栽培环境对金钗石斛生长和化学成分的影响

李在军，龚宜刚，李月文，杜 红，曾小英

(1.重庆市林业科学研究院，重庆 400036；2.城口县国营林场，重庆 城口 405900)

金钗石斛(Dendroliinobilis)为兰科(Orchidaeeae)石斛属(DendrobiumSw．)多年生草本植物[1]，因其特殊的生存环境和卓越的滋补功效而享有“民间仙草、植物黄金”的美誉，是我国的名贵中药，《神农本草经》中被列为上品，是我国古代药书中记载和研究应用最早的石斛植物[2]，也是中国药典收载的主要石斛品种。近年来在我国浙江、云南、贵州、广西和安徽等主产区，大力发展药用石斛的人工种植生产，其中产自贵州省赤水市的金钗石斛占我国药用石斛很大的市场份额，由于目前各地栽培环境存在较大差异，石斛的栽培方式非常多样。重庆山地类型多样，气候非常特殊，属于典型的中亚热带季风气候，夏热冬暖春早，地域差异大，立体气候明显，针对这一特殊气候条件，在不同生长环境下进行栽培试验，以寻求获得更高的产量和更好的经济效益。

1 材料与方法

1.1 材料

实验材料金钗石斛种苗于2012年11月引自贵州省赤水市旺龙镇赤水市禾邦石斛农民专业合作社，均为1a生组培苗，共计 7 000余株。种植于重庆市沙坪坝区歌乐山镇重庆市林业科学研究院温室内，种植地海拔470 m，最冷月平均气温7.8 ℃，最热月平均气温28.5 ℃，年平均气温18.3 ℃，无霜期341.6 d，年降水量 1 082.9 mm。线卡采用圆形5 mm钢钉线卡，自锁式尼龙扎带，规格5 mm×400 mm。草绳为直径1 cm稻草编织。

1.2 方法

温室内栽培基质为锯末与稻壳按2:1进行混合,夏季2d～3d浇一次透水，其余季节根据天气4 d～6 d浇一次透水，温室内平均气温19.7 ℃，利用遮阳网遮光，遮光度为40%，平均湿度80%。2013年10月将已在温室内生长了1a的金钗石斛苗分别移栽到树龄50a以上的天然林下及香樟人工纯林下，自然生长，林下栽培环境见表1。

表1金钗石斛栽培环境

Tab.1 Cultural condition of Dendrolii nobili

金钗石斛采用的是林下贴树栽培方法，将种苗固定在离地1 m的树干上，固定方式采用以下3种方式：线卡固定茎条基部；草绳+苔藓，苔藓包裹根部，围绕树干螺旋式向上缠绕；塑料扎带+苔藓，扎带长度可根据树木胸径大小采用多条扎带串接固定。

2014年10月选取部分植株测定茎条长度并对比，然后各取50株(丛)新鲜植株，送交西南大学分析测试中心进行检测，采用烘干法测定不同部位含水量，另外一部分样品烘干后采用苯酚-硫酸法[3]进行总多糖测定，采用气相色谱进行石斛碱含量测定。由于天然林下郁闭度过高，植株长势较弱，加之病虫及白蚁危害树皮、树干造成种苗脱落，成活率仅有30%，无法满足试验分析的需求，因此仅对天然林下石斛进行了生长量观察测定，未进行化学成分取样分析。

2 结果

2.1 不同固定方式及栽培基质对石斛生长的影响

3种固定方式中，线卡固定方式简单牢固，但根系大量暴露于空气中，不耐干旱，干旱7 d以上，根系便干枯死亡，种苗成活率不到30%，而重庆夏季往往伴随高温伏旱，因此缩短了金钗石斛生长期，导致苗长势越来越弱。另外线卡固定会对树木本身造成一定的伤害，影响树木正常生长，因此线卡固定的方式更适合在林下贴石栽培。采用草绳固定的方式较为环保且对树体不产生伤害，半年左右草绳腐烂，此时新生的根系已能牢牢附着在树皮之上，腐烂的草绳还可为石斛生长提供养分，无病虫危害的情况下，苗成活率可以达到85%以上。扎带+苔藓的固定方式种苗成活率都能达到85%，其优点是保持时间较长，长短可根据树木大小及其生长情况进行调整，用完后还可回收利用。缺点是扎带受宽度限制，稳固程度不及草绳及线卡。综合比较，林下贴干栽培采用草绳和扎带是相对比较好的固定方式。

表2不同固定方式对金钗石斛成活率的影响

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

测定指标栽培环境线卡草绳+苔藓扎带天然林﹤30%40%35%人工林﹤30%>85%85%

2.2 不同栽培环境对石斛生长的影响

在天然林下，两年生的石斛植株长度达到8.0 cm,人工林下达到12.54 cm，温室内石斛苗的生长最好，株高达到16.56 cm(表3)。主要是由于温室内温湿度可以人为控制，温室内平均温度为19.7 ℃，最低温度在5 ℃，湿度常年保持在80%左右，为石斛的生长提供了稳定的条件。而人工林和天然林下温湿度变化大，温湿度记录仪记录的林下最低温度达到-1.2 ℃，最高温达到39 ℃，最低湿度达到20.1%，最高99.9%，通过近5 a的观察，其中有两年冬季出现了短暂的-1.2 ℃～-3 ℃的低温雨雪，但并未造成金钗石斛的冻害发生。在高温低湿的夏季和低温高湿的冬季，1年中有近3～4个月停止生长，而温室内则很少出现，因此林下贴树栽培的金钗石斛生长量远低于温室环境下种植的金钗石斛。

表3不同栽培环境条件下金钗石斛茎条长度变化

Tab.3 Length change ofDendroliinobiliunder deferent cultural condition

测定指标栽培环境天然林温室人工林茎条长度/cm8.0±1.3216.56±2.1312.54±1.32

2.3 不同栽培环境条件对金钗石斛水分及有效成分含量影响

从金钗石斛不同部位含水量上变化上来看，茎、叶的含水量高于根部含水量，其中以茎的含水量为最高；在不同栽培环境下，温室内栽植的金钗石斛植株含水量高于林下栽培植株(表4)。这主要是由于温室内栽培时，基质能够给石斛生长提供充分的营养，且温湿度及光照可以进行人工控制，相比林下环境，能够提供更好的生长条件，因此含水率更高，茎条更嫩，口感也更好。除含水量有明显差异外，茎条的颜色与植株根系也存在明显差异。相较林下种植的茎条和根系颜色发绿，且根系不发达，温室内种植的石斛植株根系非常发达，颜色发白，茎条颜色略透明且显微黄。

表4不同栽培环境条件下金钗石斛不同部位水分含量变化

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

含水量(%)栽培环境人工林林下温室大棚内根部82.02±1.8885.05±9.16茎部88.69±9.8289.28±2.60叶片84.78±4.8287.85±6.68

以往的研究表明金钗石斛总生物碱含量远高于其他种[4]。其中石斛碱是药材金钗石斛的主要有效成分，其含量的测定是评价药材内在质量的有效手段之一，不同产地金钗石斛的石斛碱含量有着显著的差异，石斛碱的含量与产地的生态环境有密切的联系，华茉莉等[5]测定的浙江产金钗石斛的石斛碱含量达到0.2%，与实验中的测定值较为接近，而在贵州几个产地常见栽培品种中，赤水产金钗石斛石斛碱含量最高，达到0.259%[6]，重庆本地产的金钗石斛的石斛碱含量低于赤水产金钗石斛，仅有0.184%，温室栽培的金钗石斛石斛碱含量更低，只有0.151%。就口感而言，凡性状鉴别时具苦味的生物碱含量较高，通过品尝也能明显感觉林下栽培的金钗石斛口感比温室内略苦，这正好说明不同栽培环境对金钗石斛石斛碱含量有着显著影响。除此以外，不同栽培环境对金钗石斛的总多糖含量也有显著的影响，林下野外种植的金钗石斛总多糖含量达到10.44%，温室内种植的金钗石斛总多糖含量达到8.87%(表5)，重庆产的金钗石斛总多糖含量远远高于贵州最高4.2%的水平[7]。

表5不同栽培环境条件下金钗石斛化学成分含量变化

Tab.5 The Chemical Compositions change ofDendroliinobiliunder deferent cultural conditions

化学成分指标栽培环境人工林林下温室大棚内总多糖含量(干基,%)10.44±0.0318.87±0.035石斛碱含量(干基,%)0.184±0.0680.151±0.068

3 讨论

虽然重庆与赤水虽然都属于中亚热带季风湿润气候区，但在地形地貌以及温度上有着明显的差异。地貌上赤水属于典型的丹霞地貌，林下种植的金钗石斛大都以石栽为主。重庆的地貌主要是以山地、丘陵为主，喀斯特地貌分布广泛[8]，在温度方面，赤水年平均气温为17.9 ℃。极端最高平均气温30.0 ℃，极端最低平均气温为5.7 ℃[9]。而重庆平均气温为17.3 ℃[10]，极端最高平均气温达到39.6 ℃，极端高温的天数在35 d以上，极端最低平均气温为1.77 ℃，极端低温的天数在14 d以上[11]，因此重庆地区林下金钗石斛采用苔藓包裹，贴树栽培的方式更更好地截流树干上的雨水，并达到保温保湿的作用，更好地促进金钗石斛的生长。

对金钗石斛采用不同固定方式及在不同的栽培环境条件下，测定株高、根、茎、叶含水量、总多糖含量及石斛碱含量等进行对比研究表明，在固定方式上，林下贴干栽培采用草绳和扎带的固定并包裹苔藓的方式有利于金钗石斛在自然条件下的正常生长，相比单独的线卡固定有效减少树体伤害，比常见的遮阳网包裹固定方式更为环保有效，减少了对树木正常生长的影响。

金钗石斛采取林下种植时，适当的遮阴有利于金钗石斛的生长，根据余家辉的研究，金钗石斛在中等遮阴(55%～65%)长势最好[12]。本实验中种植在郁闭度0.8林下和遮光度40%的温室内的金钗石斛依然可以正常生长，但过高的林下郁闭度会造成成活率大幅下降[13]，建议在选择林下种植时，林下郁闭度应在0.4～0.8之间。

在温湿度方面，金钗石斛生长最适宜的温度为25 ℃左右[14]， 2 d～3 d短时间内低于零度的气温及冰雪并不会对金钗石斛造成不良影响。林下及温室内栽培，湿度应保持在60%～80%为宜。

林下栽培的金钗石斛其多糖及石斛碱等有效成分都高于温室内栽培的金钗石斛，因此林下栽培的金钗石斛虽然生长慢，产量低，但品质却远高于温室内培养的植株。引入重庆种植的金钗石斛其石斛碱含量略低于浙江及贵州赤水所产金钗石斛，但总多糖含量却是贵州赤水金钗的两倍多，因此金钗石斛在重庆地区开展林下种植具有较好的前景。