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铁皮石斛组培苗驯化技术研究

文章作者:组培室设计 发布时间:2019-11-06 18:24:00 浏览次数:0

  铁皮石斛(Dendrobium candidumWal1.ex Lind)属兰科石斛属,又名耳环石斛或黑节草,其茎节处为褐色,为多年生附生草本植物。作为国家二级保护濒危药材,铁皮石斛具有多种独特疗效,药用价值极高,是我国珍贵的中药材之一,号称“中华九大仙草”之首,素有“药中黄金”等美誉,被国际药用植物界称为“药界大熊猫”。近代医学研究表明:铁皮石斛在提高人体免疫力方面功能独特,还具有抗疲劳、抗衰老、耐缺氧、辅助抑制肿瘤和抗癌等功效。加工后的铁皮石斛又称铁皮枫斗,是一种经济价值和医用价值均较高的名贵中药,特别是近年来用于消除癌症放疗、化疗后的副作用和恢复体能,效果十分明显,是业内外人士都熟知的常备药品的必需原料,应用于脉络宁注射液、石斛夜光丸、通塞脉片、清睛粉、慢咽片、养胃散、抗癌消、养阴口服液、石斛明目丸、安肾丸等数十种中成药,还是其他数十种中成药和保健品的必要原料。近年来,药材市场对石斛的需求量不断上升,但由于其自然繁殖率极低,生长缓慢,再加上多年的过度开采,我国野生石斛资源已面临枯竭,从而造成国内市场供应紧缺。

  通过植物组织培养快速大量繁殖铁皮石斛组培苗已逐渐成为解决种苗紧缺问题以及保护野生稀有药材资源的有效途径。目前,我国已有部分单位、企业攻克了铁皮石斛组培苗人工栽培困难这一难题,但由于铁皮石斛市场价格较高,各生产单位、企业在栽培技术推广尤其是瓶苗驯化技术方面较为保密,这给铁皮石斛行业的发展壮大带来一定的不利影响。研究表明,铁皮石斛组培苗在栽培上关键的环节即如何种活生根瓶苗,即组培苗的驯化,同时组培苗移栽成活率及后期生长势也是决定组培快繁生产种苗是否成功的关键。为此,无菌试管苗出瓶移栽到基质以前,必须进行驯化,否则会严重影响种苗的移栽成活率、生长速度及药材产量。因此,为从根本上解决铁皮石斛培养困难、人工种植困难、产量低等问题,笔者针对现有铁皮石斛的组培苗驯化技术进行改进,以提高种苗质量和栽培成活率,为铁皮石斛的规模化生产提供依据。

  1 材料与方法

  1.1 供试材料

  供试材料采自湖南省新宁县,选取健康植株进行引种栽培,将新发植株进行组织培养,并对培养得到的无菌苗进行驯化移栽研究。

  1.2 试验方法

  (1)炼苗:主要进行铁皮石斛组培苗从封闭稳定环境向开放变化环境过渡的炼苗研究,将组培苗分别炼苗10、20、30 d,观察效果。

  (2)开瓶:出瓶前先将瓶盖打开,让瓶苗在室外空气中放置分别放置2~3、3~5、5~7 d,让其适应自然温湿度。

  (3)洗苗、晾苗:在洗苗时一定要将小苗上的培养基清洗干净,以免琼脂发霉引起烂根,并按高度及粗度对组培苗进行分级。洗苗后进行晾苗,放置于通风阴凉处晾10 h左右,至根系发白,叶片不萎蔫即可。

  (4)基质配比:试验选用锯木、泥炭、蛭石、珍珠岩进行基质优化筛选,基质配比配方如下:A,锯木∶泥炭∶蛭石=1∶2∶1;B,锯木∶泥炭∶蛭石=1∶1∶1;C,锯木∶泥炭∶珍珠岩=1∶2∶1;D,锯木∶泥炭∶珍珠岩=1∶1∶1。锯木通过堆沤发酵处理,基质在使用前经高温消毒,用营养盘进行栽培,每种基质栽50株,分别于60和180 d后对植株株高、茎粗、萌芽数、成活率等指标进行观察。

  (5)移栽管理:主要通过温度、湿度、肥水、病虫害等方面进行管理,以期研究出适合铁皮石斛的适生长环境条件。

  2 结果与分析

  2.1 不同炼苗时间对铁皮石斛组培苗移栽成活的影响

  让瓶苗从封闭稳定的环境向开放变化的环境过渡,慢慢适应自然环境是非常重要的,试验通过不同炼苗时间处理来观察铁皮石斛组培苗的生长情况,结果见表1。试验表明:炼苗10 d后,瓶苗变化不大,叶片颜色稍有变深,呈嫩绿色,茎干为嫩绿色,成活率较低,仅为73.8%,这主要是由于炼苗时间过短,导致瓶苗对外界环境适应性不强;炼苗20 d后的瓶苗叶片呈青绿色,茎干颜色稍变深,斑点加深,成活率仍不高,为85.6%,说明炼苗时间仍不充足,瓶苗对外界环境的适应性较弱;炼苗30 d后的瓶苗叶片呈深绿色,茎干也为深绿色,且斑点变成深红色,成活率较高,达92.5%。通过比较发现以炼苗30 d的瓶苗生长情况好,且其成活率也比其他2个处理高,这主要是由于瓶苗在自然环境下待的时间久,其植株的适应能力更强。

  表1 不同炼苗时间对铁皮石斛组培苗生长的影响

  


  2.2 不同出瓶时间对铁皮石斛组培苗生长的影响

  让瓶苗在自然环境中过渡到无菌苗直接接触自然环境的处理也非常重要,试验通过不同出瓶时间处理来观察铁皮石斛组培苗的生长情况,结果见表2。试验表明:揭盖2~3 d后出瓶的瓶苗变化不大,叶片颜色稍有变深,培养基无霉菌感染;揭盖3~5 d后出瓶的瓶苗植株虽然没有太大变化,但培养基会偶尔出现少数霉菌斑点;揭盖5~7 d后出瓶的瓶苗长势减弱,叶片有轻度的萎蔫现象,且培养基的霉菌现象加重。通过比较发现以出瓶2~3 d的处理效果好,这主要是由于培养基与外界空气接触时间短,从而使感染的病菌较少。

  表2 不同出瓶时间对铁皮石斛组培苗生长的影响

  


  2.3 不同栽培基质对铁皮石斛组培苗移栽成活的影响

  培养基质的合理配比是植株成活的关键因素。试验通过不同配比的基质进行栽培,观察铁皮石斛组培苗生长的情况,结果见表3。从表3中可以看出,组培苗移栽60 d后,处理A成活率高,达95.8%;其次是处理C、处理B和处理D,分别为93.2%、92.5%和88.7%,且这3种基质间无显著差异;处理D与处理A之间具有显著性差异,而与处理B、C间的差异不显著。移栽180 d后调查,处理A的成活率仍然高,达90.3%;与其他3个处理差异均达极显著水平;处理B、C、D的成活率大幅降低,且处理D低,为63.6%,与其他处理差异极显著。因此,处理A锯木∶泥炭∶蛭石=1∶2∶1是此次铁皮石斛移栽的佳配比基质,而其他处理效果较差。试验表明,移栽初期和移栽后期的成活率变化较大,这主要是由于铁皮石斛从一个稳定的生长环境(培养基)过度到一个自然变化环境中而引起的一些不适应现象,也是一种自然选择的表现。在3种基质的配料中,泥炭和锯末属于密闭型基质,蛭石属于通透性强基质。铁皮石斛适宜种植在通透性强、保水性强的基质中,才能获得佳成活率。

  从表3中可以看出,各处理株高的高低为处理A>处理C>处理B>处理D,处理A与其他处理之间均存在极显著差异;处理B与处理C之间无明显差异;处理D株高矮,与其他处理差异达显著水平,移栽60 d和移栽180 d后2次测量差异达极显著水平。因此,处理A的基质配比有利于铁皮石斛的生长,比较适合在实际生产中使用。

  从表3中可以看出,处理A的茎粗大,与其他处理差异显著,而其他3个处理之间茎粗相差不大。因此,处理A比较适合用于铁皮石斛的生产。

  从表3中可以看出,同基质配方对铁皮石斛生长的新芽萌发数量影响较大,处理A萌芽数量多,达8.65个,其次是处理C,为7.45个,而处理D萌芽数少。处理A与其他处理之间差异极显著,处理B和处理C之间无显著差异。通过试验数据可看出,处理A的基质配比对促进铁皮石斛萌芽有较好效果,而处理D的效果较差,这主要是由于各种基质处理所含的营养物质量不同而对其生长量有所影响。

  表3 不同基质对铁皮石斛组培苗移栽成活情况的影响

  


  注:表中同列不同小、大写字母分别表示处理间差异显著(P<0.05)、极显著(P<0.01)。

  2.4 移栽管理对铁皮石斛组培苗移栽成活的影响

  铁皮石斛移栽后的空气湿度、温度、肥水、病虫害等管理直接影响着其生长情况,湿度过低会引起生长缓慢、干枯、成活率低,湿度过大则会造成渍水烂根,从而引发软腐病。因此,经过对气候情况的记载以及多次试验摸索,发现铁皮石斛在移栽1周内,空气湿度需保持在90%左右,1周后降低到到75%左右,春天应注意防止湿度过大造成烂苗,秋天则应注意保湿。铁皮石斛的适宜生长温度为15~28 ℃,在夏季温度高时需进行遮阴处理,降低光照强度,保持通风透气并通过喷雾进行降温;冬季低温时则需用塑料薄膜进行大棚覆盖,保持温度不低于10 ℃,以防植株冻伤或生长缓慢。大棚移栽期间以磷酸二氢钾、硝酸钾、稀释MS培养基等进行叶面施肥,7 d左右喷1次,连续喷3次,长出新芽后每15 d喷1次,后期根据基质干湿度适当喷雾补水。此外,在铁皮石斛的栽培过程中发现了蛞蝓和蜗牛2种主要的虫害,主要危害幼茎、嫩叶、花蕾和幼果,可以采用人工捕杀、毒饵诱杀或撒石灰、茶麸等方法进行防治。

  根据移栽6个月后的统计,在大棚内的铁皮石斛组培苗成活率较高,但生长较为缓慢,部分组培苗在移栽30 d左右老叶枯黄脱落,但根系生长较快,60 d后组培苗新生根系能与栽培基质成团,6个月后统计不同基质处理A、B、C、D移栽的成活率分别为90.3%、75.2%、78.1%、63.6%,并萌发出新叶。

  3 结 论

  炼苗时间直接影响铁皮石斛组培苗的移栽成活率,炼苗10~30 d中,随着炼苗时间延长,效果越好,其中以炼苗30 d为佳,成活率高,这主要是因为组培苗通过长时间的常温驯化,基本适应了外界的环境条件。揭盖放置不同时间对铁皮石斛组培苗生长也有一定的影响,以2~3 d为好,5~7 d较差,这主要是因为放置时间过长,培养基接触外界环境易滋生细菌、霉菌等,反而影响了瓶苗的活力及成活率,而揭盖放置2~3 d的培养基不会滋生各类菌,同时也让瓶苗缓慢适应外界环境,从而提高了瓶苗的成活率。

  不同栽培基质对铁皮石斛组培苗移栽成活率有较大影响,不同种类和配比的基质间均存在差异,其保水保湿性、透气性、保肥性等均不同,试验中以处理A(锯木∶泥炭∶蛭石=1∶2∶1)好,其主要原因是锯木保水又透气,泥炭保水性好,蛭石通透性好,通过1∶2∶1的配比达到了佳保水透气效果。

  移栽后要保持空气湿度为90%~60%,前高后低,逐渐降低湿度,温度以15~28 ℃有利于铁皮石斛生长,前期以喷施低浓度的叶面肥为好,使植株更易吸收营养。虫害防治以蛞蝓和蜗牛为主,主要采取人工捕杀和撒石灰等措施防治。

  通过以上处理,6个月后统计的不同基质移栽的成活率以配方A高,达90.3%,且植株叶片浓绿,长势好

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