菟丝子(Cuscutachinensis Lam.)是旋花科菟丝子属的一种寄生植物,广泛分布于亚洲多个国家,早在《神农本草经》中就有记载,菟丝子具有滋补肝肾、固精缩尿、安胎、明目、止泻等功效。
植物学史
菟丝子的历史悠久,与人类的医药、文化有着紧密的联系。菟丝子学名“Cuscuta chinensis Lam.”,其中“Cuscuta”是菟丝子属的拉丁学名,而种加词“chinensis”意为“中国的”,指这种植物在中国的广泛分布。Lam.是植物学家Jean-Baptiste Lamarck的缩写,他是第一位描述这种植物的科学家。
菟丝子在中国古代医药文献中有广泛记载,始载于《神农本草经》, 列为上品, 为常用中药。菟丝子其性甘温, 具有滋补肝肾, 固精缩尿, 安胎, 明目, 止泻的功效。用于阳痿遗精, 尿有余沥, 遗尿尿频, 腰膝酸软, 目昏耳鸣, 肾虚胎漏, 胎动不安, 脾肾虚泻等症。
在植物分类学的发展中,菟丝子的分类地位经历了多次变化。人们最初根据其形态特征进行分类。随着分子生物学的发展,通过DNA分析对菟丝子进行了更为精确的分类,现属于旋花科菟丝子属。
形态特征
菟丝子是一种纤细的寄生植物,其茎径大约1毫米,缺乏叶绿素,通过缠绕在宿主植物上并通过吸器穿透宿主表皮来吸取养分。
其花序侧生,少花至多花密集成聚伞状伞团花序,无梗,苞片及小苞片形态成鳞片状(反映了菟丝子对光合作用依赖度低的特点)。花梗短,仅长约1毫米,花萼杯状,自中部以上分裂成三角状裂片,长约1.5毫米。花冠呈白色,壶形,长约3毫米,其三角状卵形的裂片先端反折,雄蕊则生于花冠喉部,带有边缘流苏状的长圆形鳞片,伸至雄蕊基部。
花柱有两个,长度可能等长或不等,顶端为球形柱头。
菟丝子的果实是球形蒴果,直径大约3毫米,由宿存花冠全包裹,并最终周裂以释放种子。种子通常有2到4个,卵圆形,淡褐色,长约1毫米,表面粗糙。菟丝子这一系列形态特征都高度适应了其寄生的生活方式。
产地生境
菟丝子的分布跨越亚洲多个国家,从伊朗、阿富汗向东至日本、朝鲜,再向南至斯里兰卡、马达加斯加,甚至澳大利亚,分布范围涵盖了从温带到热带的不同气候区域。
在中国,菟丝子的分布遍及东北的黑龙江、吉林、辽宁,北方的河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、内蒙古,西部的新疆,以及东部和南部的山东、江苏、安徽、河南、浙江、福建,还有西南的四川、云南等省份。菟丝子能够适应中国大部分地区的环境条件,从寒冷的北方到温暖湿润的南方,以及高海拔地区。
菟丝子常见于田边、山坡阳处、路边灌丛或海边沙丘等环境,这些生境一般具有一定的湿度和阳光,有利于菟丝子生长。它们常寄生在豆科、菊科、蒺藜科等植物,这种多样性的宿主选择让菟丝子能够在不同的生态系统中生存和繁衍。菟丝子在海拔200至3000米的范围内均有分布,能够适应从较低海拔的温暖环境到较高海拔的寒冷环境。在高海拔地区,菟丝子能够寄生于能够适应恶劣环境的植物上,从而保证其生存和繁衍。
生长习性
菟丝子特别喜好高温湿润的气候,对土壤要求不严,具有强大的环境适应性。菟丝子通过其细长、缠绕的茎附着在宿主植物上,并在接触点形成吸根,伸入宿主的组织内部,直接吸取养分和水分。这些吸根部分组织会分化为导管和筛管,与寄主的相应组织相连,从而实现养分的有效吸收。
由于其生长快速且能在多种环境中繁殖,菟丝子在一些地区被视为农业害草。它的繁殖能力非常强,能产生大量种子,这些种子可以通过风、水、动物等方式传播,使菟丝子能够快速扩散到新的地区。一旦幼苗找到合适的宿主,就会迅速缠绕生长,形成大量的缠绕茎,覆盖宿主植物。菟丝子的这些特性要求农业生产中必须采取有效的管理和防控措施,如轮作、深翻土壤、及时清除寄生植物,以及使用生物防治方法,以减少其对作物的负面影响。
繁殖方法
菟丝通过种子繁殖和传播。其种子成熟后落入土壤,经过冬季的休眠后,到了次年3月至6月的温暖湿润季节,适宜的温度和湿度会促使种子萌发。
幼苗的胚根会伸入土壤,而胚芽则会伸出土面,开始形成丝状的菟丝子,这种繁殖方式使得菟丝子能够在适宜的环境条件下快速生长并寄生于其他植物,获取所需的营养。
栽培技术
菟丝子喜阳光充足的环境和高温湿润的气候, 对土壤要求不严, 一般寄主植物适宜生长的环境均能适应其生长。栽培菟丝子首先要选寄主植物, 生产中选择菟丝子寄主植物常遵循以下原则: (1) 分布范围广, 对土壤、气候等适应性强; (2) 栽培技术简单、病虫害少、成本低廉; (3) 便于采收。近年来, 我国各地栽培菟丝子主要用大豆、胡麻、旱柳、垂柳等作寄主植物。其中, 旱柳耐旱、耐寒、耐瘠薄、耐盐碱, 萌芽力强, 根系发达, 病虫害少, 栽培技术简单, 管理粗放, 成活率高, 一次栽植后可多年栽培菟丝子。菟丝子收获后, 旱柳藤条还可用于艺术编织等。所以, 以旱柳作寄主栽培菟丝子, 取材方便、成本低、效益高。
培育寄主植物
旱柳, 俗称柳树。杨柳科落叶乔木, 原产中国, 主要分布在东北、西北、华北、华中、江苏、安徽、四川等地, 现全国各地均有栽培, 主要用扦插法进行繁殖。
平茬整地
翌年春天土壤未解冻前, 将旱柳苗木贴地面全部剪除 (平茬) , 同时清除地面杂草及落叶。待土壤解冻后, 翻耕行间地, 结合翻地适量施肥。一般每1 hm2施农家肥8000~15000 kg, 尿素50~60 kg、硫酸钾15~20 kg、过磷酸钙150~200 kg。
播种
5月中、下旬, 当旱柳新生苗长高至30 cm左右时, 在行间地顺旱柳撒播菟丝子, 播种深度2~3cm,以地表不见种子为宜, 播后压平地面。用种量每1hm2为20~25 kg。
田间管理
播种后及时清除杂草, 以防与旱柳争夺土壤养分、水分, 并防止病虫害的危害等。天气干旱时要适当浇水, 保持土壤湿度。6月中旬结合浇水或在下雨天施尿素 (300 kg/1 hm2) 、过磷酸钙 (450 kg/1hm2) 等追肥一次。
采收
菟丝子生活史90~110d, 开花到果实成熟约20~25 d, 菟丝子的花期不统一, 种子成熟时间也不一致, 种子的采收可分多次进行。8~9月, 每10 d可采收种子一次。菟丝子的茎具有极强生命力, 任何部位的断裂都不会影响其他部分的生长。所以, 茎和花可根据需要随时在菟丝子分布比较密集处采收。尤其是深秋, 由于气温降低, 所开花基本不结种子, 此时可集中大量采收茎和花。
主要价值
药用价值
菟丝子是临床常用的滋补中药,在《神农本草经》中归为上品,言其“味辛性平,主续绝伤、补不足、益气力、肥健人、汁去面,久服明目、轻身、延年”。《中华人民共和国药典》于1995年将其收录,临床上用于改善性功能、防治心血管疾病、治疗骨质疏松、预防衰老等。
菟丝子的干燥成熟种子,具有补肾固精、明目安胎等功效,其主要化学成分包括黄酮类、酚酸类、生物碱类、脂肪酸类、甾体类和木质素类化合物等。其中黄酮类化合物包括山奈酚、槲皮素、金丝桃苷、芦丁、异沙梅素和紫云英甙等,黄酮类为其主要有效成分。
早在2000多年前, 我国人民已了解菟丝子的药用价值,现代医学也证明, 菟丝子主要化学成分在代谢调节、免疫调节、抗氧化、抗衰老、改善生殖系统功能、促进骨细胞活性、调节内分泌系统功能、降血压、护肝、明目等方面具有重要作用。目前菟丝子广泛运用于防病治病和养生、美容等, 有较高的开发利用价值, 市场前景广阔。
生态价值
自然界中,菟丝子常常能够同时寄生在多个邻近的寄主上,从而将不同的寄主连接起来,这种连接方式也具有一定的生态意义。2017年,中国科学院昆明植物研究所吴建强课题组与马普化学生态学研究所Ian T. Baldwin教授合作,首次提出了“菟丝子及其连接的不同寄主形成微群落”这一崭新概念,并且发现在这种微群落中,菟丝子通过将寄主植物连接在一起,借助维管系统可以在不同寄主植物间传递有生态学效应的抗虫系统性信号,从而帮助寄主进行抗虫响应,后续的研究发现菟丝子能传递的信号不仅限于抗虫系统性信号,还包括盐胁迫产生的系统性信号,以及氮系统性信号等等。这些信号的传递在菟丝子的不同寄主间建立起了抗虫、抗盐、抗氮胁迫的“防御联盟”,暗示菟丝子不仅仅是危害寄主的寄生植物,其本身也具有一定的生态价值。
物种危害
菟丝子寄生在其他植物上,通过吸取宿主植物的汁液来获取养分,会导致宿主植物的生长发育受到严重影响,造成宿主植物的减产甚至死亡。
菟丝子广泛寄生于许多经济作物,如小麦、玉米、棉花等,给农民造成严重的经济损失。它们不仅影响农作物的产量,还增加了农业生产的成本,包括人工清除和使用化学防治的费用。
菟丝子的繁殖力强,其茎干蔓延范围大,在生长期间蔓延很快。1株菟丝子寄生后开花结果产生的种子数量可达上万粒。菟丝子在自然界中可以靠风力、种子随土壤、灌溉水、肥料、人类活动以及鸟类传播侵入,在民间也可作为一类中药应用,未处理过的菟丝子易被人们随意采摘、随手乱扔而造成传播。
菟丝子的植物体没有叶片无法进行光合作用,其生长及繁殖期均需要通过其藤茎攀附在寄主体表,接触寄主的部分部位藤茎变态生长出特化的吸盘伸出尖刺,刺入寄主吸取寄主自体合成和外界吸收的养分,从而影响寄主的营养物质合成及运输。
菟丝子藤蔓覆盖寄主树冠能达到80%以上,严重影响寄主的光合作用,吸收土壤中及寄主体内大量的水分及养分,降低寄主植物树势和抗寒能力。寄主受到菟丝子缠绕、攀援及覆盖后,枝干及树冠会由于寄生面积的扩大导致其变形,严重时可能导致寄主死亡。
防治方法
菟丝子一旦萌发,在适宜条件下生长能力极强,故应早发现早摘除,及时处理残枝避免二次发生,且对于越冬来源也应提前做好准备处理,检疫也是重要一关,针对已经大面积暴发的菟丝子还是应采用化学防治手段。
植物检疫
菟丝子是《中华人民共和国进境植物检疫病、虫、杂草录》规定中的二类检疫性杂草。在植物检疫方面要对于种子和苗木调运进行严格把关,尤其针对于菟丝子高发的地区,要严格进行检疫。菟丝子种子较小,有光泽,呈褐色,易与其他作物种子区分;生长期的菟丝子茎干纤细丝状易折断,折断部位遇适宜条件又能继续生长,若检疫苗木时发现应及时处理。
物理措施
菟丝子一般是成片生长,故在野外或园林绿地中辨识度高,管理过程中及时巡查,早发现早防治。定期对园区进行巡查防治,发现及时上报,发生面积较小时可以采取人工摘除的方式,为减少枝干后续被寄生,可能残留的寄主也要一并剪除;对于园林绿地中萌生能力强的名贵树木,被菟丝子寄生后,可以对受害的林木进行修枝或截冠,将寄生部位的枝叶与菟丝子一同截除;其寄主所对应生长的土壤也应进行处理,避免残留菟丝子继续萌发危害。
处理寄主上所寄生的菟丝子植物体后,收集起来的菟丝子和被寄生残枝需进行深埋或焚烧处理,若在光照度高的地方,可将菟丝子的残枝用暴晒方式处理。去除菟丝子后,对曾发生寄生的区域定期复查,周围区域同时也应进行定期排查以免寄生,菟丝子种子的休眠期相对较长,通过物理摘除方法需要重复进行2~3年才能彻底消除菟丝子。
化学防治
在菟丝子萌发前使用33%二甲戊灵乳油兑水喷雾,起到一定的封闭效果。在菟丝子生长期,有试验曾用大葱专用除草剂防治树莓上的菟丝子,药后30 d防治效果可达88.4%,但会对寄主植物造成轻度药害。另外,用仲丁灵防治树莓上的菟丝子,其防治效果达到50%,但仍会产生轻度药害;苜蓿田中的菟丝子可用仲丁灵进行防除;20%氯氟吡氧乙酸乳油对菟丝子也有一定的防治效果。在菟丝子生长盛期可施用6%草甘膦水剂,在菟丝子开花前10 d喷雾1次,2次为宜。
有试验使用10%双草醚悬浮剂(SC)56 mg/L和5%咪唑乙烟酸134 mg/L防治黄金榕上的金灯藤,结果显示防效较好,药害轻,然而同样浓度的药剂施用在中国菟丝子上,其防效只有30.71%。41%草甘膦异丙胺盐水剂、74.7%草甘膦胺盐可溶性粒剂、43%草甘膦钾盐水剂对日本菟丝子有一定的防除效果,但均易对寄主植物产生一定程度的药害,需经过试验示范后谨慎使用。
对于一些普通喷药装置难以喷到的地方,如边坡区域或大型乔木,可以使用无人机进行药剂飞防工作。有数据显示,无人机可精准喷洒药剂,农药用量可节约50%,用水量可节约90%。在使用化学药剂的同时要注意菟丝子寄主的生长情况,寄主若为新叶萌发或开花结果期应注意用药剂量,避免对寄主产生药害,从而影响其正常生长。
生物防治
现对于菟丝子采用最多的生物菌剂是鲁保一号,其孢子含量为3000万/mL,该菌剂采用的菌株为尖孢炭疽菌菟丝子专化型,可以从菟丝子茎与吸器的部位入侵,形成深褐色病斑。常用 4 g/m2鲁保一号粉剂在无风的傍晚或阴天进行施药,隔7d施1次,连续施药2~3次,施药前适当隔断菟丝子茎能使其对药剂进行高效的吸收,在用药过程中尽量避免施用其他药剂,但生物防治效果与化学防治相比会受环境等条件的限制。