鐵皮石斛栽培基質(zhì)研究進(jìn)展

陳宜均，李康琴，鄧紹勇，李 婷，謝雄雄，朱靈芝，朱培林★

（1.江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌330013；2.南昌市中藥材種植技術(shù)與質(zhì)量研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌330013）

鐵皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）是蘭科石斛屬多年生附生草本植物，為石斛之極品，因其表皮呈鐵綠色而得名，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力[1]、滋陰補(bǔ)腎、益胃生津[2]的功能?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》將鐵皮石斛列為“上品”，民間稱其為“救命仙草”[3]。

野生鐵皮石斛一般生長(zhǎng)在高海拔懸崖峭壁或林內(nèi)樹干和巖石縫隙中，生長(zhǎng)條件特殊且分布受局限，對(duì)小氣候要求十分嚴(yán)格，自然繁殖率極低，生長(zhǎng)緩慢[4]。近年來，盲目開采已經(jīng)導(dǎo)致野生鐵皮石斛資源瀕臨滅絕，早在1987年就被列為國(guó)家重點(diǎn)二級(jí)保護(hù)的珍稀瀕危植物，禁止采集和銷售。市場(chǎng)上供需關(guān)系的嚴(yán)重不平衡，推動(dòng)了鐵皮石斛人工栽培及其產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展[5]。而栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛的成活率、品質(zhì)和產(chǎn)量影響很大，是栽培成功和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要因素，特別是對(duì)于鐵皮石斛這種對(duì)栽培基質(zhì)的水分、營(yíng)養(yǎng)、通氣性等狀況要求比較嚴(yán)格的附生蘭而言，其作用尤為突出[6]。本文根據(jù)鐵皮石斛生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)將栽培基質(zhì)分為組培苗馴化基質(zhì)和大棚栽培基質(zhì)，以期尋找來源廣泛、價(jià)格低廉、栽種簡(jiǎn)單，適合鐵皮石斛生長(zhǎng)的基質(zhì)，提高鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1 栽培基質(zhì)研究現(xiàn)狀

鐵皮石斛喜溫暖濕潤(rùn)的氣候和半陰半陽的環(huán)境，不耐寒。適宜生長(zhǎng)溫度為15℃~28℃，適宜生長(zhǎng)濕度為60%以上，屬氣生根系，因此要求根部通透性好。鐵皮石斛的生長(zhǎng)狀態(tài)與栽培基質(zhì)所提供的土壤環(huán)境有直接聯(lián)系，采用的基質(zhì)若通風(fēng)透氣漏水，在適宜的溫濕度下，其生長(zhǎng)速度較快，生存能力較強(qiáng)[7]。目前我國(guó)栽培鐵皮石斛的基質(zhì)有生物基質(zhì)和非生物基質(zhì)，如松樹皮、苔蘚、桑枝屑、碎樹葉、泥炭、鋸木屑、椰糠、菌渣等都屬于生物基質(zhì)，一般具有較強(qiáng)的保水保肥能力和緩沖能力，具有一定的生物活性并含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分[8]；而碎紅磚、碎瓦片、珍珠巖、蛭石等天然礦物或其他無機(jī)物構(gòu)成的物質(zhì)屬于非生物基質(zhì)，它們化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，保水保肥能力差，緩沖能力小，在栽培中通常用于支撐植株或調(diào)節(jié)基質(zhì)的容重、孔隙度等[9]。一般情況下，栽培基質(zhì)若透氣性差，則容易發(fā)??；若保水性太弱，則不利于根系生長(zhǎng)；若基質(zhì)容易腐爛，則透氣性會(huì)下降，所以栽培基質(zhì)需具備透氣性高、保水保肥性強(qiáng)和耐腐性好這三個(gè)條件。生產(chǎn)中采用混合基質(zhì)或單品種生物基質(zhì)種植鐵皮石斛成功的機(jī)率較大，但生物基質(zhì)的成本較高，與非生物基質(zhì)混合使用，既能節(jié)約成本又能提供養(yǎng)分。目前用單品種非生物基質(zhì)栽培鐵皮石斛成功的例子還未見報(bào)道[10]。

2 鐵皮石斛適宜栽培基質(zhì)及配比

盡管鐵皮石斛栽培基質(zhì)方面的研究較多，但目前還沒有鐵皮石斛栽培基質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化性狀參數(shù)，而不同地區(qū)栽培鐵皮石斛的氣候特點(diǎn)不同，為了保證鐵皮石斛的產(chǎn)量與質(zhì)量，在栽培基質(zhì)的選擇上應(yīng)有所差異[5]。

2.1 鐵皮石斛組培苗馴化基質(zhì)

利用組織培養(yǎng)技術(shù)繁育的種苗是當(dāng)前鐵皮石斛人工栽培的主要種苗來源[11]，但由于石斛組培苗直接移栽的成活率和生長(zhǎng)量普遍偏低，從組培苗到大棚栽培的中間環(huán)節(jié)仍是鐵皮石斛規(guī)模化生產(chǎn)中的難題之一，直接關(guān)系到栽培規(guī)模和市場(chǎng)份額，因此出瓶后進(jìn)行大棚栽培前的假植煉苗至關(guān)重要。

由表1可知，不同的栽培基質(zhì)對(duì)組培苗移栽成活率影響較大，基質(zhì)種類的選擇和配比不同，其保水性、透氣性和保肥性均不同。鐵皮石斛移栽的關(guān)鍵是基質(zhì)的透氣性與保水性，移栽成活率高的栽培基質(zhì)中大多為松樹皮或泥炭土配合添加蛭石和珍珠巖，前者具有較強(qiáng)水肥保持能力，后者能使基質(zhì)疏松，增強(qiáng)通水透氣性，有利于植物根系伸展。苔蘚因保水效果好，且能提供鐵皮石斛生長(zhǎng)所需的共生菌，曾被認(rèn)為是最好的假植基質(zhì)[31]。但澆水后，由于苔蘚包裹根部導(dǎo)致通透性差，爛根情況嚴(yán)重[5]，一般只在幼苗期使用，且栽培基質(zhì)添加苔蘚后，成本均較高。

表1 鐵皮石斛組培苗馴化適宜栽培基質(zhì)及配比Tab.1 Suitable cultivation media and proportions for domestication of tissue culture seedlings of D.officinale

在泥炭土添加珍珠巖和蛭石的配比中有效磷含量高，并且蛭石全氮含量高，珍珠巖速效鉀含量高，可最大程度上滿足組培苗生長(zhǎng)時(shí)對(duì)氮、磷、鉀元素的需求[20]，顯著增加組培苗生根數(shù)，適宜添加在組培苗馴化基質(zhì)中。

刨花有良好的透氣性和持水能力，在栽培基質(zhì)中可代替部分松樹皮。鋸末和刨花同為木材加工的廢料，但由于鋸末顆粒太細(xì)，通透性差，容易造成板結(jié)，不利于根系生長(zhǎng)。在實(shí)際生產(chǎn)中純細(xì)鋸末普遍誘發(fā)菇類，并容易引來地下害蟲。因此，對(duì)細(xì)鋸末的使用需謹(jǐn)慎，含量宜少不宜多[19]。

2.2 鐵皮石斛大棚栽培基質(zhì)

鐵皮石斛適宜生長(zhǎng)環(huán)境為溫暖、潮濕、通風(fēng)、有充足散射光的環(huán)境，采用大棚等設(shè)施栽培有利于石斛規(guī)模化生產(chǎn)，是在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高經(jīng)濟(jì)效益的較佳選擇。

生長(zhǎng)量是鐵皮石斛規(guī)?；a(chǎn)中的考量因素，栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛生物量有明顯影響，表2中栽培基質(zhì)為松樹皮+泥炭土（2∶1）種植16個(gè)月后，莖長(zhǎng)平均為42.08 cm，莖條產(chǎn)量最高可達(dá)到2 012.4 kg·hm-2。栽培基質(zhì)為松樹皮+香菇廢菌糠（2∶1）種植12個(gè)月后，莖長(zhǎng)平均為40.23 cm，在秋季采收時(shí)，多糖含量接近40%。

表2 鐵皮石斛大棚栽培適宜栽培基質(zhì)及配比Tab.2 Suitable cultivation media and proportions for D.officinale in greenhouse

由表2可知，樹皮仍是鐵皮石斛的主要栽培基質(zhì)，其具有良好的透氣性和耐腐蝕性[47]，能夠較好的調(diào)節(jié)小環(huán)境內(nèi)的空氣濕度，使根系生長(zhǎng)旺盛、分支多，促進(jìn)植株的快速生長(zhǎng)，而獲得較高產(chǎn)量[48]。樹皮為木材加工的廢棄物，通常為榿木、杉木或松木樹皮，其中以松樹皮應(yīng)用最為廣泛。有研究表明，松樹皮作為栽培基質(zhì)能有效提高鐵皮石斛各項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)，甚至可提高植株蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[44]，但松樹皮持水能力差，且根系容易長(zhǎng)到容器外[4]，固定性差，需與其他基質(zhì)混合使用。

鐵皮石斛規(guī)?；a(chǎn)中有樹皮、鋸末、刨花、水苔、碎石、泥炭土、椰糠等常用基質(zhì)，也有依靠當(dāng)?shù)刭Y源引入的新型栽培基質(zhì)菌渣、桑枝屑、核桃殼等，這些加工業(yè)的副產(chǎn)品富含多種有機(jī)質(zhì)，能夠?yàn)橹仓晏峁└嗟臓I(yíng)養(yǎng)成分，還可降低基質(zhì)制作成本，也符合低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。

3 問題和展望

伴隨著市場(chǎng)關(guān)注度的上升和科研力量的投入，鐵皮石斛人工種植技術(shù)瓶頸被逐步突破，國(guó)內(nèi)鐵皮石斛栽培面積迅速擴(kuò)大，勢(shì)必造成栽培基質(zhì)原料緊缺，尤其是作為主要栽培基質(zhì)的松樹皮。事實(shí)上，2019年以來，福建漳州地區(qū)的松樹皮一直處于斷貨狀態(tài)。這種情況不僅會(huì)造成種植成本不斷增加，還會(huì)耗費(fèi)大量的森林資源，造成生態(tài)環(huán)境破壞和資源浪費(fèi)。

栽培基質(zhì)可以因地制宜考慮選用當(dāng)?shù)刭Y源作為目標(biāo)基質(zhì)替代部分松樹皮，減少松樹皮在栽培基質(zhì)中的配比。郭順財(cái)[49]針對(duì)福建地區(qū)在烤煙生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的大量煙桿下腳料資源進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)煙桿下腳料栽培基質(zhì)具有良好的透水透氣性，對(duì)鐵皮石斛生長(zhǎng)有明顯促進(jìn)作用，有利于提高產(chǎn)量和質(zhì)量，還可節(jié)約成本。張愛麗等[34]對(duì)大理漾濞每年有8萬m3核桃殼殘余，且當(dāng)?shù)厮蓸淦べY源匱乏問題，提出將廢棄核桃殼作為栽培的主要基質(zhì)加以再利用。規(guī)?；耘嘀惺褂煤颂覛?松樹皮+鋸木屑（6∶3∶1）作為栽培基質(zhì)，能達(dá)到煉苗移栽高成活率、人工栽培鐵皮石斛產(chǎn)量高和煉苗栽培一步到位的目的。周媛等[45]利用廣西地區(qū)豐富的桑枝資源，在以松樹皮為主要基質(zhì)，添加不同比例桑枝屑種植鐵皮石斛的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，添加25%桑枝屑是鐵皮石斛生長(zhǎng)的較佳條件。

鐵皮石斛栽培基質(zhì)還可考慮木腐菌菌渣[38]、香菇廢菌糠[42]等可再生資源的利用，降低基質(zhì)制作成本，達(dá)到節(jié)本增效的目的。