供氮水平對(duì)金釵石斛生長(zhǎng)、營養(yǎng)元素分布及品質(zhì)的影響

劉海林，李杰，吳沙沙，葉廣英，孫世利，王再花

（1廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所/廣東省園林花卉種質(zhì)創(chuàng)新綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640；2福建農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與藝術(shù)學(xué)院/蘭科植物保護(hù)與利用國家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/福建省觀賞植物種質(zhì)資源創(chuàng)新與應(yīng)用工程技術(shù)研究中心，福州 350002；3廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，廣州 510640）

0 引言

金釵石斛(Dendrobium nobile)為蘭科石斛屬植物，作為中國傳統(tǒng)名貴中藥材之一，早已被列入《中華人民共和國藥典》[1]，其含有的石斛堿、多糖、黃酮類等活性物質(zhì)，不僅具有提高免疫力、抗腫瘤、降血糖、滋陰清熱等功效，還對(duì)心血管、白內(nèi)障、胃腸道和呼吸系統(tǒng)等疾病具有較好療效[2-5]。同時(shí)，金釵石斛因花色艷麗，形態(tài)優(yōu)美，花期長(zhǎng)，觀賞價(jià)值極高，深受人們喜愛，市場(chǎng)開發(fā)前景好[6]。但近年來亂采濫挖現(xiàn)象突出，金釵石斛生境遭受嚴(yán)重破壞，野生資源日漸稀少，已難以滿足市場(chǎng)需求。目前，金釵石斛栽培方式以仿野生栽培和設(shè)施栽培為主[7]。設(shè)施栽培具有環(huán)境條件可控、繁育快、產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)，是開發(fā)金釵石斛資源、解決藥材來源緊缺及實(shí)現(xiàn)其園林觀賞價(jià)值的有效途徑。在生產(chǎn)栽培中，氮素為植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要營養(yǎng)元素之一[8]，一旦氮素營養(yǎng)失衡，將直接影響作物的產(chǎn)量及品質(zhì)[9]。掌握金釵石斛的營養(yǎng)傳輸分配規(guī)律、了解氮素水平對(duì)其生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。前人在金釵石斛組培繁育、種植管理、化學(xué)成分和藥理等方面已做了大量研究，其中種植管理方面主要是大田栽種、無土栽培、組培苗移栽、原生態(tài)栽培方法和技術(shù)及病蟲害防治等方面[5,10-17]。而溫室設(shè)施栽培中，供氮水平對(duì)金釵石斛生長(zhǎng)和品質(zhì)影響的研究報(bào)道不多，營養(yǎng)元素被吸收后在不同年生假鱗莖（簡(jiǎn)稱莖，下同）以及不同部位（莖、葉、根）間轉(zhuǎn)運(yùn)和分配規(guī)律如何尚未見報(bào)道。為探究上述問題，本研究以金釵石斛3年生苗為材料，測(cè)定不同供氮水平施肥處理下不同時(shí)期的形態(tài)指標(biāo)變化和N、P、K元素含量變化，并比較分析不同處理間石斛堿含量以及開花情況，解析不同供氮水平對(duì)金釵石斛生長(zhǎng)、品質(zhì)的影響以及營養(yǎng)元素在植株體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律，旨在為石斛精準(zhǔn)設(shè)施栽培和品質(zhì)提升提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020年4月—2021年6月在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所白云區(qū)基地進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為生長(zhǎng)健康且長(zhǎng)勢(shì)一致的金釵石斛3年生苗，含高約10 cm 的1 年生莖、2 年生和3 年生老莖（圖1），用上口徑8 cm、下口徑5.4 cm、高8 cm 的營養(yǎng)杯種植，栽培基質(zhì)為松樹皮:椰糠（體積比6:4），置于60 cm 高的溫室苗床。溫室設(shè)施內(nèi)年平均氣溫22.67℃，相對(duì)濕度79.67%。夏秋季遮蔭70%～80%，其他季節(jié)遮蔭50%～60%。

圖1 金釵石斛3年生苗形態(tài)特征

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同氮素水平的處理

（1）營養(yǎng)液配制。氮元素含量設(shè)CK（對(duì)照，噴施清水）、1/2N、1N和2N 4個(gè)梯度，每個(gè)梯度作為一個(gè)處理，共4 個(gè)處理。參考Hoagland’s（霍格蘭氏）營養(yǎng)液配方，具體如下。①1/2N母液：稱取Ca(NO3)247.23 g，CaCl266.6 g，KNO3101.2 g，NH4NO316 g，加水定容至1 L即為200倍母液。②1N母液：稱取Ca(NO3)2189 g，KNO3101.2 g，NH4NO316 g，加水定容至1 L 即為200倍母液。③2N母液：稱取Ca(NO3)2378 g，KNO3202.4 g，NH4NO332 g，加水定容至1 L 即為200 倍母液。④KH2PO4母液：稱取KH2PO413.6 g，加水定容至1 L即為100倍母液。⑤MgSO4·7H2O母液：稱取MgSO443.9 g，加水定容至1 L即為100倍母液。⑥鐵鹽、微量元素參照Hoagland’s營養(yǎng)液配方，分別配制1000、5000倍母液。

（2）施肥方法。吸取任一氮素梯度母液5 mL，KH2PO4母液1 mL，MgSO4·7H2O 母液1 mL，鐵鹽母液1 mL，微量元素母液0.2 mL，加水定容至1 L，即為1 L營養(yǎng)液。每周均勻噴施根和葉面1次，噴至杯底剛剛滴水為止。每次噴施每個(gè)處理施用的營養(yǎng)液總量相等。

（3）樣品的制備。每處理各240杯苗，每個(gè)營養(yǎng)杯種植1 株苗（如圖1），分別于2020 年4 月30 日、6 月30日、8 月31 日、10 月31 日、12 月31 日和2021 年2 月28日、4 月30 日從各處理中隨機(jī)選取30 杯苗用于試驗(yàn)，期間破壞性取樣，共7批次，測(cè)定不同部位N、P、K含量和石斛堿含量及單株干重。另外，固定長(zhǎng)勢(shì)一致、均勻的30杯苗不進(jìn)行取樣，僅用于生長(zhǎng)性狀的觀測(cè)。采集來的各處理1年生莖、1年生莖的葉片、根、2年生莖和3年生莖，經(jīng)烘箱105℃殺青30 min，60℃烘干至恒重，然后粉碎過60目篩，裝入密封袋，4℃冰箱保存待測(cè)。

1.3.2 形態(tài)指標(biāo)和開花性狀觀測(cè)由于金釵石斛植株3年生莖和2年生莖已停止生長(zhǎng)，因此僅對(duì)1年生莖進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)測(cè)量。用于形態(tài)測(cè)定的30株固定苗分為3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10杯苗，自2020年4月30日開始，每月定期測(cè)定并統(tǒng)計(jì)植株莖的平均莖高、平均莖粗、平均莖節(jié)數(shù)和平均葉片數(shù)。因3年生莖不開花、2年生莖開花數(shù)量少，因此開花統(tǒng)計(jì)對(duì)象為1年生莖。在開花期間，觀察和統(tǒng)計(jì)不同處理的平均單株開花節(jié)數(shù)和平均單株花朵數(shù)，評(píng)價(jià)開花品質(zhì)。

1.3.3 植株與栽培基質(zhì)的N、P、K 含量測(cè)定每10 棵苗合并為一個(gè)重復(fù)，3 次重復(fù)。全氮含量檢測(cè)參照LY/T 1269—1999（3.2 蒸餾法），磷含量檢測(cè)參照GB 5009.87—2016，鉀含量檢測(cè)參照GB 5009.91—2017。

1.3.4 石斛堿含量測(cè)定

（1）樣品提取。參照《中華人民共和國藥典》[1]石斛項(xiàng)下金釵石斛石斛堿含量檢測(cè)方法進(jìn)行改良，精確稱取樣品粉末0.1250 g，置于125 mL 三角瓶，加入含有0.05%甲酸的甲醇，封口膜封口，搖勻，放入超聲波水浴鍋中，采用常溫超聲輔助提取30 min，使用一次注射器吸取1.5 mL上清液經(jīng)0.22 μm微孔濾頭過濾并注入2 mL進(jìn)樣瓶中，準(zhǔn)備上機(jī)檢測(cè)。

（2）石斛堿含量檢測(cè)。利用日本島津氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（型號(hào)GCMS-QP2020NX）檢測(cè)樣品。色譜條件：柱溫80℃（保留1 min），以10℃/min 升溫至230℃，運(yùn)行時(shí)間2 min，以5℃/min 升溫至250℃；進(jìn)樣口溫度250℃，分流比1:1，柱流量1.48 mL/min，柱前壓100 kPa，進(jìn)樣量1 μL；載氣為高純度氦氣(99.99%)。質(zhì)譜條件：電離方式EI；離子源溫度230℃；接口溫度250℃；溶劑延遲時(shí)間1 min；檢測(cè)器電壓0.1 kV；采集方式Scan；質(zhì)量范圍35～300m/z[18]。

（3）石斛堿標(biāo)準(zhǔn)曲線配制。精確稱取石斛堿標(biāo)準(zhǔn)品（購于上海安譜試驗(yàn)科技股份有限公司）5 mg 溶于250 mL甲醇中，配成濃度為20 μg/mL的母液，分別吸取7.5、2.5、1.0、0.5、0.25 mL，加入甲醇分別定容至10 mL，濃度分別為15.0、5.0、2.0、1.0、0.5 μg/mL，上機(jī)檢測(cè)石斛堿含量，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線y=2691777.8x+1250403.55，其中，y為石斛堿檢測(cè)峰面積，x為樣品濃度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和作圖，利用SPSS 23.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 供氮水平對(duì)金釵石斛生長(zhǎng)和開花的影響

不同供氮水平處理下，金釵石斛1 年生莖的平均莖高、莖粗、莖節(jié)數(shù)、葉片數(shù)等指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照（圖2），表明施氮有利于植株生長(zhǎng)，9 月底植株休止葉形成后逐漸停止生長(zhǎng)。11月30日以后植株莖高、莖節(jié)數(shù)基本無變化，莖粗和葉數(shù)逐漸減少。除莖粗外，其他形態(tài)指標(biāo)在不同處理間的差異均不顯著，莖粗則以1/2N處理最大。

圖2 1年生莖形態(tài)指標(biāo)變化情況

6—9 月天氣干燥炎熱，日照強(qiáng)烈，金釵石斛植株進(jìn)入夏季休眠期，生長(zhǎng)受到一定的抑制，植株部分葉片脫落，莖失水快引起皺縮等，使莖粗、葉數(shù)出現(xiàn)較大波動(dòng)。次年3 月花期到來以及長(zhǎng)出新芽，植株部分營養(yǎng)轉(zhuǎn)移至新芽，可能是導(dǎo)致1 年生莖粗持續(xù)降低的原因（圖2）。

植株地上部的干重總體上是逐步增加的，3 種不同氮水平施肥處理顯著優(yōu)于對(duì)照。對(duì)比不同處理，2020 年4 月30 日—2021 年4 月30 日地上部平均單株干重增量最大的是1/2N 處理(Δm=1.38 g)，其次是1N(1.30 g)、2N(1.16 g)、CK(0.62 g)，不同處理間差異不顯著。4—10 月地上部干物質(zhì)量逐漸增加，次年2—4 月干重又迅速增加。2021 年12 月底到次年2 月底干重短暫下降可能與抵御冬季低溫、促新芽萌發(fā)，體內(nèi)糖、蛋白等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量消耗有關(guān)（圖3）。

圖3 不同處理平均單株干重隨時(shí)間變化情況

在開花品質(zhì)方面，施氮處理的開花情況優(yōu)于對(duì)照，1/2N 處理的平均單株開花節(jié)數(shù)(2.4)和平均單株花朵數(shù)(4.5)優(yōu)于其他處理，但與1N 處理(2、3.8)無顯著差異，其次是2N(1.4、2.6)處理（圖4A），效果最差為CK處理。不同處理的開花情況對(duì)比見圖4B。

圖4 不同氮素水平處理的開花情況對(duì)比

2.2 供氮水平對(duì)金釵石斛氮元素吸收分布的影響

由圖5 可知，4 種供氮水平下，氮含量在金釵石斛苗不同部位的分布規(guī)律相似，均為1 年生莖的葉片氮含量最高，遠(yuǎn)高于其他部位。在4—8月的營養(yǎng)生長(zhǎng)階段，葉片中氮含量呈上升趨勢(shì)，且1/2N、1N 和2N 處理在8 月底達(dá)到最大值(19.98～22.07 g/kg)，而后下降，而CK處理則在10月底含量最高(20.69 g/kg)。氮含量在1 年生莖、2 年生莖、3 年生莖及根中呈下降趨勢(shì)，但整體上呈現(xiàn)1年生莖的氮含量(8.71 g/kg)要高于2年生莖(7.20 g/kg)和3年生莖(6.93 g/kg)，而在次年的2—4月，根中的氮含量則顯著高于2 年生莖和3 年生莖。3 因素（不同部位、時(shí)間、處理）多水平方差分析也表明，金釵石斛不同部位氮含量均差異顯著，為葉＞1 年生莖＞根＞2年生莖＞3年生莖，說明氮營養(yǎng)元素存在從老莖向新生莖轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。在總氮含量方面，CK、1/2N和2N處理間差異不顯著，但均顯著高于1N處理。

圖5 不同供氮水平下金釵石斛氮元素吸收分布規(guī)律

2.3 供氮水平對(duì)金釵石斛磷元素吸收分布的影響

不同供氮水平下，磷元素含量在金釵石斛苗的不同部位也呈現(xiàn)與氮元素相似的分布規(guī)律（圖6）。1 年生莖、2年生莖、3年生莖、葉和根均在6月底—12月底期間出現(xiàn)了一個(gè)磷含量上升的高峰，且在8 月底達(dá)到最大值(7.88～8.60 g/kg)，期間1年生莖的磷含量遠(yuǎn)高于其他部位，其次是葉片。3因素多水平方差分析表明，除2年生莖和3年生莖的磷含量較低且無顯著差異外，其他部位均差異顯著，為1 年生莖＞葉＞根。磷含量在4—6月無顯著變化，但8月則顯著上升至最大值，而后逐步顯著下降。在總磷含量方面，CK 和1/2N 處理間差異不顯著，但顯著高于1N和2N處理。

圖6 不同供氮水平下金釵石斛磷元素吸收分布規(guī)律

2.4 供氮水平對(duì)金釵石斛鉀元素吸收分布的影響

鉀含量在金釵石斛不同部位的分布規(guī)律如圖7所示。葉片中的鉀含量較高，除1/2N 處理外，葉片中鉀含量在4—10月逐漸升高，10月底達(dá)到最大值(33.61～37.79 g/kg)，而后下降。1 年生莖中的鉀含量也呈動(dòng)態(tài)變化，1/2N 和1N 處理在6 月底達(dá)到最大值(35.91、26.30 g/kg)，而CK 和2N 處理則在4 月底含量最高，呈先降后升再降的趨勢(shì)。同時(shí)，4 個(gè)供氮水平下，2 年生莖和3 年生莖的鉀含量始終維持在較低的水平，甚至低于根中的鉀含量；根的鉀含量在6 月底—10 月底呈上升的趨勢(shì)，而后含量維持相對(duì)穩(wěn)定。3 因素多水平方差分析表明，2年生莖和3年生莖的鉀含量無顯著差異，且顯著低于其他部位，而其他部位均差異顯著，為葉＞1 年生莖＞根。植株的鉀含量整體上從4—10 月顯著升高，而后至次年4 月則呈顯著下降。在總鉀含量方面，1/2N 處理顯著高于其他處理，CK 和1N 處理次之且兩者間差異不顯著。

圖7 不同供氮水平下金釵石斛鉀元素吸收分布規(guī)律

2.5 供氮水平對(duì)地上部分與地下部分元素比值的影響

以同一元素在莖和葉中的含量之和與根中該元素含量的比值計(jì)算地上部分與地下部分元素含量的比值，了解不同供氮水平與地上部分與地下部分元素比值的相關(guān)性。由表1 可以看出，金釵石斛地上部分與地下部分氮元素比值在4—6月顯著上升，在6月底平均比值最高，達(dá)6.56，而后逐漸顯著下降至次年4月底的4.61。供氮水平間，1/2N處理的平均比值最高，但與2N處理和CK差異不顯著。

表1 不同供氮水平下金釵石斛地上部分與地下部分氮比值

地上部分與地下部分磷元素比值在4 月底和6月底的平均比值分別為7.17和7.10，兩者無顯著差異；雖然6—12月金釵石斛各部位的磷含量水平出現(xiàn)了一個(gè)顯著上升的峰值，但地上部分與地下部分磷元素比值則依然呈顯著下降趨勢(shì)，至次年4月底已下降約一半，而不同供氮水平對(duì)磷元素比值無顯著影響（表2）。

表2 不同供氮水平下金釵石斛地上部分與地下部分磷元素比值

地上部分與地下部分鉀元素比值與氮元素比值的變化趨勢(shì)相同，鉀元素平均比值由4 月底的9.06 顯著升高至6 月底的10.98，隨后逐漸顯著下降至次年4月的3.10。不同供氮水平處理下，1/2N 處理的鉀元素平均比值(7.17)顯著高于其他處理，而CK 處理最低(6.24)（表3）。

表3 不同供氮水平下金釵石斛地上部分與地下部分鉀元素比值

2.6 供氮水平對(duì)金釵石斛石斛堿含量的影響

12 月底對(duì)各處理的金釵石斛進(jìn)行石斛堿含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)不同處理間、同一處理的不同部位（莖、葉、根）間均存在顯著差異（圖8，表4）。施氮處理植株不同部位的石斛堿含量均高于對(duì)照，其中莖、葉差異顯著，根不顯著。整體上，莖中石斛堿含量明顯高于葉和根，3年生和2年生莖中石斛堿的含量隨著供氮水平的增加而減少，1 年生莖中以及葉、根中則表現(xiàn)相反的規(guī)律，且2N 處理下的含量最高，分別為0.77%、0.54%、0.07%。不同處理的植株莖中石斛堿含量均大于0.4%，符合藥典標(biāo)準(zhǔn)；而根、葉的石斛堿測(cè)定結(jié)果顯示，除2N 處理的葉片具有較高含量的石斛堿(0.54%)外，其他處理的根和葉中石斛堿含量均低于0.4%。

表4 不同供氮水平下金釵石斛同一處理不同部位間石斛堿含量差異%

圖8 不同供氮水平下金釵石斛同一部位不同處理間石斛堿含量差異

3 討論

3.1 金釵石斛N、P、K元素含量變化與分配

根據(jù)金釵石斛不同部位氮含量檢測(cè)結(jié)果可知，不同供氮水平下氮元素含量變化規(guī)律基本一致。1年生莖的葉片中氮含量最高，遠(yuǎn)高于其他部位。氮含量在1 年生莖、2 年生莖、3 年生莖和根中均呈下降趨勢(shì)，但整體上1年生莖的氮含量顯著高于2、3年生莖，說明為滿足植株生長(zhǎng)的需求，氮元素更多地向幼嫩莖葉部位轉(zhuǎn)移。因此，4—8月是金釵石斛營養(yǎng)生長(zhǎng)階段，1年生莖葉片和莖處于高需氮狀態(tài)，此時(shí)生產(chǎn)上應(yīng)增加氮肥的施用。9月金釵石斛1年生莖葉生長(zhǎng)逐漸停止，休止葉形成，對(duì)氮素需求減少，氮含量開始下降。次年2—4月，根中氮含量雖小于葉片但顯著高于地上部的莖，可能與地上部處于休眠期，代謝相對(duì)減慢有關(guān)，3—4月新芽萌發(fā)，此時(shí)需要大量氮元素，也加快了根部對(duì)氮素的吸收和積累。

植物體內(nèi)磷元素的分布受供磷水平的影響。當(dāng)植株缺磷時(shí)，根保留其所吸收的大部分磷，地上部發(fā)育所需的磷主要靠莖葉中磷的再利用；當(dāng)植株供磷適宜，根則只保留其所吸收磷的一小部分，大部分磷轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部，莖葉中的大部分磷可在生殖器官發(fā)育時(shí)轉(zhuǎn)移和再利用[19]。本研究施用的是植物栽培試驗(yàn)中常見的改良霍格蘭營養(yǎng)液，因此植株沒有缺磷狀況，供磷適宜。在不同供氮水平下，金釵石斛苗的不同部位磷元素含量呈現(xiàn)與氮素相似的分布規(guī)律（圖5～6）。但6 月底—12 月底期間出現(xiàn)了一個(gè)磷含量上升的高峰期，且在8月底達(dá)到最大值，在1年生莖中磷含量升高尤為明顯，且高于葉片。說明這一階段，1年生莖需磷較多，根部吸收的大部分磷元素轉(zhuǎn)移到莖和葉片中?？梢姡诮疴O石斛生產(chǎn)過程中，植株由營養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)時(shí)，可以適當(dāng)增加磷肥的施用，以促進(jìn)莖的膨大和成熟。

鉀在植物體內(nèi)以離子形式存在，隨著植株生長(zhǎng)，不斷向代謝作用旺盛的部位轉(zhuǎn)移。幼嫩莖葉和根尖等部位鉀元素含量豐富，在植物整個(gè)生育期中，營養(yǎng)生長(zhǎng)期對(duì)鉀元素的吸收最多[20]。從金釵石斛苗的不同部位鉀含量的分布情況可知，4—10 月是金釵石斛的營養(yǎng)生長(zhǎng)期，莖、葉片中鉀含量逐漸升高，有利于促進(jìn)光合作用和加速體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的積累以及干重的增加，10月底鉀含量達(dá)到最大值，此時(shí)金釵石斛也基本停止生長(zhǎng)，之后鉀含量開始下降?？梢?，金釵石斛在營養(yǎng)生長(zhǎng)階段對(duì)鉀的需求量較大，以利于自身營養(yǎng)成分的積累。1年生莖中的鉀含量的動(dòng)態(tài)變化，表明不同供氮水平可能影響到植株的活躍狀態(tài)，進(jìn)而影響了鉀元素在體內(nèi)的分配和分布。不同處理下，2年和3年生莖的鉀含量始終維持著較低的水平，甚至低于根中的鉀含量，進(jìn)一步表明2年和3年老莖的代謝活動(dòng)弱，除自身維持足夠的鉀元素外，更多鉀元素轉(zhuǎn)移分配到生長(zhǎng)活躍的部位。根中鉀含量在6月底—10月底呈上升的趨勢(shì)，表明此時(shí)期的根系代謝可能相對(duì)活躍。

關(guān)于地上部分與地下部分營養(yǎng)元素比值的變化，結(jié)果顯示4—6 月金釵石斛地上部分與地下部分氮元素比值顯著上升，表明氮素更多地分配和供應(yīng)地上部分的生長(zhǎng)，這與金釵石斛的快速生長(zhǎng)期的營養(yǎng)需求特性一致。隨后地上部生長(zhǎng)速度減慢，氮元素比值逐漸下降。在低供氮水平（1/2N 處理）下，由于生長(zhǎng)需求，氮池分配更多氮素到地上部后，地下部無盈余或盈余少，使平均比值增大，而高供氮水平或氮虧（2N處理和CK）情況下，地上部和地下部含有的氮素都充?；蚨紖T乏，使平均比值差異不顯著。盡管因生理需求等原因，6—12 月金釵石斛各部位的磷含量出現(xiàn)短暫的顯著升高，莖葉中積累了較多的磷元素，但地上部分與地下部分磷元素比值依然呈顯著下降趨勢(shì)，可能是因?yàn)? 月之后植物莖葉生長(zhǎng)逐漸停止，對(duì)磷元素的需求減少，加之部分葉片衰老和凋落，使得地上部的磷含量減少。同理，這可能也是導(dǎo)致生長(zhǎng)后期地上部分與地下部分鉀元素比值降低的原因之一。

3.2 不同供氮水平對(duì)金釵石斛生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響

盡管試驗(yàn)所用的栽培基質(zhì)會(huì)提供少量營養(yǎng)供金釵石斛生長(zhǎng)，但其營養(yǎng)轉(zhuǎn)化速度慢、可利用效率不高，因此，本試驗(yàn)后期觀察到CK處理中多數(shù)植株的2年生莖和3年生莖瘦癟，部分皺縮，1年生莖生長(zhǎng)瘦弱，葉片發(fā)黃，開花植株少，表明植株得不到足夠的營養(yǎng)供應(yīng)。而2N處理的植株葉色深綠，植株粗壯，莖飽滿，盡管大部分植株開花但是花朵數(shù)少，花期遲于其他處理，與已有報(bào)道的高氮供應(yīng)會(huì)使春石斛止葉形成滯后，開花延遲[21-22]的結(jié)論一致。劉曉青等[23]認(rèn)為春石斛花期適當(dāng)減少氮素供應(yīng)，有利于提高開花量。本研究也得到1/2N和1N 處理的開花品質(zhì)優(yōu)于2N 處理，說明生產(chǎn)過程中適當(dāng)減氮有利于金釵石斛開花品質(zhì)的提升。

石斛堿是金釵石斛重要活性物質(zhì)和主要藥用成分，占總生物堿含量的92%以上，是評(píng)價(jià)金釵石斛品質(zhì)的重要指標(biāo)[24]。楊立昌等[25]對(duì)貴州、云南、四川產(chǎn)金釵石斛的生物堿含量進(jìn)行測(cè)定，認(rèn)為野外栽培和溫室載培對(duì)金釵石斛生物堿含量并無影響。本研究采用溫室設(shè)施栽培，金釵石斛莖石斛堿含量均達(dá)到藥典標(biāo)準(zhǔn)，表明采用溫室栽培也可獲得較好的品質(zhì)。此外，不同產(chǎn)地或不同部位金釵石斛的石斛堿含量有所不同[26-27]。本研究選用的金釵石斛為云南野生苗自交種子繁育而來的組培苗，在廣州栽種后，發(fā)現(xiàn)在2N水平下，金釵石斛1 年生莖的葉中石斛堿含量達(dá)0.54%，符合藥典標(biāo)準(zhǔn)，可作藥用材料。除根外，金釵石斛地上部1～3年不同年齡莖石斛堿的含量均在0.4%以上，在一定程度上反映出本研究材料品質(zhì)優(yōu)良，適合當(dāng)?shù)卦耘唷２煌L(zhǎng)時(shí)期石斛堿的含量也有差異。多數(shù)報(bào)道金釵石斛在12 月石斛堿含量最高，如蔡莉等[28]報(bào)道貴州赤水2 年生金釵石斛莖中石斛堿含量在12 月最高(0.64%～0.7%)，8、9 月最低。合江金釵石斛2 年生莖中石斛堿含量在12月最高，為0.51%[29]。因此，本研究也選用12月底采集的樣品進(jìn)行石斛堿測(cè)定，發(fā)現(xiàn)同一供氮水平下1 年生莖葉中石斛堿含量均最高，且含量隨氮素水平增加而升高。

此外，不同年份金釵石斛石斛堿含量也存在差異，一些學(xué)者[29-31]報(bào)道了不同產(chǎn)地的金釵石斛莖中的石斛堿含量為1年生＞2年生＞3年生或多年生，但本研究1/2N處理和1N處理的2年生莖石斛堿含量＞1年生莖＞3年生莖，可能是幼嫩組織產(chǎn)生的石斛堿和植株葉片脫落前自身石斛堿向貯藏器官莖轉(zhuǎn)移所導(dǎo)致的[32]。本研究2N處理下石斛堿含量1年生莖＞2年生莖＞3年生莖，可能是高氮使得1年生莖生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，石斛堿仍在向幼嫩組織中轉(zhuǎn)移[32]，在實(shí)際觀察中也發(fā)現(xiàn)2N處理的1 年生莖葉色鮮綠，休止葉的形成較其他處理晚。目前，氮素對(duì)藥用植物體內(nèi)生物堿累積的影響研究得到的結(jié)論并不一致。孫世芹等[33]報(bào)道氮素過多或過少均不利于植物中生物堿的合成和累積，而施晟璐等[34]則發(fā)現(xiàn)菘藍(lán)在低氮脅迫下能合成更多的生物堿。本研究CK 和1/2N 處理的莖中石斛堿含量均較高（符合藥典標(biāo)準(zhǔn)），出現(xiàn)類似施晟璐等[34]報(bào)道的低氮營養(yǎng)下的情況，其原因尚不明確。整體來看，本研究金釵石斛莖中石斛堿含量高于葉片，而根的含量最低。3年生和2年生莖中石斛堿的含量隨氮水平的增加而降低，而在1年生莖、根和葉中則呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)。對(duì)于供氮水平對(duì)金釵石斛石斛堿合成的影響及分布規(guī)律仍有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

不同供氮水平下，金釵石斛在生長(zhǎng)過程中各器官氮、磷、鉀元素含量變化規(guī)律基本一致，生長(zhǎng)期含量逐漸升高，至8—10 月達(dá)到最高，生殖期則逐漸下降，至次年開花期達(dá)到最低。不同器官則以生長(zhǎng)活躍的1年生葉、莖中氮、磷、鉀含量更高，老年莖含量較低，可見為滿足植株生長(zhǎng)的需求，營養(yǎng)元素優(yōu)先向幼嫩莖葉轉(zhuǎn)移。此外，金釵石斛生長(zhǎng)發(fā)育過程中，營養(yǎng)生長(zhǎng)對(duì)氮、磷、鉀肥需求較大；隨著植株由營養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)，可適當(dāng)增加磷肥的施用，以促進(jìn)假鱗莖的膨大和成熟；當(dāng)植株生長(zhǎng)逐漸停止進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期時(shí)，對(duì)鉀需求較大，增施鉀肥有利于營養(yǎng)成分的積累。施氮有助于石斛堿含量的增加，提高藥用品質(zhì)，而1/2N和1N處理的開花品質(zhì)相對(duì)較優(yōu)。本研究結(jié)果可為金釵石斛設(shè)施栽培和生產(chǎn)提供一定指導(dǎo)。