不同附生體對鐵皮石斛產(chǎn)量與品質(zhì)的影響研究

譚 榮，王 翔，2，蔣向輝*

（1.凱里學(xué)院，貴州凱里 556011；2.黔東南民族藥綜合利用工程技術(shù)研究中心，貴州凱里 556011）

鐵皮石斛Dendrobium officinaleKimuraetMigo為蘭科石斛屬附生植物，野生種分布于我國的云南、貴州、湖南、江西、浙江等省市［1-2］，是一種名貴的中藥材，具有益胃生津，滋陰清熱的功效［3］?，F(xiàn)代藥理研究表明其在增強(qiáng)免疫、抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞、改善糖尿病等方面具有良好作用［4］。

鐵皮石斛主要靠發(fā)達(dá)的根系固定于樹干或巖石上，與根菌互為營養(yǎng)共生。隨著鐵皮石斛組培快繁技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，組培快繁技術(shù)已成為鐵皮石斛資源保護(hù)與開發(fā)利用的主要技術(shù)手段［5-6］。同時(shí)，有關(guān)鐵皮石斛的栽培技術(shù)研究也不斷深入，主要集中在品種選育以及光照控制等環(huán)境因素方面［7-9］，但關(guān)于不同附生體與不同基質(zhì)栽培的比較研究鮮有報(bào)道。王暉［10］等使用香樟、杉木、毛竹三種活樹附生栽培鐵皮石斛，從林地選擇、近野生環(huán)境營造、種苗選擇等方面總結(jié)了活樹附生鐵皮石斛的栽培技術(shù)。同時(shí)通過測定鐵皮石斛的出芽率和總多糖對栽培品質(zhì)進(jìn)行了考察。陳長遠(yuǎn)［11］對以龍眼Dimocarpus longanLour.、荔枝Litchi chinensisSonn.和馬尾松Pinus massoni-anaLamb.等不同樹種活樹為附生體栽培鐵皮石斛的情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)以龍眼樹為附生體栽種時(shí)，在成活率和保存率方面明顯強(qiáng)于其他樹種，研究認(rèn)為以樹冠大而茂盛、樹皮有上下裂溝、且含水量較高的樹種作為鐵皮石斛活樹附生栽培樹種較為理想。

貴州黔東南地區(qū)生長較多的樟Cinnamomum camphora（L.），通常樹冠較大，耐陰濕，樹皮有細(xì)致的深溝縱裂紋，是鐵皮石斛活樹附生栽培的理想樹種，具有較大的應(yīng)用前景。本研究擬在自然環(huán)境下，探究鐵皮石斛仿野生栽培常用的樟干樹皮、樟活樹干和巖石三種附生體對鐵皮石斛生長特性與產(chǎn)量的影響，為建立完善的鐵皮石斛人工仿野生栽培模式提供一定的參考。

1 實(shí)驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在貴州省黔東南州錦屏縣敦寨鎮(zhèn)，該地氣候?qū)僦衼啛釒嘏愋?，四季分明，夏季濕潤多雨，年平均降水量?82mm，年平均氣溫18.4 ℃，1～2 月份的平均氣溫是5.6 ℃，7～8 月份的平均氣溫為27.6 ℃，海拔約369 m，無霜期155～162 d。

2 研究材料與方法

2.1 研究材料

供試鐵皮石斛為經(jīng)過室內(nèi)煉苗6 個(gè)月后的試管苗，試驗(yàn)材料均于2014年4月種植，2015年10月采收，并進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)與檢測分析。

2.2 研究方法

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3 種附生體。以活的樹干為附生體栽培：選10株10年生以上樟活樹干為附生體，從離地面1.0 m處開始用黑遮陽網(wǎng)將鐵皮石斛苗綁附于樹干上，每株樟綁3 輪，每30 cm 一輪，每輪對稱綁2 株，共60 株。以剝落干的樹皮為附生體栽培：用40 cm 高、直徑30 cm 塑料盆進(jìn)行栽培，盆內(nèi)放滿干的樟樹皮，每盆栽苗2 株，栽30 盆，共60 株，放于樟樹林中。以巖石為附生體栽培：在樟樹林中的巖石縫隙中放置粘土巖，將鐵皮石斛苗分12 列固定于巖石上，每列5 株，株距30 cm，共60 株。以上三種栽培模式下，在種植后的第一個(gè)月內(nèi)每周統(tǒng)一澆水一次，一月后均按野生環(huán)境統(tǒng)一管理，林內(nèi)空氣濕度為65%～75%，日平均光照強(qiáng)度為1950 lux。

2.3 檢測指標(biāo)

2.3.1 生長性狀和產(chǎn)量的測定

調(diào)查不同附生體栽培下鐵皮石斛的存活率、平均分蘗數(shù)、莖長、莖粗和單株鮮重。

2.3.2 不同栽培模式的鐵皮石斛多糖含量測定

于種植之后第二年10 月采收樣品，參照黃曉君等［12］的方法提取鐵皮石斛多糖。取鐵皮石斛樣品于60 ℃烘箱中干燥至恒重，粉碎后過100目樣品篩，以水料比30:1于90 ℃下熱水浸提2 h，5000 rpm離心后進(jìn)行抽濾，取濾液真空干燥至原有體積的1/6，用60%的乙醇沉24 h，離心后再進(jìn)行真空干燥，得到總多糖。

2.3.3 不同栽培模式的鐵皮石斛總生物堿提取與含量測定

參照陳乃東等［13］的方法提取鐵皮石斛總生物堿。取鐵皮石斛樣品60℃干燥至恒重，粉碎后過100 目樣品篩，用95 %乙醇于80 ℃下回流提取3次，單次回流3 h，過濾后將濾液合并，減壓去除乙醇，提取物用5 %的鹽酸溶解后，再用等體積的二氯甲烷萃取3 次，取水相用稀氨水調(diào)節(jié)pH為10.0，最后等體積氯仿萃取3 次后，剩余固體放于60 ℃烘箱中干燥至恒重，得鐵皮石斛總生物堿提取物。參照李雪磊等［14］的酸性染料比色法進(jìn)行總生物堿含量測定。

2.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

每種附生體類型統(tǒng)計(jì)5 株鐵皮石斛，且重復(fù)3次，用Excel 2013 對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后，再用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析與多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 鐵皮石斛在不同附生體上的生長情況

據(jù)圖1 可知，鐵皮石斛組培苗在3 種不同附生體栽培條件下，均能迅速生根成活且長勢較好，葉片光亮呈長圓狀披針形，均表現(xiàn)為綠色，莖稈生長健壯。干樹皮附生栽培的鐵皮石斛莖長、莖粗及單株鮮重等各項(xiàng)數(shù)據(jù)為最高；巖石附生栽培的鐵皮石斛分蘗數(shù)相對較多；而活的樹干附生栽培的鐵皮石斛成活率最高，平均分蘗數(shù)最少。

圖1 鐵皮石斛在不同附生體上的生長情況

3.2 不同附生體對鐵皮石斛成活率的影響

表1 不同附生體下鐵皮石斛生長性狀比較

由表1 可見，鐵皮石斛栽培的附生體不同，鐵皮石斛存活率、平均分蘗數(shù)、莖長和莖粗各不相同。其中以活的樹干為附生體栽培時(shí)，鐵皮石斛成活率最高，以巖石為附生體時(shí)成活率最低，兩者差異達(dá)到極顯著水平。以巖石為附生體時(shí)鐵皮石斛平均分蘗數(shù)最多，而活樹干上平均分蘗數(shù)最少，但兩者差異未達(dá)顯著水平，表明不同附生體對鐵皮石斛平均分蘗數(shù)影響不明顯。不同附生體對鐵皮石斛莖長影響達(dá)到顯著水平，以干樹皮為附生體時(shí)莖長最長，以巖石為附生體時(shí)莖長最短。以干樹皮為附生體時(shí)鐵皮石斛莖粗最粗，而以巖石為附生體時(shí)鐵皮石斛莖粗最細(xì)，但兩者差異達(dá)未顯著水平，表明不同附生體對鐵皮石斛莖粗生長影響不明顯。不同附生體對鐵皮石斛單株鮮重的影響達(dá)到顯著水平，以干樹皮為附生體時(shí)鐵皮石斛鮮重最重，活樹干為附生體次之，巖石為附生體最輕，表明不同附生體對鐵皮石斛的產(chǎn)量有明顯的影響。

3.3 不同附生體對鐵皮石斛多糖含量的影響

表2 不同附生體下鐵皮石斛多糖含量比較

由表2 可見，鐵皮石斛栽培的附生體不同，多糖含量各不相同，且同一栽培條件下莖與葉中多糖含量也不相同。其中，以活的樹干為附生體栽培時(shí)，莖與葉平均多糖含量最高，達(dá)32.46%，而以巖石為附生體栽培時(shí)，多糖含量最低，為28.22%，兩種栽培模式下多糖含量差異達(dá)到顯著水平。以巖石為附生體時(shí)，鐵皮石斛莖中的多糖含量與其他兩種的差異達(dá)到顯著水平。三種不同附生體的仿野生栽培中，葉中多糖含量差異不明顯，表明不同附生體栽培對鐵皮石斛葉片中多糖含量的影響不顯著，這可能與葉中積累的多余的多糖在秋季已向莖中轉(zhuǎn)移有關(guān)。

3.4 不同附生體對鐵皮石斛總生物堿含量的影響

表3 不同附生體下鐵皮石斛總生物堿含量比較

由表3 可見，鐵皮石斛栽培的附生體不同，總生物堿含量各不相同，且同一栽培條件下莖與葉中總生物堿含量略有差異，莖中總生物堿含量比葉中要高。當(dāng)以活的樹干為附生體栽培時(shí)，莖與葉總生物堿含量最高，平均達(dá)0.0387%，而以巖石為附生體栽培時(shí)，總生物堿含量最低，僅有0.0297%，兩種栽培模式下總生物堿含量差異達(dá)到顯著水平。以干樹皮為附生體栽培時(shí)，總生物堿含量比以活的樹干為附生體栽培要低，但差異未達(dá)到顯著水平，表明以活的樹干和干樹皮為附生體栽培均有利于鐵皮石斛總生物堿的積累。

4 結(jié)論與討論

4.1 影響鐵皮石斛產(chǎn)量的主要因素

在不同附生體仿野生栽培下，鐵皮石斛存活率、平均分蘗數(shù)、莖長、莖粗各有差異，其中莖長和莖粗是影響鐵皮石斛產(chǎn)量的主要因素。以干樹皮為附生體栽培時(shí)莖長、莖粗均比其他兩種栽培方式要高，因此，干樹皮為附生體栽培時(shí)產(chǎn)量也最高。以巖石為附生體栽培時(shí)，由于巖石上水分與營養(yǎng)元素相對缺乏，營養(yǎng)成分主要來自共生菌，導(dǎo)致鐵皮石斛分蘗數(shù)增多，而莖長與莖粗均較小，最終產(chǎn)量較低。

4.2 影響鐵皮石斛品質(zhì)的主要指標(biāo)

鐵皮石斛多糖與生物堿含量是檢驗(yàn)鐵皮石斛藥材質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)，也是評價(jià)鐵皮石斛仿野生栽培是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。黃曉君等［10］以大盆栽培鐵皮石斛為原料，提取得鐵皮石斛多糖含量為30.56 %，以活的樹干為附生體栽培能夠確保鐵皮石斛多糖含量達(dá)標(biāo)。諸燕等［15］研究認(rèn)為，人工栽培的鐵皮石斛總生物堿含量必須處于0.0190 %～0.0430 %時(shí)才能保證鐵皮石斛的藥用價(jià)值。本試驗(yàn)中不同附生體仿野生栽培模式下，以活的樹干為附生體栽培多糖和生物堿含量均最高，分別為32.46 %和0.0387 %，其中，鐵皮石斛總生物堿為0.0297%～0.0387%，均符合鐵皮石斛生物堿含量的相關(guān)指標(biāo)要求。

4.3 鐵皮石斛組培苗仿野生栽培的必要性

雖然借助組培快繁技術(shù)可以快速獲得大量的組培苗用于仿野生栽培，是鐵皮石斛資源保護(hù)最有效的辦法，但是隨著組培苗繼代次數(shù)的增多，其生物堿含量將呈下降趨勢［13］。因此，鐵皮石斛藥材品質(zhì)與道地性是鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)對鐵皮石斛進(jìn)行了不同附生體仿野生栽培，且對總多糖和總生物堿含量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明兩項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到鐵皮石斛藥材的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在保護(hù)鐵皮石斛種質(zhì)遺傳多樣性的同時(shí)更要確保其主要藥效成分組成與含量的穩(wěn)定。

綜合分析認(rèn)為，針對不同的仿野生環(huán)境條件，優(yōu)選合適的附生體能夠在確保鐵皮石斛品質(zhì)的基礎(chǔ)上有效提高鐵皮石斛的產(chǎn)量，同時(shí)能在充分利用樹林中的生態(tài)與氣候條件發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)，并將其作為鐵皮石斛品質(zhì)分級的一種參考。