不同仿生栽培模式对铁皮石斛产量及品质影响
时间：2023-05-29 18:25:13 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王爱红
(广东城基生态科技股份有限公司，深圳 518019)
铁皮石斛属国内知名中药材之一，为多年生草本植物。其中蕴含多糖以及生物碱等多种物质，能起到提升个体免疫力、保肝护胆等多种临床作用[1]。在中国广西、浙江等地都存在野生铁皮石斛[2]，但因野生植株要求自然生长环境较苛刻，然而近年国内环境受到极大影响，同时各种人为因素的共同作用，导致目前野生铁皮石斛数量少之又少，甚至达到濒危状态[3]。
随着大众对生命健康的日益重视，铁皮石斛愈来愈受到大众的喜爱。目前市场流通的铁皮石斛多产自于人工栽培。铁皮石斛可通过原生态人工栽培、模拟原生态人工栽培等模式实现人工栽培[4]。随着各种高新科技的迅速提升，大棚栽培方式被广泛采用，即在温室环境中，采用松树皮等物质做栽培基质，配置专门的遮阴网、灌溉系统等，保障铁皮石斛能够长期维持在理想湿润和特定温度内生长[5]。岩石栽培模式则是仿照野生铁皮石斛的岩石生长环境，利用苔藓设置为主要生长基质，配置遮阴网及灌溉系统等，结合岩石打造出适宜铁皮石斛生长的培育环境，因此该模式主要应用在石质山区等区域[6]。活树干栽培模式，仿照野生铁皮石斛的树林生长环境，利用捆绑等方式，把铁皮石斛幼株依附在树干上，在自然条件下发育生长，这种模式主要应用在江河附近区域[7]。盆栽模式是以树皮为主要栽培基质，在栽培过程中利用花盆以及遮阴网、喷水设施等[8]。铁皮石斛栽培模式多种多样，且不同栽培模式下，铁皮石斛产量及石斛内多糖等有效物质含量差距较大。基于此，本研究采用3种不同的仿生栽培模式，希望通过比较研究这3种不同栽培模式的铁皮石斛产量与品质，优选出最佳的铁皮石斛栽培模式，为铁皮石斛高产优质栽培提供技术参考。
1.1 研究材料
供试铁皮石斛(DendrobiumofficinaleKimura et Migo)温室驯化栽培6个月的铁皮石斛幼苗，该试管苗来自于江苏同人生物科技有限公司，其种源为浙江雁荡山的野生铁皮石斛。
1.2 研究方法
本试验在深圳市大鹏科普特生态农业园区龙眼树林内进行，该龙眼树林占地面积约6 670 m2，龙眼树林内的空气湿度为60%～80%。在树林内选择3块试验区，为3个重复。每个试验区的地面杂草全部清除，并用生石灰消毒，在地面铺上黑色塑料地膜，使该环境适宜铁皮石斛生长。
本试验共设3种不同的栽培模式，分别为干树皮栽培模式、活树干栽培模式、岩石栽培模式。每重复都含3种不同的栽培模式，且同一重复内的3种栽培模式试验小区尽可能相邻相近。
活树干栽培模式：以活的龙眼树干为栽培载体，选取8棵树龄超过10年的活龙眼树干为铁皮石斛栽培载体，用黑色遮阳网把铁皮石斛幼苗捆绑在距地面1.2 m以上的树干，每棵树绑3轮，每轮间距35 cm，每轮对称绑1丛，每丛为3株铁皮石斛幼苗，该栽培模式共栽植48丛144株铁皮石斛幼苗。
干树皮栽培模式：用剥脱的松树皮为主要栽培基质，在直径35厘米、高45厘米的花盆内进行栽培。将干燥的松树皮放置在花盆内，每个花盆中铁皮石斛幼苗植株数量为2丛6株，栽24盆，该栽培模式共48丛144株。栽植后将24盆花盆放置于本试验活树杆栽培龙眼树下的地面，花盆之间间距35 cm。
岩石栽培模式：在本试验活树杆栽培龙眼树地面，用英石类岩石为栽培载体，把黏土岩放入岩石缝隙之内，苔藓为主要生长基质，创造出一个适宜铁皮石斛生长的岩石环境。将岩石基床划分成24列，每列设2丛6株铁皮石斛幼苗进行固定栽培，丛距35 cm，共栽植48丛144株铁皮石斛幼苗。
铁皮石斛幼苗于2017年4月种植，2019年12月采收。3种不同栽培模式都按铁皮石斛幼苗栽植。第1个月，每天浇水1次；
按铁皮石斛野生条件进行管理，进行观察、调查、测量、检测及统计等。
1.3 检测指标
1.3.1 生长性状和产量的测定 观察不同栽培模式的铁皮石斛的生长情况，收获前，每周观察1次。2019年12月，统计不同栽培模式铁皮石斛已存活株数，计算出不同栽培模式的铁皮石斛存活率。每个重复内，选取10丛30株铁皮石斛，分别计算各株的分糵数、测量各株的茎长茎粗、用天平测定各株的鲜重。
1.3.2 不同栽培模式的铁皮石斛多糖提取与含量测定 将2019年12月收获的铁皮石斛，按同一重复且同一栽培模式下的30株铁皮石斛混合均匀(每株的茎、叶分开，再将30株的茎混匀、30株的叶混匀)，并从中随机抽取3份检测样品，共获得茎、叶各27份样品，全部放置于温度为60 ℃的温控箱内，使其完全干燥；
对样品进行粉碎后，过100目筛；
再按30∶1的水料比将其放置在温度为90 ℃的热水中，浸提2 h,离心、抽滤，获得干燥物，添加60%乙醇，静置24 h，经过离心、干燥，最终提取出其中的多糖[9]。
1.3.3 不同栽培模式的铁皮石斛总生物碱提取与含量测定 将2019年12月收获的铁皮石斛，按同一重复且同一栽培模式下的30株铁皮石斛混合均匀(每株的茎、叶分开，再将30株的茎混匀,30株的叶混匀)，从中随机抽取3份检测样品，共获得茎、叶各27份样品，全部放置于60 ℃的温控箱内进行干燥，粉碎后过100目筛；
再在80 ℃下加95%乙醇进行提取，回流时间3 h；
完成过滤后，将滤液合并，通过减压清除其中的乙醇，利用浓度为5%的盐酸溶液进行提取，用二氯甲烷3次萃取,加入稀氨水调节pH值为10.0，最终利用氯仿3次萃取。将最终固体物放置于60 ℃的烘箱内，直至完全干燥，获得相应的生物碱提取物，利用酸碱染料比色法测定总生物碱含量[10]。
2.1 不同栽培模式的铁皮石斛成活率、分糵数及鲜产量
3种不同栽培模式，铁皮石斛幼苗生根迅速，且都具有良好的长势，植株叶片为长圆状披针形，所有叶片表面光泽，呈健康状，植株的茎秆较为健硕。图1展现了3种栽培模式所对应的植株成活率、分孽数、茎长、茎粗、单株鲜产量等生长状况指标。
图1 不同栽培模式下铁皮石斛生长性状比较Fig.1 Comparison of growth traits of Dendrobium of ficinale under different cultivation modes
根据试验结果，活树干栽培模式的铁皮石斛幼苗成活率为92%，最高；
岩石栽培模式的存活率为80%，最低。经差异显著性计算，这两种模式的存活率差异达到显著水平。
岩石栽培模式的铁皮石斛平均分孽数为4.4枝，分孽数最多；
活树干栽培模式的铁皮石斛平均分孽数为3.8，数量较小，但这两种模式分孽数之间差异不显著。茎长：经统计分析，发现不同栽培模式之间的铁皮石斛茎长差异显著，干树皮栽培模式具有最长的茎长，平均为21 cm；
岩石栽培模式茎长最短，平均仅17 cm。
干树皮栽培模式的平均茎粗为4.1 cm，茎粗最大；
岩石栽培模式的平均茎粗为3.8 cm，茎粗最细，但两者差异不显著，可见利用不同的栽培模式给铁皮石斛的茎粗带来的影响较小。
干树皮栽培模式下所获取的平均单株鲜重最大，为12 g/株；
而岩石栽培模式处于最小，为8 g/株。经差异显著性分析，不同栽培模式之间的平均单株鲜重差异显著，说明不同栽培模式的铁皮石斛产量有明显差异。
2.2 不同栽培模式铁皮石斛的含水量测定
含水量是铁皮石斛品质的重要指标之一[11]。根据各样品含水量的统计分析，发现干树皮栽培模式的铁皮石斛平均含水量为79.31%，而岩石栽培模式所培育的铁皮石斛平均含水量为72.55%；
且经差异显著性计算，差异水平达到特显著，说明不同栽培模式所生产的铁皮石斛含水量存在明显差异。详细见图2。
图2 不同栽培方式铁皮石斛含水量比较Fig.2 Water content of Dendrobium officinale under different cultivation methods
2.3 不同栽培模式之间的铁皮石斛多糖含量比较
试验检测结果表明，活树干栽培模式、干树皮栽培模式所培育的铁皮石斛茎多糖含量分别为33.35%、31%；
而岩石栽培模式所培育的铁皮石斛茎多糖含量仅为29.11%，与前两种栽培模式的P=0.004，小于0.01，差异特显著。说明岩石栽培模式所获取的铁皮石斛茎多糖含量要远低于另外两种栽培模式。但3种栽培模式所培育的铁皮石斛叶内多糖含量基本持平，差异不显著。这可能是因叶片内所形成的多糖往往会传递到铁皮石斛的茎内蓄积(图3)。
图3 不同栽培模式下铁皮石斛多糖含量比较Fig.3 Comparison of polysaccharide content of Dendrobium officinale under different cultivation modes
2.4 不同栽培模式之前铁皮石斛总生物碱含量比较
根据试验检测结果，活树干栽培模式的茎与叶总生物碱具有最高含量，平均为0.039 8%；
岩石栽培模式的总生物碱具有最低含量，为0.030 8%。经差异显著性分析，发现这两种栽培模式的总生物碱含量差异具有显著水平；
而干树皮栽培模式的总生物碱含量居中，但与最高的活树干栽培模式差异都不显著。由此可见，活树干栽培模式及干树皮栽培模式能使植株内生物碱含量大幅度提升。比较茎、叶总生物碱含量检测结果，发现茎中总生物碱含量要高于叶中的含量(图4)。
图4 不同栽培模式下铁皮石斛总生物碱含量比较Fig.4 Comparison of total alkaloid content of Dendrobium officinale under different cultivation modes
3.1 茎粗茎长影响铁皮石斛产量
不同栽培模式下，铁皮石斛的成活率、茎长、茎粗等表现各不相同，尤其是茎粗、茎长，会给栽培产量造成直接影响[12]。本试验3种栽培模式中，干树皮栽培模式所培育的铁皮石斛茎粗、茎长都独具优势，所以干树皮栽培模式下整体产量高于其他两种栽培模式。岩石栽培模式则由于栽培基质中养分较少，虽然铁皮石斛虽然分蘖数较多，但其茎粗较细、茎长较短，铁皮石斛整体产量仍偏低。
3.2 组培苗的仿野生栽培的铁皮石斛品质高
众所周知，衡量铁皮石斛质量的优劣，主要依据生物碱以及多糖的含量，也是铁皮石斛仿野生栽培是否成功的评价标准[13]。在本研究中，活树干栽培模式的铁皮石斛生物碱及多糖含量最高，其生物碱含量达到0.038 7%，而多糖含量高达32.46%，岩石栽培的铁皮石斛生物碱含量及多糖含量最低，其总生物碱含量在0.029 7%，多糖含量为28.32%，这些指标均能够满足铁皮石斛药用质量要求。
3.3 铁皮石斛组培苗仿野生栽培的可行性
借助组培快繁技术，可快速、大量进行铁皮石斛组培苗仿野生栽培，进一步提升铁皮石斛的推广应用和保护野生铁皮石斛资源，然而在不断栽培过程中，因组培苗继代次的不断增加，会导致其生物碱含量随之减少[14]。由此，铁皮石斛人工栽培过程中，尤其要注重自身药材品质。在本研究中，3种栽培模式的铁皮石斛总生物碱、总多糖含量都能达到相关药用质量要求，因此，铁皮石斛组培苗仿野生栽培是可行的，它不仅可以有效保护铁皮石斛遗传性，还能确保铁皮石斛达到药用质量要求。
本研究采用3种仿生栽培技术，对3种不同仿生栽培模式之前铁皮石斛产量与品质进行比较研究，3种不同栽培模式的铁皮石斛组幼苗根系培育速度较快，整体展示较好，植株叶片为长圆状披针形，所有叶片表面光泽、健康，植株的茎杆较为健硕。铁皮石斛在3种不同栽培模式下培植，除分蘖数、茎粗没有明显差异外，其存活率、茎长、鲜重等都有明显差异。活树干栽培模式的成活率最高，而岩石栽培模式所的成活率最低；
干树皮栽培模式的铁皮石斛茎最长，岩石栽培模式的茎最短；
干树皮栽培模式的产量最高，其次为活树干栽培模式，岩石栽培模式的产量最低。活树干栽培模式和干树皮栽培模式所获取的铁皮石斛茎多糖及总生物碱含量明显高于岩石栽培模式。组培苗仿野生栽培铁皮石斛时，如追求铁皮石斛高产中品质，可选择干树皮栽培模式；
如追求铁皮石斛高品质中产量，可选择活树干栽培模式。
