栽培年限和采收期对小秦艽种子萌发特性的影响

2014-02-28王国祥彭云霞蔡子平王宏霞

浙江农业科学 2014年5期

路奎，王国祥，，彭云霞，蔡子平，王宏霞

（1.甘肃农业大学农学院,甘肃兰州 730070；2.甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所,甘肃兰州 730070；3.甘肃省中药材种质改良与质量控制工程实验室,甘肃兰州 730070）

路奎1，王国祥1，2，3，彭云霞2，3，蔡子平2，3，王宏霞2，3

以移栽定植后3和4年的小秦艽为研究对象,研究不同栽培年限和采收期对小秦艽种子千粒重及其萌发特性的影响。结果表明,3,4年生小秦艽种子发芽率和发芽势随种子成熟度的增加表现出前期低、高、低,后期趋缓的“S”形曲线,4年生小秦艽种子最大发芽率、发芽势、千粒鲜重、干重均高于3年生小秦艽种子。为提高秦艽出苗率,若以新鲜种子播种建议选取4年生秦艽。

小秦艽；采收期；种子萌发

小秦艽（G e nt i ana dahur i c a F i s c h.）又称达乌里秦艽,是龙胆科龙胆属植物的干燥根,在中国药典里同秦艽（G e nt i ana m ac r o p hy l l a P a l l.）、麻花秦艽（G e nt i anas t r am i ne aMa x i m.）、粗茎秦艽（G e nt i ana c r as s i c aul i sD ut hi ee xB ur k.）,均规定为正品秦艽［1］,是我国重要的传统中药之一。其主要成分为龙胆苦苷,是治疗扁桃体炎、荨麻疹、风湿性关节炎等症［1-2］的主药之一。小秦艽主要分布于甘肃、河北、山西、内蒙古、陕西、宁夏、新疆、青海及东北地区。甘肃是秦艽的道地产区,小秦艽的资源也比较丰富,多生于海拔1 200～3 500 m的山区荒地、草坡、路旁或河滩、湖边［3］。随着秦艽药理药效的深入研究及临床应用量的增加,商品价格一度攀升,大量的野生资源被掠夺性采挖,致使秦艽野生资源濒临灭绝,人工栽培秦艽目前已成为保障药源供应的主要来源。但由于秦艽种子小,在人工栽培过程中种子萌发率低、寿命短［4］,大田育苗技术难度大、生产周期长,从播种到成药需要4～6年,导致人工栽培效益低,农户种植积极性不高。近年来,蔡子平等［5］通过温室育苗方法提高成苗率,并采用种苗移栽技术,有效缩短种植周期。

秦艽种子的采收年限及时期主要通过种子的颜色来判断,采收的种子成熟度参差不齐,严重影响田间出苗率和苗栽质量［6］。学者们对麻花秦艽［6］、桔梗［7］、蒙古黄芪［8］、掌叶大黄［9］、甘肃贝母［10］、甘草［11］、花生［12］、大麦［13］等植物种子灌浆及采收特性的研究表明,种子的灌浆和采收期直接影响着种子的成熟度和发芽率。一般来说,种

子成熟过程中种皮细胞还没有完全形成比较坚硬的种壳,种皮细胞具有良好的渗透性,遇到足够的水分就能使种子很快吸涨,而不需采用物理的或化学的方法处理即可达到较好的自然发芽率。虽然学者对秦艽鲜种子萌发特性已有部分研究［14］,但大多限于3年生秦艽,有关不同栽培年限和采收期对秦艽种子萌发的影响尚未见报道。因此,本研究分别以3年生、4年生小秦艽为研究对象,采摘不同成熟度小秦艽新鲜种子,研究不同栽培年限及采收期对小秦艽种子萌发特性影响,以期探明秦艽种子最佳采收期,为秦艽种子标准化采收及高产高效栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为甘肃省农业科学院榆中园艺试验场移栽定植后已栽培3和4年的小秦艽（G.dahurica Fisch.）植株,分别在小秦艽盛花期2012年7月25日（3年生）、2013年7月29日（4年生）选取株型及植株生长整齐一致的植株花序挂吊牌标记。挂牌7 d后第1次采种,以后每隔3 d采种1次,每次剪取30个蒴果,每次采收后将30果随机分为3组,重复3次。

1.2 处理设计

发芽试验在甘肃省农业科学院中药材实验室进行,试验分别于2012年8月1日、2013年8月5日开始（第1次采种时间）,采用培养皿滤纸床进行发芽试验。即将每次采来的小秦艽种子随机取100粒放在铺有双层滤纸的培养皿中,加水湿润滤纸,置于室温下萌发,重复3次,不定期补充水分以免滤纸干燥,每天观察记录发芽情况。当胚根突破种皮,长度为种长1/2时计作发芽种子,连续5 d种子不发芽认定为发芽结束。计算观察种子发芽率和发芽势。

发芽率/%=正常发芽种子数/种子总数x 100。发芽势/%=发芽势天数内的正常发芽粒数（第18天发芽种子数）/种子总数x 100。

1.3 种子鲜重、干重测定

每次将当天采回的试验样品分别剥出籽粒,再按4分法随机数取500粒立即称取鲜重,重复3次,测定结束后分别装入编号的牛皮纸袋,放在通风干燥处,自然风干后封口保存,待试验结束后再测定其干重,然后将500粒鲜、干重分别换算为千粒鲜重和千粒干重。

2 结果与分析

2.1 发芽率

由图1可以看出,不同栽培年限和采收期的小秦艽种子萌发率不同,4年生小秦艽种子萌发率要高于3年生的,4年生秦艽最高发芽率可达70%。但3年生与4年生秦艽发芽率的变化动态趋势基本一致,种子萌发率随种子成熟表现出前期发芽率低,然后迅速提高,至采种中期不断降低,后期趋于平缓的“S”形曲线。3,4年生新鲜小秦艽种子在盛花期后19～27 d（8月17-25日采摘）内萌发率最高,分别为62.7%和69.7%。

图1 不同采收期对3和4年生小秦艽种子发芽率的影响

图2 不同采收期对3和4年生小秦艽种子发芽势的影响

2.2 发芽势

由图2可以看出,小秦艽种子发芽势也表现出前期低、高、低,后期又趋缓的“S”曲线。从栽培年限上看,4年生秦艽的最大发芽势同样高于3年生秦艽。3年生秦艽的最高发芽势出现在盛花期后27 d,4年生秦艽的最高发芽势出现在花后23 d,达35.7%。发芽势最高点出现的时间段与发芽率基本一致,表明这一时期采摘的秦艽种子出苗快且整齐,苗壮,若以新鲜种子为播种材料,则应在这一时间段内采收为宜。

2.3 干物质积累

秦艽从形成小蒴果到种子完全成熟持续55 d,经历2个波峰、2个波谷,3年生小秦艽在盛花期后23 d籽粒千粒鲜重缓慢增加至最大（0.185 0g）,较开花后7 d鲜重增加22.3%,花后31 d后籽粒重量迅速下降至一个低谷,之后呈波浪变化。4年生小秦艽在盛花期后19 d内籽粒鲜重变化缓慢,花后20～27 d籽粒千粒鲜重快速增加到最大值（0.241 0g）,之后迅速降低再缓慢升高,呈波浪变化。到籽粒完全成熟时,3年生与4年生种子鲜重达到相似水平,干重也较接近,但4年生小秦艽最大千粒鲜重、干重都要比3年生的大。

3 小结与讨论

发芽率和发芽势是检测种子质量的重要指标,发芽率高、发芽势强,预示着出苗快而整齐、苗壮,而千粒重是体现种子大小与饱满程度的一项指标。发芽势和发芽率与种子成熟度均呈正相关［13］。小秦艽种子细小,千粒重一般仅有0.15～0.20g,在人工栽培的过程中种子萌发率低,幼苗生长缓慢,为了提高出苗率,播种前一般采用赤霉素浸种提高发芽率。利用鲜种子播种符合植物自然生长规律,同时,减少激素类药剂的应用是中药材规范化种植所倡导的技术。彭云霞等［14］对3年生不同成熟度秦艽种子的萌发特性研究表明,3年生秦艽最大发芽率达57.7%。但小秦艽鲜种萌发特性尚未见报道。

在榆中园艺试验场移栽定植后生长3和4年的小秦艽植株7月下旬进入盛花期,2012年7月25日、2013年7月29日分别对盛花期开花一致的植株花序挂牌标记,从开花后第7天开始测定籽粒生长变化动态,以后每隔3 d测定1次（图3）。小

图3 不同采收期对3和4年生小秦艽种子干物质积累的影响

植物种子干物质积累动态和萌发特性存在一定相关性［8-10］。小秦艽5月上旬返青,7-8月抽薹开花,8-10月为果期,在成熟的过程中,果皮颜色由嫩绿色、棕色变为红褐色,此时种果较易开裂,种子易散落田间。本试验小秦艽种子灌浆期持续了55 d,至灌浆结束,已有个别种果开裂损失,因此,生产过程中采收种子要及时。通过测定千粒重可以看出,小秦艽籽粒干物质积累动态呈现出2个波峰、2个波谷的变化趋势,与其种子发芽变化动态曲线相似,但与米永伟等［6］做的麻花秦艽种子干物质积累动态变化略有不同,这可能是由本研究中小秦艽灌浆时期降雨所致。

本试验分别对3和4年生小秦艽进行研究,结果表明,3年生小秦艽在开花后19～27 d采收的新鲜种子发芽率和发芽势较高,这与彭云霞等［14］研究的3年生秦艽最佳采收期基本吻合。开花后随着时间延长, 3与4年生秦艽鲜种子的发芽率和发芽势呈现出前期低、高、低,后期趋缓的“S”曲线趋势,但4年生小秦艽发芽率和发芽势明显高于3年生小秦艽,且发芽势的最高点出现时间较3年生小秦艽提前3～4 d,这可能是因为生长4年的小秦艽营养物质积累更多、生长更健壮所致。因此,为了提高秦艽出苗率,若以新鲜种子播种建议选取4年生秦艽。

［1］国家药典委员会.中国药典［M］.1部.北京：中国医药科技出版社,2010：253.

［2］杨永昌.藏药志［M］.青海：青海人民出版社,1991：11.

［3］汪荣斌,张西玲,晋玲,等.甘肃产中药秦艽资源调查［J］.甘肃中医学院学报,2006,23（4）：43-45.

［4］张西玲,王岚,刘丽莎.麻花秦艽种子发芽特性的研究［J］.中药材,2004,27（3）：160-161.

［5］蔡子平,漆燕玲,王宏霞,等.秦艽温室育苗技术［J］.甘肃农业科技,2012（4）：54-55.

［6］米永伟,陈垣,郭凤霞,等.麻花秦艽种子灌浆充实动态及其发芽特性研究［J］.草业学报,2013,22（6）：129-135.

［7］刘自刚,张雁,沈冰.桔梗种子灌浆特性研究［J］.西北农业学报,2012,21（10）：95-99.

［8］荆志宇,郭凤霞,陈垣,等.蒙古黄芪种子灌浆特性研究［J］.草业学报,2011,20（1）：161-166.

［9］石有太,陈垣,郭凤霞,等.掌叶大黄种子灌浆动态及其发芽特性研究［J］.草业学报,2009,18（3）：178-183.

［10］郭凤霞,常彦莉,林玉红,等.甘肃贝母种子灌浆特性研究［J］.草业学报,2010,19（2）：97-102.

［11］陈震,赵杨景,林绮.不同成熟度甘草种子的发芽试验［J］.中药材,1992,15（7）：8-10.

［12］张建成,王辉.不同成熟度花生种子发芽率及活力差异性研究［J］.种子,2005,24（1）：3-4.