不同环境因子对藏药甘青青兰种子萌发及幼苗生长的影响

尹 秀， 德 珍， 张二豪， 禄亚洲，2

(1. 西藏农牧学院 食品科学学院， 林芝 860000； 2. 西藏农牧学院 高原生态研究所， 林芝 860000)

藏药甘青青兰(DracocephalumtanguticumMaxim.)为唇形科青兰属多年生草本植物，产于西藏、青海及甘肃等地区[1-4]，主要分布于半湿润至半干旱的高原山地及河谷，生长海拔为3000～4600 m，较耐旱而喜温和，竞争力较弱，常以亚高山或高山“草甸草原”的伴生种出现[5]。其气香，味微苦、辛，具有愈疮、止血、清肝热和干黄水等作用，主治血症、肝胃热、黄水类病等[6]，是藏药常用药材之一，可全草入药，在民间还可作为传统香料[5]。

目前对甘青青兰资源的研究及开发利用仍以野生资源为主，然而，随着对其开发利用的不断深入，甘青青兰及其制品的需求量必将呈剧增趋势，野生资源的日益匮乏，自然条件下种子萌发率较低，使甘青青兰资源的人工繁育技术研究成为该资源可持续发展开发利用的焦点。关于甘青青兰的研究大多停留在化学成分分析[7-10]、形态组织[11]和显微特征[12]等方面；此外，有研究者采用不同种类的盐、PEG及赤霉素处理甘青青兰种子，探索逆境条件及外源激素对其种子萌发特性的影响[13-14]，但关于藏药甘青青兰种子萌发所需适宜环境因子方面的研究国内还鲜有报道，且人工种植主要以种子繁育为主，种子萌发是植物生存与繁衍的重要阶段。因此，本文主要探索甘青青兰种子萌发及幼苗生长的适宜环境条件，以期提高萌发率，为今后人工种植技术提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

2017年9月于西藏农牧学院藏药材驯化基地采集藏药甘青青兰种子，由兰小中教授提供。干燥后挑选饱满一致的种子，备用。

1.2 方法

1.2.1 不同光照强度的处理

取50粒种子置于铺有滤纸的培养皿中，加入5 mL蒸馏水(隔天补足水分)，分别进行黑暗(0 lx)、弱光(500 lx)、适中光照(2000 lx)、强光照(5000 lx)处理，20 ℃±1 ℃，14 h光照/10 h黑暗，每个梯度处理设3次重复。

1.2.2 不同温度处理

取50粒种子置于铺有滤纸的培养皿中，加入5 mL蒸馏水(隔天补足水分)，放入3种温度梯度15 ℃、20 ℃和25 ℃培养箱中，光照强度为1000 lx，14 h光照/10 h黑暗，每种温度梯度设3次重复。

1.2.3 不同pH值处理

采用弱酸及弱碱将蒸馏水配制成pH值分别为3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5和8.0的溶液，分别将5 mL上述处理液倒入铺有滤纸的培养皿中，每皿放入50粒种子，每种梯度设3次重复，隔天补足上述处理液以便避免缺水干旱，光照强度为1000 lx，培养温度为20 ℃±1 ℃，14 h光照/10 h黑暗。

1.2.4 不同埋藏深度

将已挑选的种子均匀摆放于装有腐殖土的花盆中，播种时采用不同的埋藏深度(1、2和3 cm 3个深度梯度)，每个花盆中播种50粒种子，每个埋藏深度设3次重复，放至20 ℃±1 ℃，光照强度为1000 lx，14 h光照/10 h黑暗。

1.2.5 不同营养液处理

所用营养液为KH2PO4和NH4NO3两种，KH2PO4浓度为0.1、0.5、1.0和1.5 g/L；NH4NO3浓度0.1、0.5、1.0、1.5 g/L，其中0 g/L(CK，加入蒸馏水作为对照)。将50粒已挑选的种子摆放于铺有滤纸的培养皿中，取5 mL处理液倒入上述培养皿中，每个浓度梯度设3次重复，隔天补足上述处理液以便浸透滤纸，避免干旱，放至20 ℃±1 ℃，光照强度为1000 lx，14 h光照/10 h黑暗。

1.3 数据统计

从培养当天开始观察，每隔一天对每个培养皿中种子萌发数进行记录，待种子萌发率保持不变，萌发进程结束，记录萌发情况及生长情况，统计种子发芽率、发芽指数、活力指数等数据，计算方法如下：

发芽率(%)=萌发种子数量/处理种子数量×100%；

发芽势(%)=第8天内正常发芽种子数/处理种子数×100%；

发芽指数Gi=Σ(Gt/Dt)(Gt为t天发芽种子数量；Dt为种子相应的发芽天数)；

活力指数Vi=Gi×Ss(Ss为平均胚根长)。

2 结果与分析

2.1 不同光照强度对种子萌发及幼苗生长的影响

由表1可知，不同光照强度条件下，甘青青兰种子均能萌发，弱光照有利于种子的萌发，其萌发率达到46.67%，发芽势达到26.67%，分别比黑暗条件下提高了24.67%和14.67%，但株高略小于黑暗处理。随着光照强度的增加，发芽率、发芽势及发芽指数均呈下降趋势，种子活力指数与黑暗处理下均相差不大。适中光照下有利于种子萌发，但强光照下对种子的萌发进程有一定的抑制作用，表明甘青青兰种子萌发为需光型，弱光照能提高种子萌发。

2.2 不同温度处理对甘青青兰种子萌发及幼苗生长的影响

藏药甘青青兰种子分别置于3种温度梯度下，其萌发率随着温度的升高呈先升高后降低的趋势(表2)。20 ℃条件下，种子萌发率达到43.33%，比15 ℃和25 ℃条件下分别提高了12%及10%；15 ℃条件下，其发芽率较高于25 ℃。20 ℃处理下种子发芽势、发芽指数及活力指数均显著高于其他组。20 ℃和25 ℃条件下，株高相差不大，均高于15 ℃条件下。综合种子萌发特性，温度对种子萌发及幼苗生长的影响均较大，最适温度为20 ℃，较高温度抑制种子萌发及幼苗生长，这与甘青青兰对高海拔、低温环境的长期适应有关。

表1 不同光照强度对种子萌发特性的影响

表2 温度处理对甘青青兰种子萌发特性的影响

2.3 不同pH值处理对种子萌发及幼苗生长的影响

甘青青兰种子在不同pH值处理下，均在3 d后萌发，发芽率随着溶液pH值的升高呈先升高后降低的趋势(表3)。在酸性溶液中，随着pH值升高，种子萌发率越高，当pH值为6.0和6.5时，萌发率达到48%和44%，发芽势分别达到46%和27.33%，出苗较整齐，pH值为6.0，发芽指数及活力指数较高。当溶液偏碱时，种子萌发情况较差，随着pH值升高，种子萌发率越低，其他指标也均呈下降趋势，种子受损越严重。在pH值为6.0时，幼苗胚根及胚轴长度较长，分别达到39.4 mm和3.38 mm，其他条件下相差不大。因此，综合种子萌发情况，甘青青兰种子萌发的最适pH阈值为6.0～6.5，为偏酸性环境，也有利于幼苗的生长。

表3 pH处理对甘青青兰种子萌发特性的影响

2.4 不同的埋藏深度对种子萌发及幼苗生长的影响

将种子播种于腐植土中，埋藏深度分别设为1、2和3 cm，数据统计种子萌发及幼苗生长情况(表4)表明，甘青青兰种子的出苗率分别为43%、30%和18%，其中埋藏深度为1 cm时，出苗率较好。随着埋藏深度增大，出苗率越低，如埋藏深度为3 cm时，出苗率为18%，初始出苗时间延迟。埋藏深度对幼苗生长的影响较为明显，幼苗株高随着埋藏深度增加而降低，根长却伸长，根冠比越小，如埋藏深度3 cm时，幼苗根长达到62.6 mm，比埋藏深度为1 cm条件下长14.5 mm，达到最大值，地上部分为28.6 mm，比埋藏深度为1 cm条件下短27.2 mm，均小于其它组。人工种植时为了提高出苗率，种子播种时建议浅播，播种深度控制在1 cm之内较好。

2.5 不同营养液处理对种子萌发及幼苗生长的影响

用不同浓度的KH2PO4和NH4NO3营养溶液处理甘青青兰种子，对照CK为蒸馏水处理，根据数据显示：随着2种营养溶液浓度的升高，种子发芽率呈先升高后降低的趋势(表5)。与对照组相比，营养液的浓度过小或过大时，实验组中种子的萌发情况及幼苗生长情况均较差，适中浓度有利于种子萌发，如NH4NO3溶液浓度为0.5 g/L时，甘青青兰种子的发芽率为48%，但发芽势、活力指数、发芽指数均低于对照组，抑制幼苗胚根的生长，促进胚轴的生长。KH2PO4溶液浓度为0.5 g/L和1 g/L时，种子的发芽率略高于对照组，分别为46.67%和48.00%，发芽势及活力指数与对照组无差异。KH2PO4比NH4NO3处理条件下，种子萌发及幼苗生长情况较好。与对照组相比，采用营养液处理能促进胚轴的生长，抑制胚根的生长，NH4NO3浓度较大时，抑制效果较显著。因此，甘青青兰种子在萌发时最适的营养液KH2PO4和NH4NO3浓度分别为1 g/L和0.5 g/L，其中NH4NO3浓度较高于KH2PO4。

表4 埋藏深度对甘青青兰种子萌发特性的影响

表5不同营养液对甘青青兰种子萌发特性的影响

3 结论

西藏地区具有光线强、低温、干旱、缺氧等高原生态环境特征，本地区的藏药材资源经过长期自然选择生存下来，种子萌发及植物生长需要独特的环境条件，而甘青青兰种子自然萌发率较低，由于人为破坏及自然因素导致野生资源逐渐匮乏，因此保护甘青青兰种质资源尤为重要。甘青青兰通常采用种子进行繁育，种子萌发及出苗情况在生命周期中至关重要，种子萌发不仅与种子自身有关，还和环境因素有关，比如光照、温度、pH值及埋藏深度等。

本研究发现甘青青兰种子萌发阶段可给予较弱光照(500 lx)，种子萌发和幼苗生长的较适温度为20 ℃，播种时适宜浅播(埋藏深度为1 cm)于偏酸性(pH阈值为6.0～6.5)土壤中，种子萌发阶段可以添加适宜浓度的营养溶液(KH2PO4和NH4NO3浓度分别为1 g/L和0.5 g/L)来提高其萌发率。