設施栽培金釵石斛不同時期環境、生長、營養及品質特性＊

劉海林，李 杰，葉廣英，王再花(廣東省農業科學院環境園藝研究所，廣東省園林花卉種質創新綜合利用重點實驗室，廣州 510640）

金釵石斛（Dendrobium nobile) 為蘭科石斛蘭屬植物，是中國傳統名貴中藥材，主要分布于貴州、四川、廣西、廣東等地區[1-2]，富含生物堿、多糖等活性物質，其中石斛多糖具有提高免疫力、抗氧化、降血糖、抗白內障、降血壓等多種功效[3-9]，藥用價值極高。2020 年，金釵石斛葉、花食品安全地方標準在貴州發布，這將使金釵石斛在醫藥、食品、日化等領域應用更為廣泛，加上它也是花卉市場的重要暢銷品種，可見市場潛力很大。據報道石斛多糖含量與其藥效存在一定關系，而多糖含量與其產地、年齡或栽培管理條件有關[10-12]。除較高的藥用價值外，金釵石斛也有非常高的觀賞價值，花色艷麗，形態優美，花期3～5 月[13-14]，環境溫度與其花芽分化密切相關。金釵石斛的生長和品質都與施肥水平密切相關[15]，但有關其設施栽培條件下不同時期的生長、營養元素和品質變化規律研究鮮見報道。因此，本文通過檢測設施環境條件和金釵石斛不同時期的生長和N、P、K、Ca、Mg 營養元素及多糖含量的動態變化規律，為金釵石斛精準栽培和品質調控提供理論參考。

材料與方法

試驗材料及環境

供試材料為健康且生長一致的金釵石斛12 月齡苗，即出瓶后栽培了12 個月（圖1），株高15～20 cm，莖粗1.3～1.4 mm，7～8 片葉。栽培基質為松樹皮與椰糠體積比6:4，栽培用上口直徑8 cm、下口直徑5.4 cm、高8 cm 的營養杯。夏秋季采用黑色遮陽網遮陽70%～80%，其他季節遮陽50%～60%。試驗在廣東省農業科學院環境園藝研究所白云基地水簾大棚內進行，試驗時間為2019 年7 月～2020 年3 月。

圖1 金釵石斛12 月齡苗

試驗方法及指標測定

營養液的配制及施用方法

營養液配制方法參考Hoagland’s 營養液配方，每周噴施1 次營養液，噴到杯底剛剛滴水為止。

樣品處理與指標測定

樣品采集及處理：每2 個月采集1 次植株地上部分的莖和葉，每個重復隨機采10 株，重復3 次。樣品經105 ℃殺青30 min，60 ℃烘干至質量恒定，粉碎后過60 目篩，保存于干燥箱中備用。

葉片營養元素含量測定：全氮檢測參照LY/T 1269-1999《森林植物與森林枯葉層全氮的測定》（3.2 蒸餾法）；P 元素檢測參照GB5009.87-2016《食品安全國家標準食品中磷的測定》；K 元素檢測參照GB5009.91-2017《食品安全國家標準食品中鉀、鈉的測定》；Ca 元素檢測參照GB5009.92-2016《食品安全國家標準食品中鈣的測定》；Mg 元素檢測參照GB5009.241-2017《食品安全國家標準食品中鎂的測定》。

莖多糖含量測定：參照《中華人民共和國藥典》苯酚－硫酸法[3]。以相應試劑作空白，利用UV-2550 分光光度計在486 nm波長下測定樣品的吸光度。以葡萄糖（分析純）為標準品，繪制標準曲線。

設施環境監測：采用北京科百宏業科技有限公司環境監測系統實時跟蹤監測空氣溫度、相對濕度等數據信息。

數據分析

試驗數據用Excel 進行統計分析，利用SPSS 23 軟件進行方差分析。

結果與討論

設施環境溫濕度變化情況及開花狀況

由環境監測系統監測的環境數據（圖2）可知，2019 年7 月底～2020 年3 月底，種植金釵石斛設施大棚內的溫濕度呈現一定規律性變化。夏秋季7 月底～10 月，棚內平均溫度為26.6 ℃，平均濕度為66.2%；11 月平均溫度為20.3 ℃，平均濕度為71%，植株開始停止生長；進入冬季12 月～ 次年1 月，棚內溫度急劇下降，平均溫度為16.6 ℃，平均濕度為80.6%，此時為低溫花芽分化的關鍵時期；2～3 月氣溫回升，棚內平均溫度為19.4℃，平均濕度為78.6%，此時為花芽發育和花正常開放關鍵時期。

金釵石斛組培苗一般在出瓶移栽后2 年左右開花，而栽培1 年半也有少量開花現象，但開花數較少。研究發現3 月上旬溫度回暖時，部分試材正常開花（圖3）。環境監測結果顯示該設施栽培環境與金釵石斛開花人工處理環境條件基本一致。據報道金釵石斛成熟苗（24 月齡）放在人工氣候箱16 ℃/10 ℃，12 h/12 h（晝/ 夜）和自然光照下，低溫處理一個月后，再將金釵石斛放到大棚內（棚內20～25 ℃）繼續培養可誘導開花[16-17]。而春石斛品種‘Snow King’在10～18 ℃冷庫下處理2～6 周，濕度為65%，光強為350 μmol/(m2?s)，再移到溫度20 ℃/5 ℃（晝/ 夜），濕度65%溫室中，均能正常開花[18]。筆者報道過春石斛品種‘Carmen’經高山（海拔650 m）低溫和植物生長調節劑處理后可明顯誘導其提前開花，增加開花量[19]。檢測結果將為金釵石斛的精準花期調控提供環境參數。

葉片礦質元素含量變化規律

從圖4 可知，7 月底～ 次年3 月，金釵石斛葉片Ca 和Mg 含量呈現先顯著上升、繼而下降再上升的趨勢，而N、P、K 三者的含量在不同月份也存在顯著變化。N 含量11 月底比7 月底顯著提高，達16.5 g/kg，隨后下降。P 含量9 月底比7月底顯著升高，達最高（19.95 mg/kg），隨后下降，至次年3 月底降至最低（17.41 mg/kg）。K 含量也在9 月底達最高（22.58 g/kg），隨后逐漸下降，至次年3 月底顯著降低，為14.41 g/kg。說明7～11 月主要為金釵石斛營養生長，對N 需求比較高，而前期7～9 月假鱗莖成熟期對P 和K的需求也比較高。Ca 含量變化規律前期與K 相似，9 月底達最高（28.5 g/kg），隨后顯著下降，至次年3 月底再出現顯著回升。Mg 含量變化趨勢與Ca 相似，9 月底其含量最高（4.7 g/kg），其次為11 月底，隨后急劇下降，至次年3 月底出現顯著回升。

綜上所述，9～11 月，植物體內N、P、K含量較高，此階段石斛生長變緩慢，休止葉形成，并轉向生殖生長階段，說明金釵石斛假鱗莖成熟和營養積累期對大量元素需求大；11 月底至次年1 月，P 含量明顯下降。此外，9 月底植物體內K、Ca、Mg 含量顯著高于其他時期，隨后逐漸下降，說明此階段假鱗莖成熟的關鍵時期對K、Ca、Mg 的需求也比較高。值得注意的是11 月底～ 次年1 月，其他元素含量總體下降，而P、K 含量依然處于較高水平，說明植株處在花芽萌動和分化時期，對P、K 的需求比較高。可見，金釵石斛上述5 種營養元素隨著生長發育的不同階段變化顯著，說明不同生育期內對不同養分元素需求有所差異，且各種營養元素含量存在不同程度的拮抗關系[20]。3 月底比1月底，P、K 元素含量顯著降低，Ca、Mg 元素含量顯著升高，可能與植株花發育及新芽的萌孽有關[21]。因此，生產上可依據營養元素的變化規律增減用量，從而實現金釵石斛設施栽培環境下合理、精準施肥。

金釵石斛多糖含量的變化情況

7 月～ 次年3 月份金釵石斛莖多糖含量存在顯著差異（圖5）。7 月底～9 月底，變化不顯著，11 月底達最高（21.12%），顯著高于其他時期，隨后快速下降，至3 月底降至3.42%。據報道鈣含量與多糖含量呈極顯著負相關[22]，研究發現1～3 月，金釵石斛莖多糖含量顯著降低，而Ca元素含量顯著升高（圖4）。由于金釵石斛在廣州的開花時間為3～4 月，比四川合江金釵石斛的花期提前1 個多月，該結果與顏壽等[12]檢測的2 年生金釵石斛莖多糖含量在2 月最高（17.32%）的結論有所不同，因為合江2 月的金釵石斛生長狀況與廣州11 月底金釵石斛的生長狀況相近，可見金釵石斛多糖含量與品種、氣候環境等因素密切相關。

圖4 不同月份金釵石斛葉礦質元素含量的變化情況

圖5 金釵石斛不同時期多糖含量

結論

試驗結果表明，7 月～ 次年3 月，金釵石斛生長可分為3 個小階段。第1 階段：7～10 月，設施大棚內平均溫度為26.6 ℃，平均濕度為66.21%，金釵石斛葉片中N、P、K、Ca 和Mg含量整體較高。第2 階段：11 月，棚內溫度開始下降（20.3℃），濕度上升（71%），金釵石斛植株進入休眠期。葉片N 元素含量較高，其他元素含量降低，此時植物所需營養較少，多糖含量不斷積累，在11 月底達最高。第3 階段：12 月～ 次年3 月，此階段為花芽分化和花發育期。其中12 月～ 次年1 月，外界氣溫明顯降低，棚內平均溫度為16.6℃，平均濕度為80.6%。1 月底，P、K 含量依然處于較高水平，說明P、K 在花芽分化期間需求比較高；2～3 月氣溫回升，棚內平均溫度為19.84℃，平均濕度為78.6%。3 月底，N、Ca、Mg 含量升高，而P、K 含量明顯降低，說明花開放和新芽萌孽過程中對N、Ca、Mg 需求較高。