不同产地及栽培模式下铁皮石斛农艺性状与品质分析

文大成，黄明进※，罗影子，杨秋悦，杨洋，罗春丽，邓帮强

（1.贵州大学农学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学石斛研究院，贵州 贵阳 550025；3.贵州省药用植物繁育与种植重点实验室，贵州 贵阳 550025；4.德江县荆角乡帮强铁皮石斛种植基地，贵州 铜仁 565200）

铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo.）为兰科石斛属多年生草本药用植物，主要成分为石斛多糖和生物碱等，有滋阴清热、益胃生津等功效，生于山地半阴湿的岩石或树干上，主要分布在我国浙江、安徽、贵州和云南等地[1,2]。石斛最早记载于《神农本草经》，但直至清朝才以铁皮石斛名称区分出来[3-5]。随着人工栽培技术的成熟，全国种植面积逐年增加，安徽、浙江和云南等地已实现铁皮石斛大棚规模化生产[6]。十三五期间，贵州省农村产业革命将石斛确定为主推的十二大特色产业之一，全省铁皮石斛总规模已达5333.3hm2，仿野生栽培面积居全国首位，主要产区为安龙县、锦屏县、荔波县、沿河县和松桃县等[7]。

生态环境对中药材的生长发育及品质形成具有重要影响，铁皮石斛对环境要求较高，森林资源、海拔、降雨量和气候等综合条件是影响铁皮石斛仿野生栽培的主要因素[8,9]，贵州拥有良好的生态环境，森林资源丰富，为发展高品质铁皮石斛栽培奠定了自然条件优势。因地制宜进行铁皮石斛种植是保障铁皮石斛产量和品质的关键。

栽培模式也是影响铁皮石斛的关键因素之一，现有铁皮石斛栽培模式有大棚设施栽培、附树及附石栽培3种。研究还发现，栽培基质种类及配比、温度和水肥管理是影响大棚设施栽培铁皮石斛生长发育的主要因素[10-12]，而附生树种、附生石头类型是影响铁皮石斛仿野生栽培的主要因素[13]，在实际生产中，大棚栽培条件各异，栽培附生树种的选择比较混乱，通常是一片山林各种树木都进行了附树栽培，种植管理水平参差不齐，没有统一的行业标准，影响了铁皮石斛品质稳定性和一致性。

本研究对不同产地及栽培模式下的铁皮石斛农艺性状及品质进行分析，探究贵州铁皮石斛最适宜的栽培区域及栽培模式，为培育高品质铁皮石斛药材提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

不同产地实验用的铁皮石斛植株于2020年11月采自贵州省内6个县（锦屏县、沿河县、思南县、德江县、贞丰县和安龙县，见表1）铁皮石斛种植基地，均为3年生附树栽培；不同栽培模式（表2）试验用铁皮石斛植株于2020年11月采自锦屏县敦寨镇，由贵州大学生命科学学院赵财副教授鉴定为兰科石斛属植物铁皮石斛。

表1 不同产地信息Table 1 Informations of different origins

表2 不同栽培模式样品信息Table 2 Sample informations of different cultivation modes

1.2 实验设计

1.2.1 不同产地铁皮石斛栽培于2018年10月前往贵州省内6个县（锦屏县、沿河县、思南县、德江县、贞丰县和安龙县）铁皮石斛基地进行铁皮石斛种植，苗为1年生试管苗，挑选生长发育一致的种苗进行种植，3株为1丛，采用仿野生附树种植模式，以杉树为附树树种，自离地面80 cm起，采用环形种植模式以杉树皮为固定材料，用线卡将铁皮石斛种苗固定在树干上，环与环之间的距离为15 cm，每环8丛，每树20环，每个样地种植20棵树木，采用5点取样法，随机挑选5棵树，每棵树中部随机抽取2丛。

1.2.2 不同栽培模式铁皮石斛栽培于2018年10月前往锦屏敦寨镇进行铁皮石斛栽培。将1年生铁皮石斛试管苗进行附树栽培，3株为1丛，自离地面80cm起，采用环形种植模式以相应树种树皮为固定材料，用线卡将铁皮石斛种苗固定在树干上，环与环之间的距离为15 cm，每环8丛，每树20环，每种附树种植20棵，采用5点取样法，随机挑选5棵树，每棵树中部随机抽取2丛；大棚栽培以腐熟杉树皮为栽培基质，小区面积为2m 4m，设置3个重复，行株距为15cm 15cm，3株为1丛；搭架栽培模式以杉树段为搭架材料，段长4 m，胸径为80 cm，采用A字形排架横搭，将杉树段以间距50 cm横搭在A字架上，每个架子横搭5根杉树段，以杉树皮为固定材料，用线卡将铁皮石斛种苗固定在树干上，间距为15 cm，每根杉树段种植25丛，3株为1丛。

1.3 样品测定方法

1.3.1 农艺性状测定采集不同产地及不同栽培模式的铁皮石斛进行农艺性状测定，采用5点取样法，每个处理随机抽取10丛，进行农艺性状分析（平均每丛株树、平均新芽树、平均茎长、平均茎宽、平均茎粗，生物产量和药材产量）。

1.3.2 浸出物、多糖及蛋白质含量测定采集不同产地及不同栽培模式的铁皮石斛进行农艺性状测定，采用5点取样法，每个处理随机抽取10丛，进行烘干、磨粉和制样，重复3次，浸出物含量测定参照2020版《中国药典》中“热浸法测定醇溶性浸出物”的方法测定铁皮石斛的醇溶性质。蛋白质含量按照通则0731对蛋白质含量进行测定分析。

多糖测定采用蒽酮-硫酸法，照紫外-可见分光光度法（通则0401），在582 nm波长处测定吸光度。

1.4 数据处理

运用Excel 2010和SPSS 22.0软件进行数据处理。

2 试验结果

2.1 不同产地对铁皮石斛农艺性状及品质的影响

2.1.1 不同产地对铁皮石斛农艺性状的影响不同产地铁皮石斛农艺性状差异较大（表3），栽种于锦屏县的铁皮石斛各农艺性较好，平均株数（54株/丛±15.28株/丛）、平均新芽数（12株/丛±6.93株/丛）、平均茎长（19.27 cm±5.72cm）、平均茎宽（4.71 mm/丛±0.37 mm/丛）、平均茎粗（14.79mm/丛±1.16mm/丛）、生物产量（136.94g/丛±29.00 g/丛）、药材产量（94.72 g/丛±19.17 g/丛）等表现均较好。

表3 不同产地农艺性状分析（,n=10）Table 3 Analysis of agronomic characters in cifferent cultivation sites(,n=10)

表3 不同产地农艺性状分析（,n=10）Table 3 Analysis of agronomic characters in cifferent cultivation sites(,n=10)

注：采用Duncan's new multiple range test方法分析，同一列不同字母表示显著性差异（P＜0.05）。下表同。Note:using Duncan's new multiple range test method to analyze,different letters in the same column indicate significant differences(P＜0.05).The following is the same.

序号Number药材产量（g）/丛Output of medicinal materials(g)/cluster 1 JP1-10 54±15.28a 12±6.93a 19.27±5.72a 4.71±0.37a 14.79±1.16a 136.94±29.00a 94.72±19.17a 2 YH11-20 18±4.73c 2±2.31b 9.34±4.08cd 3.78±1.32b 11.86±4.14b 23.26±13.61d 18.88±4.77b 3 SN21-30 26±5.31b 5±1.85b 7.81±2.33d 2.96±0.78b 9.29±2.45c 28.72±8.88d 13.82±5.62b 4 DJ31-40 10±3.9d 1±1.13b 7.95±2.87d 4.17±0.67b 13.08±2.11a 16.41±5.21d 8.88±3.13b 5 ZF41-50 19±7.07bc 11±5.00a 16.00±4.91ab 4.12±0.79b 12.94±2.49ab 113.72±39.85b 34.29±9.56b 6 AL51-60 26±4.77b 2±2.40b 12.45±3.81bc 4.07±0.43b 12.78±1.38ab 47.89±13.27c 32.17±10.51b平均值 25.5±15.17 5.5±4.84 12.14±4.68 3.97±0.57 12.46±1.81 61.16±51.32 33.79±31.48样品编号Sample serial number平均株数/丛Average number of plants/cluster平均新芽数/丛Average number of sprouts/bush平均茎长/cm Average stem length/cm平均茎宽/mm Average stem width/mm平均茎粗/mm Average stem thickness/mm平均生物产量（g）/丛Average biological yield(g)/cluster

从铁皮石斛不同产地农艺性状聚类分析来看（图1），可将锦屏县、贞丰县铁皮石斛农艺性状表型分为一类，沿河县、思南县、德江县和安龙县铁皮石斛农艺性状表型分为一类。锦屏县和贞丰县在铁皮石斛农艺性状聚类分析中欧氏距离相近，平均茎长、平均生物产量及平均药材产量远超于其他县域，农艺性状表现较好；在第二类中沿河县、思南县和德江县在铁皮石斛农艺性状聚类分析中欧氏距离相近，农艺性状表现次之，安龙县所种植的铁皮石斛平均茎长、平均生物产量及平均药材产量农艺性状表现最差，但差异不显著。说明产地对铁皮石斛农艺性状的影响较大。

图1 不同产地农艺性状聚类分析Fig.1 Cluster analysis of agronomic traits in different cultivation locations

2.1.2 不同产地对铁皮石斛浸出物、多糖及蛋白质含量的影响从不同产地铁皮石斛的浸出物、多糖与蛋白质含量来看（图2），锦屏县所栽种的铁皮石斛浸出物含量最高，为（10.59±0.34）%，高于《中华人民共和国药典》简称“药典”（2020版）规定值不得少于6.5%，贞丰县所栽种的铁皮石斛浸出物含量最低为（4.35±0.60）%，除贞丰县和沿河县浸出物低于药典规定值外，思南县、德江县及安龙县浸出物含量均附合规定，但具有一定差异。锦屏县所栽种的铁皮石斛多糖含量最高（34.33±3.04）%，多糖含量最低的为贞丰县所栽培的铁皮石斛，为（17.07±4.74）%。栽种于贞丰县的铁皮石斛蛋白质含量最高，为（7.33±0.21）%，栽种于锦屏县的铁皮石斛蛋白质含量最低，为（4.03±0.37）%，沿河县、思南县、德江县及安龙县的铁皮石斛蛋白质含量具铁皮石斛有一定的差异。总体来看，浸出物、多糖含量存在同升同降的现象，浸出物、多糖含量最高的思南县、锦屏县铁皮石斛其蛋白质含量较低，蛋白质含量最高的贞丰县铁皮石斛，其浸出物、多糖含量最低。说明，栽种于不同地点的铁皮石斛其浸出物、多糖与蛋白质含量不呈正相关，生态环境对铁皮石斛的品质影响较大。

图2 不同产地铁皮石斛浸出物与蛋白质的含量Fig.2 The content of extract and protein of Dendrobi-um officinale candidum in different cultivation locations

2.2 不同栽培模式对铁皮石斛农艺性状及品质的影响

2.2.1 不同栽培模式对铁皮石斛农艺性状的影响不同栽培模式对铁皮石斛农艺性状影响较大（表4），搭架栽培和附杉树栽培各农艺性状表现优异，其次为附梨树栽培。搭架栽培的铁皮石斛在生物产量、药材产量表现优异，显著高于其他处理，说明铁皮石斛在搭架情况下进行栽种有利于生物产量及药材产量的形成。

表4 不同栽培模式农艺性状分析（,n=10）Table 4 Analysis of agronomic characters of different cultivation models(,n=10)

表4 不同栽培模式农艺性状分析（,n=10）Table 4 Analysis of agronomic characters of different cultivation models(,n=10)

序号Number药材产量（g）/丛Output of medicinal materials(g)/cluster 1 DJ1-10 54±15.28a 12±6.93a 19.27±5.72a 4.71±0.37a 14.79±1.16a 136.94±29.00a 94.72±19.17a 2 SHS11-20 60±9.95a 16±7.95a 21.66±6.01a 4.96±1.00a 15.58±3.16a 141.52±23.09b 98.53±19.12b 3 LS21-30 46±7.31b 6±3.10c 14.22±3.65b 4.45±0.46abc 13.99±1.45abc 92.29±18.63c 63.5±16.05c 4 DP31-40 5±1.76e 1±1.10d 13.97±5.87b 3.69±0.32def 11.60±1.03def 14.64±4.85f 8.05±3.35d 5 SS41-50 21±6.40cd 3±4.11cd 7.87±2.87cd 4.08±0.44bcde 12.81±1.39bcde 17.03±4.94ef 7.18±2.08d 6 LZS51-60 26±12.42c 2±1.69cd 9.50±2.94cd 3.87±0.87cde 12.15±2.73cde 34.09±9.20d 20.58±3.80d 7 JQL61-70 16±3.86d 1±1.33d 10.27±2.20c 4.20±0.84bcd 13.19±2.65bcd 36.65±19.22d 21.85±3.80d 8 FXS71-80 16±4.56d 1±0.97d 7.80±1.51cd 3.64±0.51def 11.42±1.61def 19.98±8.03ef 7.08±2.49d 9 LS81-90 17±6.03d 3±1.76cd 6.13±1.59d 3.47±0.73ef 10.90±2.31ef 17.08±6.49ef 7.2±3.30d 10 BS91-100 25±2.94c 4±1.22cd 7.83±1.51cd 3.08±0.41f 9.68±1.30f 28.32±6.60de 11.71±2.29d平均值 28.4±18.72 4.9±5.13 12.11±5.74 4.01±0.58 12.61±1.82 57.86±58.59 36.78±42.66样品编号Sample serial number平均株数/丛Average number of plants/cluster平均新芽数/丛Average number of sprouts/bush平均茎长/cm Average stem length/cm平均茎宽/mm Average stem width/mm平均茎粗/mm Average stem thickness/mm平均生物产量（g）/丛Average biological yield(g)/cluster

从铁皮石斛不同栽培模式各农艺性状聚类分析来看（图3），大致可将其分为两类，搭架栽培、附杉树栽培和附梨树栽培分为一类，大棚栽培、附松树栽培、附栗树栽培、附李子树栽培、附金钱柳树栽培、附枫香树栽培和附柏树栽培分为一类。在第一类中搭架栽培和附杉树栽培各农艺性状欧氏距离接近，农艺性状表现优异；其次，附松树栽培和附栗树栽培各农艺性状欧氏距离接近，附李子树栽培、附柏树栽培及附金钱柳树栽培欧氏距离接近。铁皮石斛以搭架栽培或附杉树栽培模式较好。

图3 不同栽培模式下农艺性状聚类分析Fig.3 Cluster analysis of agronomic characters under different cultivation models

2.2.2 不同栽培模式对铁皮石斛品质的影响不同栽培模式下铁皮石斛的浸出物、多糖与蛋白质含量差异均较大（图4），附活体杉树栽培时浸出物含量最高为（11.89±0.75）%，远高于药典规定值，附金钱柳与附枫香树栽培时浸出含量均低于其他处理，最低的为附枫香树栽培，为（4.11±0.94）%，未达药典标准。搭架栽培、附梨树栽培、大棚栽培、附松树栽培、附李子树栽培、附栗树栽培及附柏树栽培时浸出物含量均有一定的差异。附活体杉树栽培时多糖含量最高，为（37.3±57.475）%，最低的为附李子树栽培（10.28±1.24）%，附活体杉树、附梨树多糖含量远高于药典规定值，附李子树、附金钱柳及附柏树多糖含量均较低，这三者树皮均较紧实，树皮表面纹理浅，不利于石斛根系附着及水分、养分吸收。附栗树栽培时蛋白质含量最高，为（7.55±0.53）%，最差的为附梨树栽培（3.41±0.31）%，其他不同处理蛋白质含量均有一定的差异。浸出物与蛋白质含量之间不呈正相关，除附柏树及金钱柳树栽植外，浸出物与多糖含量呈现同升同降的现象，这可能与三者物质之间的转化有关。

图4 不同栽培模式下铁皮石斛浸出物、多糖与蛋白质的含量Fig.4 The content of extract and protein of Dendrobium officinale candidum under different cultivation modes

3 讨论

生态环境是影响铁皮石斛产量及品质的关键因素之一，适宜的生态条件是铁皮石斛生长发育的基础。贵州地处云贵高原，独特的地理地貌为生物多样性提供了基础条件，素有“夜郎无闲草，黔地多良药”的美称，是铁皮石斛的适宜生长区域[14-16]。在本次采样的6个县中，锦屏县所产铁皮石斛各农艺性状指标、浸出物和多糖含量等均表现较好，说明锦屏县生态环境适合铁皮石斛的生长发育，为适宜栽培区域，锦屏县海拔在400~800 m之间，属中亚热带常绿阔叶林带，森林资源丰富，雨热同期，75%的降雨集中在4~9月，与铁皮石斛的旺盛生长期重合，具备大面积推广铁皮石斛仿野生栽培的基础条件，其次是思南县、德江县和安龙县。其他县域的气候环境，极端高温天气、冷凉气候等在一定程度上限制了铁皮石斛的生长发育。

除生态环境外，栽培模式也是影响铁皮石斛产量和品质的关键因素。不同栽培模式影响因素差异较大，在大棚栽培模式中，主要影响铁皮石斛产量和品质的因素为栽培基质种类及配比、水肥管理等，而仿野生栽培的主要因素为附生模式及树种选择[17-20]。谭荣等[21]对铁皮石斛不同附生体进行研究，发现在岩石、樟干树皮及樟树活体3种模式下，附活体樟树综合指标最佳；兰雅萍等[22]对林下附树、悬挂及林下框栽模式对铁皮石斛生长发育的影响进行了研究，结果表明附树栽培模式为最佳模式，但二者都未对附生树种进行更深一步的探讨。在本次研究8个附树树种中，附活体杉树的铁皮石斛农艺性状指标最好，多糖及浸出物含量最高，而附梨树栽培的各指标仅次于附杉树栽培，铁皮石斛附树种植应优先考虑活体附生模式[23,24]。

随着人们对健康的追求，越来越重视养生保健，铁皮石斛作为历史悠久的养生保健药材之一，广受人们的青睐，药材的品质直接关系到药材的经济价值及市场占有率，除浸出物、多糖等作为衡量铁皮石斛品质的重要指标之外，作为药食同源潜在药材，其生态环境也是人们重要的关注点，因此栽培地域及栽培模式的选择尤为重要，贵州生态条件优越，森林资源丰富，仿野生栽培下铁皮石斛药材的质量能够更接近于野生，具有更好的市场竞争力。