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瓦布贝母种子后熟处理技术优化研究

2024-02-28余永贵陈晓仪冯正平刘震东康图强范维强

种子科技 2024年2期
关键词:川贝母贝母种子

余永贵,陈晓仪,冯正平,刘震东,胡 鹃,康图强,范维强*

(1.阿坝藏族羌族自治州食品药品检验研究中心,四川 阿坝藏族羌族自治州 624000;2.四川松赞雪贝生物科技有限公司,四川 阿坝藏族羌族自治州 623300;3.铜川市土壤生态技术创研中心,陕西 铜川 727031)

川贝母是最具代表性的川产名贵道地药材之一,驰名中外,是质优效佳的中医临床化痰止咳首选药。但是由于其生长对自然环境要求较高,成熟期长,加之长期无序的野外采挖和自然环境的破坏,野生川贝母资源已日趋减少,面临着枯竭的危险。国家为保护野生种质资源,2022 年,川贝母被四川省农业农村厅《国家重点保护野生植物名录(农业类)》列为II 级保护物种。

目前,我国在川贝母种植方面的研究局限于育种扩繁、施肥管理、采收加工等常规方面,但是在以药业企业为主导的川贝母规模化现代化农业种植方面还缺乏全产业链高标准系统性的研究,尤其是作为川贝母特有新品种在其种质资源溯源清晰的前提下,瓦布贝母种子育苗之后熟处理技术存在良莠不齐的现象,导致育种扩繁技术极不稳定,大大制约了瓦布贝母人工栽培育苗技术的可复制性,影响了其规模化、产业化发展。

基于上述情况,阿坝藏族羌族自治州食品药品检验研究中心川贝母产业协同创新科研小组,联合四川松赞雪贝生物科技有限公司和陕西省铜川市土壤生态技术创研中心,针对多年来阿坝州境内川贝母种植企业在瓦布贝母种子(有性繁殖)传统后熟处理关键技术突破方面,深入地开展了成熟种子后熟优化技术的创新研究,技术路线设计科学,试验方案具有可操作性,示范应用成效显著,极大地助力了阿坝州境内瓦布贝母种植业态的标准化、规模化可持续高质量发展[1]。

1 瓦布贝母经济价值

瓦布贝母是由国内著名川贝母权威专家唐心曜教授及其科研团队,在阿坝州茂县三龙乡富布寨村,经过25 年持续不断地科研试验与技术优化,通过仿野生绿色生态栽培方式驯化成功的品种,为目前四川省川贝母人工栽培的主要品种之一。

川贝母为传统名贵药材品种,川贝母品牌声誉远扬,目前国内以川贝母为组成成分的中成药有200 多种,市场每年川贝母中药材(饮片)原料量需求为350~400 t,而年均产出川贝母约120 t,市场缺口达2/3 以上,但因川贝母产量小、野生生长周期长,长期存在需求供给量不足的现状。另外,目前已进入后疫情时代,国内外新冠患者对川贝母相关产品依赖较大,间接性导致川贝母原药材市场价格持续走高。查阅2019 年1 月至2022 年2 月3 年来川贝母市场价格走势可知,四川荷花池市场川贝母市场销售价在3 000 元/kg 以上。

据不完全统计,2018 年1 月至2023 年8 月,阿坝州境内共有5 家药业企业和6 家中药材种植合作社种植瓦布贝母,向国内中药材市场供应原药材,主要销售终端为中药生产企业。瓦布贝母统货商品年均产量约30 t,四川荷花池市场瓦布贝母销售价格为1 800~2 200 元/kg,年均产值5 400 万~6 600 万元。

由此可见,瓦布贝母原产地药材生产方式以种子繁育(有性繁殖,属异花授粉类型)为主,具有较高的产量和经济价值,川贝母相关产品的开发及生产蕴藏着巨大的商业价值。

2 瓦布贝母种子后熟处理传统技术

由于瓦布贝母种子具有后熟特性,即种子采收后,种胚尚未成熟,需要在适宜的条件下完成形态后熟和生理后熟2 个阶段。后熟阶段实质是种子完全成熟过程的延续,种子内部贮存物质的组成比例、分子结构、存在状态等方面将发生很大的变化。随着后熟的逐渐完成,种子中的可溶性物质不断减少,而淀粉、蛋白质与脂肪等高分子物质与含磷化合物持续积累,总体酸度降低,酶的活性变弱,水解作用活跃,内源激素平衡发生变化(ABA 量下降,IAA 量增加),发芽力由弱转强[2]。

瓦布贝母种子经过后熟阶段,其发芽势和发芽率不断提高的情况下,在实际生产中才能被认为是真正成熟的种子,后续辅以规范合理的育苗扩繁技术以实现正常发芽出苗。

2.1 种子采收标准

瓦布贝母种子的最佳采收时间因人工种植环境不同而有差异。仿野生栽培的瓦布贝母种子最佳采收时间为7 月中旬至8 月初,温室大棚种植的瓦布贝母种子最佳采收时间为7 月下旬至8 月中旬,主要判定标准是种果壳变为浅棕色至棕褐色。

瓦布贝母优良种子质量指标为种果大,种果平均长度≥3.3 cm,宽≥0.4 cm,种果壳内种籽≥220 颗且饱满,平均千粒重≥4.2 g。

2.2 后熟处理传统技术要点

对瓦布贝母种子采取变温层积后熟处理的方法,在室内用红砖块搭建一个长1.5 m、高0.6 m、宽0.8 m的层积穴,取温室大棚种植土和细粒河沙按1:1 混合均匀,保持土壤湿度70%~80%,作为种子后熟处理基质。取瓦布贝母优良种子,晾干7 d 后,用0.5%赤霉素溶液浸泡72 h,用基地灌溉水冲洗干净,控干多余的水分,备用。按照1 层种子覆盖1 层后熟处理基质进行规范操作,控制温度为4~12 ℃,保持60 d,完成种胚的形态后熟阶段。0~5 ℃的低温环境中保持120 d,完成种胚的生理后熟阶段。整个过程保持室内通风良好,同时实施防治鼠害等管理措施,后熟阶段共6 个月。第2 年春季土壤解冻后进行温室大棚撒播育苗。传统后熟技术处理的瓦布贝母种子于春季播种扩繁出苗率为65%。

3 瓦布贝母种子后熟处理技术的优化研究

3.1 后熟处理技术优化方法

瓦布贝母种胚发育不全,属于低温萌发型种子,坚持遵循变温层积后熟处理的原则。1)选择瓦布贝母优良种子,使用质量浓度最适宜的赤霉素溶液以促进瓦布贝母种子细胞生长,打破种子的休眠。2)对种子后熟基质进行不同土肥配方与比例调整,确保N、P、K、有机质、微量元素的含量以及土著微生物群种类平衡。3)有效控制种子后熟基质的湿度为65%~75%、温度为5~15 ℃、层积时间为90 d,尤其注重过程中基质土壤的O2载量为5%,保证种胚继续分化。4)选择深秋时节(土壤未冻之前)撒播育苗,直至开春前,覆盖林下松针类腐殖质或农作物秸秆类或遮阳网等,但在出苗前必须揭去畦面多余的农作物秸秆或遮阳网,以增加畦面的通透性[3]。

3.2 后熟处理关键技术点

1)植物生长调节剂质量浓度调整与浸种时间。取瓦布贝母优良种子,待暗紫贝母果实变黄未失水分时进行采摘、脱粒、挑选,及时在25 mg/L 赤霉素溶液中浸泡36 h。赤霉素溶液质量浓度过高反而抑制种胚的生长,缩短浸种时间更有利于种子出芽。

2)种子后熟基质进行不同土肥配方与比例调整。取种子4 倍量林下疏松湿润的腐殖质土,与种子2 倍量富活素碳基营养改良剂充分混匀。

3)利用原生态自然环境实施变温层积。在海拔3 000 m 左右的基地附近林地或高原灌丛的自然环境周围,选择阴阳交界处通风良好的地带,建立标准的种子后熟沟穴进行层积。

4)撒播前补充土壤微量元素。瓦布贝母种子第1 阶段形态后熟完成后,于深秋撒播时均匀喷施1/2 MS-F1 专用营养液,提供种子生长必需的微量元素,保证营养成分的供给,保障生理后熟充分完成。

4 瓦布贝母种子育苗扩繁技术

4.1 发芽育苗操作规范

1)种源要求。以后熟技术优化处理的瓦布贝母优良种子为育苗扩繁材料。

2)播种时间。选择适宜的户外仿野生栽培自然环境,于11 月初至中旬(土壤未冻之前)进行育苗。

3)播种量。播种量为3 400 万粒/hm2。

4)播种方式。在整理好的厢面(宽1.2 m,呈瓦背形拱面)上采用人工撒播,保持后熟基质与种子均匀下种,覆盖基地附近林下疏松湿润的腐殖土肥厚度2.5 cm,然后再覆盖1.0 cm 左右的农作物秸秆类或遮阳网等[4]。

4.2 出苗期田间管理

瓦布贝母后熟种子苗前15 d,一定要揭去畦面多余的农作物秸秆或遮阳网,保持畦面具有良好的通透性,利于阳光直接照射。注重畦面水分的管理,多雨的天气要随时增加避水措施,并保障畦间小沟排水通畅。为预防川西北高原倒春寒或冰雹等突发的恶劣天气对一年生幼苗的破坏性影响,应采取应急处理措施,在基地育苗畦面搭建保温并防冰雹拱棚[5]。

5 种子出苗效果

瓦布贝母种子后熟处理技术优化后总体发芽出苗率达90%,较传统技术出苗率提升了25%,效果优良。

一年生瓦布贝母和二年生瓦布贝母幼苗主要质量参数统计见图1 与表1。

图1 一年生瓦布贝母和二年生瓦布贝母种苗质量指标参数实测值

表1 一年生瓦布贝母和二年生瓦布贝母株高、单粒质量、直径数据

二年生瓦布贝母各项质量指标如株高、单粒质量和直径数据均高于一年生瓦布贝母,其中二年生瓦布贝母单粒质量为459.8 mg,而一年生瓦布贝母为45.5 mg,二年生瓦布贝母单粒质量为一年生瓦布贝母单粒质量的10 倍。

6 结束语

瓦布贝母因具有清热润肺、化痰止咳等功效,中药材市场需求量巨大。然而当前瓦布贝母产量较低,无法满足市场需求。瓦布贝母种子后熟处理技术的优化调整,有利于提高种子发芽势和发芽率,为繁育高品质瓦布贝母奠定坚实的基础。同时,研究瓦布贝母种子后熟处理技术有利于促进中药材产业发展,提高中药材经济效益,带动我国医药行业向着高质量发展方向前进。

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