太子参健康种参块根的筛选与鉴定
2021-10-28肖荣凤陈燕萍许丽宁郑梅霞刘波朱育菁
肖荣凤 陈燕萍 许丽宁 郑梅霞 刘波 朱育菁
肖榮凤,1977年生,硕士,研究员,主要从事植物病害及其防治的研究工作,在由镰刀菌Fusarium引起的茄科、瓜类和中药材等农作物的土传病害(枯萎病、根腐病、茎腐病等)病原学及生物防治方面取得重要进展。主持福建省自然科学基金项目、福建省属公益类科研院所基本科研专项、福建省种业创新与产业化工程专项子课题等20余项,获福建省科技进步奖一等奖1项(排名第2)、福建省科技进步奖三等奖2项(排名均第4)、神农中华农业科技奖一等奖1项(排名第4)、福建省农业科学院科学技术奖一等奖2项(排名第2和7),获国家授权发明专利3件(均排名第2),参编专著3本(分别排名第3,5和5),第一作者发表学术论文30余篇,其中SCI收录3篇。
摘 要:针对目前太子参种参块根筛选缺乏统一的质量标准和种参质量参差不齐的问题,介绍了种参块根的初步筛选方法、虫害种参和病害种参的症状识别与剔除方法,并对筛选种参块根的萌发率、出苗率和产量等进行了分析,为太子参健康种参筛选提供依据。结果表明:建立了太子参健康种参块根的筛选方法为选择参体肥大、表皮完好无损、无病斑、无虫害咬食伤口,芽头完整饱满的块根;筛选出的健康种参块根萌发率和出苗率均可达100.00%,萌发后的芽头完整饱满,出苗整齐且健壮,干重产量为484.63 g·m2;对照组未经筛选种参块根的萌发率为88.00%,出苗率为77.78%,出苗不整齐且长势较弱,干重产量为326.44 g·m2。健康种块根萌发率、出苗率和干重产量显著高于未经筛选种参块根。
关键词:太子参;健康种参;筛选方法;病虫害
中图分类号:S 567.53 文献标志码:A 文章编号:0253-2301(2021)08-0001-06
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.08.001
Screening and Identification of the Root Tubers of Healthy Cultivated Pseudostellaria Heterophylla
XIAO Rong-feng, CHEN Yan-ping, XU Li-ning, ZHENG Mei-xia, LIU Bo, ZHU Yu-jing*
(Institute of Agricultural Biological Resources, Fujian Academy ofAgricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350003, China)
Abstract: Aiming at the problems of the lack of uniform quality standard and the uneven quality for the screening of root tubers of the cultivated P.heterophylla, the preliminary screening methods for the root tubers of cultivated P.heterophylla, as well as the symptom identification and elimination methods for the cultivated P.heterophylla damaged by pests or infected by diseases were introduced. In addition, the germination rates, seeding emergence rates and yield of root tubers of the screened cultivated P.heterophylla were also analyzed to provide basis for the screening of healthy cultivated P.heterophylla. The results showed that the method for selecting the root tubers of healthy cultivated P.heterophylla was established, which was to select the root tubers with fat body, intact epidermis, no disease spots, no insect bites and full bud head. The germination rate and seedling emergence rate of root tubers of the screened cultivated P.heterophylla could reach 100.00%, meanwhile the buds was complete and full after germination, the seedlings emerged neatly and healthily and the dry weight yield was 484.63 g·m2. In the control group, the germination rate of root tubers of the unscreened cultivated P.heterophylla was 88.00%, and the seedling emergence rate was 77.78%, with irregular seedling emergence, weak growth and the dry weight yield of 326.44 g·m2. The germination rate, seedling emergence rate and dry weight yield of root tubers of the cultivated P.heterophylla were significantly higher than those of root tubers of the unscreened cultivated P.heterophylla.
Key words: P.heterophylla; Healthy cultivated ginseng; Screening method; Plant diseases and insect pests
太子参Pseudostellaria heterophylla是一种以块根入药的名贵滋补类中药材,具有益气养阴、健脾消食、生津润肺等功效[1]。自20世纪70年代以来,随着太子参市场需求量的不断增加,人工栽培面积和种植区域逐渐扩大。同时,随着种植年限的增加,太子参的连作障碍逐年加重。病虫害发生严重和种参质量参差不齐是造成太子参连作障碍的重要原因之一,一般可造成产量损失10%~30%,严重时甚至绝收
[2-3]。太子参整个生长期易遭受根腐病、紫纹羽病、白绢病、酸腐病、叶斑病、病毒病、地老虎、蛴螬、金针虫等各类病虫害为害[3-6]。其中,病害的危害程度较虫害更为严重。根腐病、紫纹羽病、白绢病和酸腐病等是危害太子参块根的常见病害。酸腐病和白绢病的发病条件与环境温湿度有关,主要是发生在5月至7月间块根形成至膨大期,发病后的块根呈湿腐状坏死,这两种病害一般不出现在种参块根中[3,7]。根腐病和紫纹羽病的发生最为普遍,可为害太子参的整个生长期,特别是发病后呈现干腐状坏死,病程较长,对块根的品质影响最为严重[2,5]。种参块根受不同种类病害为害后会呈现不同的症状;同一种类病害为害后呈现的症状也有所差异。因此,筛选时需准确识别不同的病害症状,确保剔除所有表现病害症状的块根。
肖承鸿等[8]建立了太子参种子品质的检验方法和质量分级标准。但是,现有的田间栽培主要采用种参块根进行无性繁殖,用于播种的块根大多为企业或农户自留种,且以市场自由交易为主。目前,还未有种参块根筛选的统一质量标准,导致其质量参差不齐。田间调查也发现,种植户对优质种参的需求度高,但因缺乏相关的专业技术知识,对种参块根上病、虫害为害症状的识别能力不足,而导致筛选不到位。混杂病、虫害的种参块根种植后,增加了种参带菌传播的几率和土壤中的病原菌通过虫害伤口侵染的几率,因此,连作障碍逐年加重和病虫害传播范围越来越广,制约了太子参产业的可持续发展。
针对目前太子参种参块根筛选缺乏统一的质量标准和种参质量参差不齐的问题,本研究介绍了种参块根的初步筛选方法、虫害种参和病害种参的症状识别与剔除方法,并对筛选后的种参块根萌发率、出苗率和产量等进行分析,旨在建立太子参健康种参块根的筛选方法,为太子参高产优质栽培和减缓连作障碍提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
太子参种参块根(以下简称种参)样品于2019-2020年收集自福建省宁德市柘荣县,供萌发率、出苗率和产量检测的品种为柘参2号,栽培基质购自厦门市江平生物基质技术股份有限公司。
1.2 太子参健康种参的筛选
1.2.1 种参的初步筛选方法 田间采挖的太子参种参样品,需首先剔除机械损伤块根、非有效块根(太细不适于播种的块根)及混杂的少量杂草,使得筛选后种参较整齐、均一,可节约田间播种时间,提高播种效率。
1.2.2 虫害种参的症状识别与剔除 虫害种参的筛选主要是识别并剔除有咬食缺口、钻蛀孔、块根断裂等虫害症状的块根。通过筛选可降低种植后土壤中的病原菌通过虫害伤口侵染的几率。
1.2.3 病害种参的症状识别与剔除 病害种参的筛选重点是识别并剔除有根腐病和紫纹羽病症状的块根,准确区分二者的典型症状和轻微症状。特别是表现根腐病症状的种参块根,症状多样且大部分发病种参的芽头仍较完整,筛选时容易被忽视。通过筛选可减少种参带菌传播和病原菌在田间土壤中传播的几率。
1.3 太子参种参的萌发率、出苗率和产量测定
1.3.1 种参的萌發率测定 筛选出的健康种参于4℃冰箱冷藏14 d后,平铺于培养皿中,每皿放10根,每个处理3皿,以随机选取的未经筛选的种参作为对照组。均设置3个重复,并放置于温度16℃/22℃的人工气候箱中培养在10 d,观察不同处理组的种参芽头萌发情况和萌发率。
1.3.2 种参的出苗率和产量测定 2019年12月在柘荣县太子参试验基地,将栽培基质分装在栽培框(长47 cm×宽36 cm×高27 cm)中,随机选取已筛选的健康种参和未筛选的种参,分别种植于基质栽培框中,播种间距为6 cm,每框播种12根种参,每个处理各播种6框。均设置3个重复,并采用常规田间管理措施栽培,于2020年3月至4月观察种参的出苗率和出苗后长势情况,2020年6月30日进行产量测定。
1.4 数据处理
使用spss 18.0对数据进行显著性检验。
2 结果与分析
2.1 太子参健康种参的筛选
2.1.1 种参的初步筛选 田间采挖的未筛选种参样品中包含少量杂草、非有效块根、机械损伤块根和病虫害块根等(图1A),经初步筛选去除少量杂草、非有效块根和机械损伤块根后的种参整齐均一(图1B)。
注:A为田间采挖的未筛选种参;B为初步筛选后的种参。
图1 太子参种参样品
Fig.1 Samples of the cultivated Pseudostellaria heterophylla
2.1.2 虫害种参的症状识别与剔除 未筛选的种参样品中包含被地老虎、蛴螬、金针虫等虫害为害的块根,主要症状为有咬食缺口、钻蛀孔、块根断裂等(图2A~2D)。将表现虫害症状的种参块根剔除后,可提高太子参的出苗率和减少生长期的死苗率。
2.1.3 病害种参的症状识别与剔除 太子参根腐病是为害块根最为严重且分布最广泛的病害之一,其典型症状主要表现为表皮开裂、褐变、缢缩、严重时白色菌丝长出,最终呈干腐状坏死(图3A~3F)。太子参紫纹羽病对块根危害严重且传播快,其典型症状主要表现发病初期块根表面附着白色至红褐色根状菌索,后逐渐扩展并缠绕整个块根,最终
形成菌膜,塊根内部组织逐渐干腐消解(图3G~3H)。田间调查发现种植户在进行种参筛选时,对呈现根腐病和紫纹羽病典型症状的块根容易识别和剔除,但对呈现轻微症状的块根容易忽略。块根上呈现轻微开裂或缢缩时的根腐病症状不易被察觉(图3I~3K);紫纹羽病的发病初期仅表现为少量菌索附着,该症状容易被块根表面的土层掩盖而忽视(图3L)。将表现为典型病害症状和轻微病害症状的块根剔除后,可提高太子参的田间出苗率和减少生长期的死苗率。
注:A为虫害症状总体情况;B为虫害咬食缺口;C、D为虫害钻蛀孔
图2 太子参种参块根上的主要虫害症状
Fig.2 Main symptoms of insect pests in the root tubers of cultivated Pseudostellaria heterophylla
注:A~F为根腐病典型症状;G~H为紫纹羽病典型症状;I~K为根腐病轻微症状;L为紫纹羽病轻微症状
图3 太子参种参块根上的主要病害症状
Fig.3 Main symptoms of diseases in the root tubers of cultivated Pseudostellaria heterophylla
2.2 太子参种参的萌发率、出苗率和产量测定
萌发率测定结果(表1和图4)表明,经过筛选的健康种参(处理组)萌发率达100.00%,萌发后的种参芽头完整饱满;未经筛选的种参(对照组)萌发率为88.00%。说明处理组的种参萌发率显著高于对照组。
出苗率和产量测定结果表明(表1和图5),筛选的健康种参(处理组)出苗率达100.00%,出苗整齐且健壮;未经筛选种参(对照组)的出苗率为77.78%,出苗不整齐且长势较弱。筛选的健康种参(处理组)干重产量达484.63 g·m2,显著高于未经筛选种参(对照组)的干重产量326.44 g·m2。说明处理组的种参出苗率和产量显著高于对照组。
3 讨论与结论
种质资源的质量直接关系到中药材种植的产量和品质[9-10]。太子参的种质资源主要包括留种块根、种子和组织培养繁殖体等[11-13]。目前,太子参的田间栽培种植主要以种参块根进行无性繁殖为主,种参块根的质量是其高产优质栽培的根本。已有研究表明,种植密度、种植方式(连作和轮作)以及种植坡向等生态条件对太子参的产量和品质有显著影响[14-16]。种参块根的大小对太子参产量无显著影响
[17]。但种参中混染的病虫害块根是影响种参质量的重要因素,特别表现根腐病症状的块根,发病后病程较长且症状多样,大部分发病种参的芽头仍保持的较完整,种参筛选时容易被忽视,田间种植后会影响太子参的出苗率、产量和品质。本研究介绍了种参的初步筛选方法、虫害种参和病害种参的症状识别与剔除方法,对筛选后的种参萌发率、出苗率和产量等方面进行了分析,建立了太子参健康种参的筛选方法。太子参健康种参需选择参体肥大、表皮完好无损、无病斑、无虫害咬食伤口,芽头完整饱满的块根。筛选出的健康种参萌发率和出苗率均可达100.00%,萌发后的芽头完整饱满,出苗整齐且健壮,干重产量为484.63 g·m2;对照组未经筛选种参的萌发率为88.00%,出苗率为77.78%,出苗不整齐且长势较弱,干重产量为326.44 g·m2。该研究结果可为太子参高产优质栽培和减缓连作障碍提供理论依据,从源头上控制种参质量,确保农民用上健康种参,促进太子参产业的发展。
参考文献:
[1]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草[M].上海:上海科技出版社,1999.
[2]肖荣凤, 陈燕萍, 陈梅春, 等.太子参根腐病病原菌的鉴定及防治药剂筛选[J].植物保护学报, 2020, 47(6):1333-1342.
[3]陈燕萍,陈梅春,刘欣,等.太子参新病害酸腐病的病原菌鉴定[J].植物病理学报,2021,51(3):464-468.
[4]桑维钧, 熊继文, 宋宝安, 等.贵州太子参主要真菌病害的调查与防治[J].安徽农业科学,2006(14):3314-3316, 3318.
[5]李忠,潘仲,孙兴旭,等.施秉县太子参主要病虫害种类调查及防治[J].中国植保导刊,2013,33(6):26-29.
[6]路淑娟,张明洁,丁文静,等.山东临沂地区太子参田昆虫群落结构研究[J].山东农业科学,2021(1):94-98.
[7]曾桂萍, 赵致, 李忠.贵州太子参白绢病发生及防治[J].耕作与栽培,2020,40(6):37-38,41.
[8]肖承鸿,周涛,江维克,等.太子参种子品质检验方法及质量分级标准研究[J].中国中药杂志,2014,39(16):3042.
[9]王金鹏,李旻,赵磊,等.中药材种子质量与检验的研究进展[J].贵州农业科学,2012,40(10):160-164.
[10]姚霞,曹海禄.中药材种子种苗标准现状及分析[J].中国中药杂志,2021,6(3):745-756.
[11]何绿洪,苏志杭,缪霖辉,等.太子参三倍体种质培育的初步研究[J].宁德师范学院学报(自然科学版),2017,29(2):171-174.
[12]胡月,张金媛,窦存琪,等.太子参试管苗的生物学性状观察[J].北京农学院学报,2019,34(3):21-24.
[13]肖承鸿,周涛,江维克,等.栽培太子参表型性状的遗传多样性分析[J].中药材,2015,38(8):1600-1606.
[14]吴玉香,王汉琪,连彦,等.不同栽植密度对太子参产量及有效成分的影响[J].江苏林业科技,2016,43(4):18-21.
[15]李博,何腾兵,林昌,等.不同种植方式对太子参品质和产量的影响[J].湖北农业科学,2013,52(17):4149-4151.
[16]曾维军,曹国璠,李金玲,等.不同坡向对太子参氮含量、生长及产量的影响[J].北方园艺,2018(15):159-164.
[17]王忠平,叶贵凯,陈建祥,等.种参分级、播种密度、覆土深度对太子参产量的影响[J].湖南农业科学,2013(11):9-11.
(责任编辑:柯文辉)
收稿日期:2021-05-24
作者简介:肖荣凤,女,1977年生,硕士,研究员,主要从事植物保护研究。
通信作者:朱育菁,女,1972年生,博士,研究员,主要从事农业生物资源保护与利用(E-mail:zyjingfz@163.com)。
基金项目:福建省农业科学院对外合作项目(DEC201821206、DEC2020-06)。