干熱河谷區鐵皮石斛生長動態及施肥技術研究

潘宏兵，代 沙，蔣 祺，顧國棟，唐 平，蘭 海，陳云清

(1.四川省攀枝花市農林科學研究院，四川 攀枝花 617061；2.四川省攀枝花市同豐斛農業開發有限公司，四川 攀枝花 617061)

干熱河谷區鐵皮石斛生長動態及施肥技術研究

潘宏兵1，代 沙1，蔣 祺1，顧國棟1，唐 平1，蘭 海1，陳云清2

(1.四川省攀枝花市農林科學研究院，四川 攀枝花 617061；2.四川省攀枝花市同豐斛農業開發有限公司，四川 攀枝花 617061)

為掌握攀西干熱河谷區鐵皮石斛大棚種植施肥技術，開展了不同施肥處理對鐵皮石斛生長情況、產量、多糖含量的影響研究。結果表明：1～9月，鐵皮石斛株高和鮮重逐漸增加，第四季增加趨于平坦，略有降低；蘗芽數隨時間不斷增加，冬春萌發蘗芽數占全年總蘗芽數的65%，新抽莖條生長期集中在二、三季度；鐵皮石斛植株生長性狀之間存在明顯相關性。對不同施肥處理下鐵皮石斛的8個主要生長性狀進行主成分分析，提取了2個主成分，累計方差貢獻率達85.01%，構造綜合評價模型F= 0.544 0×Z1+0.306 1×Z2，可綜合反映鐵皮石斛植株的生長性狀；不同施肥處理下，鐵皮石斛生長狀況綜合評分CK最低(-2.236 6)，處理3的F值1.689 1為最高，即根肥用腐熟油枯，葉面肥用石斛專用液體有機肥的施肥方法效果最佳。

攀西干熱河谷；鐵皮石斛；施肥；生長性狀；主成分分析

鐵皮石斛又名黑節草，是多年生蘭科附生草本植物[1]，常附生于密林樹干或巖石上，是我國傳統的中藥材。現代藥理證明鐵皮石斛具有滋陰清熱、益胃生津、增強機體免疫力、降血糖血脂、抗氧化等作用，被列為“九大仙草”之首，在民間具有“救命仙草”的美譽[2-5]。其新鮮或干燥莖入藥，是我國常用的中成藥的原料。隨著對鐵皮石斛藥效成分的研究，以及生活水平的提高，保健養身等意識的增強，鐵皮石斛供求矛盾增大，野生資源急劇下降，大棚種植鐵皮石斛具有極大的發展空間。從20世紀90年代初開始，我國浙江、云南、廣東等地開展了鐵皮石斛人工種植研究，并取得了成功，設施仿生栽培模式適用于浙江、云南、廣東、安徽、江蘇、四川等鐵皮石斛適栽區域[6]。鐵皮石斛自然條件下生長較慢，適量適時的提供養分能提高生長速度。栽培中常施用有機肥，但施用有機肥過量會產生植株品質下降、基質板結[7]。現階段對于鐵皮石斛種植基質的篩選、栽培方式、棚內種植環境的調控有一些研究[8-11]，對鐵皮石斛大棚栽培技術具有一定的指導。但針對干熱河谷區鐵皮石斛設施栽培技術和可參考的施肥技術較少。攀枝花地處攀西干熱河谷區，氣候獨特，氣候垂直差異顯著，在中山有野生鐵皮石斛的分布，但河谷區比較溫暖，降雨量少而集中，對攀西干熱河谷區鐵皮石斛大棚種植施肥技術開展研究，以期指導攀西地區鐵皮石斛大棚種植的施肥技術。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地設在攀枝花市同豐斛農業開發有限公司啊喇鄉鐵皮石斛種植基地8號種植大棚，地理坐標為101°43′22″E、26°19′57″N，海拔1450m。

1.2 試驗材料

栽種時間一年的鐵皮石斛植株(種植株行距12cm×15cm)；羊糞、油枯、有機碳菌肥(功能菌≥0.2億/g、有機質≥45%、有效氮(EC)≥5%，福建省詔安縣綠洲生化有限公司生產)；石斛專用液體有機肥(N≥4%、P≥0.3%、K≥1.6%、有機質≥20%，上海時科生物科技有限公司生產)；金溢田腐植酸水溶性肥(含N≥9%、P≥6%、K≥20%、黃腐酸≥6%、腐殖酸≥8%、微量元素≥3%，山東創新科技腐殖酸科技有限公司生產)。

1.3 試驗方法

研究不同根肥、葉面肥組合施肥方法對鐵皮石斛生長及有效成分含量的影響，試驗設置7個處理(見表1)，采用單因素隨機區組試驗，試驗重復3次，每個小區2m2，共21個小區。試驗各處理根肥在2015年1月23日一次性施完，羊糞用量0.5kg/m2，油枯用量0.5kg/m2，碳菌肥用量0.5kg/m2。試驗各處理葉面肥在2015年2～12月之間噴施，每2周噴施1次，用量為石斛專用肥500倍液、腐植酸500倍液。

表1 鐵皮石斛施肥處理因素表

注：“-”代表不施肥。

1.4 數據測定和處理

從各小區隨機抽取10叢鐵皮石斛作為一個樣品，測定株高(cm)、莖粗(mm)、蘗芽數(個)、葉數(片)、鮮重(g)、產量(kg/m2)、葉面積(cm2)、粗多糖含量(%)，每季度末測定一次鐵皮石斛相關生長數據。從每叢植株選最粗莖測莖粗；從每叢植株的老熟莖中上部取葉片；用葉面積測量儀(YMJ-CH)測量葉面積；取植株10cm以上老熟莖條去葉稱鮮重測產量，用苯酚—濃硫酸法測鮮莖條多糖含量[12]。用Excel 2016進行數據整理、作圖，用SAS 9.3統計分析軟件進行方差分析、主成分分析，并建立綜合評價模型。

2 結果與分析

2.1 鐵皮石斛生長動態變化

2.1.1 株高生長變化 鐵皮石斛主要采取無性克隆繁殖，一般按叢植[13]。試驗以植株最高莖條作為植株(叢)株高數據，圖1為不同施肥處理鐵皮石斛株高生長動態變化，第一季度至第三季度鐵皮石斛株高逐漸增加；第四季度，株高增加趨于平坦，略有降低。鐵皮石斛植株株高生長變化主要集中在二、三季度，其中三季度生長最快，植株長至全年最高；四季度鐵皮石斛植株株高變化不大，冬季莖條生長封頂，植株積累養分增長莖粗。處理3施肥情況下，鐵皮石斛株高增長最大；即根肥使用油枯，葉面肥使用石斛專用肥，鐵皮石斛株高增加最大。

圖1 鐵皮石斛株高生長變化

2.1.2 莖粗生長變化 圖2為不同施肥處理下鐵皮石斛莖粗生長動態變化。不施肥處理的鐵皮石斛莖粗隨時間呈現降低再增加再降低的趨勢，各施肥處理變化不一致。進行施肥試驗的鐵皮石斛為種植一年半的植株，一季度鐵皮石斛封頂，養分積累，莖粗生長快，且達到最大；二季度為干熱氣候，鐵皮石斛莖粗減小，主要受植株脫水和新芽生長、花開放影響；三季度為濕熱氣候，處理6和CK莖粗小幅反彈增加，其他處理莖粗均略為減小；四季度莖粗持續減小，原因是老莖條將養分供給新莖條生長，新莖條生長進入封頂期，新莖條仍比老莖條細。

圖2 鐵皮石斛莖粗生長變化

2.1.3 蘗芽生長變化 鐵皮石斛蘗芽主要由上年生或當年生莖條基部腋芽萌發形成，蘗芽數是植株生長重要指標之一。從圖3可知，蘗芽數呈現隨時間逐漸增加的趨勢。鐵皮石斛植株不同季節均能萌發蘗芽，一季度植株萌發蘗芽數最多，約占全年萌發蘗芽數的40%，其次是二、四季度，約占全年萌發蘗芽數的25%，三季度植株萌發蘗芽數最少，約占全年萌發蘗芽數的10%；一、二季度萌發蘗芽多來自上一年秋冬季老熟莖條，三、四季度萌發蘗芽多來當年生長莖條。

圖3 鐵皮石斛蘗芽生長變化

2.1.4 鮮重生長變化 圖4為鐵皮石斛鮮重生長變化，植株鮮重生長變化趨勢與株高生長變化趨勢相近。一季度鐵皮石斛植株鮮重增長較慢，主要是蘗芽萌發生長增加植株鮮重；二、三季度植株鮮重呈現快速增加，生長至全年最重，主要是蘗芽生長發育成健壯莖條增加植株鮮重；四季度植株植株鮮重略降低，主要是老葉和病葉脫落降低植株鮮重。

圖4 鐵皮石斛鮮重生長變化

2.2 不同施肥處理對鐵皮石斛種植的影響

所有施肥處理均能不同程度增加鐵皮石斛植株的株高、葉數、產量和粗多糖，各處理間差異均不顯著。施肥對鐵皮石斛莖粗的影響，處理1顯著高于處理4，其他處理間莖粗差異不顯著。處理1、3、5莖粗均高于對照CK，處理2、4、6莖粗均低于對照CK，即石斛專用液體有機肥比腐殖酸水溶肥更利于促進石斛莖粗的增加。

處理6蘗芽數少于對照CK，且顯著低于處理3、4，其他處理蘗芽數均高于對照CK，但差異不顯著；處理4葉面積小于對照CK，且顯著小于處理3，其他處理葉面積均高于對照CK，但差異不顯著；施肥對鐵皮石斛鮮重的影響，處理1、3、4鮮重顯著高于對照CK，其他處理間鮮重差異不顯著，其中處理3鮮重最大，為49.98g/叢。

2.3 鐵皮石斛性狀間相關性分析

鐵皮石斛植株性狀之間存在明顯的相關性(表3)。產量與鮮重顯著正相關，與株高極顯著正相關；鮮重與莖粗、蘗芽數、葉數呈極顯著正相關。莖粗與葉面積極顯著正相關，與葉數顯著負相關；蘗芽數與株高極顯著負相關，與葉數極顯著正相關；葉數與莖粗和株高顯著負相。增加葉面積能提高鐵皮石斛鮮重，有利于增加其產量；產量與鮮重、莖粗、蘗芽數等多個指標具有相關性，且互相影響，利用單一指標很難評價施肥對鐵皮石斛植株生長效果，宜采用多指標綜合評價。

表2 不同施肥處理對鐵皮石斛種植的影響

注：同列中不同英文小寫字母表示在差異達到顯著水平，P≤0.05；數據為平均值±標準差。

表3 鐵皮石斛農藝性狀相關系數表

注：*表示相關性在0.05水平上差異顯著,**表示相關性在0.01水平上差異顯著。

2.4 不同施肥處理對鐵皮石斛生長性狀指標的綜合分析

不同施肥處理對鐵皮石斛種植的影響分析表明，生長性狀指標間存在相關性，對不同施肥處理的反應有所不同，用各個單項指標來評價每個處理的優劣，具有很大的難度。因此，需要探索出一種能夠包容每個單項質量指標信息的綜合評價指標，而主成分分析具有這一功能。主成分分析法是一種把原來多個指標化為幾個相互獨立的綜合指標的方法，以每個主成分的方差貢獻率作為權數來構造綜合評價函數，以綜合評價函數值作為衡量指標。

對不同施肥處理鐵皮石斛植株的8個主要生長性狀指標進行主成分分析，結果表明(表4和表5)：第一主成分的特征值為4.3524，方差貢獻率為54.40%；第二主成分的特征根為2.4486，方差貢獻率為30.61%，是僅次于第一主成分的重要主成分。其它主成分的貢獻率分別為8.88%，5.29%，0.59%，0.23%，依次明顯減少。前2個主成分的累積方差貢獻率為85.01%，大于累積貢獻率的85%，基本包含了所測指標的全部信息，因此可以用這2個主成分因子鐵皮石斛生長指標選擇的綜合指標。第一主成分表達式是Z1=0.2023X1+0.4453X2+0.3099X3+0.2788X4+0.3558X5+0.4580X6+0.4345X7+0.2486X8，第二主成分表達式是Z2=-0.5084X1-0.2007X2+0.3819X3+0.4992X4-0.3216X5+0.1419X6-0.2392X7+0.3541X8。

表4 主成分分析結果

表5 因子載荷量

由于主成分較多，單一主成分難以對各施肥處理生長性狀的優劣做出客觀的判斷[14]。因此選取的第一、第二主成分的方差貢獻率α1、α2作為權數，構造綜合評價模型F=α1×Z1+α2×Z2，即F=0.5440×Z1+0.3061×Z2。由于主成分為綜合變量且相互獨立，用主成分值作為選擇利用的指標，可較準確地了解各性狀的綜合表現。由表5知，綜合評分排序為處理3>處理4>處理1>處理2>處理5>處理6>CK，CK綜合評分-2.2366為最低，處理3綜合評分1.6891為最高，即根肥用油枯加葉面肥用石斛專用液體有機的施肥方法對鐵皮石斛植株生長效果最好。

表6 不同施肥處理的主成分得分和綜合得分

3 討論與結論

鐵皮石斛生長動態變化觀察結果表明，鐵皮石斛莖條在秋冬季生長封頂，次年不及時采收，受莖基部抽生蘗芽和攀西干熱河谷區干旱氣候影響，易脫水使莖粗變細，在一季度莖條生長至最粗。鐵皮石斛植株周年均能萌發蘗芽，冬春萌發蘗芽生長期相對較長，且占全年總蘗芽數的65%，在攀西干熱河谷地區種植鐵皮石斛培養冬春蘗芽生長對提高產量極其重要；二、三季度植株株高和鮮重增長較快，四季度植株株高、鮮重增長略降低，說明新抽生莖條生長期集中在二、三季度。

施肥可以提供植株生長所需的礦質元素，有利于鐵皮石斛生長，同時對礦物元素和葉綠素的含量和酶活性等產生影響，影響光合作用、促進植株長高，蘗芽增多，葉面積增大，鮮重、產量和粗多糖含量增加[15]。研究結果與孔德棟[16]、薛敏[17]、白美發[18]等研究結果大致相同，同時脫水間接提高了植株鮮莖條粗多糖含量。腐植酸鹽能夠使得移植后的紅槭樹吸水增加，腐殖酸能夠促進根的生長及側根的形成，也能促進根系活力，從而提高根的有效吸收面積和吸收能力。葉面噴施腐殖酸會引起葉綠素含量的增加，從而導致光合作用增強，增加干物質的積累[19]。本試驗中腐殖酸減少了鐵皮石斛的莖粗的減少，說明腐殖酸能夠增加鐵皮石斛抗旱性，有利于干物質積累。使用石斛專用液體有機肥比腐殖酸水溶肥更能提高鐵皮石斛抗旱性，對抑制植株脫水有效果。

鐵皮石斛生長性狀間存在明顯相關性，不同施肥處理對各生長性狀指標影響不一樣，很難用單一或多個性狀指標評價不同施肥處理方法優劣。本研究對不同施肥處理鐵皮石斛植株主要生長性狀指標進行主成分分析，提取主成分因子，以每個主成分的方差貢獻率作為權數來構造綜合評價函數。結果處理3綜合評分最高，為1.6891，認為該施肥技術最適合鐵皮石斛種植。處理3在株高、蘗芽、葉面積、鮮重、產量方面最高，同時在莖粗、葉數和粗多糖方面較好，即使用腐熟油枯和石斛專用液體有機肥能有效提高鐵皮石斛產量和品質。研究表明將主成分分析用于鐵皮石斛施肥技術研究，能簡化選擇程序，同時避免了性狀間的相關性對選擇效果的影響。使用有機肥能顯著提高鐵皮石斛的生長特性和多糖含量[16]，腐熟油枯和石斛專用液體有機肥有機質含量均較高，使用后能顯著促進鐵皮石斛生長，改善品質。鐵皮石斛加快速生長時間為二、三季度，期間可追施一次速效肥，促進植株生長，但使用速效肥含氮量不能偏高，施用過高濃度氮肥明顯抑制春石斛莖粗生長，葉形成滯后，假鱗莖成熟明顯推遲[20]。

攀西干熱河谷區種植鐵皮石斛，建議選用腐熟油枯作為根肥，在開春后一次性施用，干油枯用量100～150kg/667m2，葉面肥用石斛專用液體有機肥500～800倍液，每2周噴施1次。此外，在二、三季度期間可追施1次含氮量不偏高的速效肥。

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2017-06-14

鐵皮石斛標準化種植技術研究與示范(2014CY-S-16)。

潘宏兵(1982-)，男，碩士，助理研究員，主要從事園林植物栽培研究。E-mail：phb2308@163.com。