栽培措施对藏药波棱瓜种子产量品质形成的影响

4 李海奎 王保民 仲格嘉

(1.中国藏学研究中心 藏医药研究所， 北京 100094; 2.中国林业科学研究院 资源信息研究所，北京 100091;3.中国农业大学 农学院， 北京 100193； 4.世纪神农(北京)国际生物技术公司， 北京 100073)

藏药波棱瓜(Herpetospermumpedunculosum(Ser.) Baill.)，又名色吉美朵、塞季美朵、塞美塞古，属葫芦科波棱瓜属一年生攀援藤本植物，自然分布于中国西藏、云南、四川等地及印度、尼泊尔等国，在西藏主要分布于藏东南地区海拔2 300～3 500 m的山坡林缘，以种子入药[1-3]；味苦，可清热解毒，护肝，治黄疸性传染性肝炎、消化不良等症[1-4,8]。波棱瓜子是藏医治疗肝病的常用、高频藏药材[5]，是目前国内外学者关注的热点品种。研究发现，波棱瓜子治疗肝炎、肝纤维化的作用机制包括调节TGF-β信号通路[6]和改善能量代谢、双向调节支链氨基酸等[7]。该药材近年来市场需求逐渐加大，但受藏区特殊地理气候条件所限和人为因素影响，野生资源日益减少。该物种为雌雄异株，自然条件下其雌雄比严重失调，雌株比例显著少于雄株，挂果率较低；自然生长的路旁、林缘地带，由于近年来交通建设和掠夺式采收等人为因素影响，目前濒于灭绝。西藏地区栽培技术缺乏，大面积人工栽培很少。波棱瓜子严重短缺，制约了藏医药事业的可持续发展，对高原生物多样性的恢复也带来负面影响。

目前，波棱瓜的人工栽培技术研究还只是停留在简单、粗放的人工引种试验，产量较低，推广困难；波棱瓜种子质量标准研究较少，种子质量、产量形成的相关因子缺乏系统研究；波棱瓜花果期较长，种子成熟期不一致，造成了种子质量不均一，发芽和出苗不整齐，从而影响其产量和质量。研究波棱瓜种子品质和产量形成的相关因子对提高波棱瓜生产水平有重要意义。

1 材 料

以中国藏学研究中心藏医药研究所从西藏采集的野生波棱瓜种子为试验材料。经中国医学科学院药用植物研究所鉴定，为葫芦科植物波棱瓜(Herpetospermumpedunculosum(Ser.) Baill.)的种子。

2 方 法

2.1田间试验设计

试验地设在西藏林芝市八一镇核桃村，尼洋河畔，中国藏学研究中心藏药研究基地。海拔2 900 m。本试验地选择在地势高岗、沙质土壤的向阳地块。土壤pH值为6.5。每667 m2施腐熟有机肥2 500 kg做底肥。对种植地翻耕、平整、灌溉。整理为0.8 m宽的高畦，沟宽0.3 m。播种方法：穴播，每穴播种7粒，浇水，覆土2～3 cm。畦面覆盖地膜。按不同催芽方法、不同播期、不同密度、不同施肥方案设置波棱瓜种植试验小区。每个小区12 m2(2 m ×6 m)，小区间的隔离带为1.0 m。试验采取随机排列，重复3次。

2.2试验项目

2.2.1催芽方法试验

对照组为直播；45 ℃温水浸种48 h；催芽剂青霉素200 mg· L-1、赤霉素200 mg· L-1、ABT 6号生根粉(GGR 6)200 mg· L-1，分别浸种12 h后，以自来水冲洗2次。其中青霉素采用华北制药股份有限公司生产的青霉素钾粉剂,含量99%;赤霉素采用广州市林国化肥有限公司生产的赤霉素920(GA3),含量90%; ABT 6号生根粉(GGR 6)由北京艾比蒂生物科技有限公司生产, GGR 6含量99%。

2.2.2播期试验

种子处理均采用45 ℃温水浸种48 h法。分别于2016年4月13日，5月10日，6月10日播种，对比试验。

2.2.3密度试验

分别采用穴距35 cm×70 cm，50 cm×70 cm 和 70 cm ×70 cm不同密度对比试验。

2.2.4施肥方案试验

复合肥施肥量45 g·m-2、EM益生菌肥叶面喷施浓度2 000 mg· L-1、 追施磷肥45 g·m-23种不同施肥方案对比试验。复合肥(N∶P∶K=18∶12∶5)，总含量35%；EM益生菌由河北沧州旺发生物技术研究所生产，含量90%；磷肥(过磷酸钙)由济南清海化工有限公司生产，P2O5含量12 %。

2.3品质和产量测定

分别于7月—10月份果实成熟期(以果实开始变黄褐色、开始裂口为标准)陆续采收果实，自然阴干脱粒、净化。分别测定种子千粒重、单株种子产量和单位面积种子产量。

2.4有效成分测定

定性测定采用薄层色谱法。定量采用高效液相色谱法[9]，测定波棱瓜总木脂素、波棱醇(herpetrione)、波棱素(herpetin)的含量。

2.5数据分析

利用Excel 2010软件对试验数据进行初步计算，采用SPSS 软件进行处理，单因素方差分析，Duncan 法进行多重比较(α=0.05)。

3 结果与分析

3.1不同催芽方法对出苗率及种子品质和产量的影响

本试验中，对照(ck)：直播；C 1：45 ℃温水浸种；C 2：青霉素催芽；C 3：赤霉素催芽；C 4:ABT 6号生根粉(GGR 6)催芽。共5个处理，重复3次。试验结果见表1。

表1 不同催芽方法对出苗率及种子品质和产量的影响

催芽方法出苗率/%种子千粒重/g单株产量/(g·株-1)单位面积产量/(g·m-2)ck15.50e56.40e35.04e69.34eC121.67d56.91c36.17d69.70dC232.83b56.73d36.98b72.38bC326.43c57.13b36.60c70.21cC435.83a57.52a37.26a75.18a

注：同一指标不同字母者表示差异显著(p<0.05)。下同。

试验结果表明，上述催芽方法均可显著提高波棱瓜种子的大田出苗率，其中以ABT生根粉(GGR 6)和青霉素催芽的效果最好，赤霉素和温水浸种效果次之；不同催芽方法与对照相比，均可显著提高种子千粒重，各种催芽方法之间均差异显著，其中ABT生根粉(GGR 6)催芽方法效果最好，依次为赤霉素催芽、温水浸种和青霉素催芽；单株产量方面，各种催芽方法之间亦均差异显著，经ABT生根粉(GGR 6)处理的单产最高，较对照组提高6.34%，然后依次为青霉素催芽、赤霉素催芽和温水浸种；单位面积产量方面，以ABT生根粉(GGR 6)效果最好，比对照组提高8.22%，然后依次为青霉素、赤霉素、温水浸种。

3.2不同播期对种子品质和产量的影响

本试验中，不同播期分别设置为，P 1:4月13日，P 2:5月10日,P 3:6月10日。3个处理，重复3次。结果见表2。

表2 不同播期对种子品质和产量的影响

播期种子千粒重/g单株产量/(g·株-1)单位面积产量/(g·m-2)P154.44c36.33a37.50cP262.25a36.05ab48.24bP357.53b35.44b57.35a

试验结果表明，采用不同播期收获的波棱瓜，其种子千粒重之间差异显著，其中4月播期所收获的种子千粒重最低，5月播期的种子千粒重最高；4月和6月播期的单株产量有显著差异，4月和5月，5月和6月播期之间差异不明显；不同播期之间单位面积产量差异明显，其中6月播期的单位面积产量最高，4月播期的单位面积产量最低。

3.3不同密度对种子品质和产量的影响

本试验分别按不同穴距设置试验。分别为D 1：35 cm×70 cm,D 2:50 cm×70 cm,D 3:70 cm×70 cm。3次重复。结果见表3。

表3 不同密度对种子品质和产量的影响

密度种子千粒重/g单株产量/(g·株-1)单位面积产量/(g·m-2)D154.79a36.35a69.78aD254.28b36.11b67.35bD354.21b36.06b40.85c

本试验中：雌株占比16%～20%，平均雌株比18.87%。试验结果表明，穴距35 cm×70 cm处理的种子千粒重、单株产量、单位面积产量均高于穴距50 cm×70 cm处理，方差分析结果虽两者差异显著，但仅分别高出0.39%、0.66%和3.61%。穴距70 cm×70 cm 与50 cm×70 cm 处理之间的种子千粒重和单株产量均无显著差异，穴距70 cm×70 cm 的单位面积产量显著低于另外2组。

3.4不同施肥方案对种子质量和产量的影响

本试验中，对照(ck)：常规施肥； F 1：EM益生菌肥叶面喷施；F 2：追施磷肥。共3个处理，3次重复。结果见表4。

表4不同施肥方案对种子品质和产量的影响

施肥方案种子千粒重/g单株产量/(g·株-1)单位面积产量/(g·m-2)ck57.34c35.05c75.20cF170.71a36.40b85.66bF269.43b43.39a87.57a

试验结果表明，EM益生菌肥和追施磷肥均可显著提高波棱瓜种子千粒重、单株产量和单位面积产量；种子千粒重指标上，EM益生菌肥处理组比对照组提高23.32%,比追施磷肥高1.84%；而磷肥对波棱瓜单株产量和单位面积产量的贡献值较大，分别比对照提高23.79%和16.45%,比EM益生菌肥处理高19.20%和2.23%。

3.5种子有效成分测定

对不同措施条件下采收的各批次波棱瓜种子分别进行定性检验和有效成分定量检测。定性检验结果均符合藏药材部颁标准规定。采用高效液相色谱法测得各批次种子中的有效成分总木脂素含量均在0.52%～0.86%之间，其中波棱醇含量在0.26%以上，波棱素含量均在0.19%以上。人工栽培波棱瓜的种子可以作为藏药材使用。

4 讨论与结论

4.1波棱瓜种子有一定程度的休眠特性，在自然条件下，出苗率较低且不整齐。种子休眠是植物在系统发育过程中长期自然选择的结果，是抵御外界不良环境、调节萌发最佳时间和空间分布的一种机制。波棱瓜与其它有休眠特性的植物一样，有本身适应环境和延续生存的需要，或由内在生理因素(种皮厚，对水、气的不透性；胚发育未完成、生理上未成熟、缺少必需的激素或存在抑制萌发的物质等原因)造成[10-11]；或由于温度、湿度、空气等环境因素达不到种子萌发要求。本研究通过对波棱瓜种子催芽方法的筛选试验，优选出2种效果较好的催芽剂：其中青霉素可显著促进波棱瓜种子萌发，与王宏霞等[12]的研究结论基本一致，比对照组出苗率提高111.81%；ABT 6号生根粉可使波棱瓜种子出苗率提高131.16%。其机理可能是由于该2种催芽剂改变了种子内的激素比例，促使原本处于休眠状态的种胚激活，使其恢复了伸长生长能力，促使种子萌发。

4.2关于种植密度与雌雄株调控：密度试验中，密度较大的穴距35 cm×70 cm处理组的种子千粒重、单株产量均显著高于密度较小的穴距50 cm×70 cm处理组。这种现象可能是由于波棱瓜为雌雄异株，雌株比例较低(16%～20%)，随机分布不均的原因所造成。今后应在研究提高雌株比的途径和方法、筛选雌雄调节剂、辅以早期雌雄株识别技术进而人工调控的基础上，进一步开展栽培密度试验，确定合理密度，以提高波棱瓜种子产量。

4.3本研究发现,播种期为4月的波棱瓜，所产种子千粒重和产量均显著低于5月和6月播种的波棱瓜，可能与早期营养生长过旺，进入花果期后营养供给不足有关；4月播期的波棱瓜产量较低，与该期雌株分化比例较小有关：林芝地区春季较为干燥，地温回升慢，而5月—6月播种的波棱瓜在性别分化期处于温度、湿度、光照较好的环境下，自然界雌雄异株植物性别分化的常见模式表现为，有利植物生长环境下向雌性分化，逆境条件下向雄性分化，因而5月—6月播种的波棱瓜中雌株比例较高。这与关法春等[13]、Correial O[14]和EI-keblawy A[15]等对其他雌雄异株植物相关研究得到的结论基本一致。因此，波棱瓜在西藏林芝地区的适宜播种期应为5月—6月，不宜早播。

4.4通过试验研究，初步取得了野生波棱瓜人工栽培成功，波棱瓜子品质符合国家藏药材标准要求。筛选出的催芽方法、播期、施肥方案为今后制定波棱瓜子标准化生产操作规程(SOP)提供了科学依据，对指导藏区波棱瓜的人工栽培和种子生产有重要意义。