北方地區(qū)鐵皮石斛溫室較優(yōu)栽培方式篩選

孟長(zhǎng)軍++陶貴榮++崔琴琴

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.071

摘要：以鐵皮石斛的幼苗為材料，采取育苗盤(pán)栽培、穴盤(pán)栽培、營(yíng)養(yǎng)缽栽培和苗床栽培4種方式進(jìn)行種植，通過(guò)測(cè)定鐵皮石斛生長(zhǎng)過(guò)程中的相關(guān)指標(biāo)，探討不同栽培方式對(duì)鐵皮石斛的影響。結(jié)果表明：4種栽培方式中，穴盤(pán)栽培方式（50孔穴盤(pán)，每隔1孔種1叢）顯著提高了鐵皮石斛的葉綠素含量和根系活力，使鐵皮石斛生長(zhǎng)得更良好，即使在北方冬季的低溫條件下，該栽培方式依然可以保證鐵皮石斛安全越冬，并維持一定的萌蘗數(shù)和生長(zhǎng)。綜合分析可知，穴盤(pán)栽培方式可作為鐵皮石斛工廠化生產(chǎn)的較優(yōu)栽培方式，應(yīng)用于北方地區(qū)溫室石斛的大面積栽植。

關(guān)鍵詞：鐵皮石斛；栽培方式；形態(tài)指標(biāo)；生理指標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)： S567.23+9.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）10-0258-03

收稿日期：2015-11-26

基金項(xiàng)目：西安市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃[編號(hào)：NC1305（3）]。

作者簡(jiǎn)介：孟長(zhǎng)軍（1980—），男，寧夏中衛(wèi)人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，主要從事設(shè)施園藝和光合生理生態(tài)研究。E-mail：120792272@qq.com。鐵皮石斛（Dendrobium catenatum）為蘭科石斛屬多年生草本植物，是我國(guó)傳統(tǒng)名貴中藥材[1]，具有滋陰清熱、生津益胃、潤(rùn)肺止咳、延年益壽等功效，可用于治療慢性萎縮性胃炎、高血壓、糖尿病等，藥性功能居于石斛之首[2]。野生的鐵皮石斛自然繁殖能力低、生長(zhǎng)緩慢，為國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的藥材品種，目前已被禁止采摘。因此，對(duì)鐵皮石斛進(jìn)行人工栽培就成為鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。在生產(chǎn)實(shí)踐中也經(jīng)常可以看到鐵皮石斛以不同的栽培方式進(jìn)行種植，如栽種在營(yíng)養(yǎng)缽、育苗盤(pán)或是穴盤(pán)中，此外還有種植戶直接將鐵皮石斛種植在下部墊有遮陽(yáng)網(wǎng)的苗床上。栽培方式不同，植物根系的生長(zhǎng)狀況、水分利用效率、光合作用以及干物質(zhì)的積累都存在明顯的差異[3-4]。鐵皮石斛的這些栽培方式中，到底何種栽培方式較優(yōu)還缺乏較為系統(tǒng)的研究。

此外，鐵皮石斛的根為氣生根，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求苛刻，這就需要人為創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)越的生長(zhǎng)環(huán)境，使栽植條件基本接近其野生的氣候環(huán)境，以滿足其生長(zhǎng)需要。北方地區(qū)冬天氣候寒冷、氣溫較低，而鐵皮石斛在8 ℃以下就有可能遭受冷害；鐵皮石斛不耐水淹，根際水分過(guò)重根系就會(huì)腐爛[5]。這些都要求我們必須要篩選更優(yōu)的栽培方式，以保證鐵皮石斛在北方氣候條件下生長(zhǎng)良好、安全越冬。

為此，本試驗(yàn)研究育苗盤(pán)栽培、穴盤(pán)栽培、營(yíng)養(yǎng)缽栽培、苗床栽培4種栽培方式對(duì)鐵皮石斛的影響，對(duì)比不同栽培方式下鐵皮石斛幼苗形態(tài)和生理指標(biāo)的差異，以期篩選出適合北方地區(qū)鐵皮石斛生長(zhǎng)的較優(yōu)栽培方式，為鐵皮石斛的規(guī)范化、集約化、工廠化生產(chǎn)提供一些理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

選取長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)健壯的鐵皮石斛幼苗（4片葉，高約5.3 cm）為試驗(yàn)材料。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年9月4日至2015年5月5日在西安文理學(xué)院生長(zhǎng)繁育基地文洛溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，各處理隨機(jī)排列。具體栽培方式如表1所示。

栽培基質(zhì)為鐵皮石斛專(zhuān)用基質(zhì)（樹(shù)皮），購(gòu)自湖州壤之沃生物技術(shù)有限公司。不同處理的基質(zhì)厚度均為4 cm左右。

1.3栽培管理措施

用0.1%百菌靈粉劑1 000倍液對(duì)樹(shù)皮進(jìn)行消毒處理；春、秋季溫室白天溫度約為28 ℃，夜溫約為18 ℃；冬季溫室白天溫度約15 ℃，夜溫約為10 ℃；溫室濕度在70%左右；澆水、施肥均按鐵皮石斛的常規(guī)栽培措施處理。

1.4測(cè)定的指標(biāo)及其方法

形態(tài)指標(biāo)測(cè)定：分別于2014年9月5日、2014年11月5日、2015年1月5日、2015年3月5日、2015年5月5隨機(jī)抽取15株鐵皮石斛，測(cè)定其萌蘗數(shù)、株高、莖粗、葉面積，計(jì)算平均值。

以下為各形態(tài)指標(biāo)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)。萌蘗數(shù)：長(zhǎng)度大于6 mm的枝條視為1個(gè)新的萌蘗；莖高：基質(zhì)表面到植株頂端長(zhǎng)度，用直尺測(cè)量；莖粗：植株地上部分最粗處直徑，用游標(biāo)卡尺測(cè)量；葉面積：選擇從上往下數(shù)的第2張葉測(cè)葉面積，用葉面積儀（S-120）測(cè)定。

生理指標(biāo)測(cè)定：2015年5月5日，各處理隨機(jī)抽取5株鐵皮石斛，測(cè)定其葉綠素含量、根系活力，取平均值，以下為各測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)。

葉綠素含量：取中位葉片，用丙酮提取法提取葉綠素，并用紫外分光光度計(jì)測(cè)定吸光度，計(jì)算出葉綠素含量[6]；根系活力：用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測(cè)定[7]。

采用Excel 2013和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同栽培方式對(duì)鐵皮石斛形態(tài)指標(biāo)的影響

2.1.1不同栽培方式下鐵皮石斛萌蘗數(shù)的變化從圖1可以看出，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，育苗盤(pán)栽培、穴盤(pán)栽培、營(yíng)養(yǎng)缽栽培方式下的鐵皮石斛均有萌蘗現(xiàn)象發(fā)生，苗床栽培的鐵皮石斛則未發(fā)生萌蘗現(xiàn)象；此外，穴盤(pán)栽培的萌蘗數(shù)明顯高于其他處理。與2014年9月5日相比，2015年5月5日測(cè)量時(shí)，穴盤(pán)栽培的萌蘗數(shù)增長(zhǎng)最多，增長(zhǎng)了106.67%，育苗盤(pán)栽培的分株數(shù)增長(zhǎng)了66.7%，營(yíng)養(yǎng)缽栽培的分株數(shù)增長(zhǎng)了 33.3%。在整個(gè)冬季（2014年11月至2015年2月），穴盤(pán)栽培的萌蘗數(shù)依然有較為明顯的增長(zhǎng)；苗床栽培的鐵皮石斛在冬季不僅沒(méi)有萌蘗，原有枝條還有死亡凋落現(xiàn)象發(fā)生。這就說(shuō)明栽培方式不同，對(duì)鐵皮石斛萌蘗數(shù)的影響也不同。在溫、光、水、肥、濕等相同的條件下，穴盤(pán)栽培方式更適宜鐵皮石斛的生長(zhǎng)和越冬，促進(jìn)鐵皮石斛多萌蘗。

2.1.2不同栽培方式下鐵皮石斛莖粗的變化莖是重要的營(yíng)養(yǎng)器官。由圖2可知，栽培方式不同，對(duì)鐵皮石斛莖粗的影響也不同。整體來(lái)看，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，4個(gè)處理的莖粗均呈增加的趨勢(shì)。與2014年9月5日時(shí)的莖粗相比，2015年5月5日測(cè)量時(shí)，各處理的莖粗都有明顯的增加。其中，穴盤(pán)栽培的莖粗增長(zhǎng)最為明顯，增長(zhǎng)了144.01%，其次為育苗盤(pán)栽培和營(yíng)養(yǎng)缽栽培，苗床栽培下莖粗的增長(zhǎng)則較為緩慢。這就說(shuō)明在溫、光、水、肥等生態(tài)因子相同的條件下，穴盤(pán)栽培更適宜鐵皮石斛莖粗的增加。

2.1.3不同栽培方式下鐵皮石斛株高的變化從圖3可以看出，栽培方式不同，對(duì)鐵皮石斛株高的影響也不同。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理中鐵皮石斛的株高均呈增加的趨勢(shì)。其中，穴盤(pán)栽培的鐵皮石斛的株高表現(xiàn)最優(yōu)，與2014年9月5日所測(cè)株高相比，2015年5月5日該處理的株高增加了34.77%，其次為育苗盤(pán)栽培方式。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，苗床栽培的鐵皮石斛的株高增長(zhǎng)最緩慢，與2014年9月5日所測(cè)株高相比，2015年5月5日測(cè)量時(shí)該處理的株高僅增加了2.99%。在整個(gè)冬季（2014年11月至2015年2月），4種處理的鐵皮石

斛的株高均有所增長(zhǎng)，與2015年1月5日的株高相比，2015年3月5日育苗盤(pán)栽培、穴盤(pán)栽培、營(yíng)養(yǎng)缽栽培及苗床栽培的株高分別增長(zhǎng)了4.45%、16.37%、1.51%、0.78%。結(jié)果表明，穴盤(pán)栽培處理的鐵皮石斛在冬季生長(zhǎng)更為良好。

2.1.4不同栽培方式下鐵皮石斛葉面積的變化由圖4可以看出，栽培方式不同，對(duì)鐵皮石斛葉面積的影響也不同，其中穴盤(pán)栽培的鐵皮石斛的葉面積表現(xiàn)最優(yōu)，在2015年5月5日測(cè)量時(shí)，其葉面積比2014年9月5日所測(cè)葉面積高7811%。在整個(gè)冬季（2014年11月至2015年2月），除穴盤(pán)方式栽培的葉面積緩慢增長(zhǎng)外，其他栽培方式的葉面積均呈波動(dòng)下降趨勢(shì)。這主要是因?yàn)殍F皮石斛對(duì)低溫比較敏感，在低溫脅迫時(shí)整體會(huì)發(fā)生皺縮現(xiàn)象，冷害嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生葉片脫落的現(xiàn)象，而不恰當(dāng)?shù)脑耘喾绞綍?huì)加劇鐵皮石斛的冷害，使其發(fā)生葉片脫落。

2.2不同栽培方式對(duì)鐵皮石斛生理指標(biāo)的影響

由表2可見(jiàn)，栽培方式不同，對(duì)鐵皮石斛生理指標(biāo)的影響也不同。葉綠素是影響凈光合速率的內(nèi)在因素，穴盤(pán)栽培處理的葉綠素含量表現(xiàn)最優(yōu)，顯著高于其他處理；苗床栽培處理下的鐵皮石斛葉綠素含量最低，且顯著低于其他處理；穴盤(pán)栽培處理下的鐵皮石斛葉綠素含量比苗床栽培處理下的葉綠素含量高55.69%。由表2還可見(jiàn)，栽培方式不同，對(duì)鐵皮石斛根系活力的影響也不同，不同處理間差異顯著。4個(gè)處理中，穴盤(pán)栽培方式的根系活力最高，苗床栽培方式的根系活力最低。穴盤(pán)栽培的根系活力苗床栽培的根系活力高46.61%。

表2不同栽培方式對(duì)鐵皮石斛生理指標(biāo)的影響

栽培方式葉綠素含量（mg/g）根系活力[mg/（g·h）]育苗盤(pán)0.528b0.623b穴盤(pán)0.643a0.714a營(yíng)養(yǎng)缽0.513b0.598c苗床0.413c0.487d注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（P<0.05）。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)中，栽培方式不同對(duì)鐵皮石斛形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的影響也不同。4種栽培方式中，穴盤(pán)栽培條件下鐵皮石斛的萌蘗數(shù)、莖粗、株高、葉面積增長(zhǎng)較快，表現(xiàn)較優(yōu)；穴盤(pán)栽培的鐵皮石斛的根系活力和葉綠素含量也顯著高于其他處理。這就說(shuō)明，在溫、光、水等生態(tài)因素相同的條件下，穴盤(pán)種植的栽培方式（50孔的穴盤(pán)，每隔1孔種1叢）更適宜鐵皮石斛的“伸根展葉”，從而保證鐵皮石斛根、莖、葉的良好生長(zhǎng)。

低溫冷害是鐵皮石斛在北方地區(qū)栽培必須要面對(duì)的問(wèn)題，也是北方地區(qū)鐵皮石斛生產(chǎn)必須要解決的問(wèn)題。栽培方式對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，已有研究表明，栽培方式直接影響植物的根系生長(zhǎng)、水分利用效率和葉片光合特性等，進(jìn)而影響植物的生物學(xué)產(chǎn)量[8-9]。本試驗(yàn)中，面對(duì)北方的冬季低溫，不同栽培方式對(duì)鐵皮石斛冬季生長(zhǎng)的影響也不同。與2015年1月5日的株高相比，2015年3月5日穴盤(pán)栽培的株高增加了16.37%，而其他栽培方式冬季株高的增長(zhǎng)均在5%以下。使用穴盤(pán)栽培的鐵皮石斛的葉面積在冬季依然有緩慢的增長(zhǎng)，其他處理的葉面積則在冬季發(fā)生皺縮，均呈下降趨勢(shì)。此外，在北方地區(qū)使用穴盤(pán)栽培，鐵皮石斛莖粗的增長(zhǎng)及萌蘗數(shù)的增加都優(yōu)于其他處理。這就表明，穴盤(pán)栽培處理的鐵皮石斛在冬季生長(zhǎng)更為良好，穴盤(pán)栽培處理更加適宜鐵皮石斛在北方地區(qū)的越冬栽培。

綜上所述，在北方地區(qū)溫室中穴盤(pán)栽培方式（50孔穴盤(pán)，每隔1孔種1叢）更適宜鐵皮石斛的生長(zhǎng)，可進(jìn)行廣泛推廣。

在溫、光、水、肥等相同的條件下，不同栽培方式對(duì)鐵皮石斛的影響也不同。首先是因?yàn)椴煌脑耘喾绞綄?duì)鐵皮石斛根系的影響不同，穴盤(pán)栽培法以50孔的穴盤(pán)栽培，且每隔1孔栽1叢，這就使得每叢石斛的根系被較小體積的樹(shù)皮覆蓋，且穴盤(pán)中的每個(gè)孔均有1個(gè)透氣孔，這就保證了此栽培方式中的基質(zhì)不會(huì)積累過(guò)多的水分，且使得石斛的根系具有較為充沛的氧氣供應(yīng)。苗床栽培法將基質(zhì)平鋪在苗床上，為了防止基質(zhì)從苗床上灑落，又在苗床底部平鋪了遮陽(yáng)網(wǎng)。簡(jiǎn)而言之，苗床栽培法中單位面積的基質(zhì)量遠(yuǎn)高于穴盤(pán)栽培法中單位面積的基質(zhì)量，在相同的管理?xiàng)l件下，苗床栽培法的基質(zhì)中就會(huì)含有更多的水分、較少的氧氣。北方的冬季氣溫較低，低溫條件下基質(zhì)中的多余水分不易散失，就會(huì)使得鐵皮石斛的冷寒加劇、生長(zhǎng)不良，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生掉葉、壞死現(xiàn)象[10]。

本研究中，穴盤(pán)栽培方式中鐵皮石斛的葉綠素含量和根系活力均顯著高于其他處理。這就說(shuō)明，較優(yōu)栽培方式能夠提高鐵皮石斛葉片中的葉綠素含量、增加鐵皮石斛的根系活力。葉綠素是鐵皮石斛進(jìn)行光合作用的主要色素，一定范圍內(nèi)葉綠素含量的高低直接影響著葉片的光合能力[11-12]。光合色素含量的提高，更有利于鐵皮石斛捕獲更多的光能，進(jìn)而促進(jìn)光合作用[13]。根系活力是根的重要生理指標(biāo)，能夠從本質(zhì)上反映植物根系生長(zhǎng)與基質(zhì)環(huán)境之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，根系活力的提高既保證了植物對(duì)水分、無(wú)機(jī)養(yǎng)分吸收能力的增強(qiáng)，也保證了植物對(duì)一些氨基酸和植物激素合成能力的提高[14]。穴盤(pán)栽培方式下基質(zhì)環(huán)境與根系生長(zhǎng)互動(dòng)良好，特別在冬季低溫時(shí)，該栽培方式可以保證栽培基質(zhì)維持在一個(gè)較低的水平，降低了低溫對(duì)鐵皮石斛的傷害。

穴盤(pán)栽培方式通過(guò)提高鐵皮石斛葉片中的葉綠素含量而促進(jìn)光合作用，通過(guò)增強(qiáng)鐵皮石斛的根系活力而促進(jìn)水分和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)的吸收，這可能是穴盤(pán)栽培方式下鐵皮石斛生長(zhǎng)更為良好的原因。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋曉艷，馮曉，趙雪梅. 中藥鐵皮石斛研究概況[J]. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，17（8）：118-120.

[2]唐麗，李菁，龍華，等. 生態(tài)因子對(duì)鐵皮石斛生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究進(jìn)展[J]. 中藥材，2014，37（1）：153-156.

[3]范士杰，王蒂，張俊蓮，等. 不同栽培方式對(duì)馬鈴薯土壤狀況和產(chǎn)量的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21（2）：271-279.

[4]楊富軍，趙長(zhǎng)星，閆萌萌，等. 栽培方式對(duì)夏直播花生葉片光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（3）：747-752.

[5]張宇斌，郭 菊，羅天霞，等. 不同溫度和濕度條件下光照強(qiáng)度對(duì)鐵皮石斛光合速率的影響[J]. 北方園藝，2013（8）：119-122.

[6]李合生. 現(xiàn)代植物生理學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2002：129-137.

[7]郝再彬，蒼晶，徐仲. 植物生理實(shí)驗(yàn)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004：32-33.

[8]高玉紅，郭麗琢，牛俊義，等. 栽培方式對(duì)玉米根系生長(zhǎng)及水分利用效率的影響[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，20（2）：210-216.

[9]王寅，魯劍巍. 中國(guó)冬油菜栽培方式變遷與相應(yīng)的養(yǎng)分管理策略[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48（15）：2952-2966.

[10]譚艷玲，張艷嫣，高冬冬，等. 低溫脅迫對(duì)鐵皮石斛抗壞血酸過(guò)氧化物酶活性及丙二醛和脯氨酸含量的影響[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2012，38（4）：400-406.

[11]Ashraf M，Harris P J C. Photosynthesis under stressful environments：an overview[J]. Photosynthetica，2013，51（2）：163-190.

[12]Eberhard S，F(xiàn)inazzi G，Wollman F A. The dynamics of photosynthesis[J]. Annual Review of Genetics，2008，42（1），463-515.

[13]濮曉珍，尹春英，周曉波，等. 鐵皮石斛組培苗移栽馴化過(guò)程中葉片光合特性、超微結(jié)構(gòu)及根系活力的變化[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（13）：4114-4122.

[14]樊劍波，沈其榮，譚炯?jí)眩? 不同氮效率水稻品種根系生理生態(tài)指標(biāo)的差異[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（6）：3052-3058.