硼喷施对柴胡生长及种子质量的影响研究

2021-05-21刘欣怡杨涌玲

现代中药研究与实践 2021年2期

郑雷，刘欣怡，杨涌玲

（四川中医药高等专科学校药学院，四川绵阳 621000）

柴胡为伞形科植物柴胡Bupleurum chinense DC.的干燥根，属多年生中药材，始载于《神农本草经》，被列为上品[1]，具有保肝、抗炎、解热、镇痛、抗病毒、免疫调节及治疗心血管系统疾病等功效[2-3]，药用历史悠久。柴胡为我国常用大宗药材，为柴胡注射液、气滞胃痛颗粒、感冒清热颗粒、正柴胡饮胶囊、护肝片等中成药的主要原料，年需求量较大。近年来，随着柴胡野生资源的逐渐枯竭，为满足市场供应开展了柴胡人工栽培研究[4-7]，然而种子质量仍是影响柴胡规模化生产的关键问题。研究表明，柴胡种质、生长年限、产地、种子成熟度及采收期等因素均对柴胡种子质量有显著影响[8-12]，同时相关研究及生产实践亦表明，硼喷施可提高作物种子质量[13-16]，然而关于硼喷施对柴胡种子质量的影响却尚未见报道。本研究以柴胡为试验材料，研究硼喷施对柴胡生长及种子质量的影响，以期为柴胡良种繁育及优质种子生产提供科学参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本研究试验材料为北柴胡新审定品种川北柴1号，于2017 年9 月种植，2019 年5 月在柴胡初花期时选择生长基本一致的植株进行挂牌标记和处理，每个处理15 株。

1.2 试验处理

对照组：采用清水喷施处理；

0.3%硼砂组：采用0.3%硼砂喷施处理；

0.6%硼砂组：采用0.6%硼砂喷施处理；

0.9%硼砂组：采用0.9%硼砂喷施处理。

1.3 测定指标和方法

株高、冠幅长、冠幅宽及根长测定：采用卷尺测量。

单株总小花序数、结实小花序数测定：采用计数法。

茎粗、根粗、种子长及种子宽：采用卡尺测量。

单株柴胡干物质量及种子千粒重测定：采用称重法。

种子分级：采用筛选法。

种子饱满度测定：随机选取种子50 粒，用蒸馏水浸泡 24 h 后进行纵切观察，凡有胚的种子为饱满种子[17]。重复3 次。

种子萌发率测定：种子经表面消毒后，随机取50 粒种子均匀置于已消毒的砂床发芽盒中，于25 ℃恒温培养箱中培养，30 d 后统计种子萌发率[17]。重复3 次。

1.4 统计学方法

用DPS 9.5 等软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用方差分析，两组间比较采用t 检验。以P ＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 硼喷施对柴胡生长的影响

硼喷施影响柴胡植株生长（见表1）。柴胡株高随硼喷施浓度提高先增加后降低，0.6%硼砂喷施处理的柴胡株高最高，较对照组增加13.9%（P ＜0.05）；柴胡茎粗随硼喷施浓度的提高先降低后增加，0.3%硼砂喷施处理的柴胡茎粗最大，较对照组增加12.6%（P ＜0.05）；柴胡冠幅长随硼喷施浓度提高而增加，冠幅宽则先增加后降低，0.3%硼砂喷施处理的柴胡冠幅长和冠幅宽最低，较对照组降低25.8%和24.2%（P ＜0.05）；柴胡分枝数、根长和根粗随着硼喷施浓度的提高而降低，0.9%硼砂喷施处理的柴胡分枝数较对照降低42.6%（P ＜0.05），而0.3%硼砂喷施处理的柴胡根长和根粗则较对照组提高9.4%和8.4%（P ＜0.05）。结果表明，硼喷施处理可降低柴胡冠幅长、冠幅宽和分枝数，促进柴胡株高、根长和根粗生长。

表1 硼喷施对柴胡生长的影响（±s，n ＝ 15）Tab. 1 Effects of spraying boron on the growth of B. chinense（±s，n ＝ 15）

注：多组间两两比较，字母完全不同表示P ＜0.05，下表同

分组株高/cm 茎粗/mm 冠幅长/cm 冠幅宽/cm 分枝数/支根长/cm 根粗/mm对照组 79.0 ± 2.6b 3.33 ± 0.07b 59.4 ± 2.7a 38.5 ± 1.6a 14 ± 2a 13.9 ± 0.4b 4.79 ± 0.17b 0.3%硼砂组 84.5 ± 0.9ab 3.75 ± 0.19a 44.1 ± 2.6c 29.2 ± 2.1b 13 ± 1a 15.2 ± 0.3a 5.19 ± 0.07a 0.6%硼砂组 90.0 ± 1.9a 3.09 ± 0.09b 46.3 ± 3.2c 35.6 ± 1.8ab 9 ± 1b 15.0 ± 0.2a 5.08 ± 0.10a 0.9%硼砂组 84.8 ± 3.5ab 3.29 ± 0.12b 52.2 ± 1.3b 33.8 ± 1.3ab 8 ± 1b 14.2 ± 0.5ab 4.63 ± 0.14b F 13.974 10.080 14.348 10.290 22.846 5.837 8.772 P 0.001 0.004 0.001 0.004 0.001 0.021 0.007

2.2 硼喷施对柴胡干物质的影响

硼喷施影响柴胡干物质积累，随着硼喷施浓度的提高，单株柴胡干物质积累量逐渐降低，但均高于对照组（见表2）。0.3%硼砂和0.6%硼砂喷施处理的单株柴胡干物质积累量分别为11.23 g/株和10.67 g/株，较对照组增加16.4%和10.6%（P ＜0.05），而0.9%硼砂喷施处理的单株柴胡干物质积累量则与对照组差异不显著。

硼喷施影响柴胡植株各器官干物质分配比例，随着硼喷施浓度的提高，柴胡根干物质分配比例先降低后增加，而种子干物质分配比例则逐渐增加（见表2）。根干物质分配比例以0.3%硼砂喷施处理最高，为26.3%，较对照组增加5.5%（P ＜0.05）；种子干物质分配比例则以0.9%硼砂处理最高，为15.0%，较对照组增加4.6%（P ＜0.05）。结果表明，硼喷施有利于干物质向根及生殖器官种子中积累和分配，且随着硼喷施浓度的提高，使更多的干物质向生殖器官种子中分配，有利于种子发育。

表2 硼喷施对柴胡干物质的影响（±s，n ＝ 15）Tab. 2 Effects of spraying boron on the dry matter of B.chinense（±s，n ＝ 15）

分组单株干物质量/g 根占比/% 茎叶占比/% 种子占比/%对照组 9.65 ± 0.34c 20.8 ± 1.4b 68.8 ± 1.6a 10.4 ± 1.0b 0.3%硼砂组 10.67 ± 0.09ab 26.3 ± 1.4a 63.4 ± 1.5b 10.3 ± 1.0b 0.6%硼砂组 11.23 ± 0.21a 21.5 ± 1.1b 67.2 ± 1.4a 11.3 ± 0.3b 9.97 ± 0.33bc 22.7 ± 0.4b 62.3 ± 1.2b 15.0 ± 0.7a 5.844 8.885 9.723 15.957 0.021 0.006 0.005 0.001 0.9%硼砂组F P

2.3 硼喷施对柴胡结实性的影响

硼喷施影响柴胡结实性（见表3）。随着硼喷施浓度的提高，单株柴胡总小花序数和无效结实小花序数呈降低趋势，与对照组相比，0.6%硼砂和0.9%硼砂喷施处理的柴胡单株总小花序数降低25.3%和22.1%（P ＜0.05），无效结实小花序数均降低56.5%（P ＜0.05），而结实小花序数差异不显著。不同浓度硼喷施处理的柴胡结实率差异明显，0.9%硼砂喷施处理的柴胡结实率最高，为50.0%，较对照组提高15.3%（P ＜0.05）。结果表明，硼喷施可减少柴胡无效结实花序数，提高结实率。

表3 硼喷施对柴胡结实性的影响（±s，n ＝ 15）Tab. 3 Effects of spraying boron on the fecundity of B.chinense（±s，n ＝ 15）

结实率/%对照组 95 ± 2a 33 ± 1a 62 ± 3a 34.7 ± 1.2c 0.3%硼砂组 92 ± 2a 37 ± 2a 55 ± 3b 40.2 ± 1.8b 0.6%硼砂组 71 ± 3b 34 ± 2a 37 ± 3c 47.8 ± 1.4a 0.9%硼砂组 74 ± 2b 37 ± 3a 37 ± 1c 50.0 ± 1.0a F 51.738 2.291 47.819 20.406 0.001 0.155 0.001 0.001 P分组总小花序数/个结实小花序数/个无效结实小花序数/个

2.4 硼喷施对柴胡种子性状的影响

种子长度、宽度及种子粒径可反映种子发育程度，为评判种子质量优劣的重要指标之一。硼喷施影响柴胡种子性状（见表4）。随着硼喷施浓度的提高，柴胡种子长度降低，但均显著高于对照组，0.3%硼砂、0.6%硼砂和0.9%硼砂喷施处理的柴胡种子长度分别较对照组增加21.8%、13.9%和6.0% （P ＜0.05）；种子宽度随着硼喷施浓度的提高呈增加趋势，均显著高于对照组，0.3%硼砂、0.6%硼砂和0.9%硼砂喷施处理的柴胡种子宽度分别较对照组增加21.5%、38.0%和30.4%（P ＜0.05）。

硼喷施影响柴胡种子粒径分布，随着硼喷施浓度的提高，小粒种子（＜30 目）所占比例降低，大粒种子（＞24 目）所占比例提高（见表4）。0.9%硼砂喷施处理的柴胡小粒种子（＜30 目）所占比例为3.5%，较对照组降低3.1%（P ＜0.05），而大粒种子（＞24 目）所占比例为20.3%，较对照组提高6.6%（P ＜0.05）。

表4 硼喷施对柴胡种子性状的影响（±s，n ＝ 15）Tab. 4 Effects of spraying boron on the seed traits of B.chinense（±s，n ＝ 15）

种子粒径/%＜30 目 24 ～ 30 目＞24 目对照组 2.52 ± 0.04d 0.79 ± 0.03c 6.6 ± 0.5a 79.7 ± 1.9a 13.7 ± 0.8c 0.3%硼砂组 3.07 ± 0.05a 0.96 ± 0.01b 5.8 ± 0.3a 79.4 ± 2.3a 14.8 ± 1.0c 0.6%硼砂组 2.87 ± 0.06b 1.09 ± 0.03a 4.2 ± 0.3b 78.1 ± 1.5ab 17.7 ± 0.7b 0.9%硼砂组 2.67 ± 0.06c 1.03 ± 0.05a 3.5 ± 0.2b 76.2 ± 2.0b 20.3 ± 0.6a F 43.980 32.919 12.157 4.060 44.979 P 0.001 0.001 0.002 0.05 0.001分组种子长度/mm种子宽度/mm

2.5 硼喷施对柴胡种子质量的影响

种子千粒重、饱满度及萌发率为种子检验和质量评定的重要指标，与其种子质量优劣密切相关。硼喷施影响柴胡种子质量（见表5）。种子千粒重、饱满度及萌发率均随着硼喷施浓度的提高而增加，0.9%硼砂喷施处理的柴胡种子千粒重、饱满度及萌发率最高，为0.838 6 g、92.0%和82.7%，较对照组增加8.7%、9.3%和13.4%（P ＜0.05）。

表5 硼喷施对柴胡种子质量的影响（±s，n ＝ 15）Tab. 5 Effects of spraying boron on the seed quality of B.chinense（±s，n ＝ 15）

分组种子千粒重/g 种子饱满度/% 种子萌发率/%对照 0.771 7 ± 0.032 7b 82.7 ± 2.5b 69.3 ± 2.5c 0.3%硼砂组 0.782 4 ± 0.012 5b 88.0 ± 2.8ab 76.0 ± 1.6b 0.6%硼砂组 0.830 9 ± 0.014 3a 90.7 ± 2.5a 82.0 ± 1.6a 0.9%硼砂组 0.838 6 ± 0.011 0a 92.0 ± 1.6a 82.7 ± 2.5a 5.878 5.897 17.383 0.020 0.020 0.007 F P

3 讨论

优质种源是中药材生产的物质基础，是生产质量稳定、可控药材的前提[18]。近年来，随着柴胡研究的深入及相关产品开发利用的加强，柴胡需求量逐年增加，为保障药材质量和供应量，进行了柴胡人工栽培及新品种选育等相关研究工作并富有成效[4-7]。柴胡为无限分枝类型植株[19]，植株花序较多，先开放花序，营养供应充足、种子发育好、质量较高；晚开放花序，授粉差且受营养供应限制种子发育不饱满、质量差，以致生产上柴胡结实性低，种子质量参差不齐，显著影响了柴胡药材产量和质量。硼为植物生长的必需微量元素之一，可促进植物生殖器官的建成和发育，有利于植物开花结实，同时硼也能促进物质转运，提高种子产量和质量[20-22]，目前已在油菜、大豆、甜荞及苜蓿等作物上得到了广泛应用[13-16]。本研究表明，硼喷施可提高柴胡干物质积累，促使更多干物质向种子中转运分配及降低无效结实花序数，提高了柴胡种子产量和质量，该研究结果与前人在油菜、甜荞及苜蓿等作物上的研究结果基本一致。本研究为柴胡良种繁育及优质种子生产提供了科学参考，可在柴胡优质种子生产上推广应用。

4 结论

硼喷施可促进柴胡株高、根长和根粗生长，促使更多干物质向生殖器官种子中转运分配，同时硼喷施处理可显著降低无效结实花序数，减少营养物质的无效消耗，提高种子质量。采用0.9%硼砂喷施处理的柴胡种子干物质分配比例、结实率、大粒种子（＞24 目）所占比例、种子千粒重、饱满度和萌发率均最高，为15.0%、50.0%、20.3%、0.838 6 g、92.0%和82.7%，分别较对照组提高4.6%、15.3%、6.6%、8.7%、9.3%和13.4%，处理效果较好。硼喷施显著影响柴胡生长及种子质量，然而关于硼肥种类、施用方式及施用时间等因素对柴胡植株生长及种子质量的影响还需进一步研究。