不同產地及栽培模式下鐵皮石斛農藝性狀與品質分析

文大成，黃明進※，羅影子，楊秋悅，楊洋，羅春麗，鄧幫強

（1.貴州大學農學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州大學石斛研究院，貴州 貴陽 550025；3.貴州省藥用植物繁育與種植重點實驗室，貴州 貴陽 550025；4.德江縣荊角鄉(xiāng)幫強鐵皮石斛種植基地，貴州 銅仁 565200）

鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo.）為蘭科石斛屬多年生草本藥用植物，主要成分為石斛多糖和生物堿等，有滋陰清熱、益胃生津等功效，生于山地半陰濕的巖石或樹干上，主要分布在我國浙江、安徽、貴州和云南等地[1,2]。石斛最早記載于《神農本草經》，但直至清朝才以鐵皮石斛名稱區(qū)分出來[3-5]。隨著人工栽培技術的成熟，全國種植面積逐年增加，安徽、浙江和云南等地已實現鐵皮石斛大棚規(guī)模化生產[6]。十三五期間，貴州省農村產業(yè)革命將石斛確定為主推的十二大特色產業(yè)之一，全省鐵皮石斛總規(guī)模已達5333.3hm2，仿野生栽培面積居全國首位，主要產區(qū)為安龍縣、錦屏縣、荔波縣、沿河縣和松桃縣等[7]。

生態(tài)環(huán)境對中藥材的生長發(fā)育及品質形成具有重要影響，鐵皮石斛對環(huán)境要求較高，森林資源、海拔、降雨量和氣候等綜合條件是影響鐵皮石斛仿野生栽培的主要因素[8,9]，貴州擁有良好的生態(tài)環(huán)境，森林資源豐富，為發(fā)展高品質鐵皮石斛栽培奠定了自然條件優(yōu)勢。因地制宜進行鐵皮石斛種植是保障鐵皮石斛產量和品質的關鍵。

栽培模式也是影響鐵皮石斛的關鍵因素之一，現有鐵皮石斛栽培模式有大棚設施栽培、附樹及附石栽培3種。研究還發(fā)現，栽培基質種類及配比、溫度和水肥管理是影響大棚設施栽培鐵皮石斛生長發(fā)育的主要因素[10-12]，而附生樹種、附生石頭類型是影響鐵皮石斛仿野生栽培的主要因素[13]，在實際生產中，大棚栽培條件各異，栽培附生樹種的選擇比較混亂，通常是一片山林各種樹木都進行了附樹栽培，種植管理水平參差不齊，沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準，影響了鐵皮石斛品質穩(wěn)定性和一致性。

本研究對不同產地及栽培模式下的鐵皮石斛農藝性狀及品質進行分析，探究貴州鐵皮石斛最適宜的栽培區(qū)域及栽培模式，為培育高品質鐵皮石斛藥材提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

不同產地實驗用的鐵皮石斛植株于2020年11月采自貴州省內6個縣（錦屏縣、沿河縣、思南縣、德江縣、貞豐縣和安龍縣，見表1）鐵皮石斛種植基地，均為3年生附樹栽培；不同栽培模式（表2）試驗用鐵皮石斛植株于2020年11月采自錦屏縣敦寨鎮(zhèn)，由貴州大學生命科學學院趙財副教授鑒定為蘭科石斛屬植物鐵皮石斛。

表1 不同產地信息Table 1 Informations of different origins

表2 不同栽培模式樣品信息Table 2 Sample informations of different cultivation modes

1.2 實驗設計

1.2.1 不同產地鐵皮石斛栽培于2018年10月前往貴州省內6個縣（錦屏縣、沿河縣、思南縣、德江縣、貞豐縣和安龍縣）鐵皮石斛基地進行鐵皮石斛種植，苗為1年生試管苗，挑選生長發(fā)育一致的種苗進行種植，3株為1叢，采用仿野生附樹種植模式，以杉樹為附樹樹種，自離地面80 cm起，采用環(huán)形種植模式以杉樹皮為固定材料，用線卡將鐵皮石斛種苗固定在樹干上，環(huán)與環(huán)之間的距離為15 cm，每環(huán)8叢，每樹20環(huán)，每個樣地種植20棵樹木，采用5點取樣法，隨機挑選5棵樹，每棵樹中部隨機抽取2叢。

1.2.2 不同栽培模式鐵皮石斛栽培于2018年10月前往錦屏敦寨鎮(zhèn)進行鐵皮石斛栽培。將1年生鐵皮石斛試管苗進行附樹栽培，3株為1叢，自離地面80cm起，采用環(huán)形種植模式以相應樹種樹皮為固定材料，用線卡將鐵皮石斛種苗固定在樹干上，環(huán)與環(huán)之間的距離為15 cm，每環(huán)8叢，每樹20環(huán)，每種附樹種植20棵，采用5點取樣法，隨機挑選5棵樹，每棵樹中部隨機抽取2叢；大棚栽培以腐熟杉樹皮為栽培基質，小區(qū)面積為2m 4m，設置3個重復，行株距為15cm 15cm，3株為1叢；搭架栽培模式以杉樹段為搭架材料，段長4 m，胸徑為80 cm，采用A字形排架橫搭，將杉樹段以間距50 cm橫搭在A字架上，每個架子橫搭5根杉樹段，以杉樹皮為固定材料，用線卡將鐵皮石斛種苗固定在樹干上，間距為15 cm，每根杉樹段種植25叢，3株為1叢。

1.3 樣品測定方法

1.3.1 農藝性狀測定采集不同產地及不同栽培模式的鐵皮石斛進行農藝性狀測定，采用5點取樣法，每個處理隨機抽取10叢，進行農藝性狀分析（平均每叢株樹、平均新芽樹、平均莖長、平均莖寬、平均莖粗，生物產量和藥材產量）。

1.3.2 浸出物、多糖及蛋白質含量測定采集不同產地及不同栽培模式的鐵皮石斛進行農藝性狀測定，采用5點取樣法，每個處理隨機抽取10叢，進行烘干、磨粉和制樣，重復3次，浸出物含量測定參照2020版《中國藥典》中“熱浸法測定醇溶性浸出物”的方法測定鐵皮石斛的醇溶性質。蛋白質含量按照通則0731對蛋白質含量進行測定分析。

多糖測定采用蒽酮-硫酸法，照紫外-可見分光光度法（通則0401），在582 nm波長處測定吸光度。

1.4 數據處理

運用Excel 2010和SPSS 22.0軟件進行數據處理。

2 試驗結果

2.1 不同產地對鐵皮石斛農藝性狀及品質的影響

2.1.1 不同產地對鐵皮石斛農藝性狀的影響不同產地鐵皮石斛農藝性狀差異較大（表3），栽種于錦屏縣的鐵皮石斛各農藝性較好，平均株數（54株/叢±15.28株/叢）、平均新芽數（12株/叢±6.93株/叢）、平均莖長（19.27 cm±5.72cm）、平均莖寬（4.71 mm/叢±0.37 mm/叢）、平均莖粗（14.79mm/叢±1.16mm/叢）、生物產量（136.94g/叢±29.00 g/叢）、藥材產量（94.72 g/叢±19.17 g/叢）等表現均較好。

表3 不同產地農藝性狀分析（,n=10）Table 3 Analysis of agronomic characters in cifferent cultivation sites(,n=10)

表3 不同產地農藝性狀分析（,n=10）Table 3 Analysis of agronomic characters in cifferent cultivation sites(,n=10)

注：采用Duncan's new multiple range test方法分析，同一列不同字母表示顯著性差異（P＜0.05）。下表同。Note:using Duncan's new multiple range test method to analyze,different letters in the same column indicate significant differences(P＜0.05).The following is the same.

序號Number藥材產量（g）/叢Output of medicinal materials(g)/cluster 1 JP1-10 54±15.28a 12±6.93a 19.27±5.72a 4.71±0.37a 14.79±1.16a 136.94±29.00a 94.72±19.17a 2 YH11-20 18±4.73c 2±2.31b 9.34±4.08cd 3.78±1.32b 11.86±4.14b 23.26±13.61d 18.88±4.77b 3 SN21-30 26±5.31b 5±1.85b 7.81±2.33d 2.96±0.78b 9.29±2.45c 28.72±8.88d 13.82±5.62b 4 DJ31-40 10±3.9d 1±1.13b 7.95±2.87d 4.17±0.67b 13.08±2.11a 16.41±5.21d 8.88±3.13b 5 ZF41-50 19±7.07bc 11±5.00a 16.00±4.91ab 4.12±0.79b 12.94±2.49ab 113.72±39.85b 34.29±9.56b 6 AL51-60 26±4.77b 2±2.40b 12.45±3.81bc 4.07±0.43b 12.78±1.38ab 47.89±13.27c 32.17±10.51b平均值 25.5±15.17 5.5±4.84 12.14±4.68 3.97±0.57 12.46±1.81 61.16±51.32 33.79±31.48樣品編號Sample serial number平均株數/叢Average number of plants/cluster平均新芽數/叢Average number of sprouts/bush平均莖長/cm Average stem length/cm平均莖寬/mm Average stem width/mm平均莖粗/mm Average stem thickness/mm平均生物產量（g）/叢Average biological yield(g)/cluster

從鐵皮石斛不同產地農藝性狀聚類分析來看（圖1），可將錦屏縣、貞豐縣鐵皮石斛農藝性狀表型分為一類，沿河縣、思南縣、德江縣和安龍縣鐵皮石斛農藝性狀表型分為一類。錦屏縣和貞豐縣在鐵皮石斛農藝性狀聚類分析中歐氏距離相近，平均莖長、平均生物產量及平均藥材產量遠超于其他縣域，農藝性狀表現較好；在第二類中沿河縣、思南縣和德江縣在鐵皮石斛農藝性狀聚類分析中歐氏距離相近，農藝性狀表現次之，安龍縣所種植的鐵皮石斛平均莖長、平均生物產量及平均藥材產量農藝性狀表現最差，但差異不顯著。說明產地對鐵皮石斛農藝性狀的影響較大。

圖1 不同產地農藝性狀聚類分析Fig.1 Cluster analysis of agronomic traits in different cultivation locations

2.1.2 不同產地對鐵皮石斛浸出物、多糖及蛋白質含量的影響從不同產地鐵皮石斛的浸出物、多糖與蛋白質含量來看（圖2），錦屏縣所栽種的鐵皮石斛浸出物含量最高，為（10.59±0.34）%，高于《中華人民共和國藥典》簡稱“藥典”（2020版）規(guī)定值不得少于6.5%，貞豐縣所栽種的鐵皮石斛浸出物含量最低為（4.35±0.60）%，除貞豐縣和沿河縣浸出物低于藥典規(guī)定值外，思南縣、德江縣及安龍縣浸出物含量均附合規(guī)定，但具有一定差異。錦屏縣所栽種的鐵皮石斛多糖含量最高（34.33±3.04）%，多糖含量最低的為貞豐縣所栽培的鐵皮石斛，為（17.07±4.74）%。栽種于貞豐縣的鐵皮石斛蛋白質含量最高，為（7.33±0.21）%，栽種于錦屏縣的鐵皮石斛蛋白質含量最低，為（4.03±0.37）%，沿河縣、思南縣、德江縣及安龍縣的鐵皮石斛蛋白質含量具鐵皮石斛有一定的差異?？傮w來看，浸出物、多糖含量存在同升同降的現象，浸出物、多糖含量最高的思南縣、錦屏縣鐵皮石斛其蛋白質含量較低，蛋白質含量最高的貞豐縣鐵皮石斛，其浸出物、多糖含量最低。說明，栽種于不同地點的鐵皮石斛其浸出物、多糖與蛋白質含量不呈正相關，生態(tài)環(huán)境對鐵皮石斛的品質影響較大。

圖2 不同產地鐵皮石斛浸出物與蛋白質的含量Fig.2 The content of extract and protein of Dendrobi-um officinale candidum in different cultivation locations

2.2 不同栽培模式對鐵皮石斛農藝性狀及品質的影響

2.2.1 不同栽培模式對鐵皮石斛農藝性狀的影響不同栽培模式對鐵皮石斛農藝性狀影響較大（表4），搭架栽培和附杉樹栽培各農藝性狀表現優(yōu)異，其次為附梨樹栽培。搭架栽培的鐵皮石斛在生物產量、藥材產量表現優(yōu)異，顯著高于其他處理，說明鐵皮石斛在搭架情況下進行栽種有利于生物產量及藥材產量的形成。

表4 不同栽培模式農藝性狀分析（,n=10）Table 4 Analysis of agronomic characters of different cultivation models(,n=10)

表4 不同栽培模式農藝性狀分析（,n=10）Table 4 Analysis of agronomic characters of different cultivation models(,n=10)

序號Number藥材產量（g）/叢Output of medicinal materials(g)/cluster 1 DJ1-10 54±15.28a 12±6.93a 19.27±5.72a 4.71±0.37a 14.79±1.16a 136.94±29.00a 94.72±19.17a 2 SHS11-20 60±9.95a 16±7.95a 21.66±6.01a 4.96±1.00a 15.58±3.16a 141.52±23.09b 98.53±19.12b 3 LS21-30 46±7.31b 6±3.10c 14.22±3.65b 4.45±0.46abc 13.99±1.45abc 92.29±18.63c 63.5±16.05c 4 DP31-40 5±1.76e 1±1.10d 13.97±5.87b 3.69±0.32def 11.60±1.03def 14.64±4.85f 8.05±3.35d 5 SS41-50 21±6.40cd 3±4.11cd 7.87±2.87cd 4.08±0.44bcde 12.81±1.39bcde 17.03±4.94ef 7.18±2.08d 6 LZS51-60 26±12.42c 2±1.69cd 9.50±2.94cd 3.87±0.87cde 12.15±2.73cde 34.09±9.20d 20.58±3.80d 7 JQL61-70 16±3.86d 1±1.33d 10.27±2.20c 4.20±0.84bcd 13.19±2.65bcd 36.65±19.22d 21.85±3.80d 8 FXS71-80 16±4.56d 1±0.97d 7.80±1.51cd 3.64±0.51def 11.42±1.61def 19.98±8.03ef 7.08±2.49d 9 LS81-90 17±6.03d 3±1.76cd 6.13±1.59d 3.47±0.73ef 10.90±2.31ef 17.08±6.49ef 7.2±3.30d 10 BS91-100 25±2.94c 4±1.22cd 7.83±1.51cd 3.08±0.41f 9.68±1.30f 28.32±6.60de 11.71±2.29d平均值 28.4±18.72 4.9±5.13 12.11±5.74 4.01±0.58 12.61±1.82 57.86±58.59 36.78±42.66樣品編號Sample serial number平均株數/叢Average number of plants/cluster平均新芽數/叢Average number of sprouts/bush平均莖長/cm Average stem length/cm平均莖寬/mm Average stem width/mm平均莖粗/mm Average stem thickness/mm平均生物產量（g）/叢Average biological yield(g)/cluster

從鐵皮石斛不同栽培模式各農藝性狀聚類分析來看（圖3），大致可將其分為兩類，搭架栽培、附杉樹栽培和附梨樹栽培分為一類，大棚栽培、附松樹栽培、附栗樹栽培、附李子樹栽培、附金錢柳樹栽培、附楓香樹栽培和附柏樹栽培分為一類。在第一類中搭架栽培和附杉樹栽培各農藝性狀歐氏距離接近，農藝性狀表現優(yōu)異；其次，附松樹栽培和附栗樹栽培各農藝性狀歐氏距離接近，附李子樹栽培、附柏樹栽培及附金錢柳樹栽培歐氏距離接近。鐵皮石斛以搭架栽培或附杉樹栽培模式較好。

圖3 不同栽培模式下農藝性狀聚類分析Fig.3 Cluster analysis of agronomic characters under different cultivation models

2.2.2 不同栽培模式對鐵皮石斛品質的影響不同栽培模式下鐵皮石斛的浸出物、多糖與蛋白質含量差異均較大（圖4），附活體杉樹栽培時浸出物含量最高為（11.89±0.75）%，遠高于藥典規(guī)定值，附金錢柳與附楓香樹栽培時浸出含量均低于其他處理，最低的為附楓香樹栽培，為（4.11±0.94）%，未達藥典標準。搭架栽培、附梨樹栽培、大棚栽培、附松樹栽培、附李子樹栽培、附栗樹栽培及附柏樹栽培時浸出物含量均有一定的差異。附活體杉樹栽培時多糖含量最高，為（37.3±57.475）%，最低的為附李子樹栽培（10.28±1.24）%，附活體杉樹、附梨樹多糖含量遠高于藥典規(guī)定值，附李子樹、附金錢柳及附柏樹多糖含量均較低，這三者樹皮均較緊實，樹皮表面紋理淺，不利于石斛根系附著及水分、養(yǎng)分吸收。附栗樹栽培時蛋白質含量最高，為（7.55±0.53）%，最差的為附梨樹栽培（3.41±0.31）%，其他不同處理蛋白質含量均有一定的差異。浸出物與蛋白質含量之間不呈正相關，除附柏樹及金錢柳樹栽植外，浸出物與多糖含量呈現同升同降的現象，這可能與三者物質之間的轉化有關。

圖4 不同栽培模式下鐵皮石斛浸出物、多糖與蛋白質的含量Fig.4 The content of extract and protein of Dendrobium officinale candidum under different cultivation modes

3 討論

生態(tài)環(huán)境是影響鐵皮石斛產量及品質的關鍵因素之一，適宜的生態(tài)條件是鐵皮石斛生長發(fā)育的基礎。貴州地處云貴高原，獨特的地理地貌為生物多樣性提供了基礎條件，素有“夜郎無閑草，黔地多良藥”的美稱，是鐵皮石斛的適宜生長區(qū)域[14-16]。在本次采樣的6個縣中，錦屏縣所產鐵皮石斛各農藝性狀指標、浸出物和多糖含量等均表現較好，說明錦屏縣生態(tài)環(huán)境適合鐵皮石斛的生長發(fā)育，為適宜栽培區(qū)域，錦屏縣海拔在400~800 m之間，屬中亞熱帶常綠闊葉林帶，森林資源豐富，雨熱同期，75%的降雨集中在4~9月，與鐵皮石斛的旺盛生長期重合，具備大面積推廣鐵皮石斛仿野生栽培的基礎條件，其次是思南縣、德江縣和安龍縣。其他縣域的氣候環(huán)境，極端高溫天氣、冷涼氣候等在一定程度上限制了鐵皮石斛的生長發(fā)育。

除生態(tài)環(huán)境外，栽培模式也是影響鐵皮石斛產量和品質的關鍵因素。不同栽培模式影響因素差異較大，在大棚栽培模式中，主要影響鐵皮石斛產量和品質的因素為栽培基質種類及配比、水肥管理等，而仿野生栽培的主要因素為附生模式及樹種選擇[17-20]。譚榮等[21]對鐵皮石斛不同附生體進行研究，發(fā)現在巖石、樟干樹皮及樟樹活體3種模式下，附活體樟樹綜合指標最佳；蘭雅萍等[22]對林下附樹、懸掛及林下框栽模式對鐵皮石斛生長發(fā)育的影響進行了研究，結果表明附樹栽培模式為最佳模式，但二者都未對附生樹種進行更深一步的探討。在本次研究8個附樹樹種中，附活體杉樹的鐵皮石斛農藝性狀指標最好，多糖及浸出物含量最高，而附梨樹栽培的各指標僅次于附杉樹栽培，鐵皮石斛附樹種植應優(yōu)先考慮活體附生模式[23,24]。

隨著人們對健康的追求，越來越重視養(yǎng)生保健，鐵皮石斛作為歷史悠久的養(yǎng)生保健藥材之一，廣受人們的青睞，藥材的品質直接關系到藥材的經濟價值及市場占有率，除浸出物、多糖等作為衡量鐵皮石斛品質的重要指標之外，作為藥食同源潛在藥材，其生態(tài)環(huán)境也是人們重要的關注點，因此栽培地域及栽培模式的選擇尤為重要，貴州生態(tài)條件優(yōu)越，森林資源豐富，仿野生栽培下鐵皮石斛藥材的質量能夠更接近于野生，具有更好的市場競爭力。