不同附生基质对铁皮石斛生长与代谢成分含量的影响

丁释丰 陈海潮 黄稚清 冯志坚

摘要    为明确不同附生基质对铁皮石斛生长及代谢成分的影响，以自然生长的木棉、毛果杜英、幌伞枫和干燥木板为附生基质仿造铁皮石斛自然生长环境，对铁皮石斛生长形态指标进行观测，并对多糖和生物碱等代谢成分含量进行测定与分析。结果表明，木棉、幌伞枫、毛果杜英、干燥木板这4 种基质均可作为铁皮石斛的附生基质，但不同附生基质对铁皮石斛的生长有显著性影响，对其代谢成分也有一定的影响。其中，生长状况表现为木棉>幌伞枫>毛果杜英>干燥木板，代谢成分含量表现为木棉>毛果杜英>干燥木板>幌伞枫。综合排序，适合铁皮石斛附生生长的基质依次为木棉>幌伞枫>毛果杜英>干燥木板。在自然生长的木棉林下种植铁皮石斛可获得较高的经济效益，是一种较好的林下经济发展模式。

关键词    铁皮石斛;附生基质;生长指标;代谢成分

中图分类号    S567.239        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2018）23-0077-03

铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）為兰科（Orchidaceae）石斛属（Dendrobium）多年生草本植物，分布于中国的安徽、福建、广西、四川、云南等地，日本也有分布[1]。铁皮石斛的次生代谢物多糖等物质具有益胃生津、滋阴清热的药用价值，在我国是名贵的中药材[2-3]。铁皮石斛的种群数量极小，对生态环境的要求较高[4]。因此，不同栽培模式应运而生，而栽培模式对铁皮石斛生长与产品质量的影响已成为人们关注的热点[5-6]。活树附生栽培模式是一种以自然生长的树木为载体，模拟铁皮石斛自然生长环境，利用树枝和树叶遮荫的种植方法[7]。本试验为铁皮石斛设置不同附生基质，并通过长期的试验观察和大量试验样本的重复试验，探索不同附生基质与铁皮石斛生长和代谢成分之间的关系，以期确定培育铁皮石斛的最佳附生基质，筛选出适合铁皮石斛的林下最佳栽培模式。

1    材料与方法

1.1    栽培环境概况

栽培地位于广州市南沙区（北纬22°48′16.33″、东经113°31′10.99″），平均海拔为-1 m，年平均气温为22.2 ℃，年平均相对湿度为79%。林下种植，年积温2 000～3 000 ℃，温度10～30 ℃;相对湿度75%～80%。

1.2    试验材料

用于移栽的幼苗为无污染、没有腐烂根茎、叶片达4片以上、叶色嫩绿或翠绿、正常并展开的二年生培养瓶组培苗，合格苗占总苗量的80%以上。

1.3    试验设计

试验共设4个附生基质处理，即在林冠郁闭度0.6～0.7且供水方便的林地，选择树干和树冠径幅合适、易于管理的幌伞枫（Heteropanax fragrans（Roxb.）Seem）、木棉（Bombax ma-labaricum DC）、毛果杜英（Elaeocarpus apiculatus Masters）为附生基质及以同等条件下的干燥木板作对照附生基质（CK）。

1.4    试验实施

于2014年3月中旬进行移栽，避开树干上光照直射且照射时间超过4 h的一面，在有一定散射光且光照时间在3 h以上的一面，以3～5株为1丛，在距树基部1～3 m处，每间隔35 cm种植1排，用稻草自上而下呈螺旋状缠绕，丛距8 cm。种植后每天喷雾1～2 h，保持树皮湿润;7 d后，喷施叶面肥;后视情况每次施农家肥750～1 500 kg/hm2;当年10月下旬追施1次磷酸二氢钾300 kg/hm2，翌年开春后再施农家肥750～1 500 kg/hm2。

1.5    测定指标及方法

1.5.1    生长指标。采用人工计数法，定期观测并记录铁皮石斛的根、茎、叶芽和花芽的生长情况。

1.5.2    代谢成分。铁皮石斛总多糖含量百分比采用苯酚-硫酸法测定，纤维素含量百分比采用酸性染料比色法测定，总生物碱含量百分比采用酸性洗涤法测定。

1.6    数据处理

采用Microsoft Excel进行数据整理和图表绘制以及相关的分析，并使用SPSS 22.0进行进一步分析比较。

2    结果与分析

2.1    不同附生基质对铁皮石斛生长的影响

对每种基质上附生的铁皮石斛的各生长指标进行测定，并作统计分析。试验结果表明，铁皮石斛在幌伞枫、毛果杜英、木棉与干燥木板（CK）4种附生基质上均能生长发育，但不同基质对其生长形态特征与观赏性状的影响十分明显。

由表1可知，不同附生基质上铁皮石斛根系生长上有明显差异（P<0.05），根系长势表现为木棉>幌伞枫>毛果杜英>干燥木板（CK）。相较于干燥木板（CK）铁皮石斛的根系生长量，木棉约为其16倍，幌伞枫约为其8倍，毛果杜英的根系生长量最差，但也约为干燥木板（CK）的2.5倍。由此表明，粗糙的树皮有利于铁皮石斛根系的附着与攀援。

茎的生长数量是评价铁皮石斛生长形态的重要指标[8]。由表2可知，不同附生基质对于铁皮石斛茎的生长影响差异显著（P<0.05），茎长势表现为木棉>干燥木板（CK）>幌伞枫>毛果杜英。6—9月，4种附生基质的铁皮石斛茎都出现死亡，附生于毛果杜英的铁皮石斛茎死亡率高达 41.67%，而附生于木棉的铁皮石斛茎的死亡率仅为2.45%、且长势最好，茎死亡率表现为木棉<干燥木板（CK）<幌伞枫<毛果杜英。究其原因是由于夏季气温高，木棉的沟壑状树皮结构能够更好地保存水分与养分，同时长势良好的根系也有利于铁皮石斛在高蒸腾作用下维持体内水分平衡，提高茎的存活率。

由表3可知，不同附生基质对铁皮石斛叶芽和花芽的分化均有显著性影响（P<0.05），并呈现完全相反的趋势。叶芽数量由多至少表现为毛果杜英>干燥木板（CK）>木棉>幌伞枫;花芽数量由多至少表现为毛果杜英<干燥木板（CK） <木棉<幌伞枫。究其原因可能是由于光照条件对于花芽与叶芽分化起不同作用，铁皮石斛的生长应避免强光照直射，否则会影响其叶片的生长;但光照在一定程度上会促进花芽的分化，不同附生基质的林冠郁闭度存在自然差异导致光照强度不一致，同种基质附生的铁皮石斛叶芽与花芽数量便会呈现出相反的趋势。

2.2    不同附生基质对铁皮石斛代谢成分的影响

铁皮石斛主要有效成分为总多糖、总生物碱、总黄酮及其他菲类和联苄类等化合物，是其入药的主要成分[9-11]。因此，铁皮石斛茎代谢成分的产量是其整体药用质量的重要组成部分。

多糖是铁皮石斛的主要药用成分，是衡量铁皮石斛品质的重要指标之一[12]。由表4可知，不同附生基质上铁皮石斛的总多糖含量在22.367%～29.190%之间，表现为木棉>毛果杜英>干燥木板（CK）>幌伞枫，多糖含量与附生基质上铁皮石斛接受的光强有关[13]，而这一排序也与实测的月均光强顺序一致，即木棉（23.14 klx）>毛果杜英（15.35 klx）>干燥木板（CK，13.07 klx）>幌伞枫（5.23 klx）;相较于总多糖而言，铁皮石斛的總生物碱含量甚微，一般总多糖含量较总生物碱含量高1 000倍左右[14]，总生物碱含量在0.031%～0.039%之间，表现为木棉>毛果杜英>幌伞枫>干燥木板（CK）;纤维素含量在 12.510%～15.930%之间，表现为毛果杜英>木棉>幌伞枫>干燥木板（CK）。可以看出，以木棉为附生基质的铁皮石斛总多糖含量和总生物碱含量均高于其他 3种附生基质，其中总多糖含量和总生物碱含量分别较最少含量高30.50%与25.81%;而纤维素含量仅较最大含量低 9.31%，较最少含量高15.48%。该结果与铁皮石斛的生长指标相吻合。

3    结论与讨论

通过对不同附生基质栽培模式下铁皮石斛的生长指标与代谢成分进行分析，结果表明，木棉、幌伞枫、毛果杜英、干燥木板这4种基质均可作为铁皮石斛的附主。其中，木棉作为铁皮石斛附生基质生物效果最好，不仅有利于根、茎的生长，且多糖、生物碱等代谢成分含量高;此外，也利于花芽分化，在创造经济效益的同时营造景观效果。究其原因可能是木棉树皮多纵裂沟，保水、保肥性能好，利于石斛生长发育，且夏季林分树冠较大可以提供遮荫条件，冬季落叶光照充足利于铁皮石斛的生长与花芽分化[15]。其次为幌伞枫与毛果杜英，附生于幌伞枫的铁皮石斛生长较好，但多糖等代谢产物含量较毛果杜英少，具体原因还需要深入研究和探讨。

试验发现，铁皮石斛附生在活树上的培育模式发展潜力巨大，但应该选择如木棉等树皮纵裂多、夏季林冠遮光条件好的树种为附生基质，无需额外的设施和遮荫条件，成本低，且药用代谢成分含量高，值得提倡并大力应用和发展;若考虑其观赏效果则可选取幌伞枫此类树木为附生基质时，但夏季应当注意保水保肥，提高铁皮石斛植株存活率。综上所述，木棉、毛果杜英等树种均具备一定的经济观赏价值或药用价值，但成材时间较长，成本高，不利于持续经营，若在其林分内种植铁皮石斛则可以提高经济效益，为经济林的持续经营创造良好条件，是一种较好的林下经济发展模式。

4    参考文献

[1] 斯金平，张媛，罗毅波，等.石斛与铁皮石斛关系的本草考证[J].中国中药杂志，2017，42（10）：2001-2005.

[2] Flora of China编委会.The Flora of China：Vol.25[M].北京：科学出版社，密苏里植物园出版社，2010.

[3] 国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2015：282-283.

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[5] 袁颖丹.铁皮石斛仿生栽培技术与经济效益研究[D].南昌：江西农业大学，2016.

[6] 李晖.铁皮石斛立体栽培技术研究[D].杭州：浙江农林大学，2014.

[7] 章德三，徐高福，余明华，等.铁皮石斛活树附生原生态栽培技术与应用[J].绿色科技，2015（2）：62-63.

[8] 袁颖丹，李志，胡冬南，等.铁皮石斛活树附生原生态栽培模式研究[J].经济林研究，2015，33（4）：44-48.

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[13]  郭英英，诸燕，斯金平，等.铁皮石斛附生基质对多糖含量的影响[J].中国中药杂志，2014，39（21）：4222-4224.

[14]  唐丽，李菁，龙华，等.不同生长龄铁皮石斛茎与叶中总多糖、总生物碱及总黄酮含量的差异[J].广东农业科学，2015，42（8）：17-21.

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