不同基质配比对独一味幼苗生长及药用成分的影响

李廷菊，李灿琳，李瑞兰，樊锦雅，古 锐，钟世红

（1.成都中医药大学药学院，四川成都 611137；2.四川省草原科学研究院，四川成都 611730；3.成都中医药大学民族医药学院，四川成都 611137；4.西南民族大学药学院，四川成都 610041）

独一味为唇形科独一味属多年生草本植物，常用大宗藏药材，作为纳西族、藏族、蒙古族等民族民间常用药之一[1]。药用部位为干燥地上部分，具有活血止血、祛风止痛的功效，临床用于治疗跌打损伤、外伤出血、风湿痹痛、黄水病等[2]。地上部分主要含黄酮类、环烯醚萜类、苯乙醇苷类、挥发油类等化学物质[3-4]。药理作用主要为抗炎杀菌、消肿止痛、活血止血、抗肿瘤等[5-6]，具有很高的药用价值。近年来独一味资源呈现锐减状态，这主要与其生长环境恶劣、生长年限长、人工驯化栽培幼苗成活率和越冬率低[7]等有关，因此建立独一味规范化、工厂化的育苗技术体系和提供优质种子种苗已迫在眉睫。

无土育苗法近年来在我国获得了迅猛发展，已广泛应用于花卉、蔬菜的育苗生产中[8-10]，但对药材的应用较少报道，仅见于高山红景天的研究[11]。无土育苗法具有便于集约化、规范化管理和利于根系发育、幼苗生长的优势[12]，而适合的基质配方是培育壮苗的关键[13]。目前无土育苗常见的基质材料为草炭(泥炭)、蛭石、珍珠岩、椰糠、有机肥等。现有研究表明，育苗基质配比对药材生长和药用成分均有不同的影响，如齐凤坤等研究发现，不同配方基质对百合株高和茎粗等指标有影响，对花苞数的影响不显著，但对切花花蕾长度影响显著[14]；在育苗基质中添加泥炭等营养成分的基质(黄泥、珍珠岩、泥炭、椰糠的比例为2∶1∶1∶1)可提高幼苗质量[15]。在草炭中添加珍珠岩或蛭石作为辅料，辅料占比低于50%时可促进金线莲中黄酮含量的积累[16]。独一味作为濒危藏药，近年来研究逐渐增多，但是对独一味基质配方的技术研究还未见报道，仅对大田育苗技术规程进行了阐述[17-18]。本研究依托高海拔地区温室大棚，以商品草炭土、珍珠岩、蛭石为原料，独一味种子为育苗对象，通过正交试验，研究不同基质配比对独一味幼苗生长发育和药效成分的影响，筛选出独一味育苗的最佳配方，以期为独一味工厂化育苗提供研究基础和理论依据，为独一味资源可持续利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在四川省阿坝藏族羌族自治州红原县邛溪镇宇妥藏药股份有限公司厂房温室大棚内（102°56'68.19″E，32°82'19.68″N，海拔3 463 m）。试验地为大陆性高原寒温带季风气候，无明显四季界线，气候偏冷，春秋短促，长冬无夏，热量低。年平均气温2.9 ℃，年降水量860.8 mm，年日照时数2 212.3 h。

1.2 试验材料

试验所用的独一味种子于2021 年9 月采集自四川省阿坝藏族羌族自治州阿坝县若柯河分水岭（101°28'02.01″E，33°13'04.82″N，海拔3 774 m)，经成都中医药大学民族医药学院古锐教授鉴定为唇形科植物独一味（Lamiophlomis rotata）的成熟种子。育苗基质为商购珍珠岩、蛭石、草炭土，珍珠岩规格为3～6 mm，蛭石规格为1～3 mm，草炭土购于长春市新晟科技有限公司。育苗容器为育苗方盘，规格为46 cm×46 cm×10 cm。

1.3 试验设计

以草炭土、蛭石、珍珠岩3 种育苗基质进行L9（33）正交试验，共计9个组。种子在水中浸泡24 h后在滤纸上晾干，和蛭石混匀后，每个育苗盘均匀撒播200粒种子，3次重复，配比见表1。

1.4 测定指标

1.4.1 出苗率和成活率测定

播种后统计每个处理组的出苗率（R出苗）、成活率，记录发芽天数，公式为

式中，n 为最终达到的正常发芽粒数，N 为供试种子数。

1.4.2 真叶比例(R真叶)测定

发芽后观察真叶生长的情况，从长第1 片真叶开始每周记录1 次每个处理组的真叶数，连续记录至真叶不再增长为止，公式为

式中，q为真叶数，s为发芽种子总数。

1.4.3 生长参数测定

待种子发芽3个月后，在每个处理组中随机选取6株独一味幼苗，用清水清洗干净，滤纸吸干后分别称取地上部分、地下部分及全株鲜质量。用根系扫描仪对不同处理组的根进行扫描以获取根系形态图像（600 dpi），使用WinRHIZO 2009 图像分析系统对总根长、总根面积、总根体积及根尖数进行统计。将地上部分、地下部分于105 ℃杀青30 min 后，60 ℃烘箱烘干至恒质量得到地上部分、地下部分及全株质量，6次重复，计算含水量(WC)、根冠比（R/S），公式为

式中，FW 为鲜质量，DW 为干质量，RD 为地下部分干质量，SD为地上部分干质量。

1.4.4 地上部分含量测定

独一味采收期收取地上部分105 ℃杀青30 min后，于烘箱60 ℃烘干至恒质量，打粉即得。独一味含量测定方法由课题组前期实验测得[19]，根据标准品的校准曲线计算次生代谢产物的含量（mg·g-1）。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2019 对数据进行统计，采用SPSS 26.0软件对数据进行主成分分析和单因素方差分析（ANOVA），Grpahpad Prism7.04软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同基质配比对独一味出苗率和成活率的影响

由表2 可知，T3 组出苗率最高，为65.50%，成活率较高，为61.17%；T6 组次之，T2 组出苗率和成活率最低。对影响出苗率和成活率的草炭土、蛭石、珍珠岩3 个因素进行分析，得出影响出苗率的顺序由大到小为蛭石、珍珠岩、草炭土，从结果中挑选值最大的组合为最优组合，可得草炭土、蛭石、珍珠岩最佳比例为4∶3∶3，即T3 组；影响成活率的顺序由大到小为蛭石、珍珠岩、草炭土，从结果中挑选值最大的组合也为T3组。可见，T3组为最佳。

表2 不同基质配比对种子出苗率和成活率影响

对结果进行方差分析，见表3 和表4。结果表明，蛭石比例对出苗率和成活率有显著影响，珍珠岩的比例对出苗率有一定的影响。

表3 出苗率方差分析

表4 成活率方差分析

2.2 不同基质配比对幼苗真叶比例的影响

由图1 可知，独一味各处理组在种子萌发35～40 d 时开始长出真叶，各基质比例真叶增长缓慢，长真叶63 d后占比最高的为T7组，各处理在56～63 d时真叶增长迅速，T3 组增加了84.56%。总的来说，T7组对幼苗生长有利。

图1 不同基质配比对幼苗真叶比例的影响

2.3 不同基质配比对幼苗生长参数的影响

植物的健壮生长与根系发达紧密相关，而根系的健康状况可以由根系的形态特征直观表现出来。由图2 可知，T2 组地上鲜质量和干质量最低，T6 组地上、地下鲜质量和地下干质量最高，与T2组相比分别提高了183.33%、100%、160%。各处理根冠比排序为：T2＞T7＞T5＞T6＞T9＞T8＞T1＞T3＞T4，而T3组总根长、总根面积、根尖数显著高于其他处理组，表明T6处理地上部干物质积累量较大，T3处理根系生长状态最好。

图2 不同基质配比对幼苗生长参数的影响

2.4 不同基质配比对幼苗地上部分含量的影响

由图3 可知，除绿原酸外，其余各成分含量均存在统计学意义（p＜0.05），其中T6 组8-O-乙酰山栀苷甲酯、绿原酸、麦角甾苷、连翘酯苷B 含量最高，而胡麻属苷和山栀苷甲酯在T2 组含量最高，T7 组胡麻属苷、绿原酸、连翘酯苷B、T2 组麦角甾苷、T1 组8-O-乙酰山栀苷甲酯、T6组山栀苷甲酯含量最低。

图3 不同基质配比对幼苗地上部分次生代谢产物的影响

2.5 不同基质配比最佳播种条件评价

2.5.1 模糊隶属函数分析

对不同基质组下的19 个影响幼苗生长的指标(出苗率、成活率、60 d 后真叶比例、生长参数、药用成分等进行模糊隶属函数分析，结果见表5。综合排名为T6＞T3＞T1＞T7＞T9＞T8＞T5＞T2＞T4，即T6 组为最适基质组。

表5 不同基质配比模糊隶属函数值

2.5.2 主成分分析

为确保试验结果可信，采用主成分分析法进行综合评价。首先通过因子分析得出各指标主成分特征值和特征向量，根据特征值大于1 选关键主成分，共选出6 个主成分，其特征值分别为6.460、4.106、3.160、2.248、1.246、1.100，累计贡献率达96.42%，可以很好地反映其影响生长的主要因素。6 个主成分主要反映地下鲜质量、根尖数、胡麻属苷、根冠比、成活率、真叶比例的信息。

对不同基质组各指标进行综合评价，即利用主成分综合得分的大小评价最适合独一味种子播种的基质比例，主成分综合得分越大，越适合独一味的生长。由表6可以看出，T6组为最适宜，T3组次之。

表6 不同基质配比主要成分综合得分排名

综合模糊隶属函数与主成分分析结果对比可知，T6 组（草炭土、蛭石、珍珠岩的比例为5∶3∶1）为最适基质比例。

3 讨论与结论

种子育苗受多种因素的影响，如播种时间、基质类型和配比、育苗方式、种子处理方式等[20-23]。如汪佳维研究了播种时期、不同基质配比对三七生长的影响，发现贵阳地区1 月和2 月较适合三七种子的播种，椰糠、草炭、蛭石、生土的比例为0.5∶1.5∶1∶1 时基质配方最佳[24]；育苗时提高基质中草炭比例，能促进容器苗生长，草炭、有机肥、珍珠岩的比例为3∶1∶1 时能提高叶片的叶绿素总量和光合速率[25]。本研究选择了常用的草炭土、蛭石、珍珠岩作为育苗基质，通过正交实验表明，蛭石比例对出苗率和成活率有显著影响，珍珠岩的比例对出苗率有一定的影响；蛭石和珍珠岩作为土壤的改良剂，可改善土壤的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，因此育苗中需注意蛭石和珍珠岩的比例。草炭土、蛭石、珍珠岩的比例为4∶3∶3 时种子出苗率（65.50%）和成活率（61.17%）较好；草炭土、蛭石、珍珠岩的比例为5∶3∶1时有利于地上、地下部干物质积累和部分次生代谢产物含量增加；草炭土、蛭石、珍珠岩的比例为4∶3∶3 时有利于根系生长。综合分析得出，草炭土、蛭石、珍珠岩的比例为5∶3∶1 时为最佳，后续可作为参考。

本研究通过主成分分析和模糊隶属函数对独一味最适宜的育苗基质进行综合评价，表明影响独一味幼苗生长的因素是多方面的，不仅包括出苗率和根系形态，对次生代谢产物含量同样有影响。本研究中，地下鲜质量、根尖数、胡麻属苷、根冠比、成活率、真叶比例对基质影响作用较大。受种子质量、土壤组成和温湿度的影响，种子出苗率在35.83%～65.50%之间，存在较大差异，且出苗率远低于实验室萌发率（82.67%）[26]，因此提高出苗率是值得研究的关键问题之一[27]。当前，针对独一味育苗技术的研究尚处于空白阶段，因此，筛选适宜种子育苗的优良基质和提高独一味成苗率和壮苗率对实现独一味工厂化育苗，从而提供优质种苗意义重大。

本研究初步探讨了不同基质比例对独一味幼苗各指标的影响，结果表明，适宜独一味播种的最佳育苗基质草炭土、蛭石、珍珠岩的比例为5∶3∶1，可作为后续研究的参考。