不同栽培方式对铁皮石斛生长及有效成分的影响

摘要

本文以铁皮石斛组培苗为材料，选用刨花、锯末和松树皮为配料进行单形重心混料设计试验，研究了不同基质对移栽苗生长及多糖含量的影响；以铁皮石斛组培苗为材料，以N、P、K和Ca为4因素设计正交实验，研究了不同营养液处理对移栽苗生长以及多糖含量的影响；以温室栽培的2年生铁皮石斛为材料，研究了温度、湿度和光强等生态因子对其生长以及多糖、生物碱和氨基酸的影响；以1、2、3年生移栽苗和野生铁皮石斛为材料，研究了不同年限下生长、多糖、生物碱、氨基酸和微量元素的变化规律。结果表明：
　　1、采用混料设计，建立了不同配比基质与株高、茎粗和多糖含量3项实验指标之间的回归模型，分析得出株高的最大预测值为14.57 cm，基质配比为刨花16.5％、锯末35.7%和松树皮47.8%；茎粗的最大预测值为8.01 mm，基质配比为锯末41.9%、松树皮58.1%；多糖含量的最大预测值为13.51%，基质配比为锯末35.6%、松树皮64.4%。对多目标进行优化，得到基质的最优比例为锯末37.2%、松树皮62.8%，对最优比例进行验证，得出株高为13.51 cm，茎粗为7.86 mm，多糖含量为13.07%，与预测一致。
　　2、在不同营养液配比处理下，N1P3K3Ca3组合株高最佳，为15.42 cm，影响株高的强弱主次顺序为K>P>N>Ca，N、P和K影响极显著，Ca影响不显著；N3P3K2Ca1组合茎粗最好，为8.54 mm，影响茎粗的主次顺序为P>K>Ca>N，P和K影响为极显著，N和Ca影响为显著；N1P3K3Ca3组合多糖含量最高，为14.54%，影响多糖含量的主次顺序为K> P>Ca> N，N、P、K、Ca影响为极显著。综合分析得出既有利于生长又有利于提高营养成分的铁皮石斛专用营养液组合为N2P3K3Ca1。
　　3、4月份、10月份和12月份采用单层遮荫网遮荫，6月份和8月份采用双层遮荫网遮荫，并开启湿帘和风机等设备。4月份下，立体栽培温度、湿度、光强依次为20.6℃、71.80%、4753 lx，苗床栽培依次为21.1℃、72.70%、4900 lx；6月份下，立体栽培温度、湿度、光强依次为22.8℃、80.90%、7123 lx，苗床栽培依次为23.3℃、80.1%、7497 lx；8月份下，立体栽培温度、湿度、光强依次为24.3℃、84.1%、9223 lx，苗床栽培依次为24.3℃、82.9%、9365 lx；10月份下，立体栽培温度、湿度、光强依次为21.3℃、74.5%、5971 lx，苗床栽培依次为21.6℃、74.2%、6340 lx；12月份下，立体栽培温度、湿度、光强依次为13.6℃、72.3%、3174 lx，苗床栽培依次为13.7℃、72.0%、3353 lx。
　　在立体栽培和苗床栽培下，铁皮石斛生长及有效成分与生态因子的PLS关系相一致。6月份温度、10月份温度、6月份光强和10月份光强对铁皮石斛株高生长、茎粗生长和多糖含量有较强的正相关性；8月份温度、12月份光强、12月份温度和8月份光强是影响铁皮石斛生物碱含量的最主要因素，其中8月份温度、12月份光强与其呈正相关，12月份温度和8月份光强呈负相关；12月份温度和8月份光强对铁皮石斛氨基酸总量有较强的负相关性。
　　4、3年生苗床栽培铁皮石斛株高和茎粗最优，依次为30.49 cm和7.79 mm，野生株高最差，为12.59 cm，1年生立体栽培茎粗最差为6.67 mm。相同栽培方式年下，株高和茎粗3年生≈2年生＞1年生。相同栽培年限下，苗床栽培株高、茎粗均优于大于立体栽培。
　　2年生苗床栽培铁皮石斛多糖含量最高，为28.06%，1年生立体栽培最低，为14.54%。相同栽培方式下，2年生＞3年生＞1年生，2年生与1、3年生差异显著；相同栽培年限下，立体栽培与苗床栽培差异不显著；野生与两年生差异不显著，与其他栽培年限差异显著。
　　野生生物碱含量最高，为0.284‰，仅与3年生立体栽培差异不显著，1年生苗床栽培最低，为0.097‰。在相同栽培方式下，生物碱含量3年生＞2年生＞1年生；相同栽培年限下，立体栽培生物碱含量均高于苗床栽培，但差异不显著。
　　氨基酸总量方面，野生最高，为57.29 mg/g，2年生立体仿生次之，为48.68 mg/g，1年生苗床栽培最低，为39.76 mg/g，含量变化规律为2年生＞3年生＞1年生；在人体必需氨基酸含量方面，2年生立体栽培最高，为18.51 mg/g，2年生苗床栽培次之，为18.28 mg/g，1年生立体栽培最低，为16.51 mg/g，其含量变化规律为2年生＞1年生＞3年生。栽培年限相同时，1年生立体栽培石斛的氨基酸总量和必需氨基酸含量低于苗床，2、3年生则高于苗床。
　　人工栽培石斛中Ca、Fe、Se、Cd和Pb元素含量变化规律为3年生＞2年生＞1年生，Zn元素含量变化规律为2年生＞3年生＞1年生；样品中Ca含量为376.51~1521.76 mg/kg，明显高于其他元素含量；Fe、Zn、Se含量依次为123.35~83.51 mg/kg、21.58~52.39 mg/kg、0.034~0.041 mg/kg，其在2、3年生栽培石斛中含量明显高于野生；Cd和Pb含量依次为0.026~0.011 mg/kg，0.06~0.11 mg/kg，远低于《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》规定的Cd≤0.3 mg/kg，Pb≤5.0 mg/kg含量。
　　本文就上述四个方面展开研究，为人工栽培方式下获得高产优质的铁皮石斛提供技术数据。
　　本试验研究结果对铁皮石斛基质配比的选择、施肥的合理性、生长因子的控制、采收年份的确定以及野外仿生栽培的开展具有指导意义。

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第1章 绪论

1.1 铁皮石斛的生物学特性

1.2 铁皮石斛化学成分的研究进展

1.3 铁皮石斛施肥技术的研究进展

1.4 铁皮石斛生态因子的研究进展

1.5 铁皮石斛栽培方式的研究进展

1.6 本研究立题依据及主要内容

第2章 铁皮石斛栽培基质的优化研究

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第3章 铁皮石斛专用营养液的筛选

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第4章 生态因子对铁皮石斛生长及有效成分的影响

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

第5章 不同栽培年限对铁皮石斛生长及有效成分的影响

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

图版 I

图版 I 注释

攻读学位期间的研究成果