不同处理条件对黄芪种子发芽率影响研究

李 娜，高 速，王小平，杨 琳,2，白吉庆,2*

(1.陕西中医药大学, 陕西 咸阳 712046；2.陕西省中药原料质量监测技术服务中心,陕西 咸阳 712046)

黄芪为豆科植物蒙古黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge. var.mongholicus(Bge.) Hsiao或膜荚黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.的干燥根。黄芪是最为常用的大宗药材，被称为“补气固表之圣药”[1]。在黄芪种植中常出现，由于黄芪种子种皮中具有致密的角质层和排列紧密的栅栏状细胞，同时栅栏状细胞内含有大量果胶物质，从而影响黄芪种子吸水[2]，此之外黄芪种子较小，种脐也较小，且结构紧密，阻碍了种子对水分的吸收[3]，对这类难以发芽的黄芪种子被称作“铁籽”，该现象被称为“硬实现象”。黄芪种子的硬实特性是一种自我繁殖器官的自我保护，可以使黄芪种子在干旱缺水的环境下，不易萌发，从而保护幼芽不会因萌发后缺水死亡，大多豆科植物有这样的硬实现象，是一种有益的生物学适应，具有重要的生态学意义[4～5]。但在农业生产中硬实种子如不经过播前处理，则易出现出苗率低、出苗不整齐的现象[6]。破除黄芪种子的硬实机制是黄芪种植种各关键技术环节。

1 材料与方法

1.1 试验材料及设备

蒙古黄芪种子1号(2017年产于甘肃中医药大学和政药用植物园)，蒙古黄芪种子2号(2017年山西大同浑源县中药原料监测站)。实验前剔除干瘪、虫蛀的种子及杂质，精选饱满且有光泽的优良种子。赛多利斯XSE105DU单量程电子分析天平(赛多利斯股份有限公司)，BSC-150/250/400型恒温恒湿箱(上海博迅实业有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 人工检查 采用十字分样法扦样后，挑选净种子，用肉眼直接观察，描述其形态，色泽等性状[7～8]。

1.2.2 新种子与陈种子的辨别 取少量不同种源的种子放入烧杯，倒入沸水后搅拌1 min，加冷水调温至40℃，浸泡30 min后倒净水，去掉种皮观察种仁。新种黄白或白绿、子叶分开、叶芽显露。陈种呈现褐色、不鲜亮、子叶难分、无叶芽显露[8]。

1.2.3 种子净度、千粒重、硬实率的测定

1.2.3.1 种子净度的测定

随机称取200 g种子，除去混杂物和废种子后，称取剩余净种子计算种子净度，平行测定三次[9]。

1.2.3.2 种子千粒重的测定

随机取出净种子100粒，准确称量，平行测定六组，计算平均值[9]。

1.2.3.3 种子硬实率的测定

随机选取净种子100粒于45℃自来水中，自然冷却，浸泡24h，统计未吸胀的种子数，计算种子的硬实率，三次重复[10]。

1.2.4 黄芪种子生活力的测定 蒙古黄芪种子生活力测定采用TTC染色法。随机选取净种子50粒，先浸泡8 h，然后沿种脊小心将种子切成两瓣，放在培养皿中，切面向下，滴入0.5%TTC溶液，置于30℃温箱内避光反应，经3 h后取出冲洗净，观察染色反应[11]。

种子生活力 =(有活力的种子数/供试种子数)×100%

1.2.5 黄芪种子水分的测定 随机选取不同黄芪净种子各3份，每份种子称取5 g，放在恒重的样品盒内。放于(130±3)℃的烘箱内，烘60 min。烘干之后，盖好样品盒盖，移至干燥器内冷却30 min，称重，继续烘干，连续多次，直至后次称重和前次称重不超过0.005 g为止[11～13]。水分(%)=(供试烘前重-试样烘后重)/试样烘前重×100%

1.2.6 硬实种子的获得 在纯水中浸泡24h，选取种皮依然坚硬并不吸胀的两种种源的蒙古黄芪种子进行试验。

1.2.7 黄芪种子发芽试验 用恒温恒湿箱发芽。每组3个重复。发芽温度设置为25.0℃，湿度为70%rH。依据《国际种子发芽规程》记录发芽种子数(胚根突出种皮的长度为种子长度的一半即为发芽的种子)[11～13]。

发芽率(%)=种子总发芽数/供试种子数×100%.

发芽势(%)=从开始至发芽高峰为止的发芽数/供试种子数×100%.

1.2.7.1 蒙古黄芪种子发芽

第一组：在自来水中浸泡8h，选取已吸胀的种子100粒，放入恒温恒湿箱培养，平行三组。

第二组：随机选取净种子100粒，放入培养箱中发芽，试验期间随时捡出已发芽和已腐烂变质的种子。到无种子发芽时，若种皮依然坚硬且种子不吸胀，将硬实的种子在背离种脐处切一处小口，然后继续发芽，平行三组[14]。

1.2.7.2 黄芪种子砂撞处理

采用种子：细沙=1：4混合，放在容器内用力震荡，每分钟撞100次左右，直至种子表面失去光泽，人为将种皮破伤[15～19]。

1.2.7.3 黄芪种子硫酸处理

用58%(作为对照)、98%的硫酸各处理黄芪种子2 min、30 min，然后用清水反复冲洗种子，去除硫酸残留液[20～23]。

2 结果与分析

供试用的两种黄芪种子无较大差异。种子宽卵状肾形，略扁，表面暗棕色或灰褐色并具有大量黑色斑，或是黑褐色而无斑，表面光滑，有光泽，种脐位于一侧，中心凹陷[24～26]。供试种子种仁黄白或黄绿，子叶易分开，叶芽显露，甘肃蒙古黄芪95.33%为新种，山西蒙古黄芪93.67%为新种。

2.1 种子净度、千粒重、硬实率的测定

表1 净度 千粒重 硬实率

经过试验测定，两个种源的蒙古黄芪净度均高于种子纯度要求(94%以上)，同时，从表一中可以看出甘肃蒙古黄芪硬实度低于山西蒙古黄芪，山西蒙古黄芪千粒重大。

2.2 种子生活力测定

通过图表2可看出，甘肃蒙古黄芪的生活力普遍高于山西蒙古黄芪。

图2 黄芪种子生活力的测定

2.3 种子水分测定

表3 蒙古黄芪失水量变化(x±s，n=3)

注：不同字母表示各处理间的差异显著性(P<0.05)

经过对两种种源的蒙古黄芪种子水分测定，可以看出甘肃蒙古黄芪含水量较高，为11.16%，山西蒙古黄芪的含水量为9.63%

2.4 种子发芽试验

2.4.1 蒙古黄芪种子 通过实验，选取未硬实的种子进行发芽试验，山西蒙古黄芪相比甘肃蒙古黄芪发芽势低，发芽慢而不整齐，后期出的苗较弱小。

通过实验，刀割处理加速种子发芽，降低硬实率，总活种子率与测定生活力的TTC染色法结果相一致，同时，也可以看出山西蒙古黄芪的硬实率高于甘肃蒙古黄芪。

2.4.2 黄芪种子砂撞处理 根据以往黄芪种子砂撞处理的报道，对两种黄芪种子分别处理。发现经过砂撞处理的种子，发芽率有较大的提高，同时种子发芽早，发出的芽颜色绿，健壮，成活率高。

表4 吸胀的黄芪种子

表5 黄芪种子发芽

表 6 砂撞处理

2.4.3 黄芪种子硫酸处理 选用硫酸处理黄芪种子后进行发芽试验，当酸浓度很高时处理种子30 min，种子发芽率也会提高，但是幼苗损坏率也大幅增加。比较黄芪种子用98%酸处理2 min、30 min时发现，30 min的发芽率高很多，但是用58%酸处理2 min、30 min时没有明显的区别，可以看出，硫酸的浓度是破坏黄芪种子硬实的关键，同时，在以往很多关于浓硫酸处理时间上的报道，经过多次试验，98%酸处理30 min效果更佳显著，种子发芽率高，发芽势也较好。

表7 硫酸处理

3 结论

对两种种源的蒙古黄芪做了相关的质量评价，总体来看，甘肃蒙古黄芪的硬实率相对较低，为72.27%；生活力和含水量均比山西蒙古黄芪高。选取未硬实的种子进行发芽试验，山西蒙古黄芪相比甘肃蒙古黄芪发芽势低，发芽慢而不整齐。刀割在处理种子后，明显加快种子的发芽，损坏率也极低，但处理方式过于繁琐，不便于大量种子处理。砂撞和硫酸处理均显著提高了黄芪种子发芽率，98%的浓硫酸处理30min的效果最佳，但操作危险性较大，而且须将酸用水冲洗干净，否则会腐蚀幼芽，只适合少量种子，在实验室里操作。因此，结合目前黄芪种植实际，一方面在黄芪种子未出现硬实时采收，一方面需寻求新的高效破除黄芪种子硬实的新方法和技术。