行了報道交流。1973年由人民衛生出版社出版的《天麻》一書較系統地介紹了筆者于20世紀60年代至70年代初期所進行的天麻研究成果，這是我國最早系統介紹天麻人工栽培的著作。四川省中藥研究所南川藥物試驗種植場 1967年試驗成功利用剪成小段的蜜環菌索、新鮮木段和天麻種“三下鍋”的栽培方法，1968年在四川省天麻家種現場會議上作了其天麻家種早期研究成果的介紹。在1978年召開的“全國科學大會”上，筆者“天麻野生變家栽”的研究成果，獲得全國科學大會獎。

1.2 天麻無性繁殖栽培技術的研究 在天麻野生變家栽試驗成功的基礎上，筆者于1972年又開辟了陜西省漢中地區寧強縣東風三隊及勉縣張家河天麻試驗點，與陜西省藥材公司及其下屬分公司協作，在“菌材伴栽”方法的基礎上，試驗成功“天麻無性繁殖——固定菌床栽培法”。為了防止雜菌污染，研究利用菌枝培養菌床技術及“菌材加新材栽培法”，并篩選出Am-234號等蜜環菌優良菌株，取得的高產穩產經驗，首先在陜西省漢中、商洛、安康等地區推廣，獲得大面積豐收；后又普及到全國一些天麻主要產區，效果均較好。1975年在南寧召開的中藥材供貨會上漢中提供675千克干天麻商品，轟動了全會，扭轉了上世紀70年代初全國3年無貨可供，醫療用藥斷檔的局面。1975年中國醫學科學院與陜西省漢中地區藥材公司編寫的《怎樣栽天麻》小冊子，散發到全國各地。1977年國家商業部在漢中召開了全國天麻生產現場會議，推廣了漢中地區天麻栽培技術和經驗，在此基礎上，栽培技術不斷改進和完善，產量大幅度提高，到20世紀80年代初，鮮天麻總產量達50萬千克，漢中地區天麻產量占全國總產量的40%，產品供應全國，并可大量出口。1978年中國醫學科學院與陜西省商業局在西安召開“天麻人工栽培研究”成果鑒定會，受到與會專家的肯定和好評。1987年中國農業出版社出版的《天麻栽培技術》，重點總結我們在天麻無性繁殖栽培技術研究中的一些成果。四川省中藥研究所劉玉亭1987年12月編寫出版了《天麻栽培技術》，并于1986年6月在《中藥通報》上發表《不同因素對天麻產量的影響》論文。劉方媛1975年在《云南植物研究》上發表《天麻的生物學特性觀察》和1983年發表的《云南天麻屬一新種》，報道了她對天麻生物學特性的觀察結果和發現疣天麻（Gastrodia tuberculata）新種。此外，南京藥材采購供應站沈長健，中國人民解放軍125醫院姚德興，廬山植物園楊滌清，廣西植物園黃正福，吉林特產研究所李景會，貴州植物園牟必善、喜崇文，遼寧省中藥研究所萬惠蘭，南京中醫學院莊毅、王永珍，南京藥學院沈棟俠，湖南湘潭衛生學校馬德銘等都先后從事天麻栽培研究和種植，并發表過一些論文和經驗交流文章。他們都為解決我國天麻短缺、探索天麻栽培技術做出了貢獻。20世紀70年代中期至90年代初，近20年發表有關天麻栽培論文和技術交流文章不下百余篇，在此不一一贅述。

1.3 天麻有性繁殖播種方法的研究 在研究天麻野生變家栽的同時，筆者等注意到了天麻種子繁殖的可能性，1965年開始研究天麻種子繁殖技術，直至1970—1972年取得種子萌發的效果，在1973年4月編著的《天麻》一書中，對種子形態、發芽特性、有性繁殖種子萌發的效果進行了論述，首次報道了天麻用種子繁殖的可能性。1975年以前，筆者基本遵循著天麻種子靠消化浸入胚細胞的蜜環菌獲得營養的思路，創造各種有利于種子與蜜環菌接觸的條件促使種子發芽。試驗結果極不穩定，無法控制發芽率及產量的高低，這使筆者對蜜菌提供種子萌發營養的理論產生了懷疑。20世紀70年代后期，發現在田間無蜜環菌的播種床中天麻種子可以發芽，進一步驗證了蜜環菌對種子發芽有明顯的抑制作用。“天麻有性繁殖——樹葉菌床法”研究成功后，1980年分別在《藥學學報》、《中草藥》刊物上發表了《天麻有性繁殖方法的研究》和《天麻種子發芽的營養來源及其與蜜環菌的關系》，對蜜環菌能供給天麻種子萌發營養提出異議和新的看法。該項研究成果，1980年獲得國家發明二等獎，并被中華醫學會等4學會及《健康報》共同推薦為“建國三十五年來二十項重大醫藥科研成果”之一。1980—1981年我們從土壤、樹葉、蕨根和天麻種子發芽的原球莖中，分離到 80余株菌種，并設計試驗成功菌種快速鑒定是否為萌發菌的方法、培養皿海綿播種法及網格統計發芽率的方法，使我們在當年就篩選出12種天麻種子萌發菌，并于 1988年鑒定出其中最優良的 GSF-8104號菌株為紫萁小菇（Mycene osmundicola）。在這期間，在《中草藥》、《中國藥學雜志》、《中國中藥雜志》、《真菌學報》、《中國醫學科學院學報》等學術刊物上先后發表了《天麻種子成熟度對發芽的影響》、《天麻種子發芽營養來源的研究》、《紫萁小菇等天麻種子萌發菌分離方法研究》、《供給天麻種子萌發營養的真菌——紫萁小菇》、《促進天麻等蘭科藥用植物種子萌發的真菌發酵液的抑菌作用》、《紫萁小菇等天麻種子萌發菌的篩選》、《促進天麻等蘭科藥用植物種子萌發的真菌初生產物的分析》、《紫萁小菇等天麻種子萌發菌生物學特性及種子共生萌發條件的研究》、《天麻種子發芽營養來源的研究》、《蜜環菌和天麻共生營養關系的放射性自顯影研究》、《應用放射性自顯影技術研究標記紫萁小菇浸染天麻種胚的過程》、《天麻抗真菌蛋白的檢測及免疫熒光定位》等論文。不但從理論上闡明了天麻種子發芽與真菌的營養關系；同時應用于生產，使種子發芽率提高到70%左右，播種半年最高穴產量達到3.5千克，取得了顯著效果。該項研究成果，1989年被國家選編入《中華人民共和國重大科技成果選集》中。1994年郭順星、范黎從蘭科植物中分離和鑒定出屬于小菇屬（Mycena）真菌的開春蘭小菇（Mycena anoectochila）、石斛小菇（Mycena deindrobii ）及蘭小菇（Mycena orchidicola）等3個菌株，可供給天麻種子蔭發的營養。到目前為止，我們還未發現小菇屬以外的其他真菌與天麻種子有共生萌發的作用，所以我們認為與天麻種子共生萌發的共生菌是小菇屬的某些真菌。

云南省植物研究所周鉉長期從事天麻種子有性繁殖的研究工作，利用“帶菌須根苗床法”播種成功，取得種子發芽率1%的效果。1973年10月在《中草藥通訊》、1974年在《植物學報》上分別發表了《食菌植物“天麻”栽培探索》及《天麻有性繁殖》，對天麻作了簡要介紹，并報道了他早期進行天麻有性繁殖獲得發芽的成果。1979年又報道了“天麻有性繁殖實驗”，除介紹他所采用的4種播種方法外，在措施效果的機理分析中認為，成熟的天麻種子雖在胚中貯存有極微小的營養物資（脂肪、蛋白質塊、多糖），但種子發芽還必須有蜜環菌菌絲及時接觸刺激并傳送營養物質。1987年周鉉等在《天麻形態學》專著中，對筆者“天麻在種子萌發階段與紫萁小菇共生獲得營養而萌發芽”的論述有不同看法，認為“徐錦堂等所見接于天麻原生球莖基部的菌絲，很可能也是蜜環菌的這一形式”。而后紫萁小菇等天麻種子共生萌發菌分類科屬的鑒定，證明筆者的研究結果是正確的。沈棟俠等1979年發表《天麻種子無菌萌發》，首次報道了他們在培養基上播種成功的方法，認為天麻種子在無菌的固本培養基上也可以發芽。徐錦堂、冉硯珠等 1980年在《中草藥》上發表的論文中，論述了在無營養的純瓊脂培養基上播種 10個月無一粒種子發芽，證明了天麻種子不能消耗自身貯藏的少量營養物質而萌發，同時將天麻種子播種在Knudson Solution培養基上，獲得發芽率67.6%的效果。但在培養基上種子萌發的試驗結果目前還不能應用在生產中。在自然條件下，天麻種子不與小菇屬真菌伴播不能發芽的事實證明，天麻種子仍屬于與真菌共生萌發的蘭科植物。

1.4 天麻與真菌營養關系及天麻形態學的研究 繼草野俊助之后，1973年筆者在《天麻》一書中，闡述了天麻與蜜環菌的共生營養關系，20世紀70年代后期至80年代，在進行了大量生物切片、電鏡觀察、同位素標記示蹤、組織培養、田間試驗的基礎上，特別是天麻種子共生萌發菌紫萁小菇的分離和鑒定之后，對天麻與真菌的共生營養關系進行深入的觀察研究，先后在《植物學報》、《中國醫學科學院學報》、《真菌學報》等學術刊物上發表《蜜環菌抑制天麻種子發芽的研究》、《天麻生活史的研究》、《天麻原球莖生長發育與紫萁小菇及蜜環菌的關系》、《天麻消化紫萁小菇及蜜環菌過程中細胞超微結構變化的研究》、《天麻種子萌發動態及紫萁小菇菌絲侵入的細胞學觀察》等論文，對天麻和蜜環菌的共生營養關系，特別是種子萌發與紫萁小菇的共生營養關系作了論述；在天麻有性繁殖階段，進一步試驗證明蜜環菌的代謝產物嚴重抑制天麻種子萌發，天麻種子必須消化紫萁小菇等萌發菌獲得營養而萌發，發芽后的原球莖萌生出營養繁殖莖，必須接蜜環菌建立共生營養關系才能繼續正常生長，否則由于營養虧缺而消亡。先后與雙菌共生，完成生活史，是蘭科植物與真菌共生營養關系中一種新的模式。2001年9月24～28日，在西澳大利亞帕絲召開的第一屆世界蘭花保育大會暨第二屆蘭花居群生物會議上，David Read教授的大會發言對我國學者的這一發現給予充分肯定。在2003年出版的會議論文集《蘭花保育》中，許多學者在回顧蘭花共生真菌時也專門指出這一點。在會前舉辦的“蘭花保育技術培訓班”所使用的教材中，列舉了世界各國56篇有關蘭科植物共生菌研究的文獻，其中就引用了我們在《真菌學報》等刊物上發表的《供給天麻種子萌發營養的真菌——紫萁小姑》等4篇論文。由于我們的發現和論述，在世界蘭科植物研究中，人們進一步認識到蘭科與真菌共生營養關系的復雜性和多樣性，它將載入世界蘭科植物研究史冊中。中國植物學會蘭花分會理事長羅毅波教授在一篇論文中提到：草野俊助首先報道了天麻營養生長與共生真菌蜜環菌之間的關系，為人工無性繁殖栽培天麻奠定了基礎；而徐錦堂等發現天麻種子在萌發階段必須與另一種真菌紫萁小姑共生，則為天麻有性繁殖的成功提供了可能。毫無疑問，這兩個重大發現使得我國天麻人工繁殖取得完全成功。

在以往發表的天麻與真菌關系研究論文中，對種子萌發到原球莖、營繁莖生長，及天麻無性繁殖生長全過程中的營養供應問題從未能闡述清楚。近幾年筆者對這一問題進行研究，發現“種胚的柄狀細胞→原球莖和營繁莖的菌絲結細胞→消化細胞”形成一條由樹葉培養的菌絲反復侵染的營養通道，是有性繁殖全過程中的營養補給線；而“蜜環菌侵入種麻的菌絲→內皮層細胞（消化細胞）外的一層細胞（稱作易染菌層）”，成為天麻無性繁殖階段，為木棒培養的菌絲繼續侵入種麻的通道，是天麻整個無性繁殖階段的營養來源。并先后在《植物學報》、《菌物系統》、《中國醫學科學院學報》上發表《天麻營繁莖被蜜環菌侵染過程中細胞結構變化的研究》、《天麻營養繁殖莖及其抑菌功能》、《天麻種子/原球莖和營養繁殖莖被菌根真菌定植后的細胞功能分化》等數篇論文。張維經、董兆彬等1977年在《西北大學學報》刊發《天麻與蜜環菌的關系概述》，后又在《植物學報》、《西北植物學報》等刊物發表《天麻與蜜環菌的關系》、《天麻球莖不同部位的細胞對蜜環菌侵染的反應》、《蜜環菌與其真菌營養》等論文，認為“天麻—蜜環菌—綠色植物”三者之間是一種二重寄生現象。天麻應屬于真菌營養性的寄生植物。周鉉繼1973在《中草藥通訊》上發表《食菌植物天麻栽培探索》之后，在《天麻形態學》一書中認為蜜環菌與天麻是一種寄生與反寄生的關系。此外，楊滌清、蔡義榮等的研究都支持天麻與蜜環菌共生的觀點。在天麻形態學研究方面，中國科學院昆明植物研究所作了大量的觀察與研究，在《植物學報》、《云南植物研究》等刊物上，周鉉、楊興華、梁漢興、劉成運等人發表了《天麻生活史》、《天麻花的發育研究》、《天麻果實的發育》等10余篇論文，特別是1987年周鉉等出版的《天麻形態學》專著，在總結其20世紀80年代所進行研究工作的基礎上，較系統地闡述了有關天麻形態學方面的研究和觀察結果。莊毅等1983年發表《天麻的第二營養來源》，報道了他們利用示蹤原子追蹤測試，證明天麻除消化侵入的蜜環菌為其主要營養外，在其生長過程中可以皮層滲入土壤中一些營養物質，也即第二營養源。

2 天麻栽培技術的推廣應用

50余年來，筆者一直采用試驗與推廣相結合的研究方法，曾先后在陜西、河南、湖南、山東、山西、四川、貴州等省天麻主要產區舉辦培訓班300余期，有3萬多人次參加了學習，使天麻栽培技術在全國得以普及，“天麻種子與紫萁小姑等萌發菌伴播技術推廣研究”（推廣應用項目）1994年獲得衛生部科技進步二等獎，1993年出版的《中國天麻栽培學》是筆者近40年天麻研究的總結，該著作1999年獲得國家中醫藥局中醫藥基礎研究二等獎。陜西省略陽縣從1997年開始推廣天麻純菌種伴播技術，至1999年全縣播種5.2萬穴，翻窩總數達58萬穴，產值2088萬元；2000年產值達5000萬元，按全縣人口平均每人增收300元。2001年藥植所與略陽合作的研究項目“天麻種子與真菌共生萌發及生長機理和純菌種伴播技術研究與應用”獲得國家科技進步二等獎。

3 對發展天麻生產的建議

3.1 提高單產，適當控制種植面積 過去由于信息閉塞，歷史上我國中藥種植面積，一直限定在某些習慣種植的區域內，市場供應量和價格完全由產區收獲豐欠情況所左右。新中國建立后，市場信息交流暢通，尤其是改革開放后，市場的需求量對價格起到了主導作用，解決了困惑多年一些短缺藥材斷線供應的難題，緩解和滿足了醫療對中藥日益增長的需求。但同時也出現盲目發展，“多了砍、少了趕”的局面，影響藥農經濟收入的穩定性，也導致各地野生天麻資源遭到嚴重破壞，市場供應斷線。自20世紀60年代中期人工栽培天麻試驗成功，20世紀70年代初在陜西漢中地區各縣逐漸推廣生產，1976年在全國中藥材平衡會上，漢中向大會提供675千克天麻，引起轟動，結束了天麻無貨供應的歷史。在1978年商業部在漢中地區召開的天麻生產現場會上，人工栽培技術從漢中逐漸推廣于全國天麻主產區，滿足了醫療用藥，并可大量出口。近30年來，天麻供應出現3次起伏。從20世紀70年代起步開始，到1980年全國收購栽培天麻152噸，1985年種植面積達1.9萬畝（1畝≈667平方米，下同），產量600噸，收購570噸，解決了多年天麻緊缺的矛盾，供需基本平衡，達到第一個生產高峰。1～4等級天麻的價格由每千克24元到12元不等。由于栽培技術的提高，各地生產面積不斷擴大，天麻市場供大于求，價格下跌，影響了藥農種植的積極性，產量下降，1988—1990年的年產量分別為430噸、370噸、200噸，但3年銷售量分別為560噸、400噸、300噸，消耗了往年的庫存，市場供應趨緊，價格上揚，1990年每千克突破百元大關，后又猛漲到200元左右。由于受市場價格升高的刺激，從1991年逐漸恢復生產，到1993年種植面積2.95萬畝，產量猛增至1567噸，1995年達到1600噸，天麻生產出現第二個高峰，而價格卻由每千克180元一路下滑至60～70元，到1996年種植面積縮小。1997年天麻生產才逐漸恢復，目前全國種植面積擴大發展很快，市場貨源充足，價格回落，逐漸轉入第三個發展高潮后的低谷。但隨著我國加入 WTO，人們對自然平衡的迫切要求，世界對中醫中藥的認可，特別是天麻向保健食品開拓的美好前景，促使市場對天麻的需求量也逐年增長。目前生產中存在許多問題，如盲目擴大種植面積，不注重栽培質量，廣種薄收，產量參差不齊，高產者每平方米可達 10余千克，低產者空穴無收，浪費了森林資源和資金、勞力的投入，給麻農經濟上帶來損失，尤其一些虛假不實的廣告，宣傳四季可種植天麻，投資360元、百日可獲利5000元等，用不可能達到的經濟效益誤導熱心種植戶等等。因此，應大力宣傳科學的種植技術，加強田間管理，適當控制種植面積，提高單位面積產量，保護森林資源和生態環境。

3.2 拓寬天麻藥用途徑，大力開發保健食品市場 天麻是主產于我國的名貴常用中藥，入藥歷史久，用途廣、需求量大、無副作用，深受患者的歡迎。目前我國中西醫臨床上，天麻主要用于治療驚風抽搐、肢體麻木、手足不遂、頭痛眩暈綜合癥、血管痙攣及高血壓等病癥。日本學者山本孝子 1988年報道臨床上用天麻治療老年性癡呆病人11例，有效率達到81.8%。我國以D-半乳糖形成亞急性衰老的小鼠模型試驗，結果口服天麻有改善記憶、抗衰老的效果。臺灣中國醫學院中國醫藥研究所的實驗發現，天麻可減輕學習記憶障礙，除可保健養身外，還可預防或治療老年癡呆癥。臺灣中醫學院校長謝陽村與中醫所博士吳啟瑞研究表明：天麻除克服記憶障礙外，在治療老年性癡呆癥方面也有功效，傳統中醫藥典已證實天麻主“語多恍惚、多驚失志”（指的即為老人說話顛三倒四的癥狀）。進一步深入研究天麻對治療老年性癡呆的效果，擴大天麻的新用途，是非常必要的。

目前全國大約有百余廠家用天麻為原料藥，生產藥品和保健食品，天麻已明確可進入保健食品市場，《圖經本草》、《本草綱目》記載“嵩山，衡山人，或取生者蜜煎作果實，甚珍之。”因此，拓寬其保健用途，開發天麻新產品，對促進人體健康、豐富醫藥與保健品市場，以及擴大天麻種植產業都有重要的意義。

3.3 研究和探索伴栽天麻樹種的種類，人工營造速生樹種，保護自然生態平衡 天麻無性繁殖，需砍伐殼斗科、樺木科一些樹種培養菌材伴栽。這些樹種生長速度慢，還林時間長，不利于保護森林資源和自然生態平衡，也與退耕還林的禁伐國策相悖。有報道稱“以草代木栽天麻”，但還只是在設想和試驗階段。因此，選擇和營造速生的灌木林伴栽天麻，是解決上述問題的可行之道。

3.4 大力開展協作 加強團結，經常互相交流研究心得和經驗，使天麻科研和生產取得更輝煌的成果，為我國醫藥事業作出更大的貢獻。