陳俊錦 林漢銳 陳愛華 陳翠菊 陳春來 夏素素 張純 鄭曉珊
摘? ? 要:文章結合潮汕地區氣候特征,論述了鐵皮石斛的生物學特性,研究了鐵皮石斛的繁育特點,給出了鐵皮石斛明確的管理措施,以供參考。
關鍵詞:人工栽培;鐵皮石斛;種植管理;環境因子
文章編號:1005-2690(2022)07-0068-03? ? ? ?中國圖書分類號:S567.239? ? ? ?文獻標志碼:B
鐵皮石斛(Den. Officinale)為蘭科(Orchidaceae)石斛屬(Dendrobium),其生長于亞熱帶或熱帶地區,為多年生草本植物鐵皮石斛類,目前在我國大面積種植的有云南鐵皮石斛及韶光鐵皮石斛等。鐵皮石斛是一種多年生蘭科草本植物,富含生物堿、多糖、氨基酸、酚類和許多對人體有益的微量元素。從藥學角度來看,鐵皮石斛藥性微寒,味道偏向于甘淡,具有養胃生津、滋陰清熱以及提升機體免疫力等功效,被列為重點保護中草藥類植物。在天然環境下生長,野生鐵皮石斛對外界的自然環境要求極其苛刻,因此野生鐵皮石斛在自然環境中生長較為緩慢,自然繁殖率低[1]。
我國廣東潮汕地區位于赤道低氣壓帶與副熱帶高氣壓帶之間,從氣候類型來看,隸屬于亞熱帶海洋性季風氣候,該地區夏天炎熱而又多雨,冬天溫和而又濕潤,秋季天氣干燥晴朗,冬季少雨多日照。潮汕地區每年2月至夏季結束,濕度相對較大,且2—9月氣溫呈持續上升趨勢;10月至次年1月為秋冬季節,相對濕度較低,溫度呈不斷下降趨勢。鐵皮石斛在不同的生長期對于溫度、光照以及相對濕度等環境因子有不同的需求,因此在本地區種植應根據不同生育時期結合地區氣候特點進行差異化管理。
此外,通過人工培育也已育成一批可商業化種植利用的鐵皮石斛新品種。近年來,隨著鐵皮石斛人工繁育和規模化種植的不斷發展,我國根據實際情況把鐵皮石斛列為既是食品又是中藥材的物質,并設立管理試點,良好地促進和拓寬了鐵皮石斛的推廣應用范圍。鐵皮石斛在自然條件下種子的萌發率較低,難以實現規模化種植,通過人工干預可提高鐵皮石斛的繁殖率,并控制其生長過程是推動石斛產業發展的重要手段。
1 鐵皮石斛形態特征與生物學特性
1.1 形態特征
鐵皮石斛別名黑節草,為我國特有石斛種,分布于我國多個地區,包括安徽、浙江、福建、廣西、四川和云南等省(自治區、直轄市),是一種多年生的落葉附生草本植物,根莖長度為1~2 mm,根系較為發達,莖直立,圓柱型,竹節狀,相鄰莖節相隔約20~30 mm,莖總長度為90~350 mm,莖稈表面一般為鐵綠、暗綠或褐紅色,鐵皮石斛葉子呈披針形,葉基位置存在包莖葉鞘;鐵皮石斛花一般具有淡淡的清香,為節生型總狀花序,單序長有2~5朵花,花徑20~35 mm,花期為3—6月,單花開放可持續30 d以上。
1.2 生物學特性
從地區分布來看,野生鐵皮石斛分布于林中的樹上或林下半陰半陽的巖石上;從全國來看,分布較為稀少,野生鐵皮石斛是一種生長較為緩慢,繁殖率較低的附生植物,其通常生長在通風處、避光處和背陰處,由于野生鐵皮石斛對生長環境要求極為苛刻,其在生長過程中一旦遭遇暴雨或強光,會立刻死亡。對此,利用現代基因技術培育出優良純正的藥用石斛苗,采用人工培植的方式,可以確保鐵皮石斛的質量與產量,從而為醫學領域貢獻更多的鐵皮石斛資源。針對現有的潮汕地區鐵皮石斛生長狀況,根據數據顯示,人工種植的鐵皮石斛,通常在2月開始生長新芽,秋季10—11月停止生長,莖高在90~350 mm,因品種差異和植株生長時間的不同而差異較大。通常情況下,莖處于13~15 ℃溫度條件下15 d可見花芽萌發,次年2—3月開始開花。
2 影響鐵皮石斛生長的環境因子與培育條件
2.1 溫度
在鐵皮石斛生長的過程中對溫度的適應性較強,在15~30 ℃溫度條件下能夠保持較好的生長狀態,短時間內處于5 ℃以下的低溫環境或者38 ℃的高溫環境中均不會造成較大影響。斯金平等(2009)[2]研究發現,當鐵皮石斛生長環境溫度持續較低或過高時,應減少施肥量與灌溉量,溫度處于5℃以下時應停止澆水。鐵皮石斛在生長過程中,當晝夜溫差在5~10 ℃,有利于鐵皮石斛莖葉生長,便于鐵皮石斛中有機質的積累。
鐵皮石斛原產于海拔為1 600 m左右的高山上,具有耐寒不耐熱的特點。利用水簾溫室種植,設施設備優良,一年四季都能出瓶種植。如果選擇最適合的季節,在潮汕地區,應選擇秋季出瓶種植。秋季夜間溫度降低,白天與夜晚溫差較大,呼吸作用降低,有利于營養的積累;秋季天氣晴好,基質干燥加快,及時澆透水,有利于假植苗根系生長;秋季溫度降低,有利于細菌性軟腐病的防治,因此,秋季是石斛組培苗出瓶種植最適宜的季節。其他季節出瓶種植需要注意的是,春季雨水多,要注意控制濕度,澆水時要避免在陰雨天澆透水;夏季光照強烈,注意及時遮蓋外網和內網,加強通風降溫,冬季溫度低,要適度加溫,夜間溫度應保持在15 ℃以上。
2.2 水質與濕度
鐵皮石斛對水質要求極高,在大規模培育時應控制水EC值≤0.6,pH值在5.5~7.0,在潮汕地區一般引流韓江水進行澆灌,韓江水的水質基本達到優良適宜的標準,符合鐵皮石斛對水質的要求。水分管理是鐵皮石斛栽培過程中的關鍵環節之一。剛移栽的鐵皮石斛苗對水分最為敏感,控制基質含水量在60%~70%較為適合,當植株開始發生新根時,空氣濕度保持在70%~80%。潮汕地區夏季、秋季相對濕度較大,要盡量控制水分,控制基質含水量在40%~50%為宜;11月以后的冬季,氣溫逐漸降低,相對濕度較低,此時可適當增加澆水次數,控制基質含水量在30%左右。最適合鐵皮石斛生長的相對濕度在75%~85%,當長時間處于相對濕度超過90%以上的環境時容易發生病蟲害。在澆水時,建議采用噴霧狀澆水方式,不得采用沖灌。在鐵皮石斛生長過程中,不同季節的澆水量存在差異。夏天由于溫度高有著較高的蒸發量,因此需要適當增加澆水頻率;冬天由于溫度低,水分不易擴散,因此需要依據基質含水量,確定澆水量。
2.3 光照
鐵皮石斛為蘭科喜陽類植物,王雪妮等(2004)[3]研究認為,光照適宜條件,可促進植株良好生長,增強植株抗病力、抗逆性,提高植株生長量,確保植株葉片后挺、葉表光澤度好;若缺乏充足光照,植株在生長過程中容易出現葉面暗綠無光澤,易感染病蟲害,生長緩慢。經初步總結,在潮汕地區培育鐵皮石斛控制光照強度在3萬~6萬 Lx可生長良好,由于潮汕地區夏季長期高溫、高濕,在強光照的環境下應采用遮陽,一般采用80%遮陽網覆蓋,其他季節均不需或少遮陽。
2.4 通風透氣性
鐵皮石斛屬于附生蘭類,其生長特性表現為忌積水、喜溫暖濕潤,保持一定的通風透氣性有助于促進植株光合作用,可防止基質積水,有效預防病蟲害,因此栽培鐵皮石斛時應盡量選擇通風、干燥的環境。需要注意的是,假植組培苗后,各盤苗應緊挨著擺放,有利于提高局部環境濕度,噴灑72%農用硫酸鏈霉素3 000倍液預防細菌性軟腐病;光照以內外雙層各75%遮陽網調控,光照強烈時蓋雙層網;冬季夜間溫度應控制在15 ℃以上,夏季由于白天和夜間溫度都比較高,需保持水簾風機運轉,降低溫度,加強通風。
2.5 水肥
鐵皮石斛的肥水管理是促進花芽形成的關鍵。鐵皮石斛自然生長速度較慢,要提高鐵皮石斛生長速度,應控制好肥料中各元素(N、P、K)的比例,以實現較好的培育效果。通常情況下,應避免選擇長效復合肥等有機肥料。袁正仿等(2004)[4]研究發現,對于苗齡在1年以內的植株適宜施加均衡復合肥(20-20-20),苗齡超過1年的大苗適合使用高磷酸鉀復合肥(10-30-20)兌水噴施,每隔7 d噴施1~2次。通常來說,鐵皮石斛施肥時間一般在每年4—10月,當鐵皮石斛停止生產,需要大幅度減少施肥量,從而維持鐵皮石斛生長營養需求。
鐵皮石斛十分耐干旱,成熟莖不能曬干,因此澆水時要掌握“見干見濕”的原則,用20-20-20(N-P-K)3 000倍液肥液澆灌,可使其生長茂盛。在秋冬季節,大苗肥料用10-20-30(N-P-K)3 000倍液澆灌,能夠促進假鱗莖營養積累,莖變得粗壯,提升風味,提高品質。
2.6 栽培基質
栽培基質所提供的土壤環境對鐵皮石斛的生長狀態有直接影響,比如通風透氣,在適宜的溫度下,其生長速度較快,有著更強的生存能力。目前我國對鐵皮石斛栽培基質包括生物基質和非生物基質。生物機制包括松樹皮、泥炭、苔蘚、椰糠、桑枝屑、碎樹葉、鋸木屑等,其具有較強的保肥保水能力,富含營養成分;非生物基質包括珍珠巖、碎紅磚等,該物質有著非常穩定的化學性質,但保肥保水能力較為一般,在栽培過程中通常用于支撐植株或調節基質的孔隙度、容量。
在生產應用中,大規模繁殖鐵皮石斛時可選擇松樹皮、椰糠、水苔或者椰絲為基質、單一基質或者混合基質。鄭平等(2012)[5]研究認為,使用水苔作為基質時能夠實現較好的通氣保水性,有助于保證鐵皮石斛植株的直立性,株型控制的可操作性較好。但在廣東潮汕地區應用時存在一些問題,潮汕地區夏季高溫多雨天氣頻繁,空氣濕度較大,采用水苔作為栽培基質,受高溫、高濕環境的影響,會快速腐爛變質,從而對鐵皮石斛根部生長造成影響。此外,在濕熱環境中容易引起病蟲害傳播、蔓延,而鐵皮石斛在空氣濕潤涼爽的環境中,能夠大面積生長,鐵皮石斛在生長過程中要求基質不積水并保持濕潤,大棚內的濕度要在80%以上,栽培基質要具有良好的耐腐性、保水保肥性強以及透氣性高等特點。在移栽時,開展了其他基質的試驗,利用椰磚(椰子殼切碎壓為塊狀)充分浸泡,分散開來,混入10%~20%細泥碳土,利用攪拌機充分攪拌均勻,作為基質種植中苗和大苗。椰絲保水保肥力較差,在種植時易扎傷手指,可混入細泥碳土,充分攪拌后保水保肥能力增強,理化性質提升,種植時順滑不扎手,同時能夠按壓結實,值得進一步推廣試驗。對此,通過近年來生產實踐的比對,篩選了比較適合潮汕地區氣候特點的栽培基質以水苔為主,同時在簡易連體大棚里配備單層活動遮陽網、四周活動卷膜等設施設備,要做到合理密植,架空盆栽,才能更好實現高效栽培效果。
3 鐵皮石斛繁殖要點分析
3.1 組培苗繁殖
組培苗繁殖技術為快速培育鐵皮石斛壯苗的主要途徑之一,主要內容為種苗快繁、煉苗、移植以及苗期管理等,是通過組織培養的方法使用經定向雜交授粉的成熟種子培育鐵皮石斛種苗。組培苗繁殖技術在當前鐵皮石斛的規模化種植中具有十分廣泛的應用,通過該技術能夠在較短周期內得到大量無病蟲害的種苗。羅鳴等(2021)[6]通過試驗研究發現,煉苗時間應控制在15~20 d,同時要保證環境的通風性。移植時要將根系位置黏附的培養基去除干凈并消毒20 min左右,優先選擇水苔或者樹皮作為基質繼續培育。組培苗移栽初期用假植苗盤栽培,若用50 cm×30 cm的苗盤,可移栽100株/盤、800株/m2。通過研究結果表明,大棚光照和溫控較好,組培苗能夠迅速生長,再配以良好的栽培基質和合適的水培控制,半年后鐵皮石斛的成活率達95%。大棚環境較差會使得鐵皮石斛生長緩慢,生長周期較長,且成活率低于50%。
3.2 扦插繁殖
扦插繁殖用于繁育多個品種的鐵皮石斛,春季、秋季氣候適宜,有利于腋芽萌發,因此應選擇春季、秋季進行扦插繁殖。賈紅茹等(2010)[7]研究發現,扦插繁殖應選擇未發生病蟲害、生長情況良好且沒有開過花的成熟莖干,因為開過花的莖干養分會消耗一部分。莖干切小段后需要放在多菌靈1 000倍溶液中消毒30 min,然后再晾3~5 d,待莖段出現輕微的干縮時噴灑少量的生長激素并將莖段斜插到椰糠內,每隔7 d噴水1次。通常情況下,莖段扦插40 d左右莖段腋芽開始長出新根,形成新植株,此時連同老莖進行移栽即可。
3.3 其他繁殖技術
除了上述組培苗繁殖、扦插繁殖技術以外,一般在生產過程中有采取操作較為簡單的繁殖技術,如高位芽繁殖、分株繁殖,但由于高位芽數不多且一致性較差,因此高位芽繁殖不適用于鐵皮石斛規模化種植。而分株繁殖雖能夠很好地傳遞母本的優良性狀,但繁殖系數不高,也不適用于鐵皮石斛的大規模繁育。相較于其他繁殖技術,鐵皮石斛分生苗繁殖使用的核心技術為植物克隆技術,克隆鐵皮石斛單個營養芽組織能夠得到大量后代分生苗,并且可以完全保留母本全部性狀,選擇具有優良性狀的母本進行繁殖即可得到大量具有同樣性狀的后代。此外,分生苗繁殖便于管理,為其大面積推廣奠定了基礎。
4 建議與展望
野生鐵皮石斛的生長環境大多為巖石或樹皮,其呈現開花多、結果少的特點。根據數據統計,野生鐵皮石斛在自然條件下,發芽率在5%以下。由于在自然環境中野生鐵皮石斛的繁殖率較低,因此可通過人工方式,采用組織培養技術,繁育組培苗,能夠有效保護鐵皮石斛物種。經過多年的探索,目前人工培養鐵皮石斛的種苗來源主要為組織培養技術繁育種苗,雖然在具體實施的過程中存在部分缺陷,比如組織培養技術繁育種苗繁殖技術偏低,很難進行增殖,因此該繁殖方式存在出苗率低、生長周期長等特點。在研究過程中,需要將研究的重點集中于組培快速繁苗,因此有關細胞培養、組培育苗相關研究較少。
依據當前鐵皮石斛研究現狀,可將注意點集中于以下幾個方面:首先加強對鐵皮石斛離體培養繁殖技術的研究,構建移栽成活率高、成本低、培養周期短的種苗生產體系;其次著重加強組培育種研究,通過單倍體誘導遺傳變異等方式進行鐵皮石斛育種,培養高效的優良品種;再次重視生產關鍵技術和細胞培養方面的研究,為鐵皮石斛新資源產品開發提供理論基礎與應用依據基礎研究工作,實現鐵皮石斛資源的保護和可持續發展。
參考文獻:
[1]李欽,陳愛君,張信岳.鐵皮石斛顆粒增強免疫功能作用研究[J].中國藥理與臨床,2008,24(1):53-54.
[2]斯金平,諸燕,朱玉球.鐵皮石斛人工栽培技術研究與應用進展[J].浙江林業科學,2009,26(9):66-70.
[3]王雪妮,林蔚,王晶晶,等.光處理對鐵皮石斛繁殖生長的影響[J].安徽農業科學,2020,48(17):49-52,76.
[4]袁正仿,張蘇鋒,遠凌威.鐵皮石斛高產優質栽培技術[J].河南農業科學,2004(2):49.
[5]鄭平,趙貴林,葉惠軍,等.廣東地區鐵皮石斛的特征特性及繁殖栽培管理[J].廣東農業科學,2012(22):25-27.
[6]羅鳴,曾慶鴻,李歡,等.鐵皮石斛組培苗不同煉苗時間的農藝性狀與成活率[J].農技服務,2021,38(2):45-46.
[7]賈紅茹,王里英,李煥明,等.鐵皮石斛的特性及其人工栽培技術[J].安陽工學院學報,2010,9(6):86-87.
(編輯:申媛媛)