谷海燕,谢孔平
(1.峨眉山生物资源实验站,四川峨眉614201;2.四川省自然资源科学研究院,四川成都610015)
铁皮石斛(Dendrobium officinateKimura et Migo)为我国传统中药[1-3],具有提高人体免疫力、抑制肿瘤细胞、延缓衰老、益胃生津等功效[1-2],唐代《道藏》把其誉为“中华九大仙草之首”,是目前石斛中产销量最大的种类。野生铁皮石斛生长于我国浙江、云南、四川、广西、福建、安徽等地,但由于自然繁殖率极低、药农的过度盲目采挖,野生资源早已濒临灭绝,国家在1987年就将其列为重点保护的珍稀濒危药用植物[3-4]。
目前随着人们保健意识的逐渐增加,铁皮石斛的药用及食用价值日益得到大众的认可,其市场需求量急增,消费市场巨大。为满足日益增大的市场消费需求,人工种植是必然趋势,以缓解铁皮石斛产业供不应求的局面。近年来,浙江、云南、福建、广西等地探索并实施了铁皮石斛的活树栽培技术[5-14],其人工栽培技术得到了发展提高。也有学者在松树林下采用树上绑扎和林下悬挂吊篮、香樟林下采用不同基质附树栽培方式及林药复合种植方式来栽培种植铁皮石斛[15-17]。峨眉山属于南亚热带地区,空气温润,雨水充足,具有适合石斛生长得天独厚的气候条件,自然生长有多种野生石斛种类资源[18-19]。目前在峨眉山地区开展铁皮石斛林下栽培研究甚少。
不同产地、不同栽培环境和不同附生树种下,铁皮石斛有效药用成分多糖含量存在差异[20-25]。为充分利用林分空间,创造一定的经济价值,实现并掌握峨眉山地区林下生态栽培铁皮石斛,达到改进该地区铁皮石斛品质最大程度地维持其药性和药效、获得绿色生态的铁皮石斛产品。本文根据峨眉山的生态条件,铁皮石斛的生长习性,选择峨眉山地区常见的林木树种开展试验研究,为峨眉山地区铁皮石斛的林下生态栽培提供技术指导。
试验地设在峨眉山生物资源实验站内,该站位于峨眉山脚万年寺附近,29°35′41″N,103°22′41″E,海拔774 m,属中亚热带季风气候区域,因受当地地形条件和地理环境的影响,形成了云雾多,日照少,雨量充沛的山地气候特征。此地年均气温约17℃,1月均温4.3℃,7月均温27.1℃,年最低气温-4.4℃,年最高气温38.3℃,年均降雨量约1 550 mm,年均相对湿度约80%。站内分布有峨眉山常见林木,另有上千种引种栽培的珍贵树种。
选择峨眉含笑(Michelia ilsonii)、桢楠(Phoebe hennan)、珙桐(Davidia involucrata)及南方红豆杉(Taxus chinensisvar.mairei)4个树种作为铁皮石斛附生栽植植物。
表1 附主树种概况Tab.1 The survey of the growth of epiphytes
试验材料为本项目繁育出的1.5年生铁皮石斛组培苗,选择生长健壮、根系较发达、长度基本一致的苗木进行对比栽培试验;这些苗木叶片舒展,无烂根烂茎,根数在5条左右。试验苗在栽培于附生树种前,采用稀释1000倍的高锰酸钾溶液进行浸泡。
本研究分别在2019年春季3月底、雨季7月中旬各栽植一次。
本研究采用细麻绳直接捆绑、遮阴网包裹松树皮这2种栽植方式。栽植种苗集中栽植在高1.5~1.7 m的树干处。
采用细麻绳栽植时,先在树干上用直径约为3 mm的麻绳缠绕1周,将种苗放置在绳上,随后将绳子缠绕3圈左右固定种苗根部在枝干上,注意不可重压根系;待其新根长出后,其白色新根会沿着树干生长。每圈种苗丛间相距5 cm以上。
采用遮阴网包裹松树皮栽植时,先把铁皮石斛幼苗固定在包裹有松树皮的遮阴网内侧,然后把植株靠在树干上并固定。
铁皮石斛栽植后生长期间,依赖于吸收附主树皮和树干的营养以维持生长,栽植期间没有施肥。春季时,空气湿度大,可以不喷或少喷水;冬季时,植株处于休眠期间,可以不喷水,更利于铁皮石斛种苗抗寒防冻。夏秋季由于气温高,在非雨天时,可以于每天早上9点左右或下午5点左右喷水一次。
2019年3月底、7月中旬栽植苗木,栽植1个月后调查成活率,选用成活率高的试验苗继续进行观察研究。栽植1 a后,调查成活率后进行采收,试验苗各随机选取30株,测量其茎的生长情况,称量全株鲜重后于58℃条件下烘干到恒重;重复3次。烘干材料送至四川省中医药科学院分析测试中心进行多糖检测。
本研究运用Excel 2010整理分析数据、SPSS19.0进行方差分析。
试验结果显示(表2),无论哪种栽培树其上附生栽植的铁皮石斛成活率在春季3月底均显著优于雨季7月中旬。3月底时铁皮石斛苗从冬季休眠期中苏醒,处于生长的旺盛期,彼时峨眉山气温在20℃左右且空气湿度大,适合铁皮石斛根系生长,所以移栽成活率高。7月中旬虽为峨眉雨季,林中空气温润,水含量高,但该时段内铁皮石斛刚过花期(5月底-6月初),铁皮石斛生长所需能量大,生长缓慢,生成新根系能力低,造成成活率低。根据本试验研究,春季3-4月是林下栽培铁皮石斛的适宜时段。
另外,研究结果表明,采用细麻绳绑植方式铁皮石斛植株的成活率显著高于利用遮阴网+松树皮捆绑的方式。细麻绳绑植时,完全可以把植株固定在树上,并在捆绑时露出基茎,使其充分接触空气,利于铁皮石斛这种气生发芽生根,植株生长情况良好。遮阴网+松树皮捆绑植株的方式稍逊,该栽植方式下在3月底时成活率(除南方红豆杉)高于70%,但该方式相对不经济,且操作麻烦。根据本研究,林下栽植铁皮石斛时可采用直径为3 mm的细麻绳绑植的方式。
从表1和表2可以看出,3月份在桢楠、峨眉含笑、珙桐3附主上栽植时,铁皮石斛成活率均较高,达到70%以上,分析原因可能是因为这些树种树皮粗糙,具浅沟壑,可以存储一定的水分,利于生成新根及攀附,且林分郁闭度适宜,能够满足铁皮石斛根系及植株对湿度的需求。而南方红豆杉虽然树皮粗糙,有纵向沟槽,但易脱落,不利于铁皮石斛根系的附着,脱落树皮后的树干光滑,无法存储较多水分,且林层郁闭度较低,无法满足铁皮石斛对湿度的要求,不利于其生长发育;栽植后表现为铁皮石斛成活率极低,7月份栽植的植株全部死亡,3月份采用细麻绳绑植的成活率亦只有10%,可见南方红豆杉完全不适宜作为铁皮石斛的附主。
表2 不同附主、不同栽植时间、不同栽植方式30 d成活率/%Tab.2 The survival rate of D.officinale with different attatched plants,different planting time and different planting mode after 30 days
栽植30 d后选择3月底栽植的、成活率高的植株持续观察记录。附树栽培1年后,于2020年5月对这些植株进行采收。采收时栽植铁皮石斛正处于初花期,可见花苞和花朵,植株生长旺盛,长势良好。调查结果见表3。结合表2、表3分析发现,栽植30 d后,栽培苗成活率基本稳定,直至采收时变化不显著,说明栽植后一个月期间新根生成,并对苗木进行了喷水等基本管理的前提下,附生栽培苗木的死亡率极低。
附主植物中,以桢楠树干上附生的铁皮石斛成活率最高,达到85%以上,与其他附主上的栽植成活率存在显著差异;其次为峨眉含笑,其上附生植株成活率在80%左右,与珙桐作为附主的成活率亦存在显著差异。另外,桢楠枝干附生、生长1年后采收后的铁皮石斛植株,无论在其茎直径、鲜重还是多糖含量上,均与附生在其他附主的植株间存在显著差异,其多糖含量可以达到37.8%。可见桢楠是本研究中铁皮石斛最佳的附主植物。
表3 种植1年前后生物学特征对比Tab.3 Comparison of biological characteristics before and after one year planting
本试验研究中病虫害较少。2019年,项目组在之前的大棚栽培研究中发现,由于峨眉山地区雨量充沛,大蜗牛非常多,铁皮石斛栽培架上常常可见蜗牛的踪迹,经常发生叶片被蜗牛取食的情况,需要喷洒一定药物来控制虫害。但本研究中试验植株通风良好,树干栽培的铁皮石斛没有遭受虫害。本试验研究中铁皮石斛种苗没有出现病虫害的情况,节约了生产成本的前提下亦保证了产品的绿色环保。
四川峨眉地区铁皮石斛消费市场巨大。近年来,该地区越来越多生产企业开始种植铁皮石斛,以满足市场对铁皮石斛产量和质量的需求。目前,该地铁皮石斛种植面积较少,种植技术力量比较薄弱,主要是通过大棚栽培铁皮石斛,而大棚栽培方式不仅前期投入多,种植户经济压力大,且易生病虫害,影响品质,严重制约着该地区铁皮石斛产业的健康发展。林下生态栽培是保证铁皮石斛质量的有效栽培模式,可满足市场对铁皮石斛品质的需求。本研究在市场需求下开展,研究后发现,该种栽培方式不仅可以让种植户投资少,方便管理,且栽培生长环境良好,植株无病虫害,保障产品质量。
本研究栽培铁皮石斛的方式充分利用了林地资源和林下空间,节约了土地及生产成本。而且栽培生长环境与野生的相近,保证了产品的绿色环保,是峨眉山地区铁皮石斛产业发展的新趋势。
另外,峨眉山珍贵树种如桢楠人工林,生长及收益周期太长,开展铁皮石斛等短期收益的林下经济植物可以缓解部分经济压力。本研究中铁皮石斛栽植1年后,其中的有效药用成分多糖的含量得到显著增加,产量明显提升。推广林下生态栽培模式,可加快当地铁皮石斛产业的健康发展,促进农民增收,意义重大。