不同仿生態種植方式對鐵皮石斛生長的影響

田海平，李雙龍，向 偉，胡鈞恩，郭 濤

(恩施土家族苗族自治州林業科學研究院，湖北 恩施 445000)

1 引言

鐵皮石斛為附生植被,由于生境特殊,對氣候條件要求也非常嚴苛。天然生境下,其通常生長在空氣濕度大、散射光豐富的樹干和石灰巖上。其須從植物的根部附著在樹皮或石塊上獲取水份和養料,而暴露空氣中的須根也可以從霧氣和露水中汲取水分,并通過葉片完成光合作用。鐵皮石斛作為一種名貴中藥材,其獨特的藥效得到消費者的認可。為了保護與開發利用鐵皮石斛資源,各相關科研院所及企業展開了諸多工作。通過幾年的試驗研發,鐵皮石斛速繁技術基本完善,為大面積的種植奠定了基礎[1，2]，但也存在一些不足。

在種植基質方面,對基質的篩選方式并不嚴謹,通常依靠株高等外觀指標來確定基質的好壞,并沒有結合其有效成分含量;在對鐵皮石斛施肥方面,并不是按照一定的科研方式,逐一深入實驗并作橫向比較,而只是選用了多種按比例施肥方式作為對比;在施肥品種的選用上,則一般采用牛糞、羊糞等農家肥以及奧綠緩控釋肥料等商品化肥,成本較高[3]。此外,有關生長年限對設施和立體仿生種植石斛的影響較少,多集中在不同生長期多糖含量比較方面,鮮有涉及多糖外其它化學成分。

2 試驗區概況

樣地坐落在湖北省恩施州,此試驗區天氣比較溫暖,年平均溫度為16.4 ℃，極端溫度-2 ℃；無霜期較長,累計無霜期為265 d。海拔一般在820 m以下,為針葉混交、針闊混交林,林分成中熟林或近熟林,主要優勢樹木為馬尾松、密葉杉屬等,主要伴生樹木有櫟類、楓香樹屬、五倍子等,南京大學林下詩社植被種類比較豐富。加之起伏較大的山區地形,產生了氣候和地形之間的立體關系,局地生境也特別適宜于蘭科的植被生長[4]。

3 主要研究內容和研究方法

3.1 鐵皮石斛生態種植

2020年2～4月份,向寧波易中和生物科技有限公司供應幼苗,規格為:葉2個以上,葉子生長正常且開展;根量為2～3個,株高≥2.5 cm,氣根莖量粗≥0.2 cm以上,可再生長,不爛氣根莖和爛根。采取仿生態種植方法,在通氣較好、向陽的天然林中,選用樹皮較厚的不同種類15年樹齡以上大樹種植,用生石灰進行滅菌,在離地120 cm以上的樹干部位和樹杈部位按20 cm距離,采取用苔蘚覆蓋或黃麻繩條捆綁的方法種植石斛幼苗。同時,在林下帶有較多青苔的石塊表面開展石斛種植[5]。石蓿的移植管理除了在干旱季節進行適當的水分補充外，其余時間全部堅持“生態原則”,讓其基本遵循最自然的方法繁殖。

3.2 種植季節對鐵皮石斛成活率影響

不同的移栽日期,有3個處理,處理1：2月15日;處理2：3月15日;處理3：4月15日。試實驗每個處理50株,反復試驗3次。并分別在定植后的10 d、20 d、和30 d內檢查新種植的完成率。完成率:以幼苗葉全面干枯后,無新芽萌動計為死亡。

3.3 郁閉度對鐵皮石斛生長的影響

不同郁閉度下,設2個處理,處理1:郁閉度低(0.2～0.4);處理2:郁閉度高(0.6～0.8);試驗時每次處理50株,反復3次。不同郁閉度的幼苗可于4月份種植,在11月份觀察幼苗的生長發育狀況(株數、株長、莖粗)。株數:每叢萌發的新梢直徑不低于1 cm者,計算該叢的總株數;株長:以被測株叢的最大莖稈高度為準,從根頸部至頂梢基部的高度為準;莖粗:以被測株叢的最大莖稈或其最粗部位高度為準。長度和粗度用分別用直尺和游標卡尺測得[6，7]。

3.4 不同種植模式對鐵皮石斛生長影響

試驗均在地理位置相近、自然環境相似的林分進行。根據不同種植模式,設5個處理,處理1：板栗;處理2:密葉杉屬;處理3:馬尾松;處理4:五倍子;處理方法5:石灰巖。不同種類的幼苗可于4月份種植,在11月份觀察幼苗的生長發育狀況(株數、株長、莖粗)[8，9]。有效株數:每叢萌發的新梢直徑不低于1 cm者,計算為該叢的有效株數;株長:以被測株叢的最大莖稈高度為準,從根頸部至頂梢基部之間的高度為準;莖粗:以被測株叢的最大莖稈或其最粗部位高度為準。長度和粗度分別用直尺和游標卡尺測得[10]。

3.5 不同種植模式對鐵皮石斛產量的影響

不同的種植模式下,設5個處理,處理1：板栗;處理2:杉木;處理3:馬尾松;處理4:五倍子;處理5:石灰巖。試驗中每次處理50株,反復3次。在栽植約7個月后,觀察種苗的生長情況(株數、株長、莖粗),檢查根、莖、葉片的含水量、鮮重和干重。

4 結果與分析

4.1 不同栽植時間對鐵皮石斛成活率的影響

由表1可知，移栽10 d后，處理3的成活率最高，達96.7%，處理2次之，為85.2%，處理1(71.7%)最低，3種處理間差異均達極顯著水平；移栽20 d后，處理3的成活率(93.2%)依然高于處理2(80.9%)，二者在極顯著水平上有差異，且二者均與處理1(68.8%)差異達極顯著水平；移栽30 d后，處理3高于處理2和處理1，分別為91.6%、79.3%和67.4%，差異達極顯著水平。因此,處理3最適在實際生產中運用。其主要因素為,由于2月份時天氣陰冷,相對于溫度恒定的溫棚環境條件及外地天氣變化,移栽生存率相對較差,即使進入3月份后溫度逐步回升但仍不固定,因此移栽需視當年的具體天氣條件而定,但在適當氣溫下進行移栽則可以大大提高幼苗栽植的完成率。

表1 不同移栽時間對成活率的影響

4.2 不同郁閉度對鐵皮石斛生長量影響

由表2可知，處理過程1(郁閉度低)可以促使鐵皮石斛的萌發。

表2 不同郁閉度對生長量的影響

處理2中鐵皮石斛的平均株長較高,為11.2 cm;處理1中鐵皮石斛的平均株高變化較小,僅為約7.3 cm,且與處理2相差達極明顯水平。所以,處理過程2(郁閉度高)可以提高鐵皮石斛莖稈的生長高。

處理過程1(郁閉度低)可以提高鐵皮石斛莖稈的長粗。

郁閉度較低的林分，遮光度較差，較強光照下易誘導植株提早封頂，故其莖稈較短但莖粗較大。郁閉度過高也會影響植株正常的光合作用，養分供給不足從而延緩生長。因此在實際種植中，應具體視樹冠的生長狀態進行種植。

4.3 不同種植模式對生長量的影響

由表3可知，模式3中的每叢鐵皮石斛平均值株數最多,達到了16點1株,與模式1的差距已達到了極明顯水平;而模式1中的每叢鐵皮石斛平均值株數最小,僅僅10.6株;模式5中的每叢鐵皮石斛一般株數約為11點9棵,與模式3的差距已經達到了明顯水平。所以,在模式2、3、4中的種植模式都可以帶動鐵皮石斛的萌芽,而其中以模式3的種植模式效果最好。

表3 不同種植模式對生長量的影響

模式2、5中的種植模式最有利于促進鐵皮石斛莖稈的生長。

在模式4中鐵皮石斛的莖粗最大,達到了4.9 mm,與模式的1、2、3鐵皮石斛的莖粗相比，模式4的種植模式適合鐵皮石斛莖粗的生長，而模式1、2、3的莖粗,依次為3.8 mm、3.4 mm、3.6 mm,之間無明確區別。所以,從莖粗與生長量綜合分析,模式4的種植模式最適合于鐵皮石斛。

4.4 不同種植模式對鐵皮石斛產量影響分析

表4顯示，模式5中的平均叢莖重量最大，達到6.16 g，模式1和模式4之間的距離達到顯著水平，然而這兩個的叢莖重量平均僅有3.54 g、3.28 g，其中的模式2和模式3中的叢莖重量為平均水平，因此，模式5的種植方式較為可取。

表4 不同種植模式對產量的影響 g

模式3的平均葉重為3.19 g，模式1和模式4之間存在顯著差異。模式5的平均葉重為3.11 g，與模式3沒有差異，但與模式4有顯著差異。在模式4中，鐵皮石斛的平均叢葉重量僅為1.43 g。因此，模式3和模式5的種植模式產量客觀，是其中最高的。

模式5最大叢總重量為9.28 g，這與模式1和模式4非常不同，他們的平均總重量分別為5.10 g和4.71 g。因此，從平均叢總重量總體分析來看，模式5的種植模式適合鐵皮石斛的生產。

5 討論

(1)鐵皮石斛的仿生態化種植一般選用常綠闊葉林作種植場所,原因是常綠樹種能夠起到遮蔭和御寒作用,并且能夠有效抑制鐵皮石斛光照生長。研究證實,在湖北恩施板栗純林種植鐵皮石斛也能夠獲得了巨大成功,并且在混合林分的針葉樹種如黃杉木和馬尾松上種植,也獲得了不錯成效;進一步研究發現,在杉木上種植的鐵皮石斛具備了更快累積多糖的能力,在定植約7個月之后,其莖多糖的濃度能夠超過33%;這是由于杉木表面含水率較低,鐵皮石斛又常年處在特定脅迫環境,從而促進了次要生產物多糖的累積。

(2)仿生態自然模式種植的鐵皮石斛,常年靠云、霧、雨、露水的濕潤環境生長發育,在管理過程中不用施肥、不用殺蟲劑,所產鐵皮石斛性能與天然或野生條件下的一致,且明顯優于傳統溫室大棚種植生產。因為在野生的自然條件下鐵皮石斛野生種群發芽率非常低,造成了單位面積產出的極低;采用了人工育苗技術進行模擬生態種植后,在進一步提高質量的時候單位面積產出又得以提升。另外,仿生態種植僅須選取最理想的生境及小氣候條件,而不需要溫室蔬菜大棚、噴灌系統等設施設備支持,并且其后期的管護成本明顯小于溫室種植,因此能夠大大提高種植戶經濟效益。既往鐵皮石斛仿生態種植大多在活立木上實施,但這項研究成果也首次透露出,比利用湖北恩施混合林下帶有豐富青苔的石灰巖種植鐵皮石斛有更高的莖葉比,而且商品化度也更高。這些研究成果也證實了,在恩施州天保工程項目保育區構成的針闊混交林中和林下帶有大量青苔的石灰石基底上發展鐵皮石斛立體化仿生態種植,能夠達到環境保護、培育新森林和生產優質鐵皮石斛產品的雙重效果;尤為難得的是,恩施地區作為全球硒都,對發展自然富硒鐵皮石斛種植有著得天獨厚的資源優勢。利用上述科技系統,進行自然富硒鐵皮石斛種植的工作已經開始進行,并獲得了初步成效;而充分利用湖北恩施得天獨厚的自然地理條件進行鐵皮石斛仿生態種植,則能夠有效提高天保地區收入,是當地農村經濟可持續發展的有效途徑。

6 結論

(1)率先在湖北恩施進行了對鐵皮石斛的模擬生態種植研究,并通過引入優良品種、采用符合當地自然地理要求的種植管護等措施,在天保工程混交林中成功進行了鐵皮石斛種植。

(2)首次在湖北恩施開展的鐵皮石斛模擬生態種植中,針葉林杉木種植方法將更好地促進鐵皮石斛多糖物質的有效累積,進而縮短了商品化鐵皮石斛種植時間。

(3)首次在湖北恩施種植中,采用了鐵皮石斛立體種植提高綜合營林效果的最有效途徑:以采用活立木的種植方法為主,同時在南京大學林下詩社表面含有青苔的石灰石基底上開展了鐵皮石斛種植,從而有效增加了單面積增益。

(4)利用湖北恩施的小氣候多樣性,利用良種良法發展鐵皮石斛的仿生態種植技術,對提高地方生態林業附加經濟效益價值、帶動地方經濟社會的發展,有著良好技術可行性。