金叉石斛的种植条件(精准栽培探究设施金钗石斛的生长变化规律)

| 摘要 | 为研究设施环境下不同时期环境特征和金钗石斛的生长、营养及品质特性，以12月龄金钗石斛苗为试材，于7月~次年3月观察其生长特性，测定不同月份叶片的营养元素（N、P、K、Ca、Mg）及茎多糖含量变化，并对大棚内环境温度和湿度进行精准监测。结果表明，7~10月，棚内平均温度为26.6℃，平均相对湿度为66.2%，金钗石斛休止叶形成，茎生长变得缓慢；12月~次年1月，棚内温度降低，平均为16.6℃，平均相对湿度为80.6%，植株进入花芽分化阶段；2~3月棚内气温回升，平均温度为19.4℃，平均湿度为78.6%，植株正常开花。营养元素测定结果显示，9月底 P、K、Ca、Mg 含量最高，11月底 N 含量最高，且茎多糖含量达最高值 (21.12%)，随后多糖含量急剧下降。研究结果为金钗石斛精准栽培的不同生育期环境调控、肥水管理和确定高品质采收期提供参考依据。

金钗石斛（Dendrobium nobile )为兰科石斛兰属植物，是中国传统名贵中药材，主要分布于贵州、四川、广西、广东等地区，富含生物碱、多糖等活性物质，其中石斛多糖具有提高免疫力、抗氧化、降血糖、抗白内障、降血压等多种功效，药用价值极高。本文通过检测设施环境条件和金钗石斛不同时期的生长和N、P、K、Ca、Mg营养元素及多糖含量的动态变化规律，为金钗石斛精准栽培和品质调控提供理论参考。

试验材料

供试材料为健康且生长一致的金钗石斛12月龄苗，即出瓶后栽培了12个月（图1），株高15~20 cm，茎粗1.3~1.4 mm，7~8片叶。栽培基质为松树皮与椰糠体积比6:4，栽培用上口直径8 cm、下口直径5.4 cm、高8 cm的营养杯。夏秋季采用黑色遮阳网遮阳70%~80%，其他季节遮阳50%~60%。

图 1 金钗石斛 12 月龄苗

结果与讨论

设施环境温湿度变化情况及开花状况

由环境监测系统监测的环境数据（图2）可知，2019年7月底~2020年3月底，种植金钗石斛设施大棚内的温湿度呈现一定规律性变化。夏秋季7月底~10月，棚内平均温度为26.6℃，平均湿度为66.2%；11月平均温度为20.3℃，平均湿度为71%，植株开始停止生长；进入冬季12月~次年1月，棚内温度急剧下降，平均温度为16.6℃，平均湿度为80.6%，此时为低温花芽分化的关键时期；2~3月气温回升，棚内平均温度为19.4℃，平均湿度为78.6%，此时为花芽发育和花正常开放关键时期。金钗石斛组培苗一般在出瓶移栽后2年左右开花，而栽培1年半也有少量开花现象，但开花数较少。研究发现3月上旬温度回暖时，部分试材正常开花（图3）。环境监测结果显示该设施栽培环境与金钗石斛开花人工处理环境条件基本一致。据报道金钗石斛成熟苗（24月龄）放在人工气候箱16℃/10℃，12 h/12 h（昼/夜）和自然光照下，低温处理一个月后，再将金钗石斛放到大棚内（棚内20~25℃）继续培养可诱导开花。而春石斛品种‘Snow King’在10~18℃冷库下处理2~6周，湿度为65%，光强为350 µmol/(m2•s)，再移到温度20℃/5℃（昼/夜），湿度65%温室中，均能正常开花。笔者报道过春石斛品种‘Carmen’经高山（海拔650 m）低温和植物生长调节剂处理后可明显诱导其提前开花，增加开花量。检测结果将为金钗石斛的精准花期调控提供环境参数。

图 2 金钗石斛设施大棚内温湿度变化情况

图 3 金钗石斛开花情况

叶片矿质元素含量变化规律

从图4可知，9~11月，植物体内N、P、K含量较高，此阶段石斛生长变缓慢，休止叶形成，并转向生殖生长阶段，说明金钗石斛假鳞茎成熟和营养积累期对大量元素需求大；11月底至次年1月，P含量明显下降。此外，9月底植物体内K、Ca、Mg含量显著高于其他时期，随后逐渐下降，说明此阶段假鳞茎成熟的关键时期对K、Ca、Mg的需求也比较高。值得注意的是11月底~次年1月，其他元素含量总体下降，而P、K含量依然处于较高水平，说明植株处在花芽萌动和分化时期，对P、K的需求比较高。可见，金钗石斛上述5种营养元素随着生长发育的不同阶段变化显著，说明不同生育期内对不同养分元素需求有所差异，且各种营养元素含量存在不同程度的拮抗关系。3月底比1月底，P、K元素含量显著降低，Ca、Mg元素含量显著升高，可能与植株花发育及新芽的萌孽有关。因此，生产上可依据营养元素的变化规律增减用量，从而实现金钗石斛设施栽培环境下合理、精准施肥。

图 4 不同月份金钗石斛叶矿质元素含量的变化情况

多糖含量的变化情况

7月~次年3月份金钗石斛茎多糖含量存在显著差异（图5）。7月底~9月底，变化不显著，11月底达最高（21.12%），显著高于其他时期，随后快速下降，至3月底降至3.42%。据报道钙含量与多糖含量呈极显著负相关，研究发现1~3月，金钗石斛茎多糖含量显著降低，而Ca元素含量显著升高（图4）。由于金钗石斛在广州的开花时间为3~4月，比四川合江金钗石斛的花期提前1个多月，该结果与颜寿等检测的2年生金钗石斛茎多糖含量在2月最高（17.32%）的结论有所不同，因为合江2月的金钗石斛生长状况与广州11月底金钗石斛的生长状况相近，可见金钗石斛多糖含量与品种、气候环境等因素密切相关。

图 5 金钗石斛不同时期多糖含量 图 5 金钗石斛不同时期多糖含量

结论

试验结果表明，7月~次年3月，金钗石斛生长可分为3个小阶段。第1阶段：7~10月，设施大棚内平均温度为26.6℃，平均湿度为66.21%，金钗石斛叶片中N、P、K、Ca和Mg含量整体较高。第2阶段：11月，棚内温度开始下降（20.3℃），湿度上升（71%），金钗石斛植株进入休眠期。叶片N元素含量较高，其他元素含量降低，此时植物所需营养较少，多糖含量不断积累，在11月底达最高。第3阶段：12月~次年3月，此阶段为花芽分化和花发育期。其中12月~次年1月，外界气温明显降低，棚内平均温度为16.6℃，平均湿度为80.6%。1月底，P、K含量依然处于较高水平，说明P、K在花芽分化期间需求比较高；2~3月气温回升，棚内平均温度为19.84℃，平均湿度为78.6%。3月底，N、Ca、Mg含量升高，而P、K含量明显降低，说明花开放和新芽萌孽过程中对N、Ca、Mg需求较高。