两种药用石斛在广元地区的引种适应性研究

何 涛，樊小莉，黄田钫，鲁 璐

(中国科学院成都生物研究所， 四川 成都 610041)

叠鞘石斛(Dendrobiumdenneanum)和金钗石斛(Dendrobiumnobile)都属于兰科石斛属，均为四川道地药材，其传统主产区分别在四川合江县和夹江县。由于具有较高经济价值，在许多贫困地区把石斛种植作为扶贫产业来发展。位于秦巴山区的广元也不例外，拟引种叠鞘石斛和金钗石斛。但一般植物引种需遵循一定的原则[1]，并开展有关引种试验等才能确定引种是否成功。特别是作为药用植物引种较普通植物引种具有更高的要求，因为道地药材讲究道地性，与种植的生态环境密切相关[2-3]，引种前需对引种地与原产地的环境条件进行比较，还要求产品品质与质量能达标[4]。为了科学引种，叠鞘石斛和金钗石斛也应该遵循相应的引种原则，开展引种试验和品质评价。目前有关研究报道的叠鞘石斛和金钗石斛材料均来自四川原产区[5-6],有关四川异地引种材料的生物学特性、品质分析等内容未见相关报道。因此，本研究除了引种前对引种地和原产地的地理环境和气候特征进行比较外，还通过在引种期间开展调查、记录和实验，进一步对引种的叠鞘石斛和金钗石斛的生长特性、形态学性状、品质特性、抗逆性等进行评价，以期对两种石斛在广元地区引种的适应性做出科学评估，为大面积推广种植提供理论依据，避免引种的盲目性，提高引种成功率。

1 材料与方法

1.1 材料

引种试验材料分别从四川夹江县、合江县引进。在原产地选择无病害的植株，将整窝连根拔起，作为引种的种草。植物依据茎、叶和花的形态学特征鉴定为叠鞘石斛(D.denneanum)和金钗石斛(D.nobile)。

1.2 引种地与引种方法

引进的叠鞘石斛栽种在广元市利州区白朝乡，金钗石斛栽种在广元市剑阁县姚家乡。采用分株繁殖的方法进行贴石栽培和大棚盆栽。贴石栽培：将健壮、根系发达的老蔸分成5～7株1丛的种茎，种茎长30～40 cm，栽种在山区稀疏的树林下半阴、半湿的环境中，用稀泥巴将茎基部附着在泡砂石形成的石头表面，再用小石将周围根压紧。丛间距30 cm×40 cm，引种栽培2000丛。在自然条件下生长，定期去除杂草，无需其他特殊管护。大棚盆栽：大棚长50 m、宽6 m、高4.5 m，大棚内温度10～30℃，湿度70%，透光率70%，塑料盆规格外口直径24 cm，将种茎分为5～7株1丛，种茎长20～30 cm，每盆栽1丛，1个大棚栽种2000盆。盆内基质为混有油枯的粹石。石斛生长期间不施化肥、农药，保证棚内通风良好。根据天气变化调整浇水时间、遮阳网的透光率。每年冬季的11月到次年3月，用塑料薄膜覆盖大棚顶部及周围。

1.3 研究方法

1.3.1 地理特征、气象要素获取

原产地和引种地的地理位置即经度、纬度和海拔高度由GPS定位仪测定；地形、气候以及年平均气温(℃)、10℃年活动积温(℃)、年日照时数(h)、年降雨量(mm)、年平均相对湿度(%)、无霜期(d)等气象要素分别由当地气象局提供，计算出近10年气象要素的平均值。

1.3.2 群体分蘖数调查

连续两年定株调查引种的叠鞘石斛和金钗石斛茎的分蘖数，分别调查60窝，参考武华周报道[7]的方法，计算群体的分蘖指数I，I = Nt+1/Nt，Nt为第1年单窝茎的分蘖数，Nt+1为第2年同窝茎的分蘖数。

1.3.3 形态学性状测定

每年随机选取 30 株，用直尺测量茎长(cm)、叶片长(cm)、叶片宽(cm)，根据叶片长、叶片宽，计算出长宽比；用游标卡尺测量茎粗(mm)；用分析天平称量单茎鲜重(g)。

1.3.4 抗逆性指标测定

在引种地，连续两年对叠鞘石斛和金钗石斛的受冻害植株、感病植株进行观测和统计，每年分别调查 200 株丛，统计存活株丛数，计算存活率、抗病率。

1.3.5 品质分析

1.3.5.1 叠鞘石斛品质测定

在引种地白朝乡采收叠鞘石斛鲜条，编号分别为：BCDQ01、BCDQ02；用清水清洗鲜条、切片，60℃烘干、粉粹机粉粹制成粉末。参照《中国药典》(2015版)[8]中描述的灰分测定法、浸出物测定法，对叠鞘石斛中的总灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物进行测定。主要仪器：分析天平，马弗炉等。检测条件：环境温度：19～20℃，湿度：46%～50%。

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1.3.5.2 金钗石斛中石斛碱含量测定

在引种地姚家乡采收金钗石斛鲜条，编号分别为YJJC01、YJJC02、YJJC03、YJJC04、YJJC05。粉末制备步骤同前描述(1.3.5.1)。称取粉末0.25 g，用0.05% 甲酸和甲醇溶液25 mL回流3 h，补足损失值，再用0.04% 氨水碱液甲醇，回流3 h，用0.05%甲酸甲醇溶液浸泡过夜，超声10 min后静置，稀释至刻度，取上层清液(离心)测定石斛碱。石斛碱对照品(批号：111876-201704)购于中国食品药品检定研究院。

测定方法：气相色谱法。主要仪器：常州磐诺A91型气相色谱仪。检测条件：环境温度：18～25℃，湿度：50%～68%。气相色谱分析条件：柱子DB-1 MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm；程序升温至200℃，每分钟 10℃至250℃，恒温5 min；汽化温度250℃，分流比8∶1，流速0.8 mL/min，FID 270℃。工作曲线：y=2.055x+0.8534, R2=0.9994(x为石斛碱含量 ug/mg，y为色谱峰面积)。

1.4 数据分析

采用Excel 2007、DPS 18.10数据处理软件对采集的实验数据进行基本统计、方差分析、多重比较、差异显著性检验、Pearson相关性分析。

2 结果与分析

2.1 地理位置、气象要素

2.1.1 地理位置及气候特征

通过对叠鞘石斛和金钗石斛的原产地和引种地的地理位置、气候特征进行对比分析(表1)，可见：叠鞘石斛和金钗石斛的引种地与原产地均属四川盆地边缘山区；分属北、中和准南亚热带湿润季风气候；海拔高度各自接近。表明引种地与原产地环境条件相似。

表1 引种地和原产地地理位置、气候特征

2.1.2 气象要素

由表2可知，叠鞘石斛引种地与原产地的气象要素相比，年平均气温低1.2℃，10℃年活动积温少1185.6℃，年降雨量减少182.4 mm，年平均相对湿度降低了10%，无霜期少了44 d，但年日照时数增加261.6 h。引种地表现出光照充足、相对湿度更低、气候更加干燥、低温天气持续时间较长的特点。

表2 引种地和原产地的气象要素

2.2 群体茎分蘖数

通过分蘖指数的计算，可得知引种后叠鞘石斛和金钗石斛群体茎的分蘖情况(表3)。叠鞘石斛的平均分蘖指数大于金钗石斛的平均分蘖指数，分蘖指数变化范围也比金钗石斛更广，在0.00～4.00之间，但金钗石斛的变异系数更大，为43.66%。两种石斛的众数均为1.00，表明分蘖指数为1.00的株丛最多，叠鞘石斛的中位数为1.42，大于金钗石斛的中位数，表明叠鞘石斛的分蘖强于金钗石斛。经Pearson相关性分析，叠鞘石斛的分蘖指数与分蘖数的相关系数r为0.058，说明分蘖指数与分蘖数不相关；金钗石斛的分蘖指数与分蘖数的相关系数为-0.505，其分蘖指数与分蘖数呈中度负相关。

2.3 形态学特征

分别对叠鞘石斛和金钗石斛引种前后以及不同年份的茎、叶形态学性状测定数据进行了方差分析和多重比较。由表4可见，叠鞘石斛引种前后茎粗性状差异显著，引种前茎粗平均值3.96 mm，引种后平均值分别为4.19 mm、 4.31 mm，不同年份之间茎粗差异则不显著。其他形态学性状如单茎鲜重、茎长、叶片长、叶片宽和长宽比在引种前后以及引种后不同年份之间差异均不显著，表现出较强的稳定性。

由表5可见，引种后金钗石斛性状变化较多，引种前茎粗平均值为11.80 mm，引种后茎粗第1年变细(7.20 mm)，第2年恢复原状(11.64 mm)；单茎鲜重引种前后差异显著平均值由10.48 g，降为 4.79 g(2018)，再提高到 8.15 g(2019)。叶片宽引种第1年无显著变化，平均为1.77 cm(2018)，第2年则显著增宽至2.01 cm(2019)，与引种前呈显著性差异(1.67 cm)。在所有性状中，叠鞘石斛和金钗石斛的单茎鲜重变异系数最大，分别为27.98%、39.14%，表明不同植株的单茎鲜重差异较大。

表3 两种石斛群体茎分蘖指数

表4 引种叠鞘石斛的形态学特征

注：表中同一行不同小写字母代表差异显著，p=0.05。

表5 引种金钗石斛的形态学特征

注：表中同一行不同小写字母代表差异显著，p=0.05。

2.4 品质

根据《四川省中药材标准》[9]规定：叠鞘石斛总灰分≤ 4.0%、酸不溶性灰分≤ 0.40%、醇溶性浸出物≥ 10.00%。经测定，在白朝采集的引种叠鞘石斛的2批次样品的总灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物等含量均在限定范围内(表6)，品质符合《四川省中药材标准》规定要求。

表6 引种叠鞘石斛的品质分析

在姚家引种地大棚共采集了5批次金钗石斛样品，对其石斛碱含量进行了测定(表7)。不同批次之间含量存在差异，变化范围在0.4079 %～0.6283% 之间，但均超过《中国药典》(2015版)中对金钗石斛的石斛碱含量不得低于0.4 %的标准。

表7 引种金钗石斛中石斛碱含量测定

2.5 抗逆性

针对引种地与原产地气候差异，引种地冬季气温偏低，持续时间长，主要对两种石斛的耐寒性和抗病性进行了连续两年的调查和统计。结果表明(表8)：叠鞘石斛在引种地采取林下贴石栽种的方法，越冬后平均存活率可达99.75%；抗病率平均为97.75%，表明叠鞘石斛具有良好的耐寒性和抗病性，能适应引种地的气候环境。

金钗石斛在引种地采取林下贴石栽种的方法，其越冬平均存活率为41.50%，平均抗病率为93.25%。在大棚盆栽条件下，植株越冬成活率提高，平均为97.00%，平均抗病率为96.75%。

表8 两种引种石斛的抗逆性

3 讨论与结论

叠鞘石斛在引种地广元市利州区白朝乡的自然生态条件下，采用林下贴石栽种方法，金钗石斛在引种地广元市剑阁县姚家乡在塑料大棚采用盆栽方法，茎都能分蘖形成株丛，正常生长，以无性繁殖方式，完成世代交替。根据前人报道引种成功[1]的标准，表明叠鞘石斛和金钗石斛的引种是成功的。

同时，石斛作为药用植物，也对其引种后的品质特性进行了分析。由于不同种类的石斛其有效成分含量不同[10-11]，因此有关标准制定的品质评价指标也有区别。石斛碱为金钗石斛特有成分，是该种定性和定量的重要指标。经测定，金钗石斛有效成分石斛碱含量能达到《中国药典》(2015版)的标准。根据《四川省中药材标准》，叠鞘石斛品质的测定结果也能达到省级标准要求。表明引种后两种药用石斛的品质未发生变化。

从生物学角度来看，石斛的异地引种栽培还可增加当地新的石斛资源种类，增加生物多样性。由于石斛植物属濒危植物，通过引种驯化的方式，还有利于其种群资源的保护，扩大濒危植物的栽培范围，对人类社会文明进步具有深远影响[12]，也为当地的扶贫产业提供有力的科技支撑。