設(shè)施栽培金釵石斛不同時(shí)期環(huán)境、生長、營養(yǎng)及品質(zhì)特性＊

劉海林，李 杰，葉廣英，王再花(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所，廣東省園林花卉種質(zhì)創(chuàng)新綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640）

金釵石斛（Dendrobium nobile) 為蘭科石斛蘭屬植物，是中國傳統(tǒng)名貴中藥材，主要分布于貴州、四川、廣西、廣東等地區(qū)[1-2]，富含生物堿、多糖等活性物質(zhì)，其中石斛多糖具有提高免疫力、抗氧化、降血糖、抗白內(nèi)障、降血壓等多種功效[3-9]，藥用價(jià)值極高。2020 年，金釵石斛葉、花食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)在貴州發(fā)布，這將使金釵石斛在醫(yī)藥、食品、日化等領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛，加上它也是花卉市場(chǎng)的重要暢銷品種，可見市場(chǎng)潛力很大。據(jù)報(bào)道石斛多糖含量與其藥效存在一定關(guān)系，而多糖含量與其產(chǎn)地、年齡或栽培管理?xiàng)l件有關(guān)[10-12]。除較高的藥用價(jià)值外，金釵石斛也有非常高的觀賞價(jià)值，花色艷麗，形態(tài)優(yōu)美，花期3～5 月[13-14]，環(huán)境溫度與其花芽分化密切相關(guān)。金釵石斛的生長和品質(zhì)都與施肥水平密切相關(guān)[15]，但有關(guān)其設(shè)施栽培條件下不同時(shí)期的生長、營養(yǎng)元素和品質(zhì)變化規(guī)律研究鮮見報(bào)道。因此，本文通過檢測(cè)設(shè)施環(huán)境條件和金釵石斛不同時(shí)期的生長和N、P、K、Ca、Mg 營養(yǎng)元素及多糖含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為金釵石斛精準(zhǔn)栽培和品質(zhì)調(diào)控提供理論參考。

材料與方法

試驗(yàn)材料及環(huán)境

供試材料為健康且生長一致的金釵石斛12 月齡苗，即出瓶后栽培了12 個(gè)月（圖1），株高15～20 cm，莖粗1.3～1.4 mm，7～8 片葉。栽培基質(zhì)為松樹皮與椰糠體積比6:4，栽培用上口直徑8 cm、下口直徑5.4 cm、高8 cm 的營養(yǎng)杯。夏秋季采用黑色遮陽網(wǎng)遮陽70%～80%，其他季節(jié)遮陽50%～60%。試驗(yàn)在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所白云基地水簾大棚內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)間為2019 年7 月～2020 年3 月。

圖1 金釵石斛12 月齡苗

試驗(yàn)方法及指標(biāo)測(cè)定

營養(yǎng)液的配制及施用方法

營養(yǎng)液配制方法參考Hoagland’s 營養(yǎng)液配方，每周噴施1 次營養(yǎng)液，噴到杯底剛剛滴水為止。

樣品處理與指標(biāo)測(cè)定

樣品采集及處理：每2 個(gè)月采集1 次植株地上部分的莖和葉，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)采10 株，重復(fù)3 次。樣品經(jīng)105 ℃殺青30 min，60 ℃烘干至質(zhì)量恒定，粉碎后過60 目篩，保存于干燥箱中備用。

葉片營養(yǎng)元素含量測(cè)定：全氮檢測(cè)參照LY/T 1269-1999《森林植物與森林枯葉層全氮的測(cè)定》（3.2 蒸餾法）；P 元素檢測(cè)參照GB5009.87-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中磷的測(cè)定》；K 元素檢測(cè)參照GB5009.91-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鉀、鈉的測(cè)定》；Ca 元素檢測(cè)參照GB5009.92-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鈣的測(cè)定》；Mg 元素檢測(cè)參照GB5009.241-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鎂的測(cè)定》。

莖多糖含量測(cè)定：參照《中華人民共和國藥典》苯酚－硫酸法[3]。以相應(yīng)試劑作空白，利用UV-2550 分光光度計(jì)在486 nm波長下測(cè)定樣品的吸光度。以葡萄糖（分析純）為標(biāo)準(zhǔn)品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

設(shè)施環(huán)境監(jiān)測(cè)：采用北京科百宏業(yè)科技有限公司環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)空氣溫度、相對(duì)濕度等數(shù)據(jù)信息。

數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用SPSS 23 軟件進(jìn)行方差分析。

結(jié)果與討論

設(shè)施環(huán)境溫濕度變化情況及開花狀況

由環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的環(huán)境數(shù)據(jù)（圖2）可知，2019 年7 月底～2020 年3 月底，種植金釵石斛設(shè)施大棚內(nèi)的溫濕度呈現(xiàn)一定規(guī)律性變化。夏秋季7 月底～10 月，棚內(nèi)平均溫度為26.6 ℃，平均濕度為66.2%；11 月平均溫度為20.3 ℃，平均濕度為71%，植株開始停止生長；進(jìn)入冬季12 月～ 次年1 月，棚內(nèi)溫度急劇下降，平均溫度為16.6 ℃，平均濕度為80.6%，此時(shí)為低溫花芽分化的關(guān)鍵時(shí)期；2～3 月氣溫回升，棚內(nèi)平均溫度為19.4℃，平均濕度為78.6%，此時(shí)為花芽發(fā)育和花正常開放關(guān)鍵時(shí)期。

金釵石斛組培苗一般在出瓶移栽后2 年左右開花，而栽培1 年半也有少量開花現(xiàn)象，但開花數(shù)較少。研究發(fā)現(xiàn)3 月上旬溫度回暖時(shí)，部分試材正常開花（圖3）。環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示該設(shè)施栽培環(huán)境與金釵石斛開花人工處理環(huán)境條件基本一致。據(jù)報(bào)道金釵石斛成熟苗（24 月齡）放在人工氣候箱16 ℃/10 ℃，12 h/12 h（晝/ 夜）和自然光照下，低溫處理一個(gè)月后，再將金釵石斛放到大棚內(nèi)（棚內(nèi)20～25 ℃）繼續(xù)培養(yǎng)可誘導(dǎo)開花[16-17]。而春石斛品種‘Snow King’在10～18 ℃冷庫下處理2～6 周，濕度為65%，光強(qiáng)為350 μmol/(m2?s)，再移到溫度20 ℃/5 ℃（晝/ 夜），濕度65%溫室中，均能正常開花[18]。筆者報(bào)道過春石斛品種‘Carmen’經(jīng)高山（海拔650 m）低溫和植物生長調(diào)節(jié)劑處理后可明顯誘導(dǎo)其提前開花，增加開花量[19]。檢測(cè)結(jié)果將為金釵石斛的精準(zhǔn)花期調(diào)控提供環(huán)境參數(shù)。

葉片礦質(zhì)元素含量變化規(guī)律

從圖4 可知，7 月底～ 次年3 月，金釵石斛葉片Ca 和Mg 含量呈現(xiàn)先顯著上升、繼而下降再上升的趨勢(shì)，而N、P、K 三者的含量在不同月份也存在顯著變化。N 含量11 月底比7 月底顯著提高，達(dá)16.5 g/kg，隨后下降。P 含量9 月底比7月底顯著升高，達(dá)最高（19.95 mg/kg），隨后下降，至次年3 月底降至最低（17.41 mg/kg）。K 含量也在9 月底達(dá)最高（22.58 g/kg），隨后逐漸下降，至次年3 月底顯著降低，為14.41 g/kg。說明7～11 月主要為金釵石斛營養(yǎng)生長，對(duì)N 需求比較高，而前期7～9 月假鱗莖成熟期對(duì)P 和K的需求也比較高。Ca 含量變化規(guī)律前期與K 相似，9 月底達(dá)最高（28.5 g/kg），隨后顯著下降，至次年3 月底再出現(xiàn)顯著回升。Mg 含量變化趨勢(shì)與Ca 相似，9 月底其含量最高（4.7 g/kg），其次為11 月底，隨后急劇下降，至次年3 月底出現(xiàn)顯著回升。

綜上所述，9～11 月，植物體內(nèi)N、P、K含量較高，此階段石斛生長變緩慢，休止葉形成，并轉(zhuǎn)向生殖生長階段，說明金釵石斛假鱗莖成熟和營養(yǎng)積累期對(duì)大量元素需求大；11 月底至次年1 月，P 含量明顯下降。此外，9 月底植物體內(nèi)K、Ca、Mg 含量顯著高于其他時(shí)期，隨后逐漸下降，說明此階段假鱗莖成熟的關(guān)鍵時(shí)期對(duì)K、Ca、Mg 的需求也比較高。值得注意的是11 月底～ 次年1 月，其他元素含量總體下降，而P、K 含量依然處于較高水平，說明植株處在花芽萌動(dòng)和分化時(shí)期，對(duì)P、K 的需求比較高?？梢姡疴O石斛上述5 種營養(yǎng)元素隨著生長發(fā)育的不同階段變化顯著，說明不同生育期內(nèi)對(duì)不同養(yǎng)分元素需求有所差異，且各種營養(yǎng)元素含量存在不同程度的拮抗關(guān)系[20]。3 月底比1月底，P、K 元素含量顯著降低，Ca、Mg 元素含量顯著升高，可能與植株花發(fā)育及新芽的萌孽有關(guān)[21]。因此，生產(chǎn)上可依據(jù)營養(yǎng)元素的變化規(guī)律增減用量，從而實(shí)現(xiàn)金釵石斛設(shè)施栽培環(huán)境下合理、精準(zhǔn)施肥。

金釵石斛多糖含量的變化情況

7 月～ 次年3 月份金釵石斛莖多糖含量存在顯著差異（圖5）。7 月底～9 月底，變化不顯著，11 月底達(dá)最高（21.12%），顯著高于其他時(shí)期，隨后快速下降，至3 月底降至3.42%。據(jù)報(bào)道鈣含量與多糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)[22]，研究發(fā)現(xiàn)1～3 月，金釵石斛莖多糖含量顯著降低，而Ca元素含量顯著升高（圖4）。由于金釵石斛在廣州的開花時(shí)間為3～4 月，比四川合江金釵石斛的花期提前1 個(gè)多月，該結(jié)果與顏壽等[12]檢測(cè)的2 年生金釵石斛莖多糖含量在2 月最高（17.32%）的結(jié)論有所不同，因?yàn)楹辖? 月的金釵石斛生長狀況與廣州11 月底金釵石斛的生長狀況相近，可見金釵石斛多糖含量與品種、氣候環(huán)境等因素密切相關(guān)。

圖4 不同月份金釵石斛葉礦質(zhì)元素含量的變化情況

圖5 金釵石斛不同時(shí)期多糖含量

結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，7 月～ 次年3 月，金釵石斛生長可分為3 個(gè)小階段。第1 階段：7～10 月，設(shè)施大棚內(nèi)平均溫度為26.6 ℃，平均濕度為66.21%，金釵石斛葉片中N、P、K、Ca 和Mg含量整體較高。第2 階段：11 月，棚內(nèi)溫度開始下降（20.3℃），濕度上升（71%），金釵石斛植株進(jìn)入休眠期。葉片N 元素含量較高，其他元素含量降低，此時(shí)植物所需營養(yǎng)較少，多糖含量不斷積累，在11 月底達(dá)最高。第3 階段：12 月～ 次年3 月，此階段為花芽分化和花發(fā)育期。其中12 月～ 次年1 月，外界氣溫明顯降低，棚內(nèi)平均溫度為16.6℃，平均濕度為80.6%。1 月底，P、K 含量依然處于較高水平，說明P、K 在花芽分化期間需求比較高；2～3 月氣溫回升，棚內(nèi)平均溫度為19.84℃，平均濕度為78.6%。3 月底，N、Ca、Mg 含量升高，而P、K 含量明顯降低，說明花開放和新芽萌孽過程中對(duì)N、Ca、Mg 需求較高。