不同林分對仿野生栽培鐵皮石斛適生性影響的對比研究

陳裕鵬

(上海市林業(yè)總站,上海200072)

石斛屬(Dendrobium)是蘭科的第二大屬,多年生草本植物,大約有1 100 種[1],在亞洲至大洋洲地區(qū)分布較廣。 其中,分布在我國的石斛屬植物有78 種[2]。 鐵皮石斛(Dendrobium officinale),屬于蘭科、石斛屬的草本植物,別名黑節(jié)草,是一種名貴的中藥,已被錄入2015 版中國藥典。 鐵皮石斛具有“滋陰清熱,益胃生津”的功效[3],1 000 多年前的《道藏》中將鐵皮石斛列為“中華九大仙草”之首[4]。 鐵皮石斛中的多糖、石斛堿、氨基酸等成分,具有提高免疫力、抗氧化、抑制腫瘤、降低血糖、降低血脂等藥用價值[5]。

鐵皮石斛具有重要的藥用價值,是珍貴的中藥材。 為了栽培出品質(zhì)更好,價值更高的鐵皮石斛,有較多關(guān)于仿野生栽培方面的研究,仿野生栽培方式主要有活樹附生、死樹附生、大棚栽培、石頭仿野生等[6-15]。

林下仿野生栽培是利用樹冠遮陰,將鐵皮石斛附生于樹干上,從而仿造鐵皮石斛在自然環(huán)境中的生長環(huán)境。 該栽培方式能充分利用林分資源,同時節(jié)約土地成本、提高林下產(chǎn)值,具有重要的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。 本研究考察不同林分對仿野生栽培鐵皮石斛適生性的影響,以期篩選出該立地條件下適宜鐵皮石斛仿野生栽培的樹種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為來自奉化種源地的綠桿鐵皮石斛,地點選為上海市青浦區(qū)林地,在試驗地點選取三種林分(香樟林、杜英林、無患子林)將鐵皮石斛材料移栽上樹。 移栽時間為2017 年4 月。

1.2 試驗方法

設(shè)置不同林分(香樟、杜英、無患子)、郁閉度為0.7,每一種林分下選取10 棵樹栽種鐵皮石斛,每顆樹種植6 圈鐵皮石斛,每圈種植5 叢,即每棵樹種植30 叢鐵皮石斛,種植間距為25 cm。

1.2.1 生長發(fā)育指標測定2018 年6 月對移栽的試驗材料進行生長發(fā)育指標測定。 將所有的試驗材料進行測定后取平均值,主要測定指標為存活率、總花數(shù)、發(fā)芽率、含水量、莖長、莖粗。

1.2.2 營養(yǎng)物質(zhì)含量測定

對每種林分下10 顆樹上栽種的鐵皮石斛試驗材料進行隨機取樣,每一種林分下各取樣200 g 莖。 另外,取大棚栽種和組培苗莖試驗材料作為對照材料。 將所取的5 種試驗材料放于烘箱60 ℃恒溫烘干至恒重后磨成粉,充分混勻后待用。

多糖含量測定方法參照2015 年藥典,以無水葡萄糖制備對照品溶液。 不同栽培方式的鐵皮石斛多糖含量數(shù)據(jù)用SPSS 軟件進行差異顯著性分析。

石斛堿含量測定使用的儀器為安捷倫7890A 氣相色譜儀。 采用照氣相色譜法進行測定,測定方法參考2015 版中國藥典(通則0521)。 不同栽培方式的鐵皮石斛石斛堿含量數(shù)據(jù)用SPSS 軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長發(fā)育指標測定

三種林分下栽種的鐵皮石斛存活率都為100%。 目前,在不同林分中,同一鐵皮石斛品種在無患子林中的發(fā)芽率平均值最高(35.9%)和花朵數(shù)最多(405 個)。 老枝莖長度平均值在香樟林中最長(11.5 cm),和無患子林(11.1 cm)相差不大,杜英林中最短(9.6 cm);老枝胸徑平均值香樟林中最寬(5.7 mm),和無患子林相差不大(5.4 mm),杜英林(4.7 mm)中最細。 從表1 測量數(shù)據(jù)可以看出,無論是發(fā)芽率、花朵數(shù)還是莖長度和胸徑上,無患子林和香樟林都比杜英林更有優(yōu)勢。 綜合生長發(fā)育指標結(jié)果表明,香樟林、無患子林較有益于該立地條件下鐵皮石斛的仿野生栽培生長。

表1 生長發(fā)育指標Table 1 Growth and development index

2.2 多糖含量測定

SPSS 分析結(jié)果表明,無患子林和香樟林中的鐵皮石斛多糖含量差異不顯著,其余種植方式下相互之間呈顯著性差異。 不同林分及大棚、組培苗的鐵皮石斛干燥莖多糖含量見圖1。 在無患子林中,每100 g多糖含量最高,為36.3 g;香樟林中含量也較高,為34.7 g;其次為大棚、杜英林和組培。 組培苗中多糖含量最低,為2.2 g。 在無患子林和香樟林中,鐵皮石斛的多糖含量顯著高于大棚栽種、杜英林、組培苗。 在2015 版中國藥典中,評價鐵皮石斛干燥莖的主要標準就是多糖含量≥25%,仿野生栽培下的無患子林和香樟林遠超藥典中的含量要求。 仿野生栽培無患子林中鐵皮石斛的多糖含量比大棚栽培下的含量高21.4%,比組培苗高1550%,仿野生栽培下的鐵皮石斛具有更高的營養(yǎng)價值,其中無患子林和香樟林更適合鐵皮石斛的附生生長。

2.3 石斛堿含量測定

SPSS 分析結(jié)果表明,在不同生長環(huán)境下,鐵皮石斛莖的石斛堿含量相互之間差異達到顯著水平。 不同林分及大棚、組培苗的鐵皮石斛干燥莖石斛堿含量見圖2。 在無患子林中石斛堿含量最高,為0.077%;其次為組培苗、杜英林、香樟林。 大棚栽種方式的鐵皮石斛石斛堿含量最低,為0.033%。 試驗結(jié)果表明林下仿野生栽培方式中,無患子林中鐵皮石斛表現(xiàn)最優(yōu),優(yōu)于杜英林和香樟林,具有更高的營養(yǎng)價值。

3 討論與結(jié)論

許多植物多糖具有生物活性,具有包括免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血糖、降血脂、抗輻射、抗菌抗病毒、保護肝臟等保健作用。 作為鐵皮石斛的主要有效成分,多糖含量也是2015 版中國藥典中衡量鐵皮石斛藥用價值的主要指標。 無患子林和香樟林中仿野生栽培的鐵皮石斛多糖含量顯著高于大棚栽培和組培的鐵皮石斛苗。 生長發(fā)育指標測試結(jié)果顯示,香樟林和無患子林中的鐵皮石斛莖長度和胸徑較杜英林中的鐵皮石斛更有優(yōu)勢。 另外,無患子林中的仿野生栽培鐵皮石斛的石斛堿含量也是5 種栽培方式下最高的,其次就是組培苗的石斛堿含量最高,如果要進行石斛堿提取等相關(guān)的研究和應(yīng)用可以選用組培的鐵皮石斛作為試驗材料。

在生長階段鐵皮石斛需要高的濕度(60%—80%)和郁閉度(0.6—0.7),而在冬季時它幾乎停止生長,水分需求量降低(30%),透光度要求卻增高了(70%—80%)[16]。 跟香樟林相比,無患子林中的仿野生栽培鐵皮石斛多糖和石斛堿含量最高,原因可能是因為香樟屬于常綠樹種,無患子林屬于落葉樹種,在冬季無患子林可以為鐵皮石斛提供更好的透光率。 綜合考慮產(chǎn)量、營養(yǎng)價值、藥用價值等因素,優(yōu)質(zhì)鐵皮石斛在上海地區(qū)可采用無患子林和香樟林中仿野生栽培鐵皮石斛的方式。

本研究對三種林分下的仿野生栽培鐵皮石斛進行了對比研究,在生長發(fā)育指標測量結(jié)果下篩選出鐵皮石斛在香樟林和無患子林中的產(chǎn)量顯著高于杜英林。 另外,對三種林分下仿野生栽培以及大棚栽種和組培的鐵皮石斛材料的多糖和石斛堿含量進行了測定,測定結(jié)果表明無患子林和香樟林中的仿野生栽培鐵皮石斛營養(yǎng)價值和藥用價值更高。 上海市比較多的樹種便是香樟樹,也是用的較多的行道樹。 根據(jù)實際情況可推廣和發(fā)展公益香樟林中鐵皮石斛林下仿野生栽培的林下經(jīng)濟模式。 本研究為人工栽培優(yōu)質(zhì)的鐵皮石斛提供科學性依據(jù),對林下經(jīng)濟具有一定的指導意義。