本发明属于姜黄栽培技术领域，具体涉及一种提高姜黄药材质量的栽培方法。
背景技术：
姜黄属植物为姜科多年生宿根草本植物植物。全世界姜黄属植物约有60多种，其分布较为广泛，主要分布于印度、缅甸、巴基斯坦、尼泊尔等东南亚国家和澳大利亚等热带和亚热带地区。我国姜黄属植物大约20个分布群，包括种、亚种、变种、栽培变种，产区从我国东南部到西南部。主要分布在浙江、江苏、福建、四川、广东、广西、云南等省区，其姜黄分布种类较多、蕴藏量较大。
姜黄属植物为传统的植物药用途广泛，药用价值也很早就被开发出来，具有悠久的历史。中国、印度、泰国等地的传统医学将姜黄应用于多个方面。现代研究表明，其药理活性主要为抗氧化、抗肿瘤、治疗II型糖尿病、抑制血栓形成、治疗抑郁症、清除自由基、抗微生物以及对消化系统等多方面药理作用。临床可用于治疗癌症，降血脂，保肝利胆，近年来姜黄属植物已成为国内外的研究热点，涉及的研究领域也越来越广泛。
姜黄组培快繁技术已获得成功，但试管苗生产缓慢，有效成分含量低。目前生产上还是以姜黄根状茎进行播种，使得姜黄的规模化高效优质生产受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种提高姜黄药材质量的栽培方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种提高姜黄药材质量的栽培方法，在姜黄组培苗筛苗和露地定植2个阶段进行接种菌根真菌菌剂，具体包括如下步骤：
(1)制备菌根真菌菌剂：将菌根真菌接种于种植于栽培基质中的寄主植物红车轴草的幼苗，培养2.5～3.5个月后，将红车轴草的植株地上部分剪去，待栽培基质风干后，将植株根系剪成0.8～1.2cm的小段，将根系和栽培基质均匀混合，即为菌根真菌菌剂，其中包括菌根真菌孢子、孢子果、菌丝体或菌根根段和栽培基质的混合物，上述栽培基质为泥炭土∶蛭石＝3～4∶1或泥炭土∶珍珠岩＝3～4∶1；
(2)获得姜黄组培苗；
(3)对上述姜黄组培苗进行筛苗，获得姜黄幼苗；
(4)对姜黄幼苗进行露地定植；
上述姜黄为姜黄Curcuma longa L、狭叶姜黄Curcuma angustifolia Roxb.、白顶姜黄Curcuma albicoma、莪术Curcuma aeruginosa、广西莪术C.kwangsiensis S.G.Lee et C.F.Liang、郁金Curcuma aromatica Salisb、川郁金Curcuma sichuanensis；上述菌根真菌为地表球囊霉Glomus versiforme和/或摩西球囊霉Glomus mosseae。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)为：以姜黄根状茎为外植体，进行腋芽诱导、不定芽增殖和壮苗生根，获得姜黄组培苗，其中，腋芽诱导所用的培养基为MS+6-BA 2.5mg/L+NAA 0.2mg/L，不定芽增殖所用的培养基为MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+TDZ 0.05mg/L，壮苗生根所用的培养基为1/2MS+6-BA 0.1mg/L+NAA 0.5mg/L。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)为：将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株并装有所述栽培基质；种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，放入姜黄组培苗，再加入剩余孔穴体积的菌剂基质，确保姜黄组培苗的根系表面覆盖菌剂基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗，上述菌剂基质由上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂组成，其中上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂的重量比为15～20∶1。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)为：将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株并装有所述栽培基质；种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，接着在栽培基质表面均匀撒入所述菌根真菌菌剂10～15g，然后放入姜黄组培苗，确保根系充分接触菌根剂，最后再加入剩余孔穴体积的栽培基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)为：根据姜黄种植株行距，挖好种植穴，种植穴直径14～16cm，深度9～12cm；种植时先在种植穴的底部放入2～3cm厚的菌剂复合基质，取步骤(3)获得的姜黄幼苗和所述栽培基质一起移入种植穴中，用种植穴中的菌剂复合基质固定姜黄幼苗根部，最后回填表土；菌剂复合基质为所述菌根真菌菌剂和复合基质组成，其中菌根真菌菌剂与复合基质的重量比为1∶15～20，复合基质由草炭和蛭石组成，其中草炭和蛭石的重量比为1～2∶1。
本发明的有益效果是：
1、本发明中在姜黄幼苗根系接种菌根真菌菌剂，形成菌根共生体。菌丝扩大根系的吸收面积，提高根系对营养元素的吸收利用效率；菌根真菌分泌一些生长物质刺激根系的生长发育，增加不定根和侧根数量，从而增强姜黄根系活力。这有利于提高叶绿素含量，净光合速率增加，促进可溶性糖和蛋白质光合产物的累积，从而实现姜黄产量的提高。
2、本发明中菌根真菌与姜黄根系共生体，提高抗氧化酶活性，清除活性氧自由基，保护细胞膜渗透作用和结构稳定性，提高姜黄的抗逆性；菌根真菌能够激活水杨酸等信号物质，增强姜黄素生物合成途径关键酶苯丙氨酸解氨酶和姜黄素合成酶等活性，促进姜黄素类化合物等次生代谢产物的积累，增加姜黄药材的有效成分含量。
2、本发明栽培方法简单，易于大面积推广，生产效益显著，表现出良好的发展前景。本发明为中药材的科学种植和中药材生产的安全性提供理论依据，从而促进中药种植产业的可持续发展。
附图说明
图1为本发明中菌根真菌侵染姜黄根系的显微结构图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
下述实施例中，姜黄为姜黄Curcuma longa L、狭叶姜黄Curcuma angustifolia Roxb.、白顶姜黄Curcuma albicoma、莪术Curcuma aeruginosa、广西莪术C.kwangsiensis S.G.Lee et C.F.Liang、郁金Curcuma aromatica Salisb、川郁金Curcuma sichuanensi。
实施例1
一种提高姜黄药材质量的栽培方法，在姜黄组培苗筛苗和露地定植2个阶段进行接种菌根真菌菌剂，具体包括如下步骤：
(1)制备菌根真菌菌剂：将地表球囊霉(Glomus versiforme)接种于寄主植物红车轴草幼苗(种植于栽培基质中)，培养3个月后，将植株地上部分剪去，栽培基质风干后，将植株根系剪成0.8～1.2cm的小段，将根系和栽培基质均匀混合，即为菌根真菌菌剂，其中包括菌根真菌孢子、孢子果、菌丝体或菌根根段和栽培基质的混合物，栽培基质为泥炭土∶蛭石＝3～4∶1或泥炭土∶珍珠岩＝3～4∶1；
(2)获得姜黄组培苗：以姜黄根状茎为外植体，进行腋芽诱导、不定芽增殖和壮苗生根，获得姜黄组培苗，其中，腋芽诱导所用的培养基为MS+6-BA 2.5mg/L+NAA 0.2mg/L，不定芽增殖所用的培养基为MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+TDZ 0.05mg/L，壮苗生根所用的培养基为1/2MS+6-BA 0.1mg/L+NAA 0.5mg/L；
(3)对上述姜黄组培苗进行筛苗，获得姜黄幼苗：将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株；种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，放入姜黄组培苗，再加入剩余孔穴体积的菌剂基质，确保姜黄组培苗的根系表面覆盖菌剂基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗，上述菌剂基质由上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂组成，其中上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂的重量比为15～20∶1；或将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株；种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，接着在栽培基质表面均匀撒入所述菌根真菌菌剂10g，然后放入姜黄组培苗，确保根系充分接触菌根剂，最后再加入剩余孔穴体积的栽培基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗；
(4)对姜黄幼苗进行露地定植：根据姜黄种植株行距，挖好种植穴，种植穴直径14～16cm，深度9～12cm；种植时先在种植穴的底部放入2～3cm厚的菌剂复合基质，取步骤(3)获得的姜黄幼苗和栽培基质一起移入种植穴中，用种植穴中的菌剂复合基质固定姜黄幼苗根部，最后回填表土；菌剂复合基质为所述菌根真菌菌剂和复合基质组成，其中菌根真菌菌剂与复合基质的重量比为1∶20，复合基质由草炭和蛭石组成，其中草炭和蛭石的重量比为1～2∶1；姜黄生长期间根据土壤肥力进行常规施肥管理，同时进行水分、杂草、病株及虫害等常规田间管理。
实施例2
一种提高姜黄药材质量的栽培方法，在姜黄组培苗筛苗和露地定植2个阶段进行接种菌根真菌菌剂，具体包括如下步骤：
(1)制备菌根真菌菌剂：将摩西球囊霉(Glomus mosseae)接种于寄主植物红车轴草幼苗(种植于栽培基质中)，培养3个月后，将植株地上部分剪去，栽培基质风干后，将植株根系剪成0.8～1.2cm的小段，将根系和栽培基质均匀混合，即为菌根真菌菌剂，其中包括菌根真菌孢子、孢子果、菌丝体或菌根根段和栽培基质的混合物，栽培基质为泥炭土∶蛭石＝3～4∶1或泥炭土∶珍珠岩＝3～4∶1；
(2)获得姜黄组培苗：以姜黄根状茎为外植体，进行腋芽诱导、不定芽增殖和壮苗生根，获得姜黄组培苗，其中，腋芽诱导所用的培养基为MS+6-BA 2.5mg/L+NAA 0.2mg/L，不定芽增殖所用的培养基为MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+TDZ 0.05mg/L，壮苗生根所用的培养基为1/2MS+6-BA 0.1mg/L+NAA 0.5mg/L；
(3)对上述姜黄组培苗进行筛苗，获得姜黄幼苗：将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株，种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，放入姜黄组培苗，再加入剩余孔穴体积的菌剂基质，确保姜黄组培苗的根系表面覆盖菌剂基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗，上述菌剂基质由上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂组成，其中上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂的重量比为15～20∶1；或将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株；种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，接着在栽培基质表面均匀撒入所述菌根真菌菌剂15g，然后放入姜黄组培苗，确保根系充分接触菌根剂，最后再加入剩余孔穴体积的栽培基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗；
(4)对姜黄幼苗进行露地定植：根据姜黄种植株行距，挖好种植穴，种植穴直径14～16cm，深度9～12cm；种植时先在种植穴的底部放入2～3cm厚的菌剂复合基质，取步骤(3)获得的姜黄幼苗和栽培基质一起移入种植穴中，用种植穴中的菌剂复合基质固定姜黄幼苗根部，最后回填表土；菌剂复合基质为所述菌根真菌菌剂和复合基质组成，其中菌根真菌菌剂与复合基质的重量比为1∶15，复合基质由草炭和蛭石组成，其中草炭和蛭石的重量比为1～2∶1；姜黄生长期间根据土壤肥力进行常规施肥管理，同时进行水分、杂草、病株及虫害等常规田间管理。
实施例3
一种提高姜黄药材质量的栽培方法，在姜黄组培苗筛苗和露地定植2个阶段进行接种菌根真菌菌剂，具体包括如下步骤：
(1)制备菌根真菌菌剂：将地表球囊霉(Glomus versiforme)和摩西球囊霉(Glomus mosseae)分别接种于寄主植物红车轴草幼苗(种植于栽培基质中)，培养3个月后，将植株地上部分剪去，栽培基质风干后，将植株根系剪成0.8～1.2cm的小段，将根系(地表球囊霉(Glomus versiforme)和摩西球囊霉(Glomus mosseae)对应的根系按2∶3进行混匀)和栽培基质均匀混合，即为菌根真菌菌剂，其中包括菌根真菌孢子、孢子果、菌丝体或菌根根段和栽培基质的混合物，栽培基质为泥炭土∶蛭石＝3～4∶1或泥炭土∶珍珠岩＝3～4∶1；。
(2)获得姜黄组培苗：以姜黄根状茎为外植体，进行腋芽诱导、不定芽增殖和壮苗生根，获得姜黄组培苗，其中，腋芽诱导所用的培养基为MS+6-BA 2.5mg/L+NAA 0.2mg/L，不定芽增殖所用的培养基为MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+TDZ 0.05mg/L，壮苗生根所用的培养基为1/2MS+6-BA 0.1mg/L+NAA 0.5mg/L；
(3)对上述姜黄组培苗进行筛苗，获得姜黄幼苗：将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株；种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，放入姜黄组培苗，再加入剩余孔穴体积的菌剂基质，确保姜黄组培苗的根系表面覆盖菌剂基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗，上述菌剂基质由上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂组成，其中上述栽培基质和所述菌根真菌菌剂的重量比为15～20∶1；或将步骤(2)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株；孔穴中的栽培基质为泥炭土∶蛭石＝3～4∶1或泥炭土∶珍珠岩＝3～4∶1，种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，接着在栽培基质表面均匀撒入所述菌根真菌菌剂12g，然后放入姜黄组培苗，确保根系充分接触菌根剂，最后再加入剩余孔穴体积的栽培基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗；
(4)对姜黄幼苗进行露地定植：根据姜黄种植株行距，挖好种植穴，种植穴直径14～16cm，深度9～12cm；种植时先在种植穴的底部放入2～3cm厚的菌剂复合基质，取步骤(3)获得的姜黄幼苗和栽培基质一起移入种植穴中，用种植穴中的菌剂复合基质固定姜黄幼苗根部，最后回填表土；菌剂复合基质为所述菌根真菌菌剂和复合基质组成，其中菌根真菌菌剂与复合基质的重量比为1∶18，复合基质由草炭和蛭石组成，其中草炭和蛭石的重量比为1～2∶1；姜黄生长期间根据土壤肥力进行常规施肥管理，同时进行水分、杂草、病株及虫害等常规田间管理。
实施例4
(1)获得姜黄组培苗：以姜黄根状茎为外植体，进行腋芽诱导、不定芽增殖和壮苗生根，获得姜黄组培苗，其中，腋芽诱导所用的培养基为MS+6-BA 2.5mg/L+NAA 0.2mg/L，不定芽增殖所用的培养基为MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+TDZ 0.05mg/L，壮苗生根所用的培养基为1/2MS+6-BA 0.1mg/L+NAA 0.5mg/L；
(2)对上述姜黄组培苗进行筛苗，获得姜黄幼苗：将步骤(1)获得的姜黄组培苗经炼苗后种植于孔穴尺寸为上口径3cm×高3.8cm×下口径1.5cm的128孔穴盘中进行筛苗，每孔种植1株；孔穴中的栽培基质为泥炭土∶蛭石＝3～4∶1或泥炭土∶珍珠岩＝3～4∶1，种植时先在孔穴中装入55～65％孔穴体积的栽培基质，放入姜黄组培苗，再加入剩余孔穴体积的栽培基质，进行筛苗生长1～2个月，获得植株高度为15～20cm的姜黄幼苗；
(3)对姜黄幼苗进行露地定植：根据姜黄种植株行距，挖好种植穴，种植穴直径14～16cm，深度9～12cm；取步骤(2)获得的姜黄幼苗和栽培基质一起移入种植穴中，用种植穴中的复合基质固定姜黄幼苗根部，最后回填表土；复合基质由草炭和蛭石组成，其中草炭和蛭石的重量比为1～2∶1；姜黄生长期间根据土壤肥力进行常规施肥管理，同时进行水分、杂草、病株及虫害等常规田间管理。
实施例5
上述各实施例在露地定植1个月后进行根系侵染检测，10月份姜黄生长旺盛期取样进行生理指标测定，1月份姜黄采收后进行产量和品质成分分析。
结果分析：图1中菌根真菌侵染姜黄根系的显微结构图，图1中A为实施例1地表球囊霉(Gv)侵染姜黄根系的菌丝情况；图1中B为实施例2摩西球囊霉(GM)侵染姜黄根系的菌丝情况；图1中C为实施例3地表球囊霉和摩西球囊霉(GV+GM)侵染姜黄根系的菌丝情况；图1中D为没有接种菌根真菌姜黄根系的显微结构。姜黄组培苗筛苗结束时菌根侵染率98％以上，露地定植1个月后检测菌根侵染率达到100％。因此，采用2次接种菌根真菌能够高效实现姜黄根系的菌根化。
表1中实施例1、2、3姜黄苗经接种菌根真菌菌剂后的生理特性情况，表1中不同实施例各种生理特性存在显著差别，接种地表球囊霉(GV)或摩西球囊霉(GM)的生理指标显著高于没有接种菌根真菌处理；而且接种地表球囊霉和摩西球囊霉(GV+GM)混合菌剂的效果更显著。从表1可以看出，接种菌根真菌处理的叶绿素含量提高93.41～140.50％，净光合速率提高12.85～51.01％，可溶性糖含量提高43.59～82.05％，可溶性蛋白质含量提高44.19～102.33％，超氧化物气化酶活性提高46.75～59.97％，过氧化物酶活性提高73.36～143.86％。可见，接种菌根真菌提高根系活力，促进根系对营养物质的吸收，增加叶片叶绿素含量，提高叶片的光合能力，促进光合产物可溶性糖的生成；同时，接种菌根真菌有利于改善细胞膜结构，提高抗氧化酶活性，增强超氧阴离子的清除能力，降低活性氧自由基，从而提高姜黄细胞的抗逆性。
表1 菌根真菌对姜黄生理特性的影响
表2中实施例1、2、3姜黄苗经接种菌根真菌，采收后测定姜黄的产量和品质成分含量的情况。实施例1～3的产量和品质成分含量均显著提高；而且接种地表球囊霉和摩西球囊霉(GV+GM)混合菌剂的效果更显著。从表2可以看出，接种菌根真菌处理根状茎株产量提高43.47～70.40％，姜黄素含量提高43.89～182.46％，去甲氧基姜黄素含量提高32.14～67.59％，双去甲氧基姜黄素含量提高52.11～88.73％，挥发油含量提高9.58～20.51％。可见，接种菌根真菌不仅提高姜黄根状茎的产量，而且显著提高姜黄中的姜黄素类化合物和挥发油含量。因此，菌根真菌促进姜黄药材药用成分的累积，提高姜黄药材质量。
表2 菌根真菌对姜黄产量和品质的影响
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。