栽培環(huán)境對金釵石斛生長和化學(xué)成分的影響

李在軍，龔宜剛，李月文，杜 紅，曾小英

(1.重慶市林業(yè)科學(xué)研究院，重慶 400036；2.城口縣國營林場，重慶 城口 405900)

金釵石斛(Dendroliinobilis)為蘭科(Orchidaeeae)石斛屬(DendrobiumSw．)多年生草本植物[1]，因其特殊的生存環(huán)境和卓越的滋補(bǔ)功效而享有“民間仙草、植物黃金”的美譽(yù)，是我國的名貴中藥，《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為上品，是我國古代藥書中記載和研究應(yīng)用最早的石斛植物[2]，也是中國藥典收載的主要石斛品種。近年來在我國浙江、云南、貴州、廣西和安徽等主產(chǎn)區(qū)，大力發(fā)展藥用石斛的人工種植生產(chǎn)，其中產(chǎn)自貴州省赤水市的金釵石斛占我國藥用石斛很大的市場份額，由于目前各地栽培環(huán)境存在較大差異，石斛的栽培方式非常多樣。重慶山地類型多樣，氣候非常特殊，屬于典型的中亞熱帶季風(fēng)氣候，夏熱冬暖春早，地域差異大，立體氣候明顯，針對這一特殊氣候條件，在不同生長環(huán)境下進(jìn)行栽培試驗(yàn)，以尋求獲得更高的產(chǎn)量和更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)材料金釵石斛種苗于2012年11月引自貴州省赤水市旺龍鎮(zhèn)赤水市禾邦石斛農(nóng)民專業(yè)合作社，均為1a生組培苗，共計 7 000余株。種植于重慶市沙坪壩區(qū)歌樂山鎮(zhèn)重慶市林業(yè)科學(xué)研究院溫室內(nèi)，種植地海拔470 m，最冷月平均氣溫7.8 ℃，最熱月平均氣溫28.5 ℃，年平均氣溫18.3 ℃，無霜期341.6 d，年降水量 1 082.9 mm。線卡采用圓形5 mm鋼釘線卡，自鎖式尼龍扎帶，規(guī)格5 mm×400 mm。草繩為直徑1 cm稻草編織。

1.2 方法

溫室內(nèi)栽培基質(zhì)為鋸末與稻殼按2:1進(jìn)行混合,夏季2d～3d澆一次透水，其余季節(jié)根據(jù)天氣4 d～6 d澆一次透水，溫室內(nèi)平均氣溫19.7 ℃，利用遮陽網(wǎng)遮光，遮光度為40%，平均濕度80%。2013年10月將已在溫室內(nèi)生長了1a的金釵石斛苗分別移栽到樹齡50a以上的天然林下及香樟人工純林下，自然生長，林下栽培環(huán)境見表1。

表1金釵石斛栽培環(huán)境

Tab.1 Cultural condition of Dendrolii nobili

金釵石斛采用的是林下貼樹栽培方法，將種苗固定在離地1 m的樹干上，固定方式采用以下3種方式：線卡固定莖條基部；草繩+苔蘚，苔蘚包裹根部，圍繞樹干螺旋式向上纏繞；塑料扎帶+苔蘚，扎帶長度可根據(jù)樹木胸徑大小采用多條扎帶串接固定。

2014年10月選取部分植株測定莖條長度并對比，然后各取50株(叢)新鮮植株，送交西南大學(xué)分析測試中心進(jìn)行檢測，采用烘干法測定不同部位含水量，另外一部分樣品烘干后采用苯酚-硫酸法[3]進(jìn)行總多糖測定，采用氣相色譜進(jìn)行石斛堿含量測定。由于天然林下郁閉度過高，植株長勢較弱，加之病蟲及白蟻危害樹皮、樹干造成種苗脫落，成活率僅有30%，無法滿足試驗(yàn)分析的需求，因此僅對天然林下石斛進(jìn)行了生長量觀察測定，未進(jìn)行化學(xué)成分取樣分析。

2 結(jié)果

2.1 不同固定方式及栽培基質(zhì)對石斛生長的影響

3種固定方式中，線卡固定方式簡單牢固，但根系大量暴露于空氣中，不耐干旱，干旱7 d以上，根系便干枯死亡，種苗成活率不到30%，而重慶夏季往往伴隨高溫伏旱，因此縮短了金釵石斛生長期，導(dǎo)致苗長勢越來越弱。另外線卡固定會對樹木本身造成一定的傷害，影響樹木正常生長，因此線卡固定的方式更適合在林下貼石栽培。采用草繩固定的方式較為環(huán)保且對樹體不產(chǎn)生傷害，半年左右草繩腐爛，此時新生的根系已能牢牢附著在樹皮之上，腐爛的草繩還可為石斛生長提供養(yǎng)分，無病蟲危害的情況下，苗成活率可以達(dá)到85%以上。扎帶+苔蘚的固定方式種苗成活率都能達(dá)到85%，其優(yōu)點(diǎn)是保持時間較長，長短可根據(jù)樹木大小及其生長情況進(jìn)行調(diào)整，用完后還可回收利用。缺點(diǎn)是扎帶受寬度限制，穩(wěn)固程度不及草繩及線卡。綜合比較，林下貼干栽培采用草繩和扎帶是相對比較好的固定方式。

表2不同固定方式對金釵石斛成活率的影響

Tab.2 Effects of deferent fixation methods on the survival rat ofDendroliinobili

測定指標(biāo)栽培環(huán)境線卡草繩+苔蘚扎帶天然林﹤30%40%35%人工林﹤30%>85%85%

2.2 不同栽培環(huán)境對石斛生長的影響

在天然林下，兩年生的石斛植株長度達(dá)到8.0 cm,人工林下達(dá)到12.54 cm，溫室內(nèi)石斛苗的生長最好，株高達(dá)到16.56 cm(表3)。主要是由于溫室內(nèi)溫濕度可以人為控制，溫室內(nèi)平均溫度為19.7 ℃，最低溫度在5 ℃，濕度常年保持在80%左右，為石斛的生長提供了穩(wěn)定的條件。而人工林和天然林下溫濕度變化大，溫濕度記錄儀記錄的林下最低溫度達(dá)到-1.2 ℃，最高溫達(dá)到39 ℃，最低濕度達(dá)到20.1%，最高99.9%，通過近5 a的觀察，其中有兩年冬季出現(xiàn)了短暫的-1.2 ℃～-3 ℃的低溫雨雪，但并未造成金釵石斛的凍害發(fā)生。在高溫低濕的夏季和低溫高濕的冬季，1年中有近3～4個月停止生長，而溫室內(nèi)則很少出現(xiàn)，因此林下貼樹栽培的金釵石斛生長量遠(yuǎn)低于溫室環(huán)境下種植的金釵石斛。

表3不同栽培環(huán)境條件下金釵石斛莖條長度變化

Tab.3 Length change ofDendroliinobiliunder deferent cultural condition

測定指標(biāo)栽培環(huán)境天然林溫室人工林莖條長度/cm8.0±1.3216.56±2.1312.54±1.32

2.3 不同栽培環(huán)境條件對金釵石斛水分及有效成分含量影響

從金釵石斛不同部位含水量上變化上來看，莖、葉的含水量高于根部含水量，其中以莖的含水量為最高；在不同栽培環(huán)境下，溫室內(nèi)栽植的金釵石斛植株含水量高于林下栽培植株(表4)。這主要是由于溫室內(nèi)栽培時，基質(zhì)能夠給石斛生長提供充分的營養(yǎng)，且溫濕度及光照可以進(jìn)行人工控制，相比林下環(huán)境，能夠提供更好的生長條件，因此含水率更高，莖條更嫩，口感也更好。除含水量有明顯差異外，莖條的顏色與植株根系也存在明顯差異。相較林下種植的莖條和根系顏色發(fā)綠，且根系不發(fā)達(dá)，溫室內(nèi)種植的石斛植株根系非常發(fā)達(dá)，顏色發(fā)白，莖條顏色略透明且顯微黃。

表4不同栽培環(huán)境條件下金釵石斛不同部位水分含量變化

Tab.4 The deferent part water change ofDendroliinobiliunder deferent cultural conditions

含水量(%)栽培環(huán)境人工林林下溫室大棚內(nèi)根部82.02±1.8885.05±9.16莖部88.69±9.8289.28±2.60葉片84.78±4.8287.85±6.68

以往的研究表明金釵石斛總生物堿含量遠(yuǎn)高于其他種[4]。其中石斛堿是藥材金釵石斛的主要有效成分，其含量的測定是評價藥材內(nèi)在質(zhì)量的有效手段之一，不同產(chǎn)地金釵石斛的石斛堿含量有著顯著的差異，石斛堿的含量與產(chǎn)地的生態(tài)環(huán)境有密切的聯(lián)系，華茉莉等[5]測定的浙江產(chǎn)金釵石斛的石斛堿含量達(dá)到0.2%，與實(shí)驗(yàn)中的測定值較為接近，而在貴州幾個產(chǎn)地常見栽培品種中，赤水產(chǎn)金釵石斛石斛堿含量最高，達(dá)到0.259%[6]，重慶本地產(chǎn)的金釵石斛的石斛堿含量低于赤水產(chǎn)金釵石斛，僅有0.184%，溫室栽培的金釵石斛石斛堿含量更低，只有0.151%。就口感而言，凡性狀鑒別時具苦味的生物堿含量較高，通過品嘗也能明顯感覺林下栽培的金釵石斛口感比溫室內(nèi)略苦，這正好說明不同栽培環(huán)境對金釵石斛石斛堿含量有著顯著影響。除此以外，不同栽培環(huán)境對金釵石斛的總多糖含量也有顯著的影響，林下野外種植的金釵石斛總多糖含量達(dá)到10.44%，溫室內(nèi)種植的金釵石斛總多糖含量達(dá)到8.87%(表5)，重慶產(chǎn)的金釵石斛總多糖含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于貴州最高4.2%的水平[7]。

表5不同栽培環(huán)境條件下金釵石斛化學(xué)成分含量變化

Tab.5 The Chemical Compositions change ofDendroliinobiliunder deferent cultural conditions

化學(xué)成分指標(biāo)栽培環(huán)境人工林林下溫室大棚內(nèi)總多糖含量(干基,%)10.44±0.0318.87±0.035石斛堿含量(干基,%)0.184±0.0680.151±0.068

3 討論

雖然重慶與赤水雖然都屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，但在地形地貌以及溫度上有著明顯的差異。地貌上赤水屬于典型的丹霞地貌，林下種植的金釵石斛大都以石栽為主。重慶的地貌主要是以山地、丘陵為主，喀斯特地貌分布廣泛[8]，在溫度方面，赤水年平均氣溫為17.9 ℃。極端最高平均氣溫30.0 ℃，極端最低平均氣溫為5.7 ℃[9]。而重慶平均氣溫為17.3 ℃[10]，極端最高平均氣溫達(dá)到39.6 ℃，極端高溫的天數(shù)在35 d以上，極端最低平均氣溫為1.77 ℃，極端低溫的天數(shù)在14 d以上[11]，因此重慶地區(qū)林下金釵石斛采用苔蘚包裹，貼樹栽培的方式更更好地截流樹干上的雨水，并達(dá)到保溫保濕的作用，更好地促進(jìn)金釵石斛的生長。

對金釵石斛采用不同固定方式及在不同的栽培環(huán)境條件下，測定株高、根、莖、葉含水量、總多糖含量及石斛堿含量等進(jìn)行對比研究表明，在固定方式上，林下貼干栽培采用草繩和扎帶的固定并包裹苔蘚的方式有利于金釵石斛在自然條件下的正常生長，相比單獨(dú)的線卡固定有效減少樹體傷害，比常見的遮陽網(wǎng)包裹固定方式更為環(huán)保有效，減少了對樹木正常生長的影響。

金釵石斛采取林下種植時，適當(dāng)?shù)恼陉幱欣诮疴O石斛的生長，根據(jù)余家輝的研究，金釵石斛在中等遮陰(55%～65%)長勢最好[12]。本實(shí)驗(yàn)中種植在郁閉度0.8林下和遮光度40%的溫室內(nèi)的金釵石斛依然可以正常生長，但過高的林下郁閉度會造成成活率大幅下降[13]，建議在選擇林下種植時，林下郁閉度應(yīng)在0.4～0.8之間。

在溫濕度方面，金釵石斛生長最適宜的溫度為25 ℃左右[14]， 2 d～3 d短時間內(nèi)低于零度的氣溫及冰雪并不會對金釵石斛造成不良影響。林下及溫室內(nèi)栽培，濕度應(yīng)保持在60%～80%為宜。

林下栽培的金釵石斛其多糖及石斛堿等有效成分都高于溫室內(nèi)栽培的金釵石斛，因此林下栽培的金釵石斛雖然生長慢，產(chǎn)量低，但品質(zhì)卻遠(yuǎn)高于溫室內(nèi)培養(yǎng)的植株。引入重慶種植的金釵石斛其石斛堿含量略低于浙江及貴州赤水所產(chǎn)金釵石斛，但總多糖含量卻是貴州赤水金釵的兩倍多，因此金釵石斛在重慶地區(qū)開展林下種植具有較好的前景。