苧麻水培技術及綜合利用研究進展

劉 來,余 勇,王 東

(1.四川省達州市經濟作物技術推廣站,四川 達州 635000;2.四川省農業科學院園藝研究所，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]，是重要的經濟作物。我國種植苧麻歷史悠久，主要產自南方的長江流域麻區(四川、湖南、湖北等省)，據統計，2018年底達州市苧麻種植面積1.67萬hm2，約占全國的50%左右，是全國最大的苧麻主產區和交易中心。苧麻是我國重要的纖維作物，其纖維細長、堅韌、質地輕、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]。

傳統的苧麻繁殖方式及種植模式不僅導致苧麻種苗成本昂貴，更無法適應機械化、規?；a的要求。為此加強苧麻水培工廠化育苗技術研究，對實現苧麻育苗專業化、標準化和規?；a具有重要意義。同時隨著苧麻在現代紡織、優質飼草、環境污染和土壤修復等方面的作用日益突出，因此加強苧麻綜合利用，提高苧麻的利用值，是苧麻產業發展的有效路徑。

1 苧麻自動化水培技術

隨著農業技術的不斷發展，水培技術越來越成熟，由于其具有生長快、產量高、品質好、易于自動化管理、節省勞動力等優點，已經廣泛應用于花卉、蔬菜的生產和植物抗逆研究等領域。目前苧麻的水培工廠化育苗技術(苧麻嫩梢水培育苗技術參數優化)逐漸形成體系，規模化水培種植苧麻技術基本成型。對苧麻進行規?；?、水培種植、分級采收麻葉、麻皮、秸稈以及麻根等已逐步實現。

據報道[3]，苧麻地上莖生長最適的溫度為15～32℃，9℃以下停止生長。實際上苧麻的規模化水培適合在通風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(DFT)進行水培。整個培養過程共需添加9mmol/L氮素營養液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展

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

張茜等[6]經果膠酶活力、木聚糖酶活力和膠質去除率測定，篩選出 6 株細菌重新組合，得到一個穩定的脫膠復合菌系 JHY。張秀[7]在B.subtilis7-3-3中成功的表達了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度和柔軟性，電鏡掃描也發現纖維表面光滑、分散度高。熊偉等[8]總結過去苧麻脫膠歷史，提出濕原麻青貯脫膠技術。該技術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酵過程中對苧麻原麻進行脫膠。青貯脫膠操作簡單，工業化設計容易，技術簡潔易操作。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 水培苧麻麻骨的應用研究

水培法生產的麻骨粉具有產量豐富，質量輕便，價格低廉，營養價值高等優點廣泛應用于食用菌的生產?；谒喾óa生的麻，經過機械統一收割，用脫骨機分離后，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培養蛋白含量高、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，有利于改善培養料的結構，改善通氣性，促進菌絲生長，且麻骨粉豐富了培養料的營養，有利于出菇，提高產量。

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的氨基、羧基、羥基、醚基、酯基等多種官能團，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，對不同重金屬的吸附量不同。

3.2 水培苧麻麻根的應用研究

苧麻的藥用部位主要在麻根，麻根具有較高的醫療保健和藥用開發價值，加強苧麻麻根的藥用價值開發是提高苧麻經濟附加值的重要途徑。通過水培方式培育的苧麻麻根較干凈，產量高，有效藥用成分含量高，容易獲取，不含重金屬等優點，有利于苧麻中藥材的制備。邵立軍利用理化性質和波譜技術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，有機酸等[11]。經研究[12]發現，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，苧麻強有力的生物化學基礎還使它成為治療Ⅱ型糖尿病、癌癥以及神經退化性疾病[13]的一種好藥材。因此，深層次開發苧麻麻根，對于促進中藥材的合理利用、發展社會經濟具有重要現實意義。

3.3 水培苧麻麻葉的應用研究

我國南方地區優質飼草短缺已嚴重影響畜牧業發展，開發新型優質的飼草資源成為必然趨勢。經過多年試驗論證，水培苧麻具有生長較快，生物學產量高，嫩莖和葉營養豐富，抗菌性強，粗蛋白質含量高，氨基酸含量全面等特點。早在19世紀50年代，國外就已經開始用麻葉作畜禽飼料。苧麻麻葉可與苜蓿媲美，是一種優質的青貯飼料。苧麻的營養水平較高，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，利用厭氧菌發酵，可得到品質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營養因子，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%)的精料補充料可提高肉牛的生長性能[14]。

苧麻葉除當作飼料應用于畜牧養殖領域，還可以用于其他領域，提高經濟價值。研究[15]發現苧麻葉的疏水親油性強于一般植物，能平均吸收6.8倍自身重量的機油，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，具有很大的應用市場。

4 結論

規模化苧麻水培技術是無土栽培自身的優勢和特色經濟作物的結合，同時也是傳統手工農業與現代科技農業的結合，因此自動化無土栽培應用于苧麻種植生產將是未來發展的新方向，同時有助于提高苧麻的采收及綜合利用。目前提高苧麻產業發展的有效途徑就是要加快苧麻水培技術體系在大規模生產上的應用，提高分子生物技術在苧麻脫膠技術上的應用和加快苧麻骨、根、葉加工開發，提升附加值。