兩種藥用石斛在廣元地區(qū)的引種適應(yīng)性研究

何 濤，樊小莉，黃田鈁，魯 璐

(中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所， 四川 成都 610041)

疊鞘石斛(Dendrobiumdenneanum)和金釵石斛(Dendrobiumnobile)都屬于蘭科石斛屬，均為四川道地藥材，其傳統(tǒng)主產(chǎn)區(qū)分別在四川合江縣和夾江縣。由于具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在許多貧困地區(qū)把石斛種植作為扶貧產(chǎn)業(yè)來(lái)發(fā)展。位于秦巴山區(qū)的廣元也不例外，擬引種疊鞘石斛和金釵石斛。但一般植物引種需遵循一定的原則[1]，并開(kāi)展有關(guān)引種試驗(yàn)等才能確定引種是否成功。特別是作為藥用植物引種較普通植物引種具有更高的要求，因?yàn)榈赖厮幉闹v究道地性，與種植的生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)[2-3]，引種前需對(duì)引種地與原產(chǎn)地的環(huán)境條件進(jìn)行比較，還要求產(chǎn)品品質(zhì)與質(zhì)量能達(dá)標(biāo)[4]。為了科學(xué)引種，疊鞘石斛和金釵石斛也應(yīng)該遵循相應(yīng)的引種原則，開(kāi)展引種試驗(yàn)和品質(zhì)評(píng)價(jià)。目前有關(guān)研究報(bào)道的疊鞘石斛和金釵石斛材料均來(lái)自四川原產(chǎn)區(qū)[5-6],有關(guān)四川異地引種材料的生物學(xué)特性、品質(zhì)分析等內(nèi)容未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。因此，本研究除了引種前對(duì)引種地和原產(chǎn)地的地理環(huán)境和氣候特征進(jìn)行比較外，還通過(guò)在引種期間開(kāi)展調(diào)查、記錄和實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步對(duì)引種的疊鞘石斛和金釵石斛的生長(zhǎng)特性、形態(tài)學(xué)性狀、品質(zhì)特性、抗逆性等進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期對(duì)兩種石斛在廣元地區(qū)引種的適應(yīng)性做出科學(xué)評(píng)估，為大面積推廣種植提供理論依據(jù)，避免引種的盲目性，提高引種成功率。

1 材料與方法

1.1 材料

引種試驗(yàn)材料分別從四川夾江縣、合江縣引進(jìn)。在原產(chǎn)地選擇無(wú)病害的植株，將整窩連根拔起，作為引種的種草。植物依據(jù)莖、葉和花的形態(tài)學(xué)特征鑒定為疊鞘石斛(D.denneanum)和金釵石斛(D.nobile)。

1.2 引種地與引種方法

引進(jìn)的疊鞘石斛栽種在廣元市利州區(qū)白朝鄉(xiāng)，金釵石斛栽種在廣元市劍閣縣姚家鄉(xiāng)。采用分株繁殖的方法進(jìn)行貼石栽培和大棚盆栽。貼石栽培：將健壯、根系發(fā)達(dá)的老蔸分成5～7株1叢的種莖，種莖長(zhǎng)30～40 cm，栽種在山區(qū)稀疏的樹(shù)林下半陰、半濕的環(huán)境中，用稀泥巴將莖基部附著在泡砂石形成的石頭表面，再用小石將周圍根壓緊。叢間距30 cm×40 cm，引種栽培2000叢。在自然條件下生長(zhǎng)，定期去除雜草，無(wú)需其他特殊管護(hù)。大棚盆栽：大棚長(zhǎng)50 m、寬6 m、高4.5 m，大棚內(nèi)溫度10～30℃，濕度70%，透光率70%，塑料盆規(guī)格外口直徑24 cm，將種莖分為5～7株1叢，種莖長(zhǎng)20～30 cm，每盆栽1叢，1個(gè)大棚栽種2000盆。盆內(nèi)基質(zhì)為混有油枯的粹石。石斛生長(zhǎng)期間不施化肥、農(nóng)藥，保證棚內(nèi)通風(fēng)良好。根據(jù)天氣變化調(diào)整澆水時(shí)間、遮陽(yáng)網(wǎng)的透光率。每年冬季的11月到次年3月，用塑料薄膜覆蓋大棚頂部及周圍。

1.3 研究方法

1.3.1 地理特征、氣象要素獲取

原產(chǎn)地和引種地的地理位置即經(jīng)度、緯度和海拔高度由GPS定位儀測(cè)定；地形、氣候以及年平均氣溫(℃)、10℃年活動(dòng)積溫(℃)、年日照時(shí)數(shù)(h)、年降雨量(mm)、年平均相對(duì)濕度(%)、無(wú)霜期(d)等氣象要素分別由當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁?，?jì)算出近10年氣象要素的平均值。

1.3.2 群體分蘗數(shù)調(diào)查

連續(xù)兩年定株調(diào)查引種的疊鞘石斛和金釵石斛莖的分蘗數(shù)，分別調(diào)查60窩，參考武華周報(bào)道[7]的方法，計(jì)算群體的分蘗指數(shù)I，I = Nt+1/Nt，Nt為第1年單窩莖的分蘗數(shù)，Nt+1為第2年同窩莖的分蘗數(shù)。

1.3.3 形態(tài)學(xué)性狀測(cè)定

每年隨機(jī)選取 30 株，用直尺測(cè)量莖長(zhǎng)(cm)、葉片長(zhǎng)(cm)、葉片寬(cm)，根據(jù)葉片長(zhǎng)、葉片寬，計(jì)算出長(zhǎng)寬比；用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗(mm)；用分析天平稱量單莖鮮重(g)。

1.3.4 抗逆性指標(biāo)測(cè)定

在引種地，連續(xù)兩年對(duì)疊鞘石斛和金釵石斛的受凍害植株、感病植株進(jìn)行觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)，每年分別調(diào)查 200 株叢，統(tǒng)計(jì)存活株叢數(shù)，計(jì)算存活率、抗病率。

1.3.5 品質(zhì)分析

1.3.5.1 疊鞘石斛品質(zhì)測(cè)定

在引種地白朝鄉(xiāng)采收疊鞘石斛鮮條，編號(hào)分別為：BCDQ01、BCDQ02；用清水清洗鮮條、切片，60℃烘干、粉粹機(jī)粉粹制成粉末。參照《中國(guó)藥典》(2015版)[8]中描述的灰分測(cè)定法、浸出物測(cè)定法，對(duì)疊鞘石斛中的總灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物進(jìn)行測(cè)定。主要儀器：分析天平，馬弗爐等。檢測(cè)條件：環(huán)境溫度：19～20℃，濕度：46%～50%。

“沒(méi)事，沒(méi)事……”蔣浩德恢復(fù)了神志，好像做過(guò)一場(chǎng)夢(mèng)。天色不早，紫云堅(jiān)持要走，蔣浩德一直把她送到樓下，再三囑咐：“今后還要來(lái)玩??！”

1.3.5.2 金釵石斛中石斛堿含量測(cè)定

在引種地姚家鄉(xiāng)采收金釵石斛鮮條，編號(hào)分別為YJJC01、YJJC02、YJJC03、YJJC04、YJJC05。粉末制備步驟同前描述(1.3.5.1)。稱取粉末0.25 g，用0.05% 甲酸和甲醇溶液25 mL回流3 h，補(bǔ)足損失值，再用0.04% 氨水堿液甲醇，回流3 h，用0.05%甲酸甲醇溶液浸泡過(guò)夜，超聲10 min后靜置，稀釋至刻度，取上層清液(離心)測(cè)定石斛堿。石斛堿對(duì)照品(批號(hào)：111876-201704)購(gòu)于中國(guó)食品藥品檢定研究院。

測(cè)定方法：氣相色譜法。主要儀器：常州磐諾A91型氣相色譜儀。檢測(cè)條件：環(huán)境溫度：18～25℃，濕度：50%～68%。氣相色譜分析條件：柱子DB-1 MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm；程序升溫至200℃，每分鐘 10℃至250℃，恒溫5 min；汽化溫度250℃，分流比8∶1，流速0.8 mL/min，F(xiàn)ID 270℃。工作曲線：y=2.055x+0.8534, R2=0.9994(x為石斛堿含量 ug/mg，y為色譜峰面積)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007、DPS 18.10數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)、方差分析、多重比較、差異顯著性檢驗(yàn)、Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 地理位置、氣象要素

2.1.1 地理位置及氣候特征

通過(guò)對(duì)疊鞘石斛和金釵石斛的原產(chǎn)地和引種地的地理位置、氣候特征進(jìn)行對(duì)比分析(表1)，可見(jiàn)：疊鞘石斛和金釵石斛的引種地與原產(chǎn)地均屬四川盆地邊緣山區(qū)；分屬北、中和準(zhǔn)南亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候；海拔高度各自接近。表明引種地與原產(chǎn)地環(huán)境條件相似。

表1 引種地和原產(chǎn)地地理位置、氣候特征

2.1.2 氣象要素

由表2可知，疊鞘石斛引種地與原產(chǎn)地的氣象要素相比，年平均氣溫低1.2℃，10℃年活動(dòng)積溫少1185.6℃，年降雨量減少182.4 mm，年平均相對(duì)濕度降低了10%，無(wú)霜期少了44 d，但年日照時(shí)數(shù)增加261.6 h。引種地表現(xiàn)出光照充足、相對(duì)濕度更低、氣候更加干燥、低溫天氣持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的特點(diǎn)。

表2 引種地和原產(chǎn)地的氣象要素

2.2 群體莖分蘗數(shù)

通過(guò)分蘗指數(shù)的計(jì)算，可得知引種后疊鞘石斛和金釵石斛群體莖的分蘗情況(表3)。疊鞘石斛的平均分蘗指數(shù)大于金釵石斛的平均分蘗指數(shù)，分蘗指數(shù)變化范圍也比金釵石斛更廣，在0.00～4.00之間，但金釵石斛的變異系數(shù)更大，為43.66%。兩種石斛的眾數(shù)均為1.00，表明分蘗指數(shù)為1.00的株叢最多，疊鞘石斛的中位數(shù)為1.42，大于金釵石斛的中位數(shù)，表明疊鞘石斛的分蘗強(qiáng)于金釵石斛。經(jīng)Pearson相關(guān)性分析，疊鞘石斛的分蘗指數(shù)與分蘗數(shù)的相關(guān)系數(shù)r為0.058，說(shuō)明分蘗指數(shù)與分蘗數(shù)不相關(guān)；金釵石斛的分蘗指數(shù)與分蘗數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0.505，其分蘗指數(shù)與分蘗數(shù)呈中度負(fù)相關(guān)。

2.3 形態(tài)學(xué)特征

分別對(duì)疊鞘石斛和金釵石斛引種前后以及不同年份的莖、葉形態(tài)學(xué)性狀測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行了方差分析和多重比較。由表4可見(jiàn)，疊鞘石斛引種前后莖粗性狀差異顯著，引種前莖粗平均值3.96 mm，引種后平均值分別為4.19 mm、 4.31 mm，不同年份之間莖粗差異則不顯著。其他形態(tài)學(xué)性狀如單莖鮮重、莖長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉片寬和長(zhǎng)寬比在引種前后以及引種后不同年份之間差異均不顯著，表現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

由表5可見(jiàn)，引種后金釵石斛性狀變化較多，引種前莖粗平均值為11.80 mm，引種后莖粗第1年變細(xì)(7.20 mm)，第2年恢復(fù)原狀(11.64 mm)；單莖鮮重引種前后差異顯著平均值由10.48 g，降為 4.79 g(2018)，再提高到 8.15 g(2019)。葉片寬引種第1年無(wú)顯著變化，平均為1.77 cm(2018)，第2年則顯著增寬至2.01 cm(2019)，與引種前呈顯著性差異(1.67 cm)。在所有性狀中，疊鞘石斛和金釵石斛的單莖鮮重變異系數(shù)最大，分別為27.98%、39.14%，表明不同植株的單莖鮮重差異較大。

表3 兩種石斛群體莖分蘗指數(shù)

表4 引種疊鞘石斛的形態(tài)學(xué)特征

注：表中同一行不同小寫字母代表差異顯著，p=0.05。

表5 引種金釵石斛的形態(tài)學(xué)特征

注：表中同一行不同小寫字母代表差異顯著，p=0.05。

2.4 品質(zhì)

根據(jù)《四川省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》[9]規(guī)定：疊鞘石斛總灰分≤ 4.0%、酸不溶性灰分≤ 0.40%、醇溶性浸出物≥ 10.00%。經(jīng)測(cè)定，在白朝采集的引種疊鞘石斛的2批次樣品的總灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物等含量均在限定范圍內(nèi)(表6)，品質(zhì)符合《四川省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定要求。

表6 引種疊鞘石斛的品質(zhì)分析

在姚家引種地大棚共采集了5批次金釵石斛樣品，對(duì)其石斛堿含量進(jìn)行了測(cè)定(表7)。不同批次之間含量存在差異，變化范圍在0.4079 %～0.6283% 之間，但均超過(guò)《中國(guó)藥典》(2015版)中對(duì)金釵石斛的石斛堿含量不得低于0.4 %的標(biāo)準(zhǔn)。

表7 引種金釵石斛中石斛堿含量測(cè)定

2.5 抗逆性

針對(duì)引種地與原產(chǎn)地氣候差異，引種地冬季氣溫偏低，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，主要對(duì)兩種石斛的耐寒性和抗病性進(jìn)行了連續(xù)兩年的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明(表8)：疊鞘石斛在引種地采取林下貼石栽種的方法，越冬后平均存活率可達(dá)99.75%；抗病率平均為97.75%，表明疊鞘石斛具有良好的耐寒性和抗病性，能適應(yīng)引種地的氣候環(huán)境。

金釵石斛在引種地采取林下貼石栽種的方法，其越冬平均存活率為41.50%，平均抗病率為93.25%。在大棚盆栽條件下，植株越冬成活率提高，平均為97.00%，平均抗病率為96.75%。

表8 兩種引種石斛的抗逆性

3 討論與結(jié)論

疊鞘石斛在引種地廣元市利州區(qū)白朝鄉(xiāng)的自然生態(tài)條件下，采用林下貼石栽種方法，金釵石斛在引種地廣元市劍閣縣姚家鄉(xiāng)在塑料大棚采用盆栽方法，莖都能分蘗形成株叢，正常生長(zhǎng)，以無(wú)性繁殖方式，完成世代交替。根據(jù)前人報(bào)道引種成功[1]的標(biāo)準(zhǔn)，表明疊鞘石斛和金釵石斛的引種是成功的。

同時(shí)，石斛作為藥用植物，也對(duì)其引種后的品質(zhì)特性進(jìn)行了分析。由于不同種類的石斛其有效成分含量不同[10-11]，因此有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)也有區(qū)別。石斛堿為金釵石斛特有成分，是該種定性和定量的重要指標(biāo)。經(jīng)測(cè)定，金釵石斛有效成分石斛堿含量能達(dá)到《中國(guó)藥典》(2015版)的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《四川省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》，疊鞘石斛品質(zhì)的測(cè)定結(jié)果也能達(dá)到省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。表明引種后兩種藥用石斛的品質(zhì)未發(fā)生變化。

從生物學(xué)角度來(lái)看，石斛的異地引種栽培還可增加當(dāng)?shù)匦碌氖Y源種類，增加生物多樣性。由于石斛植物屬瀕危植物，通過(guò)引種馴化的方式，還有利于其種群資源的保護(hù)，擴(kuò)大瀕危植物的栽培范圍，對(duì)人類社會(huì)文明進(jìn)步具有深遠(yuǎn)影響[12]，也為當(dāng)?shù)氐姆鲐毊a(chǎn)業(yè)提供有力的科技支撐。