猴耳环种子贮藏及其种苗繁育研究
2023-03-16邢瑞林周宏英黄宏辉陈炜玲陈香杏
邢瑞林,周宏英,黄宏辉,陈炜玲,陈香杏
(1.广东良田农林科技有限公司,广东清远 511899;2.广东良田中药材种植有限公司,广东清远 511899)
现阶段,有关猴耳环的研究主要集中在制剂研发、临床应用、药理学、化学成分、生药学等层面。猴耳环制剂在临床中的应用效果相对较好,导致制剂的需求量呈现逐年递增状态。但当前猴耳环药材植物主要是依靠收集野生植株的方式来获取,随着采集量不断增加,面临野生资源逐渐枯竭的问题,而且无法保证药材的质量以及后续供给。由此,某地区为了有效保护猴耳环资源,针对猴耳环种子贮藏和种苗繁殖建设了相应的项目研发基地,希望其可以在应用层面保证持续性。
1 猴耳环概述
1.1 猴耳环
猴耳环是一种极其珍稀的中药材植物,在我国主要分布在广东省粤北山区等地区,是多年生乔本类植物,见图1。
图1 猴耳环植株
猴耳环又称落地金钱、洗头树、鸡心树、围涎树、婆劈树等。猴耳环通过粗提取工艺提炼出的物质能够对体外病毒起到极高的抗性作用。
1.2 猴耳环的应用价值
1.2.1 民间应用价值
在我国民间药用层面,猴耳环拥有相对较为长远的历史,其枝叶和嫩枝都可以用在药理中。其主要功能是止泻、凉血、消肿、清热、解毒等。外用主要是治疗烫伤、烧伤等;也可以将枝叶煮沸用来洗头,具有消炎、去屑、乌发、洁发等作用。
1.2.2 药用价值
由猴耳环叶及嫩枝的水提取浸膏制作而成的单味剂,例如治疗呼吸道感染的药物、猴耳环消炎片、猴耳环消炎胶囊等都已经得到了大范围应用,而且我国在2005 年已经将上述药物收纳进国家药典管理文件中。临床医学上,猴耳环主要用来治疗急性肠胃炎、急性扁桃体炎、急性咽喉炎、上呼吸道感染等病症。
1.2.3 日用价值
猴耳环可以作为研发创可贴、洗发水、保健牙膏等的原材料[1]。
2 某项目研发基地的项目背景概述
2.1 项目产业背景
1)猴耳环相关药物在研发和生产制造环节的原材料基本是依靠野生资源来获取,但现阶段野生资源逐渐枯竭,原材料的供给日益紧缺,导致市场层面存在相对较大的缺口,影响猴耳环产业链的发展。
2)猴耳环品种的混杂程度相对较高,优秀品种覆盖率极低。
3)规范化种植程度不高,整体产量相对偏低。
2.2 深厚的产业基础
1)粤北地区属于猴耳环的密集分布区域,调查研究发现,在清远地区有一部分猴耳环的自然分布,而且在小范围内实现了成功种植,有较为优良的基础。
2)项目研发企业一直长期致力于南药资源的保护、研发和利用等工作,技术力量较好。
3)项目研发企业与我国林业科学研究院热带林业研究所黄世能教授团队达成了战略性合作,主要提供对项目的技术性指导、监督等,而且黄世能教授团队在猴耳环有关研究层面具备极丰富的工作经验,多次主持研究林药和猴耳环优良品种资源的收集以及栽培技术项目,2017 年被原国家林业局评定为100 项着重推广的林业科技成果之一。
3 猴耳环种子贮藏研究
3.1 原材料
试验应用的猴耳环种子采自于广东省某地区的野生植株,将新鲜种子放到透气性较好的塑料样品袋中,将其放在冰箱中储存,温度控制在4 ℃。
3.2 试验方法
3.2.1 对猴耳环种子进行脱水敏感性试验
应用硅胶干燥的方法,对猴耳环种子完成脱水操作。随机选择1 200 粒左右新鲜猴耳环种子,应用电子天平对新鲜种子完成称重操作之后,按照含水量测定方法、发芽率测定方法,测定种子含水量、发芽率,将猴耳环种子放在装有变色硅胶的干燥容器当中,完成脱水处理操作。脱水后1 h、2 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h,随机抽取种子,测量种子含水量,检查种子发芽率。
3.2.2 对猴耳环种子进行贮藏以及贮藏生理生化等试验
从猴耳环种子中选取一部分样品用于贮藏,在试验开展之前,对种子进行生理生化指标测定,并将数值作为初始数值。种子全部应用3%多菌灵溶液浸泡30 min 左右,再对其进行灭菌操作,放在阴凉干燥处,待表面水分全部蒸发之后,在4 ℃、-20 ℃、室温状态下按3 种方式贮藏,3 种贮藏方式分别为放置在透气性较好的透气塑料样品袋中、去掉种子皮将其放置在透气性较好的塑料样品封袋中、放置在含水量为12%的湿沙中。
-20 ℃保存条件下放在透气性较好的塑料样品袋中的处理方式,贮藏1 h 之后测量种子的生活力,其他处理方式每隔30 d 测量种子发芽率。由于猴耳环种子数量有限,所以每隔30 d 对4 ℃湿沙贮藏、4 ℃塑料样品袋贮藏、室温贮藏的猴耳环种子进行生理和生化指标测定[2]。
4 试验结果以及测试分析
4.1 猴耳环种子脱水敏感性分析
4.1.1 种子快速脱水速率
试验研究结果显示,新鲜的猴耳环种子水含量相对较高,能够达到59.1%左右。随着种子脱水时间不断增加,种子内部的含水量也会随之减少,但是前6 h 下降速度相对较为缓慢,在脱水1 h 后含水量下降到50.2%左右,随后种子含水量下降速度逐渐减缓,最终含水量在11.0%左右。
4.1.2 种子含水量以及发芽率的关联性分析
试验研究结果显示,随着猴耳环种子含水量由59.1%降低到11%,种子的发芽率由起始的97.2%下降到0%。含水量下降前期,含水量在40%左右时,种子发芽率的下降变化相对不明显,但是种子含水量从39%降低到22%的过程中,种子发芽率的降低速度明显增加,而且下降幅度波动相对较大。
4.2 猴耳环种子贮藏效果分析
4.2.1 贮藏方式以及时间对发芽率造成的影响
试验研究结果显示,在-20 ℃的储存状态下,采取透气性较好的塑料袋样品贮藏处理方式的种子,经过1 h 之后,生命力会逐渐丧失,无法抵抗低温。基于4 种贮藏方法,随着时间增加,种子发芽率会明显下降,120 d 之后,发芽率相较于初期有大范围降低。前60d,除4 ℃下应用湿沙保存的处理方式外,其他种子的发芽率都可以达到70%左右,发芽率相对较高。采取室温透气性塑料袋样品密封以及在4 ℃下应用透气性较好的塑料袋样品贮藏方式的种子,在贮藏期间发芽率的降低速度相对较为相似。剥皮之后的种子贮藏30 d 后,发芽率会达到91.6%,明显比其他组的发芽率高出许多,但是到达峰值之后,发芽率会急速降低,经过60 d后,会与室温状态贮藏条件下应用透气性塑料样品袋密封的处理条件以及在4 ℃采取塑料样品袋保存处理方式的种子发芽率较为接近。应用湿沙方法贮藏的种子,发芽率在储存30 d 后急速降低,且数值下降到11.6%左右,60 d 后种子的发芽率降到0%[3]。
4.2.2 不同贮藏方法下电导率的变化分析
试验研究结果显示,应用3 种贮藏方法的种子,其电导率数值随着贮藏时间的增加而增大。在室温状态下应用透气性较好的塑料样品袋贮藏以及在4 ℃下应用塑料样品袋贮藏的种子,其电导率会以较慢的速度逐渐上升,二者上升速度较为接近,并始终维持平缓匀速上升的趋势。通过对比分析方差数值可知,二者在0~120 d 的时间点没有出现明显偏差。但是,在4 ℃贮藏状态下应用湿沙贮藏的种子,其电导率高于其他贮藏方式种子的电导率,贮藏60 d 后,数值能够达到其他两组的3.1 倍,存在较为明显的差异。3 种贮藏状态下种子电导率和发芽率的有关系数表明,电导率、种子发芽率之间呈负相关关系。
5 猴耳环种子在种苗繁育期间的扦插繁殖研究
5.1 原材料
试验应用的原材料取自项目企业下属的种子栽培基地,选取当年生枝条顶芽和木质化部位之间的茎段,直径0.7~1 cm。穗条需要及时喷水确保其湿润性,避免出现失水问题。采摘完成后,在实验室用清水浸泡,第二天修剪,穗长控制在20~25 cm,挑选具备两个叶芽以上的插穗,将所有叶片以及长度超过1 cm 的叶芽全部摘除,上段位置全部剪切成平口,距离芽端1 cm左右,下端应用斜口,将剪切完成的种子插穗每20 根扎成1 捆,泡在水中保湿。扦插前用1%多菌灵浸泡,时间为5 min。
5.2 试验分析
5.2.1 不同基质对猴耳环种子在扦插生根环节造成的影响分析
试验设置3 种不同类型的扦插基质,分别为腐殖土和河沙,比例为1∶1;红土壤和河沙,比例为1∶2;河沙。插穗期间用浓度为300 mg/L 的IBA 进行处理,时间为1 h。每处理完20 根插穗之后,重复操作3 次,同时注意试验环节要保证随机性[4]。
5.2.2 不同位置插穗对猴耳环种子扦插生根形成的影响分析
试验环节按照位置将其分为下、中、上3 个处理阶段,也就是木质化插穗、顶端嫩枝和木质化区域之间的插穗、顶端嫩枝。插穗期间应用浓度为300 mg/L 的IBA处理,时间为1 h,每处理完20 根插穗之后,重复操作3 次,同时保证试验的随机性。
5.2.3 不同季节对猴耳环种子扦插生根形成的影响分析
分别在3 月、6 月、9 月开展不同季节对猴耳环种子扦插生根的影响试验,插穗环节的工序与上述两道工序相同。
5.2.4 不同激素处理方式对猴耳环种子扦插生根的影响分析
按照试验处理方案对插穗进行处理,之后完成扦插操作,将清水处理方式作为对照方案。之后依然是每处理完20 根插穗之后,重复操作3 次。
5.3 试验结果
试验结果显示,猴耳环在种苗繁殖环节的扦插繁殖相对较为困难,生根率极低。
1)猴耳环在不同基质状态下的扦插试验结果显示,河沙基质下的生根率最高,应用腐殖土与河沙混合基质下的生根率最低。扦插基质通气、温度、保湿性等存在差异,会对扦插生根率、生根质量产生不同程度的影响。腐殖土的营养含量虽然相对较高,但是通气性能极低,微生物衍生数量较多,容易导致插条出现腐烂变质的问题。以河沙作为基质,因为河沙通气性相对较好,所以插穗生根的根系生长速度快。
2)扦插位置不同,保水能力和营养成分也存在一定的偏差。猴耳环扦插嫩枝相对较细,但是没有出现木质化的状态,导致其保水能力相对不高,所以会快速死亡。然而中部、下部已经趋于半木质化或全木质化状态,保水性能、营养成分处于较为优良的状态。研究人员按照插穗不定根产生部位和产生机理的差异性,将生根类型划分为中间生根类型、愈伤组织生根类型、皮部生根类型等不同方式,最终扦插结果显示,猴耳环属于皮部生根类型,所以极有可能因为木质化的原因,使猴耳环出现不定根的现象,或者在生长繁殖环节很难突破皮部位置的木栓层,导致种子生根极其困难[5]。
3)在猴耳环的扦插繁殖种植试验中,当前只有春季才能够实现生根生长,夏季和秋季所有种子全部死亡,而且在夏季的死亡速度极快。通过研究发现,不同植物所适用的扦插季节也存在一定的差异,正常状况下,扦插选择在3—5 月、9—10 月进行。季节不同,环境温度、环境湿度、植物的生理状况也存在一定的差异,会对扦插成活率造成一定影响。猴耳环只能在春季生根生长,可能是因为猴耳环在扦插生根时对环境中的湿度和温度有极高要求,还可能是猴耳环植物体内化学成分发生了一定的变化,营养成分或生根抑制成分存在差异,导致植物扦插生根概率存在一定的偏差[6]。
4)实践研究证实,扦插环节不容易生根的树种,插穗内部通常含有抑制物,而抑制物大部分是酸性物质,会阻碍植物生根发育。针对插穗期浸泡提取液的研究发现,极有可能是有机酸或类似单宁物质。猴耳环提取液浓度数值的不同,对发芽率和胚根生长也会造成不同的影响,浓度超过0.1 g/mL 时,会对发芽率以及胚根的生长产生抑制作用,猴耳环在插穗期有可能包含一些抑制生根的物质[7]。
6 结束语
通过对猴耳环种子的贮藏方式和种苗繁育的试验研究可知,猴耳环种植基地的土壤营养成分供应相对较为平衡,土壤自身养分不够平衡,而且对养分造成限制的影响因素相对较多,所以在后期的田间管理工作中,需要重点关注土壤肥力的实际状况,以及猴耳环种子在生长环节的特性及所需营养特征,科学协调养分含量,适当增加磷肥、有机肥料,合理使用钾肥、氮肥,最大限度地确保猴耳环种子正常生长发育、繁殖,提升猴耳环种子的质量和产量。