北沙参种子质量分级标准初探

贾俊英，杨 敏，徐建平，王聪聪，张春红，李旻辉,3

（1内蒙古民族大学，内蒙古通辽028000；2包头医学院，内蒙古包头014060；3内蒙古自治区中医药研究所，呼和浩特010110）

0 引言

北沙参为伞形科植物珊瑚菜Glehnia littoralisFr.Schmidt ex Miq.的干燥根，是中国的传统中药材之一。其味甘、微苦，性微寒，归肺、胃经，属补阴药，具有养阴清肺、益胃生津的功效，常用于治疗肺热燥咳，劳嗽痰血，胃阴不足，热病伤津，咽干口渴等症[1]。除药用外，其还具有良好的食用价值[2]。近年来北沙参的市场需求量不断扩大，目前主要依靠人工栽培来满足需求。北沙参适应性较强，保肥保水能力较强的砂质、半砂质壤土的土壤类型适宜种植栽培[3-4]。随着种植区域的不断扩大，北沙参的主产区从原道地产区山东莱阳、牟平、文登、日照等沿海县市发展到了现今的河北安国、内蒙古赤峰等地区，种植面积大幅增加[5-9]。2012年，内蒙古赤峰市牛家营子镇的北沙参被评为中国地理标志产品，其产量占全国的20%以上，所产药材色泽纯正、形状条长无分支，外皮细嫩，品味及有效成分含量高、商品性好，质量为全国上乘，主要销往广州、浙江等地；国际市场上，主要销往新加坡、日本、韩国及美国和澳洲。河北亦是北沙参的主要产区之一，该省安国所产的北沙参颜色浅黄，形状粗短，广泛销往全国各地药用[10-15]。

当前市场上，北沙参种子生产以个体农户自留种为主，农民缺乏技术指导，加之北沙参种子具有休眠的生物学特性，种子处理和保存方式各异，导致种子质量参差不齐，给北沙参的生产安全造成了严重威胁[16-17]。制定北沙参种子质量标准，对于企业从事北沙参规范种植、提高药材产量和质量，降低生产成本，推动北沙参GAP基地建设，保护良种资源等诸多方面具有重要的意义[18]。本研究通过对赤峰和河北两个产地的北沙参种子进行净度、饱满度、含水量、千粒重、发芽率及生活力等各项指标研究探索，初步制定出北沙参种子的质量分级标准，以期为其质量标准化建设提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

2016 年 7 月至 2017 年 9 月，于内蒙古赤峰喀喇沁旗和河北安国各采集伞形科珊瑚菜秋季收获后阴干的种子6批，2018年3月，又自内蒙古赤峰喀喇沁旗和河北安国各购买了6 批经过沙藏越冬后的种子，经内蒙古科技大学包头医学院张春红教授鉴定均为多年生草本植物珊瑚菜(Glehnia littoralisFr.Schmidt ex Miq.)的种子。

1.2 方法

1.2.1 种子外观形态观测 在每份成熟的北沙参种子中随机取样若干粒，放在坐标纸上，通过实体解剖镜观察种子的颜色、形态、横切面、纵切面，并测量种子的大小。

1.2.2 种子净度测定 取3 张白纸平铺在洁净的台面上，称取60 g种子均匀地摊放在白纸上，摊成正方形，然后用2根直尺从一侧两角对角线方向延伸交汇于中心点，往外将左侧1/4的种子拨到另外一张纸上，同法将右侧1/4 的种子拨到另外一张纸上，将拨出的种子放入种子袋中，直至拨出的质量约为30 g为止，称重记为W1，再将纯净种子和杂质区分开，分别称重，纯净种子记为W2，杂质记为W3，然后利用以下公式进行种子净度计算，重复3 次。每批种子试验条件及方法均相同。

式中W1：用四分法分离后的种子量(g)；W2：纯净种子量(g)；W3：杂质量(g)。

1.2.3 种子千粒重测定 净度分析后，将净种子用四分法分成4份，从每份中随机取250粒，共1000粒为1组，重复3次。每批种子的试验条件及处理方法均相同。

1.2.4 种子含水量测定 每批种子分别随机称取样品3份，置于已恒重的称量瓶称重，每份约10 g，将样品均匀摊平后放入烘箱中；待烘箱温度上升至(103±2)℃后开始计时，烘干12 h；在烘箱内将称量瓶盖子盖好，取出后迅速放入干燥器中冷却30 min，精密称定重量，再继续干燥2 h，取出，置干燥器中，室温冷却30 min，精密称定重量，至连续2次干燥后称重的差异在5 mg以下为止。记录此时的重量，放在干燥器中备用。

式中W1：种子样品重量(g)；W2：称量瓶恒重的重量(g)；W3：（称量瓶+样品）干燥至连续2次称重的差异不超过5 mg后的重量(g)。

1.2.5 种子发芽率测定 每个批次各取样品3 份，每份样品随机选取25粒种子（沙藏后的种子需用蒸馏水洗净表面沙子，北沙参上一年的干种子提前浸种12 h），分别以砂子和滤纸作为发芽床，放置于温度分别设置为15℃、20℃、25℃的人工气候箱中培养，培养条件为湿度为50%，光照强度12000 lx，光照时间12 h/d，根据种子发芽率确定最佳培养条件，在最佳条件下进行种子萌发试验，每天记录种子萌发情况，以3天无新种子萌发则视为发芽结束，并记录最终天数。

1.2.6 种子生活力 用去离子水配置浓度为0.3 g/L、pH 6.8～7.2的TTC溶液，置于棕色瓶中，避光4℃保存。将上述各批次的种子随机选取25 粒，分别用温水（约30℃）浸泡10 h，使种子充分吸胀，以增强种胚的呼吸强度，使显色迅速。显色完成后随机取吸胀的北沙参种子，沿种子胚的中心线纵切为二半。分别置于4 个培养皿中，作为平行，加入适量预先配制好的TTC 溶液。然后置于25℃恒温箱中避光染色24 h。染色结束后，用清水冲洗种子1～2次，观察种胚被染色情况。凡种胚被染成红色的即为具有生命力的种子；种胚不被染色的为死种子；如果种胚中非关键性部位（如子叶的一部分）被染色，而胚根或胚芽的尖端不染色都属于不能正常发芽的种子，但具有生活力。

1.3 数据分析

试验数据均采用SPSS 17.0 软件进行试验结果处理分析。

2 结果与分析

2.1 外观形态观测结果分析

经观测分析，北沙参种子为植物学包衣种子，双悬果，圆球形或椭圆形，长1.2～1.9 cm，宽0.6～1.2 cm，厚0.4～0.8 cm，表面黄褐色或黄棕色，顶端钝圆，分果背面隆起，腹面较平，横切面弧形，胚细小，乳白色，埋生于种仁基部。种子外观形态详见图1。

图1 种子的外观形态图

2.2 净度测定结果分析

净度作为分析种子质量的一项重要指标，GB/T 3543.3—1995“农作物种子检验规程”定义，凡能明确的鉴别出他们是属于所分析的种子，即使是未成熟的、瘦小的、皱缩的、带病的或发过芽的种子单位都应作为净种子。净度低的种子，其利用率低。本研究按GB/T 3543.3—1995“农作物种子检验规程”的净度分析要求采用四分法对北沙参种子进行净度试验，各试验品增失差均小于5%，表明此种方法切实可行。从表1 可以看出，种子的净度分别在95.0%、90.0%以及85.0%3个层次，即按照这3个层次将种子的净度分为3个等级，详见表1。

表1 净度测定结果%

2.3 千粒重测定结果分析

千粒重作为检验种子活力的一项指标，它体现种子大小与饱满程度，粒越大，越饱满，发芽率越高。通过对北沙参种子的千粒重测定数据分析可知，北沙参种子的千粒重可分为不小于23 g、不小于18 g、不小于15 g 3个等级，详见表2。

表2 千粒重测定结果g

2.4 含水量测定结果分析

采用低恒温烘干法按GB/T 3543.6—1995 进行北沙参种子的含水量测定试验，在相同的处理条件下，北沙参种子的含水量可分为8.0%～12.0%、≥12.0%或≤8.0%2个级别，详见表3。

表3 含水量测定结果 %

2.5 发芽率测定结果分析

发芽率是衡量种子质量的重要指标之一，发芽率高的种子表明其生活力强。通过比较分析测定结果，发现陈年未沙藏的北沙参种子发芽率为0，表明陈年未沙藏种子几乎失去生活力；温度条件为15℃时，种子萌发的时间普遍比温度条件为20℃时的时间长，且温度条件为15℃时种子发芽率较低，相同地，温度条件为25℃时，种子萌发的时间普遍比温度条件为20℃时的时间长，且在25℃时的种子发芽率较低。因此，上一年沙藏后的北沙参种子最佳萌发温度为20℃，基质为沙子，具体试验结果详见表4。

基于以上数据的分析，在粒数、温度、光照等外界条件相同的条件下，未沙藏过的北沙参种子的平均发芽率分别在不小于12.0%、不小于10.0%以及不小于8.0%的范围内，因此可以分为3个级别；沙藏过的北沙参种子的平均发芽率分别在不小于65.0%、不小于60.0%以及不小于55.0%的范围内，因此根据种子的萌发试验结果数据同样可以将北沙参种子的发芽率分为3个级别，详见表5。

2.6 生活力测定结果分析

种子的生活力指种子的发芽潜在能力和种胚所具有的生命力，通常是指一批种子中具有生命力（即活的）种子数占种子总数的百分率。种子的生活力也是衡量种子质量的一项重要指标，种子的生活力越强说明种子的质量越好。本次试验结果表明，同一产地的北沙参种子，未沙藏的生活力分别在不小于35.0%、25.0%、15.0%的范围内，因此可以将北沙参的生活力分为3 个等级；同样，沙藏的生活力分别在不小于70.0%、65.0%、60.0%的范围内，因此可将沙藏后的北沙参的生活力分为3 个等级；通过沙藏与未沙藏的生活力的比较，表明沙藏后的种子生活力高，详见表6。

2.7 北沙参种子的质量分级标准

采用分级方法确定等级最低标准原则，即任何一项指标不符合规定标准，则该种子不能作为相应等级的合格种子。根据上述试验研究，将沙藏前与沙藏后的北沙参种子质量各分为3 个等级，北沙参种子质量标准的3 个等级分别为：一级种子净度要大于95.0%，饱满度不低于70.0%，发芽率不低于12.0%，生活力不低于35.0%，含水量在8.0%～12.0%之间，千粒重不低于23.0 g；二级种子净度不低于90.0%，饱满度不低于60.0%，发芽率不低于10.0%，生活力不低于25.0%，含水量在8.0%～12.0%之间，千粒重不低于18.0 g；三级种子净度不低于85.0%，饱满度不低于50.0%，发芽率不低于8.0%，生活力不低于15.0%，含水量大于等于12.0%或者小于等于8.0%，千粒重不低于15.0 g。另外，对于沙藏后的北沙参种子质量划分3 个等级分别为：一级种子饱满度不低70.0%，种子发芽率不低于65.0%，生活力不低于70.0%；二级种子饱满度不低于60.0%，发芽率不低于60.0%，生活力不低于65.0%；三级种子饱满度不低于50.0%，发芽率不低于55.0%，生活力不低于60.0%，详见表7和表8。

表4 发芽率数据统计

表5 发芽率测定结果 %

表6 生活力测定结果%

3 讨论与结论

随着中药逐步走向国际市场，临床上对药材资源的需求量越来越大，致使野生药用资源量大幅缩减，许多药材资源逐渐枯竭，濒危状况日益严重，而野生北沙参作为中国渐危植物之一，早在1999年就被国家列为II 级重点保护野生植物[19]。目前，对于北沙参的研究大都集中在药理，化学成分和种植技术等几个方面，而关于北沙参种子的质量标准研究还处在基础阶段。赵玉玲等[20]通过测定经不同贮藏方式的北沙参种子的发芽率，发现北沙参种子的发芽率不高，在11%～13%左右，后续相关研究进展缓慢，这主要与北沙参种子的发芽率较低有关[21]。通过对北沙参种子的生物学特性研究并查看相关文献资料，发现北沙参种子发芽率不高可能与以下3 个原因有关：第一，根据Khan 种子休眠类型的分类方法，北沙参种子属于深度休眠类型[22]，经相关研究表明这可能与北沙参种子内含有高含量的香豆素类成分（香豆素是最早被确定为诱导休眠的物质之一）[23]有关，该物质的存在也许大大地抑制了种子的发芽；第二，北沙参种子采收时成熟度不够，胚尚未发育完全即成熟脱落，所以将采收后的种子直接进行发芽试验或者投入生产后，其发芽率不高；第三，北沙参种子在储存时含水量的高低会对发芽产生较大的影响，种子极度干燥会使其细胞质膜构造损伤严重，后期播种时质膜修复发生困难，生理代谢功能失调，对发芽产生及其不利的影响，而含水量过大又会导致种子发热、变质甚至霉变，所以北沙参种子的含水量过高或者过低均会导致发芽率低下[24-25]。北沙参种子的寿命只能保持2年，种子还必须经过一个低温后熟的过程，才能顺利发芽出土。因此，为了提高北沙参种子的发芽率，本试验对不同产地的北沙参种子进行了预处理，即低温沙藏。试验结果发现，经过预处理的种子发芽率大大增加，可达50%以上。

表7 未经沙藏的北沙参种子质量分级标准

表8 沙藏后的北沙参种子质量分级标准%

北沙参作为人工栽培药材，优良的种子是保证药材质量稳定和增产增收的重要因素，然而在实际的种植与生产中，其种子种苗提纯、复壮工作滞后，变异退化，严重影响了道地药材的质量稳定。另外，其基原植物珊瑚菜为异花授粉植物，遗传变异现象显著，又由于北沙参在药典中不分品种，种子质量标准的匮乏导致道地药材质量下降，给人们用药安全、有效带来了极大隐患[20]。所以，本研究通过对大量的科学调查、试验和生产数据的研究，综合考虑影响北沙参种子品质的各种因素，对北沙参种子的净度、饱满度、含水量、千粒重、发芽率及生活力等指标进行系统性地试验研究，初步制定了北沙参种子质量分级标准，通过进一步对试验结果的分析，表明一级与二级北沙参种子的质量较好，能有效指导实践，具有较强的实用性和适用性，有利于促进北沙参生产的可持续发展。

本试验所选取的种子质量评价指标以及相关测定方法，具有科学、简单、便捷、易操作等优点，但因试验中所用种子来自内蒙古赤峰和河北安国两大主产区，制定出的标准是否适宜其他种源的种子，试验中经过预处理的条件是否在其他产区同样适用，这些有待于进一步研究。