潘宏兵，代 沙，蔣 祺，顧國棟，唐 平，蘭 海，陳云清

(1.四川省攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，四川 攀枝花 617061；2.四川省攀枝花市同豐斛農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，四川 攀枝花 617061)

干熱河谷區(qū)鐵皮石斛生長動態(tài)及施肥技術(shù)研究

潘宏兵1，代 沙1，蔣 祺1，顧國棟1，唐 平1，蘭 海1，陳云清2

(1.四川省攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，四川 攀枝花 617061；2.四川省攀枝花市同豐斛農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，四川 攀枝花 617061)

為掌握攀西干熱河谷區(qū)鐵皮石斛大棚種植施肥技術(shù)，開展了不同施肥處理對鐵皮石斛生長情況、產(chǎn)量、多糖含量的影響研究。結(jié)果表明：1～9月，鐵皮石斛株高和鮮重逐漸增加，第四季增加趨于平坦，略有降低；蘗芽數(shù)隨時間不斷增加，冬春萌發(fā)蘗芽數(shù)占全年總蘗芽數(shù)的65%，新抽莖條生長期集中在二、三季度；鐵皮石斛植株生長性狀之間存在明顯相關(guān)性。對不同施肥處理下鐵皮石斛的8個主要生長性狀進(jìn)行主成分分析，提取了2個主成分，累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)85.01%，構(gòu)造綜合評價模型F= 0.544 0×Z1+0.306 1×Z2，可綜合反映鐵皮石斛植株的生長性狀；不同施肥處理下，鐵皮石斛生長狀況綜合評分CK最低(-2.236 6)，處理3的F值1.689 1為最高，即根肥用腐熟油枯，葉面肥用石斛專用液體有機(jī)肥的施肥方法效果最佳。

攀西干熱河谷；鐵皮石斛；施肥；生長性狀；主成分分析

鐵皮石斛又名黑節(jié)草，是多年生蘭科附生草本植物[1]，常附生于密林樹干或巖石上，是我國傳統(tǒng)的中藥材。現(xiàn)代藥理證明鐵皮石斛具有滋陰清熱、益胃生津、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、降血糖血脂、抗氧化等作用，被列為“九大仙草”之首，在民間具有“救命仙草”的美譽(yù)[2-5]。其新鮮或干燥莖入藥，是我國常用的中成藥的原料。隨著對鐵皮石斛藥效成分的研究，以及生活水平的提高，保健養(yǎng)身等意識的增強(qiáng)，鐵皮石斛供求矛盾增大，野生資源急劇下降，大棚種植鐵皮石斛具有極大的發(fā)展空間。從20世紀(jì)90年代初開始，我國浙江、云南、廣東等地開展了鐵皮石斛人工種植研究，并取得了成功，設(shè)施仿生栽培模式適用于浙江、云南、廣東、安徽、江蘇、四川等鐵皮石斛適栽區(qū)域[6]。鐵皮石斛自然條件下生長較慢，適量適時的提供養(yǎng)分能提高生長速度。栽培中常施用有機(jī)肥，但施用有機(jī)肥過量會產(chǎn)生植株品質(zhì)下降、基質(zhì)板結(jié)[7]?，F(xiàn)階段對于鐵皮石斛種植基質(zhì)的篩選、栽培方式、棚內(nèi)種植環(huán)境的調(diào)控有一些研究[8-11]，對鐵皮石斛大棚栽培技術(shù)具有一定的指導(dǎo)。但針對干熱河谷區(qū)鐵皮石斛設(shè)施栽培技術(shù)和可參考的施肥技術(shù)較少。攀枝花地處攀西干熱河谷區(qū)，氣候獨(dú)特，氣候垂直差異顯著，在中山有野生鐵皮石斛的分布，但河谷區(qū)比較溫暖，降雨量少而集中，對攀西干熱河谷區(qū)鐵皮石斛大棚種植施肥技術(shù)開展研究，以期指導(dǎo)攀西地區(qū)鐵皮石斛大棚種植的施肥技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地設(shè)在攀枝花市同豐斛農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司啊喇鄉(xiāng)鐵皮石斛種植基地8號種植大棚，地理坐標(biāo)為101°43′22″E、26°19′57″N，海拔1450m。

1.2 試驗材料

栽種時間一年的鐵皮石斛植株(種植株行距12cm×15cm)；羊糞、油枯、有機(jī)碳菌肥(功能菌≥0.2億/g、有機(jī)質(zhì)≥45%、有效氮(EC)≥5%，福建省詔安縣綠洲生化有限公司生產(chǎn))；石斛專用液體有機(jī)肥(N≥4%、P≥0.3%、K≥1.6%、有機(jī)質(zhì)≥20%，上海時科生物科技有限公司生產(chǎn))；金溢田腐植酸水溶性肥(含N≥9%、P≥6%、K≥20%、黃腐酸≥6%、腐殖酸≥8%、微量元素≥3%，山東創(chuàng)新科技腐殖酸科技有限公司生產(chǎn))。

1.3 試驗方法

研究不同根肥、葉面肥組合施肥方法對鐵皮石斛生長及有效成分含量的影響，試驗設(shè)置7個處理(見表1)，采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗，試驗重復(fù)3次，每個小區(qū)2m2，共21個小區(qū)。試驗各處理根肥在2015年1月23日一次性施完，羊糞用量0.5kg/m2，油枯用量0.5kg/m2，碳菌肥用量0.5kg/m2。試驗各處理葉面肥在2015年2～12月之間噴施，每2周噴施1次，用量為石斛專用肥500倍液、腐植酸500倍液。

表1 鐵皮石斛施肥處理因素表

注：“-”代表不施肥。

1.4 數(shù)據(jù)測定和處理

從各小區(qū)隨機(jī)抽取10叢鐵皮石斛作為一個樣品，測定株高(cm)、莖粗(mm)、蘗芽數(shù)(個)、葉數(shù)(片)、鮮重(g)、產(chǎn)量(kg/m2)、葉面積(cm2)、粗多糖含量(%)，每季度末測定一次鐵皮石斛相關(guān)生長數(shù)據(jù)。從每叢植株選最粗莖測莖粗；從每叢植株的老熟莖中上部取葉片；用葉面積測量儀(YMJ-CH)測量葉面積；取植株10cm以上老熟莖條去葉稱鮮重測產(chǎn)量，用苯酚—濃硫酸法測鮮莖條多糖含量[12]。用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、作圖，用SAS 9.3統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行方差分析、主成分分析，并建立綜合評價模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 鐵皮石斛生長動態(tài)變化

2.1.1 株高生長變化 鐵皮石斛主要采取無性克隆繁殖，一般按叢植[13]。試驗以植株最高莖條作為植株(叢)株高數(shù)據(jù)，圖1為不同施肥處理鐵皮石斛株高生長動態(tài)變化，第一季度至第三季度鐵皮石斛株高逐漸增加；第四季度，株高增加趨于平坦，略有降低。鐵皮石斛植株株高生長變化主要集中在二、三季度，其中三季度生長最快，植株長至全年最高；四季度鐵皮石斛植株株高變化不大，冬季莖條生長封頂，植株積累養(yǎng)分增長莖粗。處理3施肥情況下，鐵皮石斛株高增長最大；即根肥使用油枯，葉面肥使用石斛專用肥，鐵皮石斛株高增加最大。

圖1 鐵皮石斛株高生長變化

2.1.2 莖粗生長變化 圖2為不同施肥處理下鐵皮石斛莖粗生長動態(tài)變化。不施肥處理的鐵皮石斛莖粗隨時間呈現(xiàn)降低再增加再降低的趨勢，各施肥處理變化不一致。進(jìn)行施肥試驗的鐵皮石斛為種植一年半的植株，一季度鐵皮石斛封頂，養(yǎng)分積累，莖粗生長快，且達(dá)到最大；二季度為干熱氣候，鐵皮石斛莖粗減小，主要受植株脫水和新芽生長、花開放影響；三季度為濕熱氣候，處理6和CK莖粗小幅反彈增加，其他處理莖粗均略為減??；四季度莖粗持續(xù)減小，原因是老莖條將養(yǎng)分供給新莖條生長，新莖條生長進(jìn)入封頂期，新莖條仍比老莖條細(xì)。

圖2 鐵皮石斛莖粗生長變化

2.1.3 蘗芽生長變化 鐵皮石斛蘗芽主要由上年生或當(dāng)年生莖條基部腋芽萌發(fā)形成，蘗芽數(shù)是植株生長重要指標(biāo)之一。從圖3可知，蘗芽數(shù)呈現(xiàn)隨時間逐漸增加的趨勢。鐵皮石斛植株不同季節(jié)均能萌發(fā)蘗芽，一季度植株萌發(fā)蘗芽數(shù)最多，約占全年萌發(fā)蘗芽數(shù)的40%，其次是二、四季度，約占全年萌發(fā)蘗芽數(shù)的25%，三季度植株萌發(fā)蘗芽數(shù)最少，約占全年萌發(fā)蘗芽數(shù)的10%；一、二季度萌發(fā)蘗芽多來自上一年秋冬季老熟莖條，三、四季度萌發(fā)蘗芽多來當(dāng)年生長莖條。

圖3 鐵皮石斛蘗芽生長變化

2.1.4 鮮重生長變化 圖4為鐵皮石斛鮮重生長變化，植株鮮重生長變化趨勢與株高生長變化趨勢相近。一季度鐵皮石斛植株鮮重增長較慢，主要是蘗芽萌發(fā)生長增加植株鮮重；二、三季度植株鮮重呈現(xiàn)快速增加，生長至全年最重，主要是蘗芽生長發(fā)育成健壯莖條增加植株鮮重；四季度植株植株鮮重略降低，主要是老葉和病葉脫落降低植株鮮重。

圖4 鐵皮石斛鮮重生長變化

2.2 不同施肥處理對鐵皮石斛種植的影響

所有施肥處理均能不同程度增加鐵皮石斛植株的株高、葉數(shù)、產(chǎn)量和粗多糖，各處理間差異均不顯著。施肥對鐵皮石斛莖粗的影響，處理1顯著高于處理4，其他處理間莖粗差異不顯著。處理1、3、5莖粗均高于對照CK，處理2、4、6莖粗均低于對照CK，即石斛專用液體有機(jī)肥比腐殖酸水溶肥更利于促進(jìn)石斛莖粗的增加。

處理6蘗芽數(shù)少于對照CK，且顯著低于處理3、4，其他處理蘗芽數(shù)均高于對照CK，但差異不顯著；處理4葉面積小于對照CK，且顯著小于處理3，其他處理葉面積均高于對照CK，但差異不顯著；施肥對鐵皮石斛鮮重的影響，處理1、3、4鮮重顯著高于對照CK，其他處理間鮮重差異不顯著，其中處理3鮮重最大，為49.98g/叢。

2.3 鐵皮石斛性狀間相關(guān)性分析

鐵皮石斛植株性狀之間存在明顯的相關(guān)性(表3)。產(chǎn)量與鮮重顯著正相關(guān)，與株高極顯著正相關(guān)；鮮重與莖粗、蘗芽數(shù)、葉數(shù)呈極顯著正相關(guān)。莖粗與葉面積極顯著正相關(guān)，與葉數(shù)顯著負(fù)相關(guān)；蘗芽數(shù)與株高極顯著負(fù)相關(guān)，與葉數(shù)極顯著正相關(guān)；葉數(shù)與莖粗和株高顯著負(fù)相。增加葉面積能提高鐵皮石斛鮮重，有利于增加其產(chǎn)量；產(chǎn)量與鮮重、莖粗、蘗芽數(shù)等多個指標(biāo)具有相關(guān)性，且互相影響，利用單一指標(biāo)很難評價施肥對鐵皮石斛植株生長效果，宜采用多指標(biāo)綜合評價。

表2 不同施肥處理對鐵皮石斛種植的影響

注：同列中不同英文小寫字母表示在差異達(dá)到顯著水平，P≤0.05；數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

表3 鐵皮石斛農(nóng)藝性狀相關(guān)系數(shù)表

注：*表示相關(guān)性在0.05水平上差異顯著,**表示相關(guān)性在0.01水平上差異顯著。

2.4 不同施肥處理對鐵皮石斛生長性狀指標(biāo)的綜合分析

不同施肥處理對鐵皮石斛種植的影響分析表明，生長性狀指標(biāo)間存在相關(guān)性，對不同施肥處理的反應(yīng)有所不同，用各個單項指標(biāo)來評價每個處理的優(yōu)劣，具有很大的難度。因此，需要探索出一種能夠包容每個單項質(zhì)量指標(biāo)信息的綜合評價指標(biāo)，而主成分分析具有這一功能。主成分分析法是一種把原來多個指標(biāo)化為幾個相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)的方法，以每個主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)數(shù)來構(gòu)造綜合評價函數(shù)，以綜合評價函數(shù)值作為衡量指標(biāo)。

對不同施肥處理鐵皮石斛植株的8個主要生長性狀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明(表4和表5)：第一主成分的特征值為4.3524，方差貢獻(xiàn)率為54.40%；第二主成分的特征根為2.4486，方差貢獻(xiàn)率為30.61%，是僅次于第一主成分的重要主成分。其它主成分的貢獻(xiàn)率分別為8.88%，5.29%，0.59%，0.23%，依次明顯減少。前2個主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為85.01%，大于累積貢獻(xiàn)率的85%，基本包含了所測指標(biāo)的全部信息，因此可以用這2個主成分因子鐵皮石斛生長指標(biāo)選擇的綜合指標(biāo)。第一主成分表達(dá)式是Z1=0.2023X1+0.4453X2+0.3099X3+0.2788X4+0.3558X5+0.4580X6+0.4345X7+0.2486X8，第二主成分表達(dá)式是Z2=-0.5084X1-0.2007X2+0.3819X3+0.4992X4-0.3216X5+0.1419X6-0.2392X7+0.3541X8。

表4 主成分分析結(jié)果

表5 因子載荷量

由于主成分較多，單一主成分難以對各施肥處理生長性狀的優(yōu)劣做出客觀的判斷[14]。因此選取的第一、第二主成分的方差貢獻(xiàn)率α1、α2作為權(quán)數(shù)，構(gòu)造綜合評價模型F=α1×Z1+α2×Z2，即F=0.5440×Z1+0.3061×Z2。由于主成分為綜合變量且相互獨(dú)立，用主成分值作為選擇利用的指標(biāo)，可較準(zhǔn)確地了解各性狀的綜合表現(xiàn)。由表5知，綜合評分排序為處理3>處理4>處理1>處理2>處理5>處理6>CK，CK綜合評分-2.2366為最低，處理3綜合評分1.6891為最高，即根肥用油枯加葉面肥用石斛專用液體有機(jī)的施肥方法對鐵皮石斛植株生長效果最好。

表6 不同施肥處理的主成分得分和綜合得分

3 討論與結(jié)論

鐵皮石斛生長動態(tài)變化觀察結(jié)果表明，鐵皮石斛莖條在秋冬季生長封頂，次年不及時采收，受莖基部抽生蘗芽和攀西干熱河谷區(qū)干旱氣候影響，易脫水使莖粗變細(xì)，在一季度莖條生長至最粗。鐵皮石斛植株周年均能萌發(fā)蘗芽，冬春萌發(fā)蘗芽生長期相對較長，且占全年總蘗芽數(shù)的65%，在攀西干熱河谷地區(qū)種植鐵皮石斛培養(yǎng)冬春蘗芽生長對提高產(chǎn)量極其重要；二、三季度植株株高和鮮重增長較快，四季度植株株高、鮮重增長略降低，說明新抽生莖條生長期集中在二、三季度。

施肥可以提供植株生長所需的礦質(zhì)元素，有利于鐵皮石斛生長，同時對礦物元素和葉綠素的含量和酶活性等產(chǎn)生影響，影響光合作用、促進(jìn)植株長高，蘗芽增多，葉面積增大，鮮重、產(chǎn)量和粗多糖含量增加[15]。研究結(jié)果與孔德棟[16]、薛敏[17]、白美發(fā)[18]等研究結(jié)果大致相同，同時脫水間接提高了植株鮮莖條粗多糖含量。腐植酸鹽能夠使得移植后的紅槭樹吸水增加，腐殖酸能夠促進(jìn)根的生長及側(cè)根的形成，也能促進(jìn)根系活力，從而提高根的有效吸收面積和吸收能力。葉面噴施腐殖酸會引起葉綠素含量的增加，從而導(dǎo)致光合作用增強(qiáng)，增加干物質(zhì)的積累[19]。本試驗中腐殖酸減少了鐵皮石斛的莖粗的減少，說明腐殖酸能夠增加鐵皮石斛抗旱性，有利于干物質(zhì)積累。使用石斛專用液體有機(jī)肥比腐殖酸水溶肥更能提高鐵皮石斛抗旱性，對抑制植株脫水有效果。

鐵皮石斛生長性狀間存在明顯相關(guān)性，不同施肥處理對各生長性狀指標(biāo)影響不一樣，很難用單一或多個性狀指標(biāo)評價不同施肥處理方法優(yōu)劣。本研究對不同施肥處理鐵皮石斛植株主要生長性狀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取主成分因子，以每個主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)數(shù)來構(gòu)造綜合評價函數(shù)。結(jié)果處理3綜合評分最高，為1.6891，認(rèn)為該施肥技術(shù)最適合鐵皮石斛種植。處理3在株高、蘗芽、葉面積、鮮重、產(chǎn)量方面最高，同時在莖粗、葉數(shù)和粗多糖方面較好，即使用腐熟油枯和石斛專用液體有機(jī)肥能有效提高鐵皮石斛產(chǎn)量和品質(zhì)。研究表明將主成分分析用于鐵皮石斛施肥技術(shù)研究，能簡化選擇程序，同時避免了性狀間的相關(guān)性對選擇效果的影響。使用有機(jī)肥能顯著提高鐵皮石斛的生長特性和多糖含量[16]，腐熟油枯和石斛專用液體有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量均較高，使用后能顯著促進(jìn)鐵皮石斛生長，改善品質(zhì)。鐵皮石斛加快速生長時間為二、三季度，期間可追施一次速效肥，促進(jìn)植株生長，但使用速效肥含氮量不能偏高，施用過高濃度氮肥明顯抑制春石斛莖粗生長，葉形成滯后，假鱗莖成熟明顯推遲[20]。

攀西干熱河谷區(qū)種植鐵皮石斛，建議選用腐熟油枯作為根肥，在開春后一次性施用，干油枯用量100～150kg/667m2，葉面肥用石斛專用液體有機(jī)肥500～800倍液，每2周噴施1次。此外，在二、三季度期間可追施1次含氮量不偏高的速效肥。

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2017-06-14

鐵皮石斛標(biāo)準(zhǔn)化種植技術(shù)研究與示范(2014CY-S-16)。

潘宏兵(1982-)，男，碩士，助理研究員，主要從事園林植物栽培研究。E-mail：phb2308@163.com。