鳞茎繁育湖北贝母生长发育规律观察
2018-06-25王鹏程杨振容董朝晖孙长城湖北三峡职业技术学院湖北宜昌000五峰土家族自治县长乐坪镇农技服务中心湖北五峰五峰土家族自治县农业局湖北五峰00兴山县黄粮镇农技服务中心湖北兴山70兴山县峡口镇农技服务中心湖北兴山70
王鹏程,李 云,裴 锋,杨振容,董朝晖,孙长城(.湖北三峡职业技术学院,湖北 宜昌 000; .五峰土家族自治县长乐坪镇农技服务中心,湖北 五峰 ;.五峰土家族自治县农业局,湖北 五峰 00; .兴山县黄粮镇农技服务中心,湖北 兴山 70;.兴山县峡口镇农技服务中心,湖北 兴山 70)
湖北贝母(Fritillariahupehensis)又称鄂贝、板贝、窑贝、奉贝[1],主产于湖北西部及重庆等地,湖南西北部、安徽、河南也有少量分布,人工栽培历史悠久。湖北贝母叶似大蒜[2],5月采收,以地下鳞茎入药,味苦、凉,归肺、心经,具有清热润肺、化痰止咳的功效,用于治疗热痰咳嗽、阴虚肺燥、痰核瘰疬、肺痈疮毒等症。
目前,湖北贝母仍是鄂西南及川东、重庆等地山区农民发家致富的重要经济支柱,其产量仅次于浙贝[3]。湖北贝母有种子繁殖和鳞茎繁殖2种方式[4]。由于种子繁殖萌发率低[5],且生长周期长、见效慢,因此生产中多采用鳞茎繁殖。尽管鳞茎繁殖历史悠久,但有关其生长发育的研究报道较少[6-7]。为了摸清鳞茎繁育湖北贝母生长发育规律,提高其产量和效益,更好地促进产业化发展,课题组利用重庆、湖南以及本地的湖北贝母种质资源,连续3年对湖北贝母生长发育特征特性进行了较系统的研究,以期为栽培管理提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验地概况
试验于2014—2017年分别在湖北省五峰县长乐坪镇苏家河村和桥坪村山坡地中进行,试验地海拔分别为1 200~1 250 m和1 580~1 650 m,土壤为黄砂壤,土层深厚。全年日照时数为1 160~1 600 h,日照百分率为26%~37%;平均气温在7.8~17.4 ℃,无霜期230~260 d;降雨丰沛,6—7月降雨最多,夏季昼夜温差大。
1.1.2 供试材料
分别从本地湖北贝母、奉节湖北贝母、石门湖北贝母中选取直径2.5~3.0 cm,重量9.36~12.29 g的鳞茎作种。要求鳞茎均由2枚鳞瓣组成,无病虫危害、无破损[8]。随机抽取50个鳞茎,连续抽取5次,求其平均值,2014年鳞茎平均直径分别为2.7、2.9和2.9 cm;平均高分别为2.3、2.3和2.4 cm;平均重分别为11.5、10.3和10.6 g。2015年鳞茎平均直径分别为2.8、2.7和2.8 cm;平均高分别为2.3、2.3和2.4 cm;平均重分别为11.6、10.8和11.4 g。2016年鳞茎平均直径分别为2.7、2.9和2.7 cm;平均高分别为2.3、2.4和2.3 cm;平均重分别为11.6、11.7和10.9 g。
1.2 方法
1.2.1 种茎处理
用0.1%的高锰酸钾溶液浸泡种茎10~15 min,取出后用清水冲净种茎上的残留药液,然后放在阴凉的地方晾干。
1.2.2 栽植试验
2014年5月18—21日试验在苏家河村开展,栽植地坡向东北;5月11—13日在桥坪村进行,坡向西北;两地水平相距18 km。同一地点重复试验,2015年苏家河村5月27—29日栽植;桥坪村5月30日至6月1日栽植。2016年苏家河村5月22—24日栽植;桥坪村5月25—27日栽植。根据来源不同分小区集中种植。采取随机试验设计,小区面积300 m2,3次重复。株行距5 cm×10 cm,每穴播种1个。
1.2.3 观测项目与内容
自每年8月1日起,每隔2 d观察记录1次不同来源的试验田中湖北贝母茎、叶、花、果实及种子的生长发育情况,直至全部倒苗(或者采收)为止。自栽种之日起,在各试验点上每隔30 d随机从每个处理中挖取50株鳞茎,用游标卡尺测量其高度、直径(取最大直径),用分析天平称其重量,观察生根情况,直至两个新贝母脱离母体为止。
2 结果与分析
2.1 植物学特性
通过观察,从不同产地引进的湖北贝母在外观与物候期上差异不显著(表1)。湖北贝母的根系不发达,为须根系,根圆柱形、白色。5月栽种时种茎没有新根,8月中下旬当气温降至30 ℃以下时种茎内已分化好的休眠芽解除休眠,开始活动。首先是芽的基部鳞茎原基细胞开始分裂,形成根的原始体,随着细胞不断分裂和伸长,根原始体突破种鳞茎,形成新的根。新根形成是一个持续不断的过程,直到11月发根才会结束,形成须根系。新形成的根通常穿过种鳞茎盘,1个种茎上一般有几个至十多个新根,长度30~50 cm,最长可达1 m以上。根上再分生数量不等的侧根。这些新长出的根可一直到第2年立夏时节,立夏后10 d左右几乎全部烂掉。
表1 不同试验点湖北贝母的物候期表现 月-日
湖北贝母的茎有2种,一种是地下部分的鳞茎,另一种是地上部分专为生殖生长而形成的地上茎。地下鳞茎主要由2枚肉质肥厚的鳞瓣构成(稀1瓣或3瓣),色白,扁圆球形至圆锥形,在两枚鳞瓣之间有分化成熟的鳞芽2个(稀1个或3个),长2~5 mm,处于休眠状态。随着须根的萌发,芽尖也开始活动,芽轴长长,基部膨大,通常在1月肉眼可见圆形幼小鳞茎。翌年2月,鳞芽开始出土,刚出土时芽分化成1芽1叶,芽和叶都继续生长,然后分化出第2片真叶,芽继续生长,直至形成地上成熟茎。由于种茎内一般有2个幼芽,活动几乎同时开始,但出土有先有后,间隔时间不等。形成地上的茎通常1高1矮(主秆和副秆),但形成的2个地下新鳞茎却相差不大,单个重量通常在7~14 g。湖北贝母地上成熟茎圆形,一般高25~50 cm。
2月上中旬,湖北贝母开始出土。刚分化出的嫩芽比较小,绿色,随着顶芽不断的生长,叶也不断分化,叶片不断增长增宽,成熟的叶片长圆状披针形,上部的叶先端常卷曲,长6~15 cm,宽8~20 mm,1个完整的植株通常3~17片叶,对生或轮生,少互生。
湖北贝母花在3月底开放,花期15~20 d。顶生或腋生,较大,1~6朵。两性,花被6片,两轮,每轮3片,紫色具明显的黄褐色小方块。雄蕊6枚,雌蕊1枚,上位子房,柱头3裂。
湖北贝母自然结实率很低,原因主要有以下2个方面。一是遗传因素,二是自然因素。湖北贝母本身结实率低,加上开花期间正好是雨季,造成授粉不良,结实更少。4月中旬花瓣凋谢,子房开始发育,形成果实,绿色,5月底发育成熟呈棕黄色。正常发育的蒴果铜锤状,6楞,内含50~80粒种子。种子浅棕色扁平,呈不规则四边形。
2.2 鳞茎发育
经过连续3年观察,无论本地种茎还是外地种茎,两鳞茎瓣基本无变化,鳞茎瓣的作用是贮藏营养物质供幼芽生长发育,当营养物质全部被消耗完后,鳞茎瓣仅留下2张表皮。种茎内的幼芽6至7月处于休眠状态,8月开始萌动长根。除根快速生长外,芽的长短、大小变化不明显(表2)。12月至翌年1月为幼芽出土期,新鳞茎开始形成,此时整个种茎有所彭大,重量也有所增加。2月幼芽全部出土,进入快速生长期,此时新个体还没有脱离母体;3月中旬地上杆有15~20 cm高,种鳞茎瓣的营养物质被完全吸收,仅剩表皮。2个新植株也开始脱离母体,各自独立生长。
表2 湖北贝母的鳞茎生长发育情况
在观察过程中发现湖北贝母的产量与幼芽生长势相关,幼芽饱满度、生根早晚以及根的数量直接影响到新鳞茎将来的大小,通常饱满、发根早且须根多的幼芽最终形成的鳞茎也较大,饱满度差、发根迟且须根少的形成的鳞茎也较小。研究发现,9月以后才有根形成的幼芽其最终形成的鳞茎鲜重很难超过10 g,这可能与其生长势较弱有关。
3 小结与讨论
湖北贝母生长发育的突出特点是一生中多数时间在地下生长。鳞茎繁殖湖北贝母通常每年5月播种,笠年2月中下旬出土,5月下旬至6月上旬倒苗。仅3个多月时间在地上完成抽茎、展叶、开花、结实、枯萎的生长发育过程,因此土壤质地及土壤中微生物种类和数量直接影响到湖北贝母的产量和质量。栽培湖北贝母之前一定要进行土壤选择,应选择土质疏松肥沃,保水性和透气性都比较好的土壤栽培;透气性差、排水不良的土壤易烂种。另外,考虑到良种是丰产的基础,在栽种之前还要选种,过小过大的鳞茎均不适合作种,破损的、有病的、残缺的鳞茎也不宜作种。因此,栽培湖北贝母从采收时就应高度重视。
湖北贝母生长发育的过程实质上是鳞茎内的幼芽发育成新植株的过程,因此幼芽是关键。种大苗肥。一般长势弱的幼芽形成的新植株也较弱,鳞茎也较小,应选幼芽健壮的鳞茎作种。但幼芽被鳞瓣紧紧包裹,不能看到,这给选择幼芽带来了困难。幼芽和鳞瓣是相互关联的,在真叶形成之前,老鳞瓣中贮藏的物质是其主要营养来源。通常鳞瓣健壮饱满里面的幼芽也健壮,因此可从鳞茎的饱满度和健壮度上判断,栽培时应选饱满度和健壮度都好的鳞茎作种。
参考文献:
[1] 刘杰书. 湖北贝母的本草考证及其品质评价[J]. 湖北中医杂志, 2001, 23(7):50-51.
[2] 苏敬, 尚志钧. 新修本草[M]. 2版.合肥:安徽科学技术出版社, 2004.
[3] 杨志刚, 熊德武. 湖北贝母有性繁殖技术[J]. 科技创业月刊, 2000(1):30-31.
[4] 刘辉, 陈士林, 姚辉,等. 川贝母的资源学研究进展[J]. 中国中药杂志, 2008, 33(14):1645-1648.
[5] 王芳, 彭德太, 叶太志,等. 湖北贝母的有性杂交及繁殖试验[J]. 中国药学杂志, 1992, 27(1):30-32.
[6] 李代永. 湖北贝母生物学特性的观察[J]. 中国中药杂志, 1986, 11(9):5-7.
[7] 王臣, 刘玫. 平贝母地下器官生长发育规律的研究[J]. 植物研究, 1995, 15(4):460-464.
[8] 鲁鸿钜, 谷守礼, 杨传英,等. 湖北贝母烂种的调查及防治意见[J]. 中药材, 1986(6):10-12.