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铁皮石斛栽培技术与开发利用研究现状

2020-02-27 来源:海峡农业杂志

   铁皮石斛为兰科石斛属植物,又名黑节草,生于海拔达1600米的山地半阴湿的岩石上,适宜在凉爽、湿润、空气畅通的环境生长。主要分布于中国安徽、浙江、福建、广西、四川、云南等地。其茎入药,属补益药中的补阴药:益胃生津,滋阴清热。是我国自古传统珍稀名贵中药材之一,因具有抗肿瘤、抗衰老、抗声带疲劳、扩张血管和増强人体免疫力等作用,被称为救命仙草,名列中华九大仙草之首。由于石斛自然繁殖能力低,种子需与真菌共生才能萌发,加上长期采挖,使得野生铁皮石斛资源日渐枯竭,成为濒危植物,被列为国家重点保护的野生药材品种。近年来,铁皮石斛以其独特的药用保健价值,备受消费者的青睐和研究学者的关注,日益受到广泛的研究。

  1组织培养

  植物组织培养概念(广义)又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。 植物组织培养概念(狭义)指用植物各部分组织,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。

  近年来,药材市场对铁皮石斛的需求量在不断上升,但由于多年的过度开釆,中国的野生石斛资源已近枯竭,而用传统的无性繁殖方式繁殖系数低,无法满足大面积栽培种苗需求,因此利用组织培养技术繁育种苗成为当前铁皮石斛人工栽培的主要种苗来源。当前对铁皮石斛组培快繁技术研究主要集中在外植体选择、基础培养基研究、不同生长阶段培养基优化、不同激素配比对外植体生长的影响等方面[1-2]。

  铁皮石斛组织培养常用的外植体主要有种子、茎段和腋芽等,目前种苗生产上多以种子作为外植体,増殖系数较高。植物培养基主要有MS、N6、B5 、KC. Miller等,铁皮石斛组培上常用的以MS 和I/2MS培养基为主,其他培养基也有应用报道。张红兵[3]等以幼嫩茎段为外植体进行了快繁研究,发现铁皮石斛茎段腋芽诱导最佳的培养基为MS + NAA1.0mg •L-1+6-BA3.0 mg •L-1,诱导铁皮石斛幼苗生根的最佳培养基为1/2MS + IBA 2.0 mg • L-1。谢启鑫等[4]以铁皮石斛成熟种子为外植体,研究原球茎的诱导、増殖、分化和生根的最佳培养条件,结果表明,1/2MS基础培养基最适合铁皮石斛的种子培养,原球茎增殖的最佳培养基为1/2 MS+6-BA 0.5 mg •L-1 + NAA 0. 5 mg • L-1+20% 马铃薯提取液,丛芽分化最佳培养基1 /2MS+6- BA 2. 0 mg • L-1+ NAA 0. 25 mg• L-1+20% 马铃薯提取液,生根壮苗最佳培养基为MS +NAA 0.5 mg • L-1+20%香蕉汁+活性炭5 g • L-1 。何涛[5]等以铁皮石斛腋芽为外植体进行快繁研究,发现最适合石斛腋芽接种后成活生长的培养基为1/2MS + NAA 0. 2 mg • L-1+ BA 1.0 mg • L-1,丛生芽的诱导増殖培养基为1/2MS + NAA 0.5 mg • L-1+BA 2.0 mg• L-1+ 香蒸汁100 g • L-1,生根壮苗培养基 1/2MS + NAA 0. 5 mg • L-1 + 100 g • L-1香蕉汁或200 g・ L-1马铃薯汁。

  2人工栽培技术

  铁皮石斛的人工栽培主要有大棚栽培、林下或岩石仿野生栽培。铁皮石斛仿野生栽培是一种新兴的栽培模式,研究表明,铁皮石斛仿野生栽培不仅能有效提高空间利用率,提高单位面积产量,而且铁皮石斛的生物碱、多糖与浸出物总量等也明显高于大棚栽培,在市场竞争力和价格方面更具优势。

  铁皮石斛的栽培时间一般是每年的春秋两季,且春季优于秋季。在浙江地区,铁皮石斛栽培的最佳时间为每年4月中旬至6月下旬,这段时间气温在12~25℃,且空气湿度较大,出瓶后的试管苗移栽成活率较高且生长时间较长;其次是9月中旬至10月下旬,此时期移栽特别要做好抗寒防冻工作。

  铁皮石斛不耐旱而喜阴凉湿润环境,怕直射光,因此生产上通常采用大棚遮阳栽培。栽培基质是优质高效栽培的关键,铁皮石斛的生物特性要求栽培基质既有良好的保水性又有通风透气性,规模化生产要求栽培基质原料易得、操作方便。报道中基质有水苔、碎石、花生壳、苔藓、椰子皮、松树皮、木屑、木炭、木块等,在生产中应用主要是树皮、木屑,或树皮、木屑、碎石、有机肥混合物,其中树皮粉碎成2~3cm以下颗粒。郭益红等[6]研究认为,泥炭:树皮:刨花为2:4:4的基质配比最有利于铁皮石斛的生长。石丽敏等[7]研究发现,锯末+ 10%石子与基质50%锯末+50%直径0 ~2 cm松树皮更能促进铁皮石斛的生长发育。生产上,铁皮石斛施肥主要以羊粪和叶面肥为主。白美发[8]研究认为,长期期喷施专用叶面肥 (N:P2O5: K2O为25:13:13, N,P, K,总含量51% , B, Fe, Zn ,Cu, Mn, Mo 总含量1%)可促进铁皮石斛茎叶伸长生长,提高其茎叶比和产量,増加叶面积。

  铁皮石斛是附生植物,在自然条件下主要生长于一些高大乔木阴湿的树干或石灰岩上,因而在人工繁育栽培条件下也可模拟自然环境条件进行栽植,根据附主的特性不同可将铁皮石斛的人工附主栽植分为树栽、石栽和腐殖土栽培3种形式。

  树栽时可选择树皮厚、水分含量高、树冠浓密、叶草质或蜡质,树皮有纵沟的阔叶树种(如黄葛树、梨树、樟树等)作为栽培附主;石栽则选择质地粗糙,松泡易吸潮,表面附着腐殖土或苔藓的石块作为栽植附主;腐殖土栽培时,选择在较阴湿的树林下,用砖或石砌成高15cm的高厢,将腐殖土、细砂和碎石拌匀填入厢内,平整后即可栽植,厢面上搭100~120cm高的遮阴棚。

  铁皮石斛病虫害不多,常见的主要有以下几种:

  (1)软腐病

  易在高温高湿的环境中发生,且发病快,严重时,整株腐烂解体呈湿腐状。

  防治方法:发病初期,用77%可杀得101可湿性粉剂2 000 mg/ kg防治效果最好,喷药后12 d防治效果可达78%以上。也可用80%甲基托布津可湿性粉剂800倍液喷雾。同时,还要加强棚内管理,注意通风透光和降低棚内湿度。若患病要及时拔除病株,并用广谱性抗菌剂,如托布津、多菌灵、科博等消毒杀菌,然后重新用消毒过的基质栽植。

  (2)黑斑病

  危害叶片,使叶片枯萎,一般3~5月发生。

  防治方法:可用50%多菌灵1000倍液喷雾2~3次。

  (3)炭疽病

  危害叶片及肉质茎,受害叶片出现褐色或黑色病斑,一般1~5月均有发生。

  防治方法:可用50%多菌灵1000倍液或50%甲基托布津1000倍液喷雾2~3次。

  (4)蜗牛

  常见害虫,为害幼茎、嫩叶、花蕾和幼果。

  防治方法:可用人工捕杀、毒饵诱杀或撒石灰、茶麸防治。

  (5)菲盾蚧

  寄生于植株叶片边缘或背面吸食汁液,5月下旬为害孵化盛期。

  防治方法:可用40%乐果乳油1000倍液或50%马拉硫磷1000倍液喷雾杀虫,或将集中有菲盾蚧的老枝烧毁。

  (6)红蜘蛛

  防治方法:可通过清除周边环境的杂草或喷800~1000倍低毒杀螨剂,如40%三氯杀螨醇来防治。

  3 药用成分

  铁皮石斛中含有联苄类化合物、菲类化合物、石斛酚、石斛碱、氨基酸、钙、石斛多糖、镁、硒等成分,平时可以适量的食用铁皮石斛,有滋补的功效。铁皮石斛全草都能作为药材入药,有滋阴、润肺的功效,可用来抑制肿瘤细胞增殖。

  铁皮石斛主要有效成分为石斛类多糖及石斛碱等[9]。有人比较了石斛属多种植物,发现多糖是铁皮石斛的特征性成分[10]。随着人们对多糖功效认识的増多,已发现铁皮石斛内含的水溶性多糖是一类免疫増强剂,具有较强的抗肿瘤生物活性,可促进淋巴细胞产生淋巴因子,増强机体体液免疫功能、细胞免疫功能,增强机体自身免疫[11]。石斛碱的药理作用主要表现在抗肿瘤、对心血管和胃肠道抑制作用及止痛退热等方面。有研究表明,铁皮石斛中石斛碱含量并不高,但品质较好。铁皮石斛含有丰富的人体必需金属元素,这些微量元素对于人体机理活性的提高具有很好的调节作用。马国祥等[12-15]发现,铁皮石斛是含有鼓槌菲 (chrysotoxene)和毛兰素(erianin) 2种抗癌物质的5个种之一,药理研究表明,这两个菲类化合物具有对肝癌和艾氏腹水癌细胞抑制活性。

  4 开发利用

  4. 1 鲜品食用

  铁皮石斛作为鲜品食用主要是食用其鲜条,食用有几种方法:

  (1) 口嚼即食.洗净去衣入口细嚼,味甘而微粘,清新爽口,余渣吞咽即可;

  (2) 榨汁食用,洗净去衣加纯净水或温开水榨汁, 加蜂蜜饮用;

  (3) 泡茶,洗净去衣后切薄片,加清水若干,武火煮沸再文火煮30 min , 用沸水沖泡,连渣食用;

  (4) 入膳,可将鲜铁皮石斛切段劈开后,煮粥、入菜、煲汤;

  (5) 浸酒,洗浄去衣切碎拍破、单味或和其他物料一起浸入高度 (40°以上〉酒中,3个月后即可饮用。新鲜的铁皮石斛花除了烘干制茶外,还可以当菜用,搭配在食谱中,口感鲜脆可口。

  4.2 产品开发

  目前市场上流通的铁皮石斛主要是干品及其加工产品。主要有铁皮枫斗、铁皮石斛颗粒冲剂,铁皮石斛花茶、铁皮石斛茶叶、铁皮石斛胶囊及铁皮石斛功能性饮料等系列产品。

  4.3 临床应用

  铁皮石斛在临床上多用于治疗慢性咽炎、消化系统疾病、眼科疾病、血栓完备塞性疾病、关节炎,以及癌症的治疗或辅助治疗,特别是近年用于消除癌症放疗、化疗后的副作用和恢复体能效果明显[14-15]。铁皮石斛在医用上一般加工工成为中成药,如石斛颗粒、石斛夜光丸、脉络宁注射液、通塞脉片及养阴口服液等。

  5 展望

  随看研究的深入,铁皮石斛的价值已充分得到肯定,围绕铁皮石斛所形成的产业链也日趋完善。但目前铁皮石斛产业发展中存在的几个冋題值得引起进一步研究:(1)目前铁皮石斛种植成本高,生长周期长,投资风险大,如何通过技术手段降低种植成本,极大地降低其投资风险,保护种植者利益是关系其产业发展的首要问题。 (2)目前人工种植铁皮石斛农药残留严重,加强种植业监管,研究其无公害种植技术迫在眉睫。(3)铁皮石斛产品市场鱼龙混杂,很多其他石斛类产品以次充好、以假冒真,需在加强市场监管的基础上,加强鉴定技术手段的科技创新。

  (林文亮 卢绍基 许无涯 厦门塔斯曼生物工程有限公司)

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