石斛组培苗假植炼苗技术
2017-03-20李卫东肖光辉
李卫东,肖光辉
(1.湖南省园艺研究所,湖南 长沙 410125;2.湖南省农业信息与工程研究所,湖南 长沙410125;3.特色木本花卉湖南省工程实验室,湖南 长沙 410125)
石斛组培苗假植炼苗技术
李卫东1,3,肖光辉2
(1.湖南省园艺研究所,湖南 长沙 410125;2.湖南省农业信息与工程研究所,湖南 长沙410125;3.特色木本花卉湖南省工程实验室,湖南 长沙 410125)
为了解决石斛组培苗移栽成活率低这一困扰石斛规模化生产的技术难题,从假植苗床的选择、基质配方筛选、主要原料的发酵处理与基质的配制、组培苗的室内炼苗适应与假植后的管理等方面创新现有组培苗的假植技术,发明的“一种石斛组培苗的假植炼苗方法”获得中华人民共和国发明专利。
石斛;组培苗;假植炼苗;设施栽培
石斛(Dendrobium)又名石斛兰,为兰科(Orchidaceace)石斛属(Dendrobium)多年生附生草本植物,是重要的药用和观赏植物,属于《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录Ⅱ的物种,原产地主要分布于亚洲热带和亚热带,澳大利亚和太平洋岛屿,目前世界范围内已发现约有1 500种以上,中国约有76种,大部分分布于西南、华南、台湾等地,其中有将近40种具有药用价值。野生石斛主要生长在热带、亚热带原始森林及类似的温暖湿润环境,常附生于半阴湿的密林树干或岩石上,并常与苔藓、石苇和地衣等低等生物伴生,主要生长在高山峻岭悬崖峭壁和岩石缝隙中,生长条件要求温暖、湿润、通风、透气、漏水。由于石斛对生长环境的特殊要求以及分布的局限性,在自然环境条件下自身繁殖率很低,且石斛的生长发育缓慢,所以野生石斛数量稀少,野生资源非常有限。传统的人工繁殖方式如分株、扦插等,繁殖速度慢,增殖率很低,远不能满足商品化生产的要求。因此,从20世纪70年代起,国内外就开始了石斛的组培快繁技术和人工栽培技术的研究。目前石斛的组培技术已基本成熟,但由于组织培养环境与人工栽培环境存在较大差异,组培苗需要由无菌环境全面适应外界自然环境、由异养过渡到自养,组培苗的移栽成活率低,特别是石斛进行仿生态栽培时成活率更低。例如霍山石斛组培苗出瓶后直接栽培到仿生态栽培基地的成活率约为30%左右[1];在野外仿生态栽培时或在简易大棚中栽培时,铁皮石斛组培苗的直接移栽成活率一般低于50%,且生长缓慢[2-3]。因此,组培苗移栽成活率低一直是困扰石斛规模化生产的一个瓶颈。钱文林等[4]的研究认为,利用保水性能好且透气性强的栽培基质可使霍山石斛组培苗的移栽成活率提高,且分层基质的种植效果更好;当基质下部3/10为树皮,上部7/10为木屑时,霍山石斛的移栽成活率和萌芽数较高,但该研究使用分层基质栽培的操作较复杂,且移栽后70 d统计的成活率也只有78%。为了解决石斛组培苗移栽成活率低这一困扰石斛规模化生产的技术难题,笔者进行组培苗假植炼苗技术的研究。
1 石斛组培苗假植炼苗的技术要点
根据石斛组培苗假植炼苗期对环境条件的要求和生长发育特点,利用石斛或一些花卉设施栽培普通架空栽培床的床下适宜于进行石斛假植炼苗的小气候条件,通过配制合适的栽培基质、加强假植炼苗期的管理,研究出了石斛组培苗的假植炼苗技术,解决了组培苗移栽成活率低这一困扰石斛规模化生产的瓶颈。“一种石斛组培苗的假植炼苗方法”[5]已获中华人民共和国发明专利,专利号为:ZL 201410401064.2。其技术要点如下。
1.1 石斛假植苗床的选择
选择石斛或一些花卉如蝴蝶兰等设施栽培普通架空栽培床的床下地面作为假植苗床。适合进行假植炼苗的石斛种类包括:铁皮石斛(D. officinale)、霍山石斛(D. huosanness)、金钗石斛(D. nobile)、流苏石斛(D. fimbiratum)或鼓槌石斛(D. chrysotourn)。
1.2 栽培基质配方筛选与主要原料的发酵处理
1.2.1 基质配方筛选 为了获得价廉物美、适合当地的最优石斛栽培基质配方,选用当地廉价易得的松树皮、杂木屑、枫树锯木屑、香菇菌渣、平菇菌渣和干牛粪等为主要原料,配以市场上易得的珍珠岩,共配制了15个不同的基质配方,经过3 a的配方筛选试验,不断改进基质配方,获得适合石斛假植炼苗的基质配方为:松树皮、枫树锯木屑、干牛粪的体积比=4~5︰4~5︰0.5~1,珍珠岩的体积比为3~4︰1。同时,对比了栽培基质主要原料的自然发酵处理和蒸煮消毒处理对石斛组培苗生长的影响,结果表明发酵处理是比较实用的基质处理方法。
1.2.2 主要原料的发酵处理 选用颗粒大小为0.5~1.2 cm的松树皮、枫树锯木屑和干牛粪作为栽培基质的主要原料,栽培基质主要原料的组成成分是松树皮、枫树锯木屑、干牛粪的体积比为4~5︰4~5︰0.5~1。松树皮先用清水浸泡1 d,然后按比例与枫树锯木屑和干牛粪混合均匀,调节含水量至65%~70%,堆成高1.2~1.5 m、宽2.5~3.0 m的堆,用塑料薄膜覆盖进行发酵,发酵期一般为2~3个月,发酵期间需翻堆5~6次,一般每隔10~15 d揭开薄膜翻堆1次,翻堆时如发现基质变干应适当加水。在夏季高温季节发酵时发酵期较短,而在低温季节发酵时发酵期应适当延长。发酵完成后将基质摊开晒干后装袋备用。
1.3 栽培基质的配制与育苗穴盘装盘
1.3.1 栽培基质的配制 先将发酵处理后的栽培基质主要原料用800~1 000倍多菌灵或甲基托布津药液喷洒拌匀到含水量为60%~65%,堆起来用塑料薄膜覆盖闷3~5 d,珍珠岩用清水浸泡1~2 d后沥干明水,再将栽培基质主要原料与珍珠岩按体积比3~4︰1均匀混合,然后就可装盘。
1.3.2 基质装盘 育苗穴盘可选用市售的普通塑料育苗穴盘,一般选用规格为长54 cm、宽25 cm、高5 cm的50孔或32孔的育苗穴盘。装盘时先将配好的基质均匀倒入育苗穴盘内,抖动育苗穴盘,让基质充填在育苗穴盘的孔穴中,然后用1 cm厚、50 cm长的小木板将育苗穴盘表面的基质压实刮平,假植前1 d浇透底水,待用。
1.4 石斛组培苗的室内炼苗适应
当石斛组培苗每丛有3~5株,每株有根3~5条、根长2~3 cm,叶4~6片、茎粗0.3 cm以上、高4~7 cm时,将组培苗从组培室移至与栽培环境条件一致的大棚或温室内进行常温炼苗适应。温度控制在15~28℃,相对湿度50%~80%,光照强度3 000~7 000 Lx,即遮光50%~70%,并逐渐增加光照强度,保持棚内通风透气,让组培苗从封闭稳定的环境向开放变化的环境过渡,使其逐渐适应自然散射光照和变温的环境,炼苗时间为2~4周。具体操作时1周内遮光70%,1周后视天气情况遮光50%~60%,以石斛组培苗的叶色翠绿或浓绿、茎段肥厚粗壮且茎干稍硬化时为宜。组培苗出瓶前2~3 d将瓶口逐渐敞开,即先只拧松瓶盖,敞开程度逐渐加大,最后1 d将瓶盖全部揭开,让其适应自然的温、湿度条件。组培苗出瓶时,用手侧拍瓶子,使培养基与根之间松动,然后用手指或镊子从瓶边将组培苗夹出,用清水轻轻洗去粘附在根上的培养基,特别要洗掉琼脂,以免琼脂发霉引起烂根,再换清水清洗1次。沥干水后用1 000倍多菌灵或甲基托布津浸泡整株小苗10 min,防止假植后的石斛苗根部腐烂。然后在阴凉通风处晾根半天至根部发白,便可进行假值。
1.5 假植与假植后的管理
1.5.1 组培苗的假植 当气温不低于15℃时开始假植,适宜假植的时期一般为3月中旬至5月下旬或9月中旬至10月中旬。假植时通常以3~5个单株为1丛,每穴假植1丛,假植后将育苗穴盘整齐摆放到假植苗床上,立即用喷雾器在育苗穴盘上喷3 000倍农用链霉素和1 000倍多菌灵进行消毒,同时使幼苗与基质紧密结合。为了提高假植成活率,可将待假植的石斛组培苗根部浸泡于100 mg/L的ABT3号生根粉中15 min以诱导生根,再进行假植。
1.5.2 假植后的管理 由于刚假植的石斛组培苗十分娇嫩,最初几天每天要定时喷雾清水1~2次,假植后1周内空气湿度保持80%~90%,不浇水。假植1周后植株开始发新根,可减少喷雾次数,空气湿度保持70%~80%。基质保持干湿交替有利于发根长芽,基质的水分管理应掌握干透湿透的原则,假植2周后如果基质发干可用喷壶浇施基质至湿透(含水量65%左右)。假植20 d后,每1~2周喷施1次叶面肥,用0.2%~0.3%的磷酸二氢钾和1 500~2 000倍液的花多多1号交替喷施。进入秋冬季随着气温的降低,石斛幼苗生长放缓甚至停止,对水分的要求也逐渐降低,所以应逐渐减少喷水和施肥的次数,在基质不明显缺水(基质含水量不低于30%时)的情况下不浇水,冬季一般每15~20 d选晴天上午9︰00~10︰00浇水1次即可,喷水后适当通风。一般假植炼苗5~12个月可出圃定植。
2 石斛组培苗假植炼苗技术的效果与先进性
在湖南长沙地区分别对铁皮石斛、霍山石斛、金钗石斛、流苏石斛、鼓槌石斛的组培苗采用本方法进行了假植炼苗试验,每个处理假植200丛,设3次重复,假植60 d后的调查结果表明,成活率平均达96.7%(见表1),且培育的穴盘苗生长健壮、整齐一致,定植后缓苗快。以假植炼苗后12个月的穴盘苗为材料,进行设施床栽试验(以直接定植组培苗为对照)和仿生态栽培试验,每个处理200丛,设3次重复,试验结果表明,假植穴盘苗定植后可比组培苗直接定植提早1 a采收商品石斛,采用设施基质栽培时定植60 d后的成活率平均达98.6%(直接用组培苗定植对照的平均成活率为83.4%),仿生态栽培定植60 d后的成活率平均也可达93.5%(见表1),比报道的霍山石斛组培苗出瓶后直接进行仿生态栽培的成活率30%左右[1]提高60个百分点以上。
表1 石斛组培苗的假植成活率与假植炼苗后穴盘苗的定植成活率 (%)
3 小 结
为了解决石斛组培苗移栽成活率低这一制约产业化发展的瓶颈问题,我国已有不少研究报道[1,6-8],这些研究的主要贡献在于:把一般用于蔬菜育苗的穴盘育苗技术或假植技术应用到石斛的栽培中,使石斛组培苗的移栽成活率得到了明显提高。其缺陷在于:多以泥炭作为基质的主要原料[1,6-7],而我国的泥炭资源较少,而且是不可再生的自然资源;刘士辉等[8]的研究虽然没有用泥炭作为基质的主要原料,但因该基质的营养不丰富,假植后对施肥管理要求较高,要求“薄肥勤施”,不仅需要多次喷施液体肥,而且还要施加颗粒缓释肥,才能帮助铁皮石斛茁壮成长;同时,这些研究都需要有专门的设施进行假植炼苗,由于组培苗的适应性较差,对环境条件的要求较高,因此对设施的要求和栽培管理的水平也较高,如果假植炼苗的设施比较简陋或管理粗放,组培苗的假植成活率仍然比较低。然而,我国目前石斛设施栽培的方式一般都是采用架空的栽培床进行栽培,许多设施栽培的花卉,特别是一些高档的兰花品种如蝴蝶兰等,也是采用架空栽培床进行栽培,栽培床下的地面和空间一般都闲置,为充分利用资源可将其用作石斛组培苗假植炼苗的场所。
该石斛组培苗假植炼苗技术的创新点在于:选用石斛设施栽培普通架空栽培床或一些设施花卉架空栽培床的床下地面作为假植苗床,为石斛组培苗假植后的生长发育创造比较适宜的环境条件;同时,以价格低廉、容易获得的基质原料配制疏松透气,排水性良好,所含肥料养分适量,保水、保肥能力强的栽培基质,可达到提高组培苗假植成活率的目的。不仅不需要专门另建栽培设施,而且还避免使用泥炭等不可再生的自然资源。
综上所述,采用石斛组培苗的假植炼苗方法,不仅操作简便、实用性强,能使石斛组培苗尽快由无菌环境适应自然环境、提高组培苗的抗逆性和生存能力,而且可以提高设施的利用率。该技术可以培育石斛设施栽培和仿生态栽培规模化生产所需的植株苗,解决了石斛组培苗移栽成活率低这一困扰石斛规模化生产的瓶颈,实现了石斛组培苗人工栽培的规模化生产。
[1] 徐光涛. 提高霍山石斛仿生态栽培成活率方法的研究[J]. 安徽林业科技,2011,37(6):62-64.
[2] 郑宽瑜,邓君浪,赵 辉. 铁皮石斛试管苗栽培技术研究[J]. 云南农业科技,2010,(3):21-22.
[3] 宋 顺,许 奕,李敬阳. 铁皮石斛的组织培养与快速繁殖研究进展[J]. 中国农学通报,2013,29(33):286-290.
[4] 钱文林,张建霞,吴坤林,等. 霍山石斛种苗繁殖与栽培研究[J].热带亚热带植物学报,2013,21(3):240-246.
[5] 肖光辉,李卫东,丁桂花,等. 一种石斛组培苗的假植炼苗方法[P].中国专利:ZL 201410401064.2,2016-03-16.
[6] 孔德栋,黄冲平,周建华,等. 铁皮石斛穴盘育苗基质的优化筛选[J].农业科技通讯,2010(8):70-72.
[7] 肖 颖,张耀洲. 基质炼苗季节对铁皮石斛试管苗假植的影响[J].信阳农业高等专科学校学报,2013,23(2):93-94.
[8] 刘士辉,黄丹枫,姚永康,等. 铁皮石斛组培苗温室驯化技术研究[J].安徽农业科学,2013,41(17):7477-7478,7495.
(责任编辑:成 平)
A Technology of Hardening off Tissue Culture Seedlings of Dendrobium with the Method of Temporary Transplanting
LI Wei-dong1,3,XIAO Guang-hui2
(1. Hunan Horticulture Research Institute, Changsha 410125, PRC; 2. Hunan Institute of Agricultural Information and Engineering, Changsha 410125, PRC; 3. The Distinctive Woody Flower Engineering Laboratory of Hunan Province, Changsha 410125, PRC)
In order to solve the technical problems of low survival rate of transplanting of tissue culture seedlings of Dendrobium, which was confronted by the large-scale production, the author invented the existing technology of temporary transplanting of tissue culture seedlings from the aspects of temporary seedbed selection, media formulation screening, fermentation processing of main raw materials, media preparation, indoor training of tissue culture seedlings, management of temporary transplanted seedlings and so on. A method of hardening off tissue culture seedlings of Dendrobium with the method of temporary transplanting won the People’s Republic of China invention patent.
Dendrobium; tissue culture seedling; hardening off seedlings with the method of temporary transplanting; facility cultivation
Q945.52
:A
:1006-060X(2017)02-0032-03
10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.002.009
2016-12-19
湖南省科技计划项目(2015NK3048;2016NK2194);科技部农业科技成果转化资金项目(2013GB2D200329);湖南省林业专项资金项目(湘财农指[2015]157号)
李卫东(1964-),男,湖南永州市人,研究员,主要从事园林、观赏园艺、休闲农业与乡村旅游规划方面的研究。
肖光辉