不同育苗方式对丹参种苗形态、农艺性状及生理生化指标的影响

王凯　巢建国　谷巍　盛业龙　宿树兰　夏蕴　王玉卓　惠西珂　王圆圆

摘要：【目的】分析不同育苗方式對丹参种苗形态、农艺性状和生理生化指标的影响，为工厂化、规范化和产业化生产优质丹参种苗提供参考依据。【方法】采用传统育苗、黑色穴盘育苗、白色泡沫穴盘漂浮育苗和白色泡沫穴盘育苗4种育苗方式进行丹参育苗，育苗结束后取样观察不同处理种苗的形态特征，并测定其农艺性状及生理生化指标，对比分析不同方式的育苗效果。【结果】4种育苗方式中，传统育苗方式所得丹参幼苗较高大、叶片颜色浓绿、主根特征明显;黑色穴盘育苗、白色泡沫穴盘漂浮育苗和白色泡沫穴盘育苗方式所得幼苗植株较小、叶片颜色浅绿、侧根及须根特征明显。除根长和茎粗外，其他农艺性状指标均表现为传统育苗>白色泡沫穴盘漂浮育苗>黑色穴盘育苗>白色泡沫穴盘育苗;白色泡沫穴盘漂浮育苗所得丹参种苗的根长最长（22.380±8.734 cm），茎粗最粗（2.629±0.602 cm）。黑色穴盘育苗的根系活力[79.690±13.092 μg/（g·h）]和可溶性糖含量（57.32±4.91 mg/g）最高，抗性较强;可溶性蛋白含量在4种育苗方式中差异不显著（P>0.05）;光合色素含量表现为传统育苗>白色泡沫穴盘漂浮育苗>黑色穴盘育苗>白色泡沫穴盘育苗。【结论】在4种育苗方式中，传统育苗所得种苗植株高大，根系粗壮，适合于家种散户精耕细作。黑色穴盘育苗和白色泡沫穴盘漂浮育苗所得种苗均匀一致，高度适中，节水节肥，管理方便，适合于公司或企业进行工厂化和产业化生产。

关键词： 丹参;育苗方式;形态特征;农艺性状;生理生化

中图分类号： S567.23                         文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2020）01-0162-07

Abstract：【Objective】To analyze the effects of different seedling raising methods on the morphology， agronomic characters and physiological and biochemical indexes of Salvia miltiorrhiza Bunge seedlings， so as to provide reference for the production of high-quality S. miltiorrhiza seedlings in factory and in standardization and industrialization manners. 【Method】Four seedling raising methods， namely， traditional seedling raising， black plug seedling raising， white foam plug floating seedling raising and white foam plug seedling raising， were used to raise seedlings of S. miltiorrhiza. After sampling， the morphological characteristics of seedlings treated with different treatments were observed， and their agronomic characters and physiological and biochemical indexes were determined to compared the raising effects. 【Result】In the four seedling raising methods， S. miltiorrhiza seedlings were higher in traditional seedling raising method， and their leaf color was dark green， and their main root characteristics were obvious. Black plug seedlings， white foam plug floa-ting seedlings and white foam plug seedlings had smaller seedlings， lighter leaves， lateral roots and fibrous roots. Except for root length and stem diameter， other agronomic traits were shown as traditional seedling>white foam tray floating seedling>black plug seedling>white foam plug seedling;the root length of S. miltiorrhiza seedlings grown on white foam plug seedlings was the longest （22.380±8.734 cm） and the stem diameter was the thickest （2.629±0.602 cm）. The root activity of black plug seedlings was [79.690±13.092 μg/（g·h）] and soluble sugar content （57.32±4.91 mg/g） was the highest， and the resistance was strong. The soluble protein content was not significantly different among four seedling treatments （P>0.05）. Photosynthetic pigment content showed as traditional seedling>white foam tray floating seedling>black plug seedling>white foam plug seedling. 【Conclusion】Among the four seedling-raising methods of S. miltiorrhiza，the seedling obtained from traditional seedling raising is tall and has strong roots，which is suitable for intensive farming of household individual. The seedlings obtained from traditional seedling raising and black plug seedling raising are uniform，moderate in height，water-saving and fertilizer-saving，and convenient in management. They are suitable for factory and industrial production of companies and enterprises.

Key words： Salvia miltiorrhiza Bunge; seedling raising methods; morphological characteristics; agronomic characteristics; physiology and biochemistry

Foundation item： National Natural Science Foundation of China（81673533）; Jiangsu Traditional Chinese Medicine Resources Industrialization Process Coordination Center Project（ZDXM-3-24）;National Chinese Medicine Resources Survey Project of Public Health Services of Traditional Chinese Medicine Special Grant（Caishe〔2018〕43）

0 引言

【研究意义】丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）为大宗药材之一，年消耗量巨大，栽培技术简单且相比普通农作物具有较高的经济价值。丹参繁殖系数较强，常用的繁殖方式有芦头繁殖、根段繁殖和种子繁殖，尤以种子繁殖后育苗移栽所得丹参的药材质量较佳。因此，选择合适的育苗方式，不仅能节省人力和物力，还有助于高效率、规范化生产优质丹参种苗，对丹参产业的发展具有积极意义。【前人研究进展】目前，作物育苗方式主要有传统床土育苗和现代化无土育苗，其中又有不同程度的变形，但无论哪一种育苗方式，针对不同植物都有其优缺点。傅献忠等（2016）在粤北烟区分别采用营养袋育苗、漂浮育苗和湿润育苗方式进行烟草育苗，结果发现湿润育苗方式所育烟苗在农艺性状和生理生化指标上优于其他育苗方式。崔晓闯等（2017）研究发现，采用两段式育苗方式所得烟苗的抗氧化系统酶活性较高，抗性较强。蔺志其和何玉龙（2017）研究认为，北方地区采用日光温室集约化育苗技术进行甜叶菊育苗，可实现甜叶菊苗的优质、合理供应。曾进等（2018）采用露地直播和容器育苗两种方式对不同种源晚松进行育苗，结果发现露地直播的晚松地径和冠幅均显著大于容器苗，一级侧根数也显著多于容器苗。王进明和顾淑琴（2018）对比了甘草露地育苗、温室苗床育苗和温室穴盘育苗的育苗效果，发现露地苗各性状指标均高于温室苗，但时间和成本较高，温室苗床育苗能提高甘草育苗效率并降低土地成本和育苗时间。陈必琴（2019）采用设施秸秆育苗方式和露地秸秆方式在干旱半干旱山区进行当归育苗，结果发现设施育苗方式的种苗根长、芦头径粗较高，发病率和病情指数较低。【本研究切入点】近年来，丹参种苗的生产通常采用地方性的传统育苗方式（朱小强等，2009;强文全等，2011;刘伟等，2015），但缺少传统育苗与现代化育苗方式的对比研究。【拟解决的关键问题】采用传统育苗方式和现代化无土育苗方式进行丹参育苗，分析不同育苗方式对丹参种苗形态、农艺性状和生理生化指标的影响，为工厂化、规范化和产业化生产优质丹参种苗提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验用丹参种子购于山东菏泽，由南京中医药大学巢建国教授进行鉴定。其他试验材料包括98孔黑色塑料穴盘（54.0 cm×28.0 cm×4.0 cm）、162孔白色泡沫穴盘（34.0 cm×66.0 cm×5.3 cm）、手动穴盘播种器和通用型商品基质（购于淮安市中禾农业科技开发有限公司）。

1. 2 试验方法

试验于2019年3—6月在江苏省镇江市双峰中草药公司育种基地大棚中进行。试验设传统育苗、黑色穴盘育苗、白色泡沫穴盘漂浮育苗和白色泡沫穴盘育苗4种育苗方式。传统育苗：将大棚中的田块进行深耕、耙细整平后修成苗床（2.0 m×1.3 m），灌足底墒水，将丹参种子均匀撒播于整理好的苗床上，表面覆上细土后盖上黑色地膜，当发芽至苗床的80%左右时撤去地膜。黑色穴盘育苗和白色泡沫穴盘育苗：分别将已装好盘的98孔黑色塑料穴盘和162孔白色泡沫穴盘在铺有黑色地膜的平整地块上进行育苗，以防穴盘中丹参幼苗根系扎于土壤中，造成移栽时取苗困难。白色泡沫穴盘漂浮育苗：将已装好盘的白色泡沫穴盘置于漂浮池中进行育苗，漂浮池规格3.05 m×2.25 m×0.20 m，水深15 cm。穴盘装盘播种具体操作：将育苗基质喷湿、混匀，装于穴盘中进行压穴处理，然后采用手动穴盘播种器进行播种（每孔3～5粒种子），再覆上一层基质以防喷水时种子被冲出。育苗期间根据气温对大棚进行保温和通风处理，保证棚内温度维持在15～35 ℃，同时进行除草和浇水管理，传统育苗方式当地表干旱时进行浇水，另外3种育苗方式当基质表面干旱时进行浇水。2019年6月17日育苗结束，每处理组采用五点取样法进行取样，3次重复。传统育苗土壤与穴盘育苗基质理化性质见表1。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 形态特征观察 育苗结束当天按五点取样法取样，各处理随机挖取30株，观察其丹参幼苗的整体状态、叶片颜色、根部泥土或基质附着状态、根系形态，并按四分法选择一定株数丹参幼苗进行拍照（图1）。

1. 3. 2 农艺性状测定 每处理按五点取样法随机采挖10株完整的丹参幼苗，用清水冲洗干净根部残留的土壤和基质并擦干。株高、根长、茎粗和根粗采用直尺和游标卡尺进行测量;地上及地下部分鲜重采用天平称量，之后105 ℃殺青30 min，于 60 ℃下烘至恒重再次称量其干重。

1. 3. 3 生理生化指标测定 取样当天测定根系活力，其余样品于液氮罐中短暂存放，-20 ℃冰箱保存，用于测定其他生理生化指标。可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定（焦洁，2016），可溶性糖含量采用苯酚法测定，根系活力采用TTC法测定，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定（李合生，2000），光合色素含量采用乙醇法测定（孙玉新等，2011）。取样时用锡箔纸包好丹参幼苗的根系和去除叶柄的健康成熟叶片，并做好标记。

1. 4 统计分析

利用Excel 2019整理试验数据。以SPSS 19.0进行数据统计分析，当方差齐性且单因素方差分析显示具有显著差异时，直接采用LSD法进行两两比较;当方差不齐时，对数据进行个案排秩后采用LSD法进行两两比较。

2 结果与分析

2. 1 不同育苗方式丹参种苗的形态特征差异

从图1中可看出，传统育苗所得丹参种苗较高大，叶片颜色浓绿，根部未附着大量泥土，其根系形态以主根为主，侧根及须根极少。其余3种育苗方式所得丹参种苗在穴盘空间的限制作用下，其形态特征相似，植株大小明显小于传统育苗，叶片颜色为淡绿色，根部与基质紧密结合成等同于穴盘体积的块状结构，根系形态较传统育苗发生明显变化，主根特征不明显，侧根及须根增多，根系密度加大。其中，白色泡沫穴盘漂浮育苗所得丹参种苗较黑色穴盘育苗和白色泡沫穴盘育苗高大，且根部有明显的水生根系，为丹参幼苗根系从穴盘底部孔洞长出，深入漂浮池吸取水分和一定养分所形成的根系结构，在移栽过程中需将超出基质的水生根系剪除。黑色穴盘育苗和白色泡沫穴盘育苗所得丹参种苗的形态最相似，但从洗净基质的根部形态中可看出，黑色穴盘育苗的形态较白色泡沫穴盘育苗完整，且根系密度较高，是白色泡沫穴盘育苗育苗过程中丹参幼苗根系长入穴盘中，而在幼苗长成拔出移栽时断裂所造成。

2. 2 不同育苗方式丹参种苗的农艺性状差异

从表2可看出，除根长和茎粗外，其他农艺性状指标在不同育苗方式间均表现为传统育苗>白色泡沫穴盘漂浮育苗>黑色穴盘育苗>白色泡沫穴盘育苗，且株高、地上部分鲜重及干重在各育苗方式间均存在显著差异（P<0.05，下同）。此外，传统育苗的根粗、地下部分鲜重和干重也显著高于白色泡沫穴盘育苗，前者分别为后者的1.24、2.97和3.40倍。白色泡沫穴盘漂浮育苗方式下，丹参种苗的根长最长（22.38±8.734 cm），与其他育苗方式间差异显著;其茎粗也最粗（2.629±0.602 cm），但与传统育苗和黑色穴盘育苗无显著差异（P>0.05，下同）。

2. 3 不同育苗方式丹参种苗的生理生化指标差异

2. 3. 1 MDA含量 MDA含量能反映丹参根系膜系统的受损程度（林仁亨等，2018）。由图2可看出，4种育苗方式下丹参种苗的MDA含量依次为黑色穴盘育苗>传统育苗>白色泡沫穴盘育苗>白色泡沫穴盘漂浮育苗。白色泡沫穴盘漂浮育苗方式下丹参种苗的MDA含量仅为0.019±0.001 μmol/g，极显著低于其他育苗方式（P<0.01，下同），说明其根系受损伤程度最低，即该育苗方式下丹参水生根系的环境较温和。黑色穴盘育苗方式下丹参种苗的MDA含量达0.036±0.005 μmol/g，极显著高于白色泡沫穴盘育苗和白色泡沫穴盘漂浮育苗，表明其根系受损伤程度较高，但结合农艺性状表现（表2），发现黑色穴盘育苗优于白色泡沫穴盘育苗，说明黑色穴盘育苗方式下丹参种苗的抗性优于白色泡沫穴盘育苗。

2. 3. 2 根系活力 由图3可看出，4种育苗方式中，黑色穴盘育苗的根系活力最强[79.690±13.092 μg/（g·h）]，其次是传统育苗方式[69.649±11.875 μg/（g·h）]，二者间差异不显著，但均显著或极显著高于白色泡沫穴盘漂浮育苗和白色泡沫穴盘育苗的根系活力[24.859±2.076和21.665±2.424 μg/（g·h）]。表明黑色穴盘育苗和传统育苗下丹参种苗的根系较活跃，而白色泡沫穴盘漂浮育苗的水生根系活跃度不高，白色泡沫穴盘育苗的根系活跃度最低，可能与取苗时根系最活跃的根尖部分断裂在穴盘中有关。

2. 3. 3 可溶性蛋白和可溶性糖含量 可溶性蛋白和可溶性糖既是植物的能源物质，又可在植物遇到逆境时发挥调节和保护作用（王芳等，2018）。从图4可看出，4种育苗方式对丹参种苗的可溶性蛋白含量无显著影响，而对可溶性糖含量有显著影响，其中黑色穴盘育苗方式丹参种苗的可溶性糖含量最高（57.32±4.91 mg/g），其次是白色泡沫穴盘育苗（37.46±1.28 mg/g），二者分别是白色泡沫穴盘漂浮育苗可溶性糖含量的5.42和3.54倍。由此可知，植物外界环境在一定范围内变化时，可溶性糖所产生的反应比可溶性蛋白更强烈。

2. 3. 4 光合色素含量 光合色素含量在一定程度上能代表植物光合能力的强弱（周原也等，2019）。由图5可看出，不同光合色素指标含量在4种育苗方式间的变化趋势均表现为传统育苗>白色泡沫穴盤漂浮育苗>黑色穴盘育苗>白色泡沫穴盘育苗。其中，传统育苗方式下不同光合色素指标含量均显著或极显著高于其他育苗方式，其总叶绿素含量高达2.025±0.257 mg/g，为白色泡沫穴盘育苗的4.08倍;白色泡沫穴盘漂浮育苗的总叶绿素含量（0.817±0.028 mg/g）、叶绿素b含量（0.207±0.004 mg/g）和类胡萝卜素含量（0.155±0.009 mg/g）均显著高于白色泡沫穴盘育苗。叶绿素与类胡萝卜素的比例决定着植物所呈现的颜色，传统育苗、黑色穴盘育苗、白色泡沫穴盘漂浮育苗和白色泡沫穴盘育苗的总叶绿素含量分别是其类胡萝卜素含量的7.20、4.78、5.33和4.58倍，结合图1可看出，总叶绿素含量越高，丹参幼苗叶片的颜色越绿。

3 讨论

植物在不同环境作用下可发生明显的形态变化，是植物对外界环境变化的一种适应方式（Sultan，2000;Weiner，2004）。本研究发现，在传统育苗方式下，丹参种苗植株高大、叶片深绿、主根明显且粗壮;而黑色穴盘育苗、白色泡沫穴盘漂浮育苗和白色泡沫穴盘育苗均属于穴盘育苗方式，所得丹参种苗植株变矮、叶片淡绿、侧根及须根明显，丹参幼苗的整体生长速度延缓。表明传统育苗方式有利于丹参幼苗主根和植株的生长，而穴盘育苗方式有利于丹参幼苗根系增多，但降低其生长速率，与王桢等（2018）对大白菜育苗的研究结果存在一定差异，究其原因可能与试验所用物种不同及本研究中未施加肥料有关，但本研究中白色泡沫穴盘漂浮育苗所得丹参种苗根长最长的结果与其研究结果相一致。

通过生理生化指标可判断丹参幼苗的内在素质。本研究中，传统育苗方式下丹参种苗的各项生理生化指标均较高，表明该育苗方式所得丹参种苗较穴盘育苗的种苗健壮，可能与土壤营养丰富而基质营养易随水分流失有关。黑色穴盘育苗中丹参种苗具有较高的根系活力、MDA和可溶性糖含量，其中MDA含量与王朝晖等（2011）对抗虫杂交棉的研究结果一致，但可溶性糖含量与其研究相反，可能与丹参幼苗在黑色穴盘育苗方式中生长较慢、单位面积的可溶性糖含量增大及对逆境胁迫的反应有关;白色泡沫穴盘漂浮育苗所得丹参种苗具有较低的MDA含量和较高的叶绿素含量均与王朝晖等（2011）的研究结果一致，可能是因为丹参幼苗生长过程中漂浮池环境较温和，且可从漂浮池中吸收养分。

形态特征、农艺性状结合生理生化指标能较全面判断种苗的优劣，但若比较育苗方式的可行性，不仅要看种苗的优劣，还要结合育苗过程中的生产投入成本与可操作性。本研究在对比试验中发现，白色泡沫穴盘育苗可操作性较差，不宜采用;传统育苗方式在育苗前要进行较严格的苗床准备（舒志明等，2004），占地面积较大，空间利用度最低，且苗期管理较不便，出苗不齐，需耗费大量的人力和物力，投入成本较高，因此该育苗方式适用于农户自耕自种;黑色穴盘育苗可充分利用空间，出苗整齐，可采用立体育苗模式，但其设备一次性投资较大，技术要求较高;白色泡沫穴盘漂浮育苗设备较简单，出苗整齐且施肥方便，但空间利用度不高，仍需较大的一次性投资，育苗过程需格外注意水中溶解氧的含量（尚春雨等，2018），以免造成丹参幼苗根系缺氧影响生长甚至死亡。综合来看，黑色穴盘育苗和白色泡沫穴盘漂浮育苗适用于具备相应技术人员的公司或企业。不同育苗方式不仅会对丹参种苗的形态、农艺性状和生理生化指标产生影响，还可能影响其移栽后的生长状况，因此，在初步对比筛选的基础上，今后还应深入研究种苗移栽后对丹参药材形态、产量和有效成分的影响。

4 结论

传统育苗方式所得丹参种苗植株高大，根系粗壮，适合于家种散户精耕细作。黑色穴盘育苗和白色泡沫穴盘漂浮育苗方式所得丹参种苗均匀一致，高度适中，节水节肥，管理方便，适合于公司或企业进行工厂化和产业化生产。

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（责任编辑 王 晖）