揭秘!霍山石斛种植技术对比,你知道哪个更好?
王诗文等
六安地处江淮分水岭,处于中国南北气候过渡带,山地资源丰富,素有“西山药库”之美誉 。根据全国第四次中药资源普查, “西山药库”拥有药用资源238 科、1 866 种,其中药用植物 1 712 种,药用动物142 种,药用矿物 12 种,总蕴藏量逾 30 万 t,占安徽省中药材资源量的 50% 以上,且道地药材霍山石斛作为国家地理标志保护产品更是闻名遐迩,四度荣登“中国品牌价值评价榜单”,品牌价值 61.54 亿元,被列为“十大皖药”。霍山石斛是中国历代名家推崇备至的养生圣品,被誉为“中华仙草之最”,历朝历代将其作为贡品,又被誉为千金草、软黄金 [4] 。霍山石斛药用历史悠久,药用价值高,但是分布区域狭小,自然繁殖能力很弱,对生态环境要求苛刻,加上历史上人工采挖很早,野生霍山石斛濒临灭绝状态 ,在 20 世纪初仅能产出几千克,被列为国家一级濒危药用植物 ,俗称“药界大熊猫”。
安徽省霍山县有关部门在 20 世纪 80 年代就开始对霍山石斛生物学特征和栽培技术等进行系统研究,直至 2009 年霍山石斛濒危状况才有所改善,突破了规模化繁育和产业化栽培等多个技术瓶颈,一举扭转了霍山石斛濒危状态,成功破解了霍山石斛室外栽培的秘诀。
从 2009 年至今,随着组培育苗和集约化栽培技术的不断成熟,霍山石斛从濒危到实现产业化,成熟的种植技术有大棚种植(设施农业)、贴树种植、林下碎石种植(仿原生态)、山谷原石种植(拟境种植)4 种,目前这 4 种栽培业态因需求不同而共存。本文主要通过对不同霍山石斛种植技术进行介绍,比较不同种植技术产出的霍山石斛的形态特征和内在品质,分析其优点和缺点,从而为推广高质量的种植技术提供理论指导。
1 霍山石斛种植技术现状
1.1 大棚种植(设施农业)
理论上,大棚种植的目的就是通过人工干预,将温、光、水、肥调节到最适宜霍山石斛生长的平衡点,采用现代设施农业先进技术,系统地完成控温、遮光、喷灌、施肥、防病虫害等一系列措施。
该技术是霍山石斛产业目前采用最多的一种种植技术,一般选择向阳、水源充足、无污染、通风、排灌方便的地块,最好是平畈地块。普遍采用简易钢架大棚,覆盖 60%~70% 遮阳网,冬季大棚外覆盖薄膜,防止雪压。棚内配有自动化喷淋设施,苗床采用架空模式(图 1),苗床基质厚 8~10 cm,以方盘作为载体,基质多由石子与松树碎皮按一定比例混合而成。
图 1 霍山石斛大棚栽培(设施农业)
1.2 贴树种植
贴树种植即将石斛固定在树木上生长,可以是梨树、栎树等。古书记载,生栎木上者名木斛,木斛药效不堪用 。至今石斛贴树种植的树种有松树、梨树、枇杷树、龙眼树等 。霍山石斛主产于大别山区,因而树种多以松树、栎树、梨树、板栗树为主。据实际种植经验可知,松树种植很难管理,梨树种植后生长效果最好。
种植时先对林地进行疏剪,确保光照适合。种植时以离地 30~250 cm 为主,这个高度空气湿度相对较大,有利于霍山石斛生长。种植时选择 1 年以上的驯化苗,用线绳或者钉子将霍山石斛根部固定在树干上,剔除驯化苗根部原有的基质,并在栽植后 1 年内经常补水,有利于苗木向树干上扎根,1 年后根据天气情况进行补水即可。
1.3 林下碎石种植(仿原生态)
林下种植对地块的温度、光照、湿度要求较苛刻,主要选择松树林下或山坡中有较粗树干的阔叶林、针叶林或针阔混交林,一般无需遮阳网、薄膜等设施,郁闭度以 0.6~0.8 为宜。若郁闭度不足,需搭建遮阳网;反之,需修剪树干枝条,还应配置防兔网等设施。
目前,已成熟的种植方式是在松树林下坡度小于45° 的缓坡,对郁闭度较大的林地进行疏剪,保留高大的树木,剪除无用的杂木、藤本等,根据山体地形整理成梯田形状,地块要中间高、两边低,靠山体的一侧挖沟渠,以便排水。地上铺一层黑色园艺地布隔离土壤(图 2),然后铺设厚 15~20 cm、直径 1~3 cm 的花岗片麻岩石子作为基质,选取驯化 1 年以上的大苗进行栽培。在日常管理过程中可以补水、施用羊粪等有机肥。该栽培模式通风条件好,生态环境多样性丰富,在一定程度上还原了霍山石斛的野生生长环境。
图 2 霍山石斛林下仿原生态栽培
1.4 山谷原石种植(拟境栽培)
拟境栽培是指中药材种植过程中,尽可能模拟药用植物野生生境,尤其是模拟道地药材原始生境,完成药用植物整个生长发育周期的栽培模式 。遵循“顺境出产量,逆境出品质”的原理,采取“人种天养”原生态栽培模式,在保护性开发过程中,尊重自然地貌,充分利用林地进行原生态种植,不施任何化肥与农药,坚持走环境友好的可持续发展路线,践行“绿水青山就是金山银山”的理念,该种植模式获得“不与农田争地,不与虫草为敌,不惧山高林密,不负山青水绿”的高度评价 。
拟境栽培模式是按照霍山石斛原生环境,在山谷、水旁、石上等原境种植(图 3),不浇水,不施肥,不除虫,不人为干涉其生长,人种天养。具体技术特点包括:①环境选择。选择山间多石、植被丰富、以针叶林为主的林地;空气相对湿度平均不低于 50%,山林有河流为最佳,一般以石头上多附有苔藓类植物即可判断空气湿度条件符合;极端最低气温-20 ℃,极端最高气温 43 ℃;最高海拔不超过 1 000 m。②种源选择。为保证种源的纯正性,避免杂交,选择的霍山石斛植株应为同一品种、同一性状的植株;选择的霍山石斛植株应经过大棚越冬驯化 1 年以上。③附石栽种。采用的基质是山间原有的石头,石头上须附有苔藓、地衣类植物;根据霍山石斛生长特性,在气温回升后新芽生根前栽培,最佳栽培时间为 3 月下旬至 5 月上旬,即在霍山石斛开花之前结束。
图 3 霍山石斛山谷原石栽培(拟境栽培)
2 不同种植技术比较
2.1 投资成本
霍山石斛大棚种植,一般需种植瓶苗 9 亿瓶/hm 2 ,约 96 万丛/hm 2 ,投入约 112.5 万元/hm 2 。
大别山以松树林为主。根据实际经验可知,松树种植后很难保水,需要每天进行喷灌,而且要进行人工补水,很难管理,虽然种植后可以成活,但是不能用于实际生产。大多数贴树种植都是在梨树上。1 株梨树可以种植 600 丛霍山石斛,一般梨树种植密度为450 株/hm 2 ,选取一年生驯化苗进行栽种,种苗投入81 万元/hm 2 。
霍山石斛林下碎石种植,山林使用率约 10%,种植驯化苗约 9 万丛/hm 2 ,选取一年生驯化苗进行栽种,林下基地基础建设成本主要有灌木砍伐、地块开垦、石子铺设等,因为林下碎石种植管理相对比较粗放,所以人工管理相对较少。
山谷原石种植时要选择空气湿度大、石头较多的山林进行种植,因为不同山林内的石头数量不等,所以按照种植 3 万丛/hm 2 进行计算,一年生驯化苗种苗投入 13.5 万元/hm 2 ,山谷原石不需要开垦地块、铺设石子等费用,树木修剪、基地建设等投入也较少,同时山林租金低。
由表 1 可知,大棚种植的种苗投入占比 46.88%;贴树种植的种苗投入占比 62.79%;林下碎石种植的种苗投入占比 42.86%;山谷原石种植的种苗投入占比 54.55%。种苗投入占总成本的 50% 左右。
表 1 霍山石斛 4 种种植技术成本对比 单位:(万元·hm -2 )
2.2 采收产量
由表 2 可知,大棚种植水肥充足,产量最高。贴树种植、林下碎石种植以及山谷原石种植都选用一年生驯化苗,但是水肥不充足,产量均低。贴树种植虽然经常喷灌,加上光照强度原因,远达不到大棚种植的效果。林下碎石种植保水能力相对贴树种植高,但是由于地形以及水源不足的原因,产量略低于贴树种植。山谷原石种植保水保肥能力弱,基本都是人种天养,因而产量最低。
表 2 霍山石斛 4 种种植技术产量对比
注:产量为 4 年的产量,以鲜重计。下同。
2.3 品质
山谷原石种植的霍山石斛产品品质最高,其次是林下碎石种植,大棚种植的霍山石斛品质最差。易善勇等 研究发现,山谷原石栽培的霍山石斛 3 种次生代谢产物的含量显著高于林下碎石栽培和大棚设施栽培,霍山石斛总多糖含量分别是林下碎石栽培和大棚设施栽培的 1.26 倍、1.44 倍,总生物碱含量分别是林下碎石栽培和大棚设施栽培的 1.74 倍、2.54 倍,总黄酮含量分别是林下碎石栽培和大棚设施栽培的1.57 倍、1.76 倍。杨洋 研究表明,岩石栽培和贴树栽培的铁皮石斛品质均明显优于大棚栽种的铁皮石斛,其中以岩石栽培的品质最优。
2.4 综合对比
霍山石斛大棚种植的优点是种植密度大、生长周期相对较短、水肥充足、后期管理成本低和产量高;其缺点是一次性投入成本很高、病虫害较多、有农残和品质低。
贴树种植既可以生产梨,又可以种植霍山石斛,实现了复合经济,经济效益较高;但是在管理过程中对梨树喷药的同时肯定会影响霍山石斛的品质,因而产品有农残,而且产量低,一般仅以种植霍山石斛为目的。
林下碎石种植生态环境好、无农药和化肥,品质好,但其投资成本高、产量低、价格高。同时,该种植技术减少了耕地的占用,实现了林下平衡生态经济的发展,是目前推崇的种植技术。
在山谷原石种植管理过程中,无任何人为干预行为,没有补水,也不添加有机肥,完全遵循自然规律,因而其品质极度接近野生霍山石斛的品质。但是,因为没有人工干预,该种植技术对环境要求高,要充分满足其温度、光照、湿度等条件要求,符合要求的区域少,因而推广范围窄。
目前销售的霍山石斛主要来自大棚种植,因而以大棚种植作为参照,在 4 种种植技术的产投比均相同的前提下,计算出另外 3 种种植技术的鲜重价格,如表 3 所示。
表 3 霍山石斛 4 种种植技术产投比
3 霍山石斛种植新技术探索
众所周知,药材讲究道地性,在此基础上野生资源最佳。霍山石斛种子没有胚乳,很难自然萌发,目前种植用的种苗均来自植物组织培养,霍山石斛属于兰科植物,组织培养过程在一定程度上影响了其遗传性状,同时植物组织培养成本相对较高,种苗费用成本占比大。因此,在霍山石斛栽培过程中,如何不依赖植物组织培养工厂技术,使其接近于野生霍山石斛自然繁育过程,繁育出霍山石斛苗并培育成活是关键。
发明专利“一种直播霍山石斛实生苗的方法”的科研成果恰与之契合,该项发明专利旨在自然环境下放置特殊的基质包,播撒经过共生菌处理的霍山石斛种子,诱导其自然萌发,直接在野外生根成苗,极大地避免了植物组培过程中的变异倾向。目前,野生霍山石斛资源极度缺乏,加之还有野生资源走私,使野生资源雪上加霜,因而该项技术的成功也是扩大丰富野生霍山石斛自然资源的关键。目前,该技术的基质包和共生菌成本很高,无法量产,但该技术为霍山石斛繁育种植技术提供了新的发展方向。2022 年吴益花等 已分离出铁皮石斛共生真菌;2023 年梁重坚等 也介绍了白石山铁皮石斛种子直播育苗的关键技术及项目成果。由此可见,霍山石斛种子直播育苗技术极具发展前景。
丰富的霍山石斛种质资源深刻影响着霍山石斛产业发展的深度和宽度。未来这项种植技术将实现大别山霍山石斛大规模生产,真正实现人与自然的生态和谐。