河北地区种植的苦参种子质量及分级标准研究

刘晓清，蔡景竹，杨太新

(河北农业大学农学院，河北 保定 071500)

苦参为豆科植物苦参(SophoraflavescensAit.)的干燥根[1]。苦参最早记载于《神农本草经》，味苦、性寒，入肝、胃、大肠、膀胱经，具有清热燥湿、杀虫止痒、利尿之功效，同时外用可治滴虫性阴道炎、 外阴瘙痒等症。

近些年，苦参除药用外, 还广泛用于生物农药以及日化产品的开发，市场需求量逐年递增,开发前景十分广阔。但随着人们无节制地采挖和荒山、 荒地的开发,野生苦参资源越来越少，因此人工种植苦参的需求日益紧迫。苦参在河北省安国及张家口地区种植面积较大，其主要繁殖方式为种子繁殖，但种子质量参差不齐，严重影响了苦参药材的质量和广大药农种植的积极性。本研究在河北省目前还没有关于苦参种子的相应检验规程和质量标准的情况下，通过对采集于河北省不同地区的苦参的种子质量进行检验，并对其进行了质量分级研究。

1 材料与方法

1.1 供试材料

为2017年和2018年收集于河北省安国、张家口等地区不同批次的苦参种子，共18份，每份约500 g。经河北农业大学杨太新教授鉴定为豆科植物苦参种子。

1.2 方 法

1.2.1真实性研究

采用GB/T 3543.5中形态鉴定法，通过对种子形态、大小、表面特征和种子颜色的差异来鉴别苦参种子的真伪。随机取100粒苦参净种子，借助放大镜等工具观察种子形态、大小、色泽以及表面特征等，3次重复，记录相关特征及数据。

苦参种子长卵形，顶端钝圆，下端尖，腹面稍压扁，长 4.8～6.0 mm、 宽3.5～4.7 mm；表面棕黄色或紫褐色，稍有光泽，背面中央有一纵棱线，腹面可见一暗褐色线状种脊，种脐位于腹面斜截处，中央明显凹陷，脐缘轮状突起。

1.2.2净度检测

将准确称量的苦参种子置于干净整洁的桌面上，按照农作物种子检验规程，将苦参种子中含有的其他植物种子和杂质分离，并将各组分进行精密称重，计算各组分百分率，重复3次，其中重型混杂物需进行结果换算。操作过程中注意避免损伤苦参种子，以保证种子发芽率的检测。

种子净度(%)=[净种子重量/(净种子重量+其他种子总重+杂质总重)]×100%。

1.2.3千粒重检测

选取经过净度分析后的纯净苦参种子，分别采用五百粒法和千粒法测定其重量，确定苦参种子适宜的千粒重测定方法。其中，五百粒法为精密称量500粒纯净种子，重复3次；千粒法为精密称量1 000粒纯净种子，重复3次，再比较2种方法结果的差异。

1.2.4含水量检测方法

分别采用低恒温(105±2)℃和高恒温(133±2)℃2种烘干方法测定苦参种子的含水量，确定其水分测定的适宜方法。首先将样品盒烘干至恒重，并记下盒号，重复3次。低恒温法为每烘干1 h，取出样品盒置干燥器中冷却后称重，再继续烘干， 1 h后取出置干燥器冷却后称重。高恒温法为每烘干0.5 h取出样品盒置干燥器冷却后称重，再继续烘干，每隔0.5 h取出置干燥器冷却后称重。

种子水分(%)=[(M2-M3)/(M2-M1)]×100%

式中：M1为干燥样品盒重量(g)；M2为干燥样品盒和烘前样品总重(g)；M3为干燥样品盒和烘后样品总重(g)。

1.2.5发芽率检测

各处理取苦参种子50粒，重复3次，采用单因素试验，比较不同发芽床、种子处理方法下各组苦参种子发芽情况，确定发芽率测定的适宜条件。发芽率测定过程中保持发芽床湿润，记录初次记录时间和末次记录时间，以首次出现种子胚根长度大于2 mm为初次计数时间；当种子萌发数达到最大且再无种子萌发的天数为末次计数时间，计算发芽率。

1.2.6种子前处理

取净种子分别作如下处理：98%浓硫酸浸泡40 min；45～50 ℃热水浸泡12 h；用砂纸打磨苦参种子，直至表面失去光泽，有明显划痕以及未做处理的苦参种子为对照。每个处理取样50粒，重复3次。0.5%高锰酸钾浸泡10 min，采用纸间发芽法，即将苦参种子置于2层湿润滤纸之间，蒸馏水多次洗涤，培养条件为25 ℃培养箱，12 h光照12 h黑暗，注意保持湿润。以种子露出2 mm以上的胚根为种子发芽标准，第5～15天统计发芽率。

发芽率(%)=(发芽种子数/供试种子数)×100%。

1.2.7发芽床的选择

取净种子用0.5%高锰酸钾浸泡10 min，蒸馏水冲洗3次，分别置于纸间、纸上、粗砂及脱脂棉4种发芽床上。纸间是指将种子置于2层润湿的滤纸上，种子上再盖一层润湿的滤纸的方式；纸上是将2层润湿的滤纸放置于培养皿中，种子置于其上的方式；粗砂须经过160 ℃高温消毒2 h，使用时用无菌水湿润，种子置于粗砂表面；脱脂棉指将种子置于湿润的2层脱脂棉上，以上材料均于25 ℃培养箱中进行培养，培养条件为12 h/光照12 h黑暗。

1.2.8种子质量分级研究

采用SPSS 23.0统计分析软件对苦参种子的净度、发芽率、含水量、千粒重等指标进行相关性分析和K-均值聚类分析，将苦参种子划分等级。

2 结 果

2.1 千粒重检测方法

采用五百粒法测定来自于安国和张家口的各样品数值之间的变异系数均小于4.0%，说明采用五百粒法可估测苦参种子的千粒重，且测得的结果与千粒法测得的数值无显著性差异。因此确定苦参种子千粒重测定方法为五百粒法，结果见表1。

表1 苦参种子粒重测定方法比较

2.2 含水量检测方法

研究结果(表2)表明：低恒温烘干时，前3 h质量均无明显变化，说明失水速度缓慢，从4 h开始质量变化显著，失水速度加快，8 h以后质量变化差异符合试验要求。用高恒温烘干时，种子质量在0.5 h以后就出现明显变化，种子失水速度较快，2种样品质量均在2 h以后无明显变化。综上分析，用高温烘干法烘干种子时，所用时间较短，高温烘干所测种子含水量与低温烘干所测种子含水量无显著差异，故苦参种子水分测定应选用高温烘干法(133±2)℃，烘干时间为2 h。

表2 苦参种子含水量测定方法结果

2.3 种子前处理方法

结果(表3)表明：2份种子分别采用98%浓硫酸浸泡、45～50 ℃热水浸泡以及砂纸打磨处理的发芽率和发芽势均有显著差别；其中采用98%浓硫酸浸泡40 min处理发芽率和发芽势明显高于其他2种方法。所以98%浓硫酸浸泡40 min为苦参种子最佳处理方法。

表3 不同处理苦参中种子发芽结果

2.4 发芽床研究

结果(表4)表明，苦参种子采用纸间培养时发芽率、发芽势均显著高于其他3种发芽床。因此，选择纸间培养为苦参种子最适发芽床。

表4 不同发芽床处理苦参种子发芽结果

2.5 种子质量指标测定结果

对从河北省不同地区采集的18份苦参种子进行净度、千粒重、含水量以及发芽率等指标测定，结果见表5。苦参种子各批次样品净度在89.65%～98.12%之间，平均值为94.30%；各批次样品千粒重在44.487～54.693 g之间；含水量在7.64%～8.51%之间，不同批次样品间差异较小，平均值为8.08%；发芽率在48.33%～79.00%之间，不同批次间差异较大，平均发芽率为66.63%，其中有9份种子的发芽率在平均值以上。

表5 各批次苦参种子质量指标测定

2.6 相关性及K-均值聚类分析及结果

对18批苦参种子材料质量分级指标相关性分析发现，净度、千粒重与发芽率呈显著正相关；含水量与发芽率呈负相关(表6)。

表6 苦参种子各指标相关性分析结果

采用SPSS 23.0统计分析软件对苦参种子的净度、千粒重、含水量、发芽率等4项指标进行K-均值聚类分析，其质量分级结果见表7。以聚类中心值作为分级标准，将苦参种子质量分为3个等级，分级方法应按任何一项不符合规定标准都不能作为相应等级的合格种子执行，即采用最低定级原则。

表7 苦参种子各指标K-均值聚类分析结果

3 讨 论

本研究主要是通过数学原理的分级方法，采用K-均值聚类分析制定了苦参种子的分级标准，将苦参种子分为3级，结合生产实际和可操作性，建议在种植苦参时选择1～2级种子，以保证生产。该方法在川牛膝[2]、王不留行[3]、北沙参[4]、金莲花[5]等药材种子的质量分级中均有应用，因此本研究也采用了该方法对苦参种子进行了质量分析。

种子繁殖是目前苦参繁殖的主要方式，种子的质量是影响苦参药材优质高产的根本原因之一，其种子质量标准的研究和制定，对于解决其药材饮片及相关中药产品的质量有着非常重要的意义。加快苦参种子质量标准的建立，规范市场当中苦参种子的质量，才能保证苦参药材的产量和质量。本研究通过广泛收集河北省不同地区不同批次的苦参种子，经室内测定和统计分析，初步制定了苦参种子质量分级标准，为河北省不同地区种植苦参所需的种子质量评价提供了理论依据。