布朗族产业兴旺关键技术

6.4.7铁皮石斛

6.4.7.1基本概述

铁皮石为兰科植物,其干燥茎入药,性甘,微寒,归胃、肾经,益胃生津,滋阴清热,主治热病津伤、口干烦渴、胃阴不足、食少干呕、病后虚热不退、阴虚火旺、骨蒸劳热、目暗不明、筋骨痿软等症。现代医学研究表明,铁皮石斛具有增强免疫力、抗肿瘤、抗疲劳、降血糖、降血压等作用,对咽喉、肠胃、心血管等疾病具有显著疗效。铁皮石斛含有多糖、石斛碱、氨基酸以及挥发性成分等活性成分。多糖是铁皮石斛的主要成分,与其药理活性密切相关,是目前判断铁皮石斛质量的主要依据。《中国药典》规定,铁皮石斛多糖含量不得少于25.0%。

由于生境严重破坏、长期过度采挖以及自身繁殖能力差等原因,铁皮石斛野生资源日渐枯竭,成为重点保护的濒危野生植物,先后被列入《国家重点保护野生药材物种名录》《中华人民共和国珍稀濒危植物名录》《濒危野生动植物国际贸易公约》。20世纪90年代以来,铁皮石斛人工栽培技术逐步成熟,产业快速发展,形成了组培苗生产、种植、加工及销售的产业链,产值达100亿元。2012年,铁皮石斛组培苗年产量达4亿株,栽培面积约3.2万亩,年产鲜条0.8万吨;2017年,栽培面积增加至12万亩,产量达2.7万吨。从产量分布来看,铁皮石斛主要分布在浙江、云南、广东、广西等地,其中浙江省铁皮石斛的产量占42%,云南省占28%。

目前,90%以上的铁皮石斛药材来源于设施基质栽培,虽然技术成熟,但存在生产投入大,占用土地资源多,农药施用量大等问题。同时,设施集约化栽培的产业模式,不但没有降低消费者对野生石斛的需求,反而增加了人们对野生资源的兴趣和更大规模的采挖。2013年后,随着铁皮石斛设施种植规模的扩大,石斛价格大幅下跌,石斛产业陷入发展困局。高品质、品牌化发展已成为铁皮石斛产业转型升级的必由之路。利用铁皮石斛的附生特性,发展石斛林下栽培、生态栽培,既可避免与粮食争地,降低生产投入,又可提高药材的品质,生产出绿色有机的产品,满足市场需求,减少人们对野生铁皮石斛资源的依赖,是铁皮石斛人工种植发展的方向。

6.4.7.2环境与条件

铁皮石斛喜温暖、湿润气候条件,对湿度、温度、光照等环境因素要求严格。铁皮石斛一般在10℃以上开始生长,温度超过35℃则生长停滞。温度对铁皮石斛的光合速率影响显著,日温30℃、夜温20℃,植株具有最高的饱和光合速率,茎长、茎节数、茎干重与茎鲜重最高;而日温20℃、夜温10℃时,植株的多糖含量最高。铁皮石斛属半阴生植物。研究表明,在55%透光条件下,铁皮石斛光合能力较强,有利植株生长,光照过强或过弱都不利于铁皮石斛的生长;而透光率为40%时,更利于铁皮石斛多糖的积累,光照过强或过弱,石斛多糖均较低。基质含水量也是影响铁皮石斛生长的重要因素。栽培基质水分过低会抑制铁皮石斛的生长,而水分过多则造成植株的徒长。同一光照强度下,可溶性糖含量随基质含水量降低而显著升高。

根据云南省的气候特点以及铁皮石斛对生长环境的要求,我们选取了与铁皮石斛生长密切相关的7个生态因子——年平均温度、极端最低温度、极端最高温度、≥10℃年活动积温、降水量、相对湿度、海拔作为生态区划指标,利用GIS空间分析技术,进行云南省铁皮石斛生态适宜性区划。结果表明,铁皮石斛的最适宜生长区主要集中在滇西南的瑞丽、陇川、盈江、潞西、梁河和沧源,滇东南的文山、西畴、金平、河口、屏边、马关、麻栗坡,以及滇南的勐海、勐腊。这些地区温度适宜、光照和降水量充足、空气湿润,年平均温度在16.1~19.0℃,≥10℃年活动积温在5000℃以上,年降水量1000毫米以上,年平均相对湿度在78%以上。

6.4.7.3品种与分布

1.品种

人工栽培的铁皮石斛主要来自野生资源,不同产地的铁皮石斛遗传差异较大,因而出现多种性状差异明显的栽培类型。茎秆及颜色可分为有绿色、粉色、紫红色等,叶片颜色有绿色、紫红色等,叶片形态分为宽叶和窄叶,茎秆形态可分为茎秆上下粗细相近和中部粗壮、基部细小两种。不同栽培类型的铁皮石斛的多糖含量也存在差异。生产中,一般将人工栽培铁皮石斛分为“软脚”和“硬脚”两大类型。“软脚”铁皮石斛茎较短,柔软,具黏性,基本组织富含多糖,横切面上维管束数目较少,维管束鞘纤维不发达,纤维素含量较低;“硬脚”铁皮石斛茎较长,黏性差,具厚壁细胞组成的发达下皮层,横切面上维管束数目较多,维管束鞘纤维发达,纤维素含量较高。“口嚼无渣,黏性强”是优质铁皮石斛的传统判定标准。但随着石斛产业的发展,铁皮石斛选育呈现专用品种选育的发展趋势。用于枫斗加工的品种要求优质、高产,茎粗细适中;鲜食品种要求化渣性好、口感好;仿生栽培品种要求抗逆性强等。

铁皮石斛品种选育工作起步晚,育种的方法主要为选择育种、杂交育种。茎条是铁皮石斛的主要采收部位,茎条的长度和直径可作为选择铁皮石斛种质的主要指标,多糖既是铁皮石斛的主要有效成分,也是评价种质的重要指标。选择育种是指从群体中选出具有优良性状的单株,扩繁其后代并获得新品种的方法。杂交育种是利用父本与母本进行杂交,产生杂种F1代,选择出性状优良的单株进行繁殖并获得新品种的方法。2006年,浙江省农作物品种审定委员会审定并发布了第一个选择育种培育的铁皮石斛新品种“天斛1号”,种植20个月后,其鲜品产量达600千克/亩,干品多糖含量达15.6%,表现出抗病性强、耐寒性好的特点;而“晶品1号”是中国第一个通过种内杂交选育的铁皮石斛新品种,其多糖含量达到46.10%,鲜品产量约1000千克/亩,具备较强的耐寒性。目前,全国已申(认)定铁皮石斛新品种38个,其中云南省注册登记的品种是23个,它们普遍具有产量高、多糖含量高的特点。

2.分布

铁皮石斛分布广,中国南方大部分省份均有分布,一般生于海拔1600米的山地半阴湿的岩石上或林地的树干上。每年春季,从2年生茎的基部会萌发形成幼茎;随着植株的生长,茎节长出叶片,基部长出气生根;冬季当年形成的茎,次年4~5月,茎上部花芽发育形成1~3朵花,10~11月蒴果成熟。

6.4.7.4高效生产栽培关键技术

1.人工繁育

铁皮石斛可以通过有性和无性进行繁殖。目前,生产中主要采用种子无菌播种、离体无性繁殖技术,规模化生产种苗。

(1)无菌播种

铁皮石斛种子在果实成熟时仍处于原胚阶段,没有胚根、胚轴、胚芽和子叶的分化。自然条件下,需要共生菌提供营养并促进种子萌发,因此萌发率较低。采用无菌萌发技术,只需将石斛种子播种在灭菌的培养基上,就可显著提高种子的萌发率。

选择适应当地自然环境、生长势好、分蘖性强、多糖含量高的植株进行异株人工授粉。授粉后150~180天,选取未开裂的蒴果,将种子播种在1/2MS+NAA0.5毫克/升+水解酪蛋白1克/升+活性炭2克/升的萌发培养基上,原球茎形成后接入1/2MS+NAA0.2毫克/升+水解酪蛋白1克/升+马铃薯汁200克/升+活性炭2克/升的培养基,进行壮苗培养,最后转入1/2MS+NAA0.5毫克/升+活性炭2克/升培养基中生根。

研究发现,铁皮石斛种子在液体培养基中也能萌发形成原球茎。切开消毒后的蒴果,将种子撒入1/2N6+NAA0.5毫克/升+水解酪蛋白1000毫克/升的液体培养基中。种子在液体中培养10天,明显膨大,颜色持续变绿;培养20天时,肉眼可观察到原球茎的形成;培养40天时,大多数种子发育形成原球茎,吸取原球茎悬浮液,可转接至1/2MS+水解酪蛋白1克/+NAA0.5毫克/升+活性炭2克/固体培养基,促进离体植株生长。

(2)离体无性繁殖

离体无性快繁生产的铁皮石斛种苗,能较好保持母本的遗传性状,在优良种质保存、良种繁育方面具有重要的应用价值。目前,已建立以带节茎段为外植体,经过腋芽离体萌发、腋芽继代增殖、丛生芽壮苗生根的铁皮石斛无性快繁技术体系。

具体步骤:去除茎条上的泥土等杂质,剥去茎外部残存的膜质叶鞘,用洗洁精清洗茎秆,并用自来水冲洗干净;用酒精消过毒的剪刀将茎分为1.5厘米长的带节小段;无菌条件下,75%酒精浸泡30秒,4%的次氯酸钠浸泡20分钟,无菌水漂洗3~4次,转入MS+BA2.0毫克/升+TDZ0.5毫克/升的固体基本培养基,以促进茎节处腋芽萌发,具腋芽的茎段,转入MS+BA4.0毫克/升+NAA0.5毫克/升的增殖培养基,以诱导增殖,形成丛生芽,分化形成的丛生芽转入1/2MS+NAA0.5毫克/升+水解络蛋白1克/升+活性炭2克/升的壮苗生根培养基,以促进丛生芽发育形成离体植株。

通过种子无菌播种、离体无性繁殖生产的瓶苗,移栽定植前,需炼苗一段时间,使其逐步适应自然环境。瓶苗在温室大棚放置15天后,打开瓶盖,将生长健壮植株取出,洗净根部附着的培养基,晾干水分,3~5株为一丛进行栽培;炼苗基质以腐熟的松树皮最佳,环境温度控制在20~25℃、湿度控制在70%~80%。

2.栽培管护技术

(1)选地。

铁皮石斛喜温暖、湿润的环境,种植地应选择空气湿度大,通风好、最低气温在0℃以上的地方,空气、土壤和灌溉水也要达到国家的相关标准。不应选择冷空气下沉的山林(防止冻害),以及周边为水田的地方(减少蜗牛等虫害的发生。)

(2)栽培基质。

选择透气性好、保水力强的基质,如树皮、木屑、锯末、碎石等。树皮、木屑、锯末等基质使用前应充分堆沤发酵。贴树栽培应选择树皮粗糙、树冠遮阴度为50%~70%的树木,如龙眼、荔枝、芒果、枇杷等。

(3)定植。

每年春季和秋季均可定植,但春季定植的效果好于秋季。云南省铁皮石斛的定植时间以2月下旬至5月上旬为宜。设施基质栽培时,以3~5株为一丛,行距20厘米,丛距10厘米,将根部植入基质中,但是不要覆盖茎。贴树栽培,树干上的栽培间隔30厘米,用无纺布或草绳,按3~5株为一丛,丛距8厘米,缠绕捆绑石斛植株的根系,并露出其茎基部。定植后,叶面每天喷雾1~2小时,以保持环境湿度。

(4)温度控制。

铁皮石斛适宜生长的温度为20~25℃,温度超过35℃,植株会停止生长。高温时,可通过喷雾降低环境温度。

(5)水肥管理。

基质含水量不宜过大,以避免烂根。植株生长季节基质水分以40%为宜,冬季基质水分则需控制在20%。高温季节,早晚浇水;低温季节,中午温度较高时浇水。施肥主要在石斛的生长期进行,一般每隔10~15天,施用浓度约0.1%低氮复合肥。

(6)除草。

基质上有杂草、枯枝落叶时,应及时人工清除,避免使用除草剂。

(7)摘蕾控花。

铁皮石斛开花量大,会影响植株多糖的积累,因而进入现蕾开花期,应及时摘除花蕾。

(8)病虫害防治。

铁皮石斛常见病害有炭疽病、白绢病、软腐病等,常见虫害有蜗牛、蛞蝓、介壳虫、蚜虫、红蜘蛛等。铁皮石斛生态栽培中,病虫害的防治应遵循“预防为主,综合防治”的原则,以农业防治为主,化学农药防治为辅,综合运用各种防治措施,减少病虫害的发生。

1)炭疽病。该病病原物属半知菌类炭疽菌属,主要为害植株叶片和茎部。高温高湿、通风不良的栽培环境易发病。发病初期,叶片出现凹陷斑点,后逐渐扩大为深褐色病斑,严重时可感染茎。该病菌分生孢子主要通过风雨、浇水等传播,从气孔、伤口或直接穿透表皮侵入组织,5—7月为主要发病期。栽培中,注意调节、改善栽培环境的通风情况,发现病叶及时摘除,使用氧化亚铜2000倍液或使用枯草芽孢杆菌600~800倍液进行喷雾预防;病害发生时,可选用25%溴菌腈(炭特灵)乳油500倍液或80%福美双·福美锌(炭疽福美)800倍液可湿性粉剂轮换喷雾防治。

2)白绢病。该病病原菌为罗氏小核菌,主要为害植株根部及茎基部。发病初期,茎部呈烫伤水渍状,在植株、基质表面形成白色绢状菌丝,中心部位发生菌核,后期腐烂变软、植株倒伏死亡。病菌以菌核或菌丝在栽培基质中越冬,主要通过直接侵入或从伤口侵入。高温高湿天气易发病,可通过喷洒波尔多液防治,增施磷钾肥,提高植株抗病性。发现病株应立即拔除,用生石灰粉处理病穴或50%多菌灵可湿性粉剂600倍液喷施或70%甲基硫菌灵(甲基托布津)可湿性粉剂800倍液喷施,也可使用木霉菌1200~1500倍液灌根。

3)软腐病。该病是细菌性病害,病原菌为欧氏杆菌,主要为害茎段和叶片。高温高湿、通风不良、过量施用氮肥易发病。发病初期,茎基部呈暗绿色水渍状,茎段软腐,腐烂部位有黏液流出,伴有恶臭味,植株倒伏。该病高温高湿季节易发生。栽培中,应注意调节环境温度和湿度,加强虫害防治和栽培管理,避免植株产生伤口,防止细菌侵入;发现发病植株,立即拔除,用农用链霉素2000倍液消毒基质、喷洒植株叶片、浇灌根部。

4)蜗牛和蛞蝓。蜗牛有壳,蛞蝓无壳,为软体动物,两者均喜温暖潮湿的环境,主要为害植株的幼嫩组织,如幼叶、新芽、花蕾等,造成网状或不规则的伤害,影响植株正常生长,严重时造成幼株死亡。因此,注意清洁大棚的栽培环境,排干积水,清除杂草、砖石、树枝等,减少隐蔽地,降低阴湿度,以破坏蜗牛、蛞蝓的生活环境和产卵场所;可在栽培场地和周围撒生石灰粉,采用含6%四聚乙醛(密达)颗粒剂的药剂来诱杀或喷洒茶皂素防治。

5)介壳虫。该虫主要通过吸食铁皮石斛体液,致叶片发黄,逐渐扩大以至植株枯萎死亡。介壳虫固定寄生于铁皮石斛叶背、叶鞘和茎上,零星发生的介壳虫可刷除,或剪去带虫枝叶集中烧毁,可用异色瓢虫、七星瓢虫、龟纹瓢虫等天敌进行防治,或用黄板进行诱捕。虫害发生初期,可选用25%噻虫嗪(阿克泰)水分散粒剂(50.0~62.5毫克/千克)或22.4%螺虫乙酯(亩旺特)悬浮剂(48~60毫克/千克)轮换喷雾防治。

6)红蜘蛛和蚜虫

红蜘蛛和蚜虫主要通过吸食铁皮石斛,致叶片发黄、植株枯萎死亡。红蜘蛛主要固定在铁皮石斛叶背、叶鞘和茎上。蚜虫多聚集在茎顶部嫩叶处。零星发生的红蜘蛛和蚜虫可用软刷轻轻刷除,或剪去带虫枝叶集中烧毁。病害发生严重时,采用1.8%阿维菌素乳油4000倍液喷雾防治。

3.采收与加工技术

目前,铁皮石斛的采收主要包括全草采收、采净地上部分、保留母条等3种方式。全草采收,种植3~4年,全株采收,分离根、叶后进行加工;采净地上部分,每年剪取地上部分的所有茎条;保留母条方式,每年剪收2~3年的茎条,保留1年生长度小于5厘米的茎条。试验表明,保留母条的采收方式可以显著促进植株的分蘖数、茎条生长,提高单位面积产量,但多糖含量低于采净地上部分的方式。

不同生理年龄的铁皮石斛多糖含量差异显著,一年生年茎条每节均有叶片,直至冬季基部才有少量落叶或黄化,无开花现象,有利于多糖的积累,多糖含量较高。二年生茎条中下部叶片通常在秋冬季节脱落或黄化,有利于多糖的积累,多糖含量最高。三年生茎条叶片基本脱落,大量开花,不利多糖的积累,多糖含量最低。从采收季节来看,开花前的1~3个月,多糖含量最高,为最佳采收期,开花后多糖含量显著降低。

生产中,铁皮石斛一般在冬季至春季(11月至次年4月)采收。露水或下雨时不宜采收,晴天午后采收较好。采收时,使用锋利剪刀,从其茎基部2~3茎节处快速剪下。鲜用的铁皮石斛茎条,采收后去除叶片,捆扎即可。《中国药典》规定,有2种干品药材的加工方法:除去杂质,剪去部分须根,边加热边扭成螺旋形或弹簧状,烘干,习称铁皮枫斗(耳环石斛);截切成段,干燥或低温烘焙,习称铁皮石斛。

采用直接烘干、烫后烘干、边搓边烘、烫后边搓边烘等4种加工方式,药材外形差异明显。采用揉搓的方式,药材上膜质叶鞘完全脱落,扭曲状,药材颜色金黄色,有光泽,质地饱满;直接烘干和烫后烘干的药材由于受膜质叶鞘包裹,颜色较暗;采用边揉边搓的方式,药材多糖含量明显高于其他3种加工方式。

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