不同储藏温度对大黄种子活力的影响

侯文娟，李光文，安世伟，赵洁娜

(1.甘肃省陇西县农业技术推广中心，甘肃 陇西 748100；2.陇西县渭北现代农业示范区管理办公室，甘肃 陇西 748100)

大黄为蓼科大黄属多年生草本植物，是大宗类中药材，主产于甘肃、青海、四川、西藏等省份。大黄喜光、耐寒，主要生长在阳山地林边草地、山地灌丛、草甸[1]，但由于生长习性不同，有掌叶大黄、唐古特大黄和药用大黄之分。大黄以根茎入药，在中医临床和兽药中均有悠久的应用史，具有清热泻火、凉血解毒、逐瘀通经、泻下攻积、利湿退黄的功效[2]。近年来，随着市场需求的不断增加，野生大黄资源急剧下降，目前主要以人工栽培为主，但其质量也存在参差不齐的现象。大黄种质质量十分关键，直接影响着大黄品质的稳定与可靠，而两年生大黄可开花结果，第三年大黄才可采集留种，可见其繁种周期长[3]。因此，提高并保存大黄种质的质量亟待解决，而大黄种质的好坏可通过种子外观形态以及种子发芽率等指标评价。

种子寿命指成熟种子的发芽率降低到50%所经历的时长，而并非是一个个体概念[4]，通常用种子活力来衡量种子寿命是否降低。种子的储藏时间、含水量和温度等会影响种子活力，从而使得种子发芽率、发芽势、发芽指数受到一定的影响[5]。种子储藏含水量和温是度影响种子萌发的重要因素[8]。温度过低会冻伤种子胚芽，影响种子萌发；而温度过高会因为呼吸强而过多消耗储藏物质，释放热量和水分，使种子堆温提高，湿度增大，易滋生微生物，导致种子变质。目前，许多学者对大黄种子进行了多方面研究，包括通过浸种、GA3处理来促进萌发等[6-7]，但种子储藏方面的研究较少。因此，本试验探究了储藏温度对大黄种子活力的影响，为大黄种子的储藏与管理以及种植生产提供有效的技术支持。

1 材料与方法

1.1 材 料

大黄种子于2019年9月采自甘肃省陇西县首阳镇陇西药圃园，经甘肃省陇西县农业技术推广中心张玉云研究员鉴定为藜科大黄属植物大黄(R.tanguticumMaxim.ex Balf.)的种子，经晾晒干燥、剔除杂质及秕籽后先保存于种质资源库。供试大黄种子性状指标如表1所示。

表1 大黄种子的生物学性状

1.2 仪 器

发芽箱为上海一恒科学仪器有限公司的人工气候培养箱，容积为80 L，温度范围为0～50 ℃，光照强度为2 800 lx；发芽容器采用12 cm×12 cm×6 cm的种子标准发芽盒，制备同规格纸床。

1.3 储存条件

将大黄种子用铝箔袋密封后，于2020年1月10日分别置于长期库(-18 ℃)、中期库(-4 ℃)、短期库(4 ℃)进行保存，于2022年2月20日取出种子进行种子活力测定。

1.4 测试项目与方法

1.4.1不同储藏温度对大黄种子萌发的影响

挑选-18 ℃、-4 ℃和4 ℃储藏环境下的饱满且大小均匀的400粒大黄种子备用，进行后续试验。将入选的干燥大黄种子置于20 ℃蒸馏水中浸泡24 h，随后用无菌水冲洗4次，然后摆放在铺有双层滤纸的标准发芽盒内，放入温度为20 ℃、湿度为60%的培养箱中进行标准发芽试验。每处理重复4次，发芽期间确保滤纸湿润，每天相同时间观察并记录种子发芽数，种子发芽以种皮露白为标准。

发芽势(%)=(第4天正常发芽种子数/供试种子总数)×100 %；

发芽率(%)=(第7天正常发芽种子数/供试种子总数)×100 %；

1.4.2不同储藏温度对大黄种子细胞膜的影响

大黄种子细胞膜的受损程度采用电导率进行测定。取-18 ℃、-4 ℃和4 ℃恒温储藏的大黄种子100粒进行称重，3次重复。将称完重量的种子放入用蒸馏水洗净的烧杯中，并加入100 mL蒸馏水。放入种子后将烧杯用保鲜膜盖好，置于20 ℃黑暗条件下24 h，随后用电导仪测定浸泡液电导率，以蒸馏水为对照。

单位重量电导率[μS·(cm2·g)]=[(重复1的电导-对照电导)/重复1重量+(重复2的电导-对照电导)/重复2重量+(重复3的电导-对照电导)/重复3重量]/3

1.5 数据处理

借助Excel 2013软件进行数据整理，用DPS 7.05软件进行单因素方差分析的LSD法多重比较(p<0.05)，用Origin 2019软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同储藏温度大黄种子发芽曲线

不同储藏温度均会影响大黄种子萌发起始时间和累积萌发率(图1)。各处理均在种子着床后第3天开始萌发，发芽前5天为大黄种子迅速萌发期，中期库、长期库、短期库储存的大黄种子从第7天开始发芽相对缓慢，直至10天时发芽结束。种质库储藏大黄种子的萌发速率均高于储藏前，且中期库大于长期库和短期库。

图1 储藏温度对大黄种子发芽曲线的影响

2.2 储藏温度对大黄种子发芽势的影响

由表2可得，大黄种子的发芽势表现为中期库>长期库>短期库>储藏前，中期库、长期库和短期库较储藏前分别提高了71.77%、114.11%和92.34%；且大黄种子的发芽势在中期库、长期库、短期库、储藏前两两间均呈极显著性差异。

表2 不同储藏温度的大黄种子发芽势比较

2.3 储藏温度对大黄种子发芽率的影响

种子储藏过程中，储藏温度对种子生活力和寿命有重要影响。由图2可以看出，大黄种子的发芽率表现为中期库>长期库>短期库>储藏前。-18 ℃、-4 ℃和4 ℃恒温储藏大黄种子的发芽率与当年采收种子有显著提高(p<0.05)，平均提高了29.90%，其中长期库、中期库、短期库储藏后种子发芽率较当年采收分别显著提高了19.12%、39.71%、30.88%。在恒温储藏下，-4 ℃恒温储藏大黄种子的发芽率显著高于4 ℃恒温储藏，相比提高了17.28%。

图2 储藏温度对大黄种子发芽率的影响

2.4 储藏温度对大黄种子细胞膜通透性的影响

由表3可得，-4 ℃储藏大黄的种子细胞膜损伤极显著高于4 ℃和-18 ℃储藏的大黄种子，4 ℃恒温储藏大黄的种子细胞膜与-18 ℃储藏大黄的种子细胞膜膜损伤程度差异不显著。

表3 不同储藏温度的大黄种子细胞膜完整性比较

2.5 种子细胞膜通透性与发芽势、发芽率的相关性分析

由表4种子细胞膜通透性相关分析结果表明，大黄种子细胞膜通透性与发芽势、发芽率均呈极显著正相关关系，说明增加种子细胞膜通透性有利于提高种子发芽势和发芽率。

表4 种子细胞膜通透性与发芽势、发芽率的相关性分析

3 讨 论

种子的发芽率与其本身寿命和储存条件密切相关，温度和水分对种子寿命有显著影响，而温度是影响种子新陈代谢的主要因素。合理的储藏温度和湿度可使种子呼吸较低，物质消耗极少，细胞内部衰老程度降低，延长种子生活力和寿命[9]。发芽率能在一定程度反映种子发芽与时间的动态关系，而发芽势能体现种子的发芽速度[10]。朱萍等[11]研究发现超干种子经不同温度贮藏后，均能保持较高的发芽能力。也有研究指出，黄芩、白术等中药材经不同温度和湿度储藏后，种子的活力和发芽率均会发生变化；发现在温度为-10 ℃，含水量为3%的条件储藏时仍能保持较高的发芽率和种子活力，而在温度为36 ℃，含水量为15%和条件储藏2个月后发芽率降为0[12]。可见低温低含水量有利于保持种子活力，可以延缓种子衰老[13]。本试验研究发现，-18 ℃、-4 ℃和4 ℃储藏大黄种子的发芽势、发芽率较当年采收种子有显著提高，这可能是大黄种子经储藏后完成了种子后熟，使其种子活力变得更强。同时，-4 ℃储藏大黄种子的发芽势、发芽率高于-18 ℃和4 ℃储藏，分析认为，在同湿度条件下，4 ℃储藏由于温度偏高，种子代谢较强，物质消耗较快，加快了种子的衰老；而-18 ℃恒温储藏由于温度偏低，种子后熟较慢，短时间储存未使种子完成休眠，也有可能是温度偏低，影响了胚胎的发育，使种子发芽较低。

种子发育的能量与营养均来自于内部储藏的营养物质，随着储藏时间延长，其内部也发生了重要的变化。种子在储藏过程中，随着种子老化和营养消耗，其膜系统可能受到破坏，而电导率大小一定程度上反映种子细胞膜的完整程度[13]，并认为膜系统的破坏是种子第一性的质变[14]。本研究发现，-4 ℃储藏大黄的种子细胞膜损伤极显著高于4 ℃和-18 ℃储藏的大黄种子，且大黄种子细胞膜通透性与发芽势、发芽率均呈极显著正相关关系，这与王勇等[15]在老芒麦种子贮藏中研究的结果相反，其认为种子活力与其电导率呈负相关。这可能是大黄种子在短期内-4 ℃储藏下更容易完成后熟，使内源物质外渗，使电导率升高，种子发芽势、发芽率较大，而王勇等研究结果是长时间储存下的结果。而长期储存下，大黄种子发芽势、发芽率以及电导率的变化还需进一步探究。

4 结 论

储藏时间和储藏温度均对大黄种子活力产生一定的影响。短时间内，4 ℃、-4 ℃和-18 ℃储藏均能显著提高大黄种子的发芽势、发芽率。不同恒温储藏下大黄种子发芽势、发芽率、膜系统也存在差异，-4 ℃储藏大黄种子发芽势、发芽率和细胞膜通透性均高于4 ℃和-18 ℃储藏，且大黄种子细胞膜通透性与发芽势、发芽率均呈极显著正相关关系。综合试验分析结果可以看出，在短时间内，-4 ℃适宜大黄种子储藏，-4 ℃储藏能使大黄种子保持较好的活力，使发芽势、发芽率保持在一个较高的水平。