覆膜处理对北柴胡幼苗生长的影响及评价

马艳芝，王向东，客绍英，张胜珍，王晓英，姜 峰，段英姿

（1唐山师范学院生命科学系，河北唐山063000；2唐山市农业科学研究院，河北唐山063001）

覆膜处理对北柴胡幼苗生长的影响及评价

马艳芝1，王向东2，客绍英1，张胜珍1，王晓英1，姜 峰1，段英姿1

（1唐山师范学院生命科学系，河北唐山063000；2唐山市农业科学研究院，河北唐山063001）

研究在种子萌发期进行不同覆膜处理对北柴胡幼苗生长情况的影响，筛选适宜覆膜材料，为北柴胡大田栽培提供参考。本试验选用北柴胡幼苗为试验材料，对北柴胡种子在种子萌发期进行草席、黑色地膜、白色地膜、遮阳网4种不同覆膜处理，不覆膜为对照(CK)；种子萌发后撤去遮盖物，并对萌发3个月后的北柴胡幼苗进行相关生理生化指标测定；最后，利用隶属函数分析对柴胡的生理指标进行综合评价。结果表明：不同处理对不同指标影响不同；其中地上、地下干鲜重比值、可溶性糖含量均以草席覆膜为最高；叶绿素含量、可溶性蛋白含量以黑色地膜覆膜处理最高；游离氨基酸含量以对照为最高。综合评价认为，黑色地膜覆膜处理组对北柴胡幼苗生长的影响最为显著。

北柴胡；覆膜处理；幼苗生长

0 引言

北柴胡(Bupleurum chinenseDC.)属于伞形科(Umbelliferae)柴胡属草本植物，主要成分为柴胡皂苷，以根入药，具有发表和里、疏肝解热等多种药用功效[1]。近年来，由于柴胡需求量快速增加，而野生柴胡资源短缺，不少学者开始对柴胡的人工种植栽培技术进行研究。目前，学者们侧重对北柴胡的分类、北柴胡药用有效成分，柴胡皂苷含量、柴胡的抗氧化性等方面进行研究[2-4]。在大田人工栽培方面，张亚平等[5]对柴胡与小麦和蚕豆的套种技术进行了研究，试验结果表明采用套种技术可以使农作物为柴胡遮荫保墒，促使柴胡种子早出苗、高发芽，并可提高柴胡产量；漆琚涛等[6]研究了小麦套种柴胡无公害栽培技术，该技术使小麦生长为柴胡出苗提供了遮荫保湿的良好环境条件，利于柴胡出全苗，实现粮药双丰收。关于不同植物在不同遮荫处理下的生理特性，有些学者进行了研究，如张晶月等[7]研究了不同遮荫处理对金钱松幼苗生理特性的影响。但是，鲜有学者进行大田北柴胡种子遮荫或覆膜处理，并研究其对北柴胡幼苗的生长的影响。

本试验室对北柴胡种子大田栽培进行过覆膜或遮荫处理，发现这些处理在一定程度上有利于种子的萌发（文章待发），但覆膜处理后对柴胡幼苗的生长的影响的研究还未见报道。鉴于此，本研究拟对北柴胡种子进行覆膜处理，在种子萌发后，对北柴胡幼苗生长指标及相关生理生化指标进行测定；旨在查明种子萌发期覆膜处理对北柴胡幼苗生长的影响，为北柴胡大田栽培提供理论参考和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

研究田间试验于2015年4月在唐山师范学院试验田进行。2015年8月，在唐山师范学院实验室测定柴胡幼苗的各项指标。

1.2 试验材料

北柴胡种子由在北京同仁堂唐山玉田科技有限公司提供，通过40目筛筛选的大小均匀一致的北柴胡种子，按照试验设计播入大田。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验采用不同覆膜处理：CK：不遮荫，S1：草席遮荫，S2：黑色地膜遮荫，S3：白色地膜遮荫，S4：遮阳网遮荫，每处理小区15 m2，重复3次，其他栽培同大田高产田方式。

2015年4月，进行大田播种，播种后进行覆膜处理，种子萌发后撤去遮盖物，8月测定柴胡幼苗各项生理指标，幼苗选取采用之字取样法，每点3株幼苗，每个指标重复3次，取平均值。

1.3.2 指标测定及方法 柴胡幼苗地上部与地下部鲜重和干重的测定采用烘干减重的方法[8]。叶绿素含量的测定采用比色法[9]。可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[10]。可溶性蛋白含量的测定，采用考马斯亮蓝G-250法[11]。游离氨基酸含量的测定采用茚三酮比色法[12]。

1.3.3 统计分析 Excel 2013软件处理试验数据，SPSS 19.0软件进行统计分析，隶属函数分析法进行综合评价[13-14]。

式中：U(Xi)为幼苗生长隶属函数值；Xi表示第i个因子的平均值；Xmin表示第i个因子得分的最小值；Xmax表示第i个因子得分的最大值。

2 结果与分析

2.1 不同覆膜处理对北柴胡幼苗地上部与地下部鲜重和干重的影响

由表1可知，对照组的柴胡幼苗地上部鲜重最重，其次是遮阳网遮荫处理组，草席遮荫处理组最小，且对照组的值显著高于草席遮荫、白色地膜遮荫处理组。经遮阳网遮荫处理的柴胡幼苗地上部干重最重，其次是黑色地膜遮荫处理组，白色地膜遮荫处理组的值最小，并且遮阳网遮荫处理组的值显著高于白色地膜遮荫处理组。经遮阳网遮荫处理的柴胡幼苗地下部鲜重最重，对照组次之，草席遮荫处理组的值最小，经显著性分析可知黑色地膜遮荫处理组的值显著高于草席遮荫处理组(P＜0.05)。经遮阳网遮荫处理的柴胡幼苗地下部干重最重，黑色地膜遮荫处理组次之，草席遮荫处理组的值最小，在0.05的显著性水平下，遮阳网遮荫的值显著高于白色地膜遮荫处理组。由地上部地下部鲜干重比值可得，经草席遮荫处理的柴胡幼苗干物质含量最多。

2.2 不同覆膜处理对北柴胡幼苗叶绿素含量的影响

由图1a可知，草席遮荫处理组叶绿素a含量最高，黑色地膜遮荫处理组次之，遮阳网遮荫处理组叶绿素a含量最少。经显著性分析可得，在0.05水平上，遮阳网遮荫处理组与草席遮荫处理组、黑色地膜遮荫处理组差异显著。由图1b可知，白色地膜遮荫处理组叶绿素b含量最多，其次是遮阳网遮荫处理组，对照组含量最少。经显著性分析，白色地膜遮荫处理组与对照组差异显著(P＜0.05)。由图1c可知，黑色地膜遮荫处理组叶绿素含量最多，其次是白色地膜遮荫处理组，遮阳网遮荫处理组叶绿素含量最少。经显著性分析可得，遮阳网遮荫处理组与草席遮荫处理组、黑色地膜遮荫处理组、白色地膜遮荫处理组差异显著(P＜0.05)。

表1 不同覆膜处理对北柴胡幼苗地上部及地下部鲜重和干重

2.3 不同覆膜处理对北柴胡幼苗可溶性糖含量的影响

不同覆膜处理组北柴胡幼苗可溶性糖含量如图2所示，经草席覆膜处理的柴胡幼苗可溶性糖含量最高，黑色地膜覆膜处理组的次之，白色地膜覆膜处理组的含量最少。在0.05水平上进行显著性分析发现，草席覆膜处理组可溶性糖含量显著高于其他几组处理，黑色地膜覆膜处理组显著高于白色地膜覆膜处理组(P＜0.05)。

2.4 不同覆膜处理对北柴胡幼苗可溶性蛋白含量的影响

由图3可知，遮阳网覆膜处理组的柴胡幼苗可溶性蛋白质含量最少，显著低于其他几组；黑色地膜覆膜处理组的北柴胡幼苗蛋白质含量最高；黑色地膜、白色底膜、草帘及对照之间差异不显著。

2.5 不同覆膜处理对北柴胡幼苗氨基酸含量的影响

游离氨基酸含量对植物不同发育阶段的氮循环有非常重要的意义，不同覆膜处理对北柴胡幼苗游离氨基酸含量的影响如图4所示，对照组游离氨基酸含量最高，白色地膜覆膜处理组游离氨基酸含量次之，黑色地膜覆膜处理游离氨基酸含量最少。在0.05水平上进行显著性分析，对照组游离氨基酸含量显著高于黑色地膜覆膜处理组游离氨基酸的含量和遮阳网覆膜处理组氨基酸含量。

2.6 隶属函数分析进行综合评价

图1 不同覆膜处理对北柴胡幼苗叶绿素的影响

图2 不同覆膜处理对北柴胡幼苗可溶性糖含量的影响

图3 不同覆膜处理对北柴胡幼苗蛋白质含量的影响

图4 不同覆膜处理对北柴胡幼苗游离氨基酸含量的影响

关于不同遮阴处理对北柴胡幼苗生长的影响，利用单个指标对其进行评价存在很大的局限性；为客观准确全面地评价不同覆膜处理后的北柴胡幼苗生长情况，需利用与幼苗生长有关的多项指标来进行综合评价[13-14]，隶属函数法提供了一个多指标综合评价的方法，更具有科学性和准确性。表2反映了不同覆膜处理组的11个指标的隶属函数值及综合评价结果。

表2 不同覆膜处理的综合评价

材料综合排序的大小可以反映各处理组的幼苗生长能力的大小，值越大表明越促进。结果表明5个处理的隶属函数均值为：CK：0.529，S1：0.475，S2：0.615，S3：0.337，S4：0.584。从这个综合评价结果可以看出，S2（黑色地膜覆膜）前期遮阴处理对柴胡幼苗生长效果最为显著，最适合柴胡幼苗的生长。因此，不同覆膜处理下对柴胡幼苗生长的影响的综合排序为：黑色地膜覆膜组＞遮阳网覆膜＞对照组＞草席覆膜组＞白色地膜覆膜组。

3 结论与讨论

目前关于北柴胡覆膜对幼苗生长的影响研究还很少，本研究中4种覆膜处理对柴胡幼苗生长具有一定的作用，不同处理之间存在较大的差异，其中地上、地下干鲜重比值、可溶性糖含量均以草席覆膜为最高，分别为0.347、0.434和0.544%；叶绿素含量、可溶性蛋白含量以黑色地膜覆膜处理最高，可达0.415 mg/g和1.064 μg/g；游离氨基酸含量以对照为最高1.402 mg/g。利用模糊数学原理进行综合多个指标评价的隶属函数法对本研究结果进行综合评价[3,15]，认为黑色地膜覆膜处理组对北柴胡幼苗生长的影响最为显著，这与鱼小军[16]得出的黑色地膜对苜蓿生长的影响结果一致。

不同覆膜处理对北柴胡种子萌发、幼苗生长的影响还未见前人报道；大量覆膜研究集中在旱作农田、冬小麦、苜蓿等植物上[17-19]，认为覆膜具有减少土壤水分蒸腾、提高水分利用率、改善土壤水分和温度等作用[15]。本研究认为北柴胡播种后覆膜，最早产生在不同处理对北柴胡种子萌发的影响（论文待发）；一定的覆膜处理对柴胡种子的萌发有一定影响，进而影响幼苗的早期生长。植物根系主要功能是固着和吸收的功能，是吸收水分和养分的主要器官，根的功能强弱直接影响着地方部分的生长和发育[20]。本研究中，所有覆膜处理后，地上和地下部分的干鲜重比值均显著高于对照，说明覆膜处理有利于北柴胡幼苗地上部分的生长。

衡量植物生长的生理指标有很多，植物体内叶绿体是植物进行光合作用的场所，叶绿体中叶绿素含量的多少对植物光合能力的强弱有重要作用，一定程度上可反映植物生长势的强弱；可溶性蛋白是植物体内的渗透调节物质，在覆膜处理下其含量的变化在一定程度上可以反映植物的生理生化特征[21]，蛋白质含量的降低与植物的衰老密切相关，是植物对逆境适应性的一种表现[22]。覆膜处理后，本研究结果表明：叶绿素含量和可溶性蛋白含量均以黑色地膜为最高，可推断较强烈的遮荫环境对北柴胡种子萌发和早期幼苗生长有促进作用。

评价幼苗的生长情况，除了蛋白质的含量外，还有构成蛋白质的氨基酸种类和含量，它能够构建细胞修复组织，还能为机体提供能量[12]，游离氨基酸参与植物体内的氮循环，对植物的生长代谢有重要作用；同时游离脯氨酸这种氨基酸含量在一定程度上反映逆境强弱，对于抗性强的植物，逆境可以使它的含量增加，本研究中游离氨基酸含量以对照为最高，其他覆膜处理均低于对照，说明覆膜后的环境条件是适宜北柴胡种子萌发和早期幼苗生长的环境。

可溶性糖是种子萌发过程中的直接呼吸底物，在柴胡种子萌发、生长过程中，可溶性糖既可作为能量来源被迅速分解，又可为细胞的生长提供原料，是种子萌发、生长过程中的重要营养物质[23]；可溶性糖含量的增加对调节组织渗透势、维持膜的完整性、增强植物抗性也具有重要作用[22]。本研究结果中草席、黑色地膜、遮阳网处理均高于对照，而白色处理后，幼苗可溶性糖含量显著低于另3个处理及对照；可能草席、黑色地膜和遮阳网处理可以提供较好的北柴胡种子萌发的条件。

柴胡分布范围广，主要在中国半干旱地区，极易发生春旱，导致柴胡出苗率低、保苗率低，人们为了提高柴胡幼苗出苗率而延迟播种；因为生态环境条件不同，不同地区最佳播期有差异[24]；本研究筛选覆膜种类，为柴胡大田春播提供理论参考和技术支持。

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Bupleurum chinenseDC.:Effects and Evaluation of Different Coating Treatments on Seedling Growth

Ma Yanzhi1,Wang Xiangdong2,Ke Shaoying1,Zhang Shengzhen1,Wang Xiaoying1,Jiang Feng1,Duan Yingzi1
(1Department of Life Sciences,Tangshan Normal University,Tangshan 063000,Hebei,China;2Tangshan Academy of Agricultural Science,Tangshan 063001,Hebei,China)

To screen suitable coating materials and provide reference for field cultivation ofBupleurum chinenseDC.,we studied the effects of different coating treatments on seedling growth during seed germination period.In this experiment,Bupleurum chinenseDC.seedling were used as materials,different coating treatments were conducted in seed germination period,which were mats coating,black film coating,white film coating,shading net,and no film was taken as CK;then the covers were removed after seed germination,and the physiological and biochemical indexes were determined after three months of seed germination;finally,the indexes were evaluated by membership function analysis.The results showed that:different treatments had different effects on different indicators,among them,the dry fresh weight ratio of the aboveground and underground and soluble sugar conten were the highest under mats coating treatment;the chlorophyll content and soluble protein content were the highest under black film coating;the free amino acid content was the highest under CK.The comprehensive evaluation showed that the effect of black film coating on the seedling growth ofBupleurum chinenseDC.was most significant.

Bupleurum chinenseDC.;Coating Treatments;Seedling Growth

Q945

：A论文编号：cjas17020013

国家科技部子课题(2011BAI07B05-4)；河北省科技厅项目“北柴胡种子萌发及苗期防杂关键技术研究”(16236420)；唐山市科技局项目“唐山市药用植物综合开发与利用科技创新团队”(15130205C)；唐山师范学院项目“山区果园套种中药材模式研究”(11PT01-2)。

马艳芝，女，1977年出生，河北唐山人，副教授，硕士，主要从事药用植物与生物技术研究。通信地址：063000河北省唐山市建设北路156号唐山师范学院生命科学系，Tel：0315-3863212，E-maiL：mayanzhiwxd@163.com。

2017-02-14，

：2017-04-06。