蒙古黄芪种子质量评价研究

樊良帅，尚兴朴，朱 勇，包 芳，张 峰，曾 燕,

(1.国药种业有限公司，北京 100035； 2.中国中药有限公司，北京 100195 )

蒙古黄芪为豆科植物蒙古黄芪的干燥根，具有补气固表、利尿托毒、敛疮生肌等功效，蒙古黄芪主要分布在甘肃、内蒙古、山西和青海等地。蒙古黄芪是十大陇药和40种常用大宗药材品种之一，野生资源日渐匮乏，市场需求量的日益增加，其栽培面积也在逐年扩大，且以栽培蒙古黄芪为主[1]。蒙古黄芪以种子繁殖为主，但其种子缺乏相应的质量等级标准，存在种质资源混杂、种子质量良莠不齐，商品种子掺假严重，种子供需市场不规范等问题[2]。

近年来，在蒙古黄芪的栽培及繁育方面有较多报道，也进行了蒙古黄芪种子萌发特性的研究[3-4]，但有关蒙古黄芪种子粒径分级标准研究未见报道。本研究在确定蒙古黄芪种子质量检验方法的基础上，对所收集的16份不同产地的蒙古黄芪种子进行净度分析、千粒重分析，并对山西蒙古黄芪种子的发芽率和发芽势进行研究[2]。管耀义等[5]指出，蒙古黄芪种子硬实率较高，种皮坚硬，不经处理不易吸水膨胀，阻碍种子发芽，有的种子硬实率高达50%。播种后自然发芽率在30%以下，生产上可通过98%硫酸处理解决硬实问题；荆志宇等[6]研究表明，种子硬实与其发育成熟度有关，而种子成熟度与种子灌浆特性密切相关；石有太等[7-8]、赵洋等[9]和郭凤霞等[10]对大黄、当归和北美灌浆特性进行研究，发现种子成熟度与灌浆呈现“S”型曲线变化。因此，开展蒙古黄芪种子质量标准研究，制定种子质量标准，对提高种子的发芽率和利用率具有重要意义，且可为蒙古黄芪种子的精量播种和包衣丸粒化的产量和品质评价提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为蒙古黄芪种子，来源于甘肃、内蒙古、山西等地的野生、仿野生和栽培种。相关信息见表1。

1.2 试验仪器

人工气候培养箱(QHP-150 BE，上海力辰仪器科技有限公司)、FA 2004电子天平(上海津平科学仪器有限公司)、智能型电热恒温鼓风干燥箱(HT-600 B，上海朗轩实验设备有限公司)、种子净度工作台(TJD-800，杭州绿博仪器有限公司)、高速多功能粉碎机(RHP-100型，浙江荣浩工贸有限公司)、圆孔筛和长孔筛等。

1.3 试验方法

1.3.1种子粒径分级

随机取蒙古黄芪种子若干粒，按照粒径大小分为一级(ø≥2.5 mm)、二级(2.3 mm≤ø<2.5 mm)、三级(2.0 mm≤ø<2.3 mm)、四级(ø<2.0 mm)4个等级。

表1 蒙古黄芪种子样品相关信息Table 1 Relative information of Astragalus membranaceus var. mongholicus seed samples

1.3.2种子净度分析

依据GB/T 3543.3的规定扦取样品，每份检测样品至少含有2 500个种子单位或不少于30 g。将待检测样品置于干净的白纸上，用镊子挑出净种子(除去杂质和其他种子)，精量称重(精确到0.000 1 g)。每份样品重复3次，取平均值。

1.3.3含水量测定

参考GB/T 3543.6，采用低恒温烘干法测定水分。依据GB/T 3543.2的规定，取蒙古黄芪净种子4.5～5.0 g粉碎，烘箱预热至133 ℃，精密称重(精确到0.000 1 g)样品后放置电热恒温干燥箱，使箱内温度在10～15 min内回升到(133±2)℃时开始计时，烘6 h。取出后放入干燥器中冷却30 min，取出精密称重，每个样品3次重复。

含水量(%)=[(烘干前样品重量-烘干后样品重量)/烘干前样品重量]×100%。

1.3.4种子粒径测定

随机取蒙古黄芪净种子若干，参考GB/T 3543.5的方法观察各粒径种子形态大小，并用游标卡尺测量各粒径种子的大小。

1.3.5种子千粒重测定

将净度分析之后的种子随机数取4个重复，每个重复1 000粒种子，将4份种子分别用万分之一天平称重(g)，计算平均值，两个重复的重量之差与平均值之比不超过5%，将4个重复的平均值换算为千粒重。

1.3.6种子发芽率测定

1) 发芽盒实验：4个粒径等级的蒙古黄芪净种子各50粒，分别用98%硫酸处理6 h，自来水冲洗干净，晾干。处理后的种子分别开展发芽盒纸床和发芽盒沙床实验。实验于25 ℃、12 h光照下培养，每天定时喷适量水保持发芽床湿润，实验第2天开始统计发芽率(胚根长度超过种子长度视为发芽)，第7天实验结束后计算发芽率，每组实验5个重复。

表2 不同产地蒙古黄芪种子质量比较Table 2 Comparison of Astragalus membranaceus var. mongholicus seed quality from different origins

发芽率(%)=(正常发芽种子数/放置种子数)×100%。

2) 大田试验：试验采用随机区组设计，样方之间间距为50 cm，每个样方大小为1 m×1 m，每个样方100穴，株行距均为10 cm，每穴播种2粒，播后覆沙约2 cm，每组5个重复。种子长出两片叶时，视为出苗，统计出苗率。

出苗率(%)=(成苗数/播种种子数)×100%。

1.4 数据处理

蒙古黄芪种子各项指标采用Excel 2010软件进行数据统计，并通过SPSS 19.0软件中的Duncan法进行方差分析。

2 结果分析

2.1 不同产地蒙古黄芪种子质量检验

2.1.1不同产地蒙古黄芪种子形态特征

由表2可知，各产地蒙古黄芪种子长2.93～3.70 mm，平均3.62 mm，种子宽2.20～2.86 mm，平均2.76 mm，种子厚1.02～1.47 mm，平均1.32 mm。山西省浑源县-5和陕西省子洲县产地蒙古黄芪种子长度最小，山西省应县和陕西省子洲县产地蒙古黄芪种子宽度最小，山西省浑源县-5、内蒙古固阳县和山西省应县-1产地蒙古黄芪种子厚度最小；综合可知，山西和甘肃产地蒙古黄芪种子较饱满，种子粒径较大，陕西蒙古黄芪种子较小，虫籽和杂质较多。

2.1.2不同产地蒙古黄芪种子千粒重

由表2可知，山西省浑源县、山西省应县、甘肃省民乐县和甘肃省岷县等7个产地蒙古黄芪种子千粒重为6.709 5～7.364 0 g，陕西省子州县产地蒙古黄芪种子千粒重低于6.000 0g，其他产地蒙古黄芪种子千粒重在6.659 8～7.028 0g之间。

2.1.3不同产地蒙古黄芪种子发芽率实验

由表2可知，山西省五寨县和山西省浑源县黄芪种子发芽率均在90.00%以上，甘肃和内蒙黄芪种子发芽率在78.91%～89.17%之间，陕西蒙古黄芪种子发芽率低于75.0%。因此，山西蒙古黄芪种子发芽率最高。

2.2 山西不同粒径蒙古黄芪种子实验

2.2.1山西不同粒径蒙古黄芪种子净度测定

由表3得出，山西3个产地蒙古黄芪种子，粒径在2.3 mm≤ø<2.5 mm之间的种子净度均高于其他粒径种子，净度均高于90.00%；其中，五寨县蒙古黄芪种子在2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径和2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径的种子净度高于90.00%，应县的蒙古黄芪种子的粒径在2.3 mm≤ø<2.5 mm之间的种子净度高于90.00%，浑源县蒙古黄芪种子的粒径大于2.0 mm的种子净度高于90.00%。因此，山西蒙古黄芪种子净度在2.3 mm≤ø<2.5 mm之间最好。

2.2.2山西不同粒径蒙古黄芪种子千粒重测定

由表4可以看出，山西3个产地蒙古黄芪种子的粒径在大于等于2.5 mm 的千粒重最大，应县和浑源县蒙古黄芪种子的千粒重均高于8.400 0 g，五寨县蒙古黄芪种子的千粒重低于8.000 0 g；其次为2.3 mm≤ø<2.5 mm和2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径，小于2.0 mm的种子千粒重最小，均低于2.500 0 g。

表3 山西不同粒径蒙古黄芪种子净度分析Table 3 Purity analysis of Astragalus membranaceus var. mongholicus seed with different seed particle sizes in Shanxi Province

表4 山西不同粒径蒙古黄芪种子千粒重Table 4 1 000-grain weight of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds with different seed particle sizes in Shanxi Province

2.2.3山西不同粒径蒙古黄芪种子含水量测定

由表5可知，五寨县蒙古黄芪种子粒径在2.3 mm≤ø<2.5 mm之间的含水量为9.73%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径含水量相比增加0.93%，与ø≥2.5 mm粒径的含水量相比增加1.03%；应县蒙古黄芪种子粒径在2.3 mm≤ø<2.5 mm之间的含水量为8.65%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径含水量相比增加0.10%，与ø≥2.5 mm粒径的含水量相比增加0.71%；浑源县蒙古黄芪种子粒径在2.3 mm≤ø<2.5 mm之间的含水量为8.43%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径含水量相比增加0.13%，与ø≥2.5 mm粒径的含水量相比增加0.39%；山西3个产地蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径的含水量均高于其他粒径。

表5 山西不同粒径等级蒙古黄芪种子含水量Table 5 Water content of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds with different particle sizes in Shanxi Province

2.2.4山西不同粒径蒙古黄芪种子发芽试验

1) 由表6可知，五寨县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为95.3%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高2.7%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高1.7%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高66.7%；应县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为94.4%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高9.7%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高4.3%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高65.7%；浑源县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为96.8%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高3.3%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高1.6%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高75.5%。因此，山西不同产地不同等级蒙古黄芪发芽盒实验得出，2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径蒙古黄芪种子最好。

2) 由表7可知，五寨县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为87.3%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高6.6%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高7.0%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高56.8%；应县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为82.4%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高5.6%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高1.6%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高53.8%；浑源县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为91.6%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高2.4%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高4.8%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高72.7%。因此，山西不同产地不同等级蒙古黄芪沙盒实验得出，2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径蒙古黄芪种子最优，其次为ø≥2.5 mm粒径和2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径蒙古黄芪种子。

表6 山西不同产地不同粒径蒙古黄芪种子发芽盒实验Table 6 Germination box experiment of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds in different origins and seed particle sizes in Shanxi Province

表7 山西不同产地不同粒径蒙古黄芪种子沙盒实验Table 7 Sand box experiment of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds in different origins and different seed particle sizes in Shanxi Province

3) 由表8可知，五寨县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为56.3%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高9.6%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高6.8%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高36.2%；应县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为46.0%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高3.0%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高0.5%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高29.8%；浑源县蒙古黄芪种子2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径发芽率为61.5%，与ø≥2.5 mm粒径的相比提高12.8%，与2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径的相比提高21.7%，与ø<2.0 mm粒径的相比提高42.4%。因此，山西不同产地不同等级蒙古黄芪种子大田试验得出，2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径蒙古黄芪种子最优，其次为ø≥2.5 mm粒径蒙古黄芪种子。

表8 山西不同产地不同粒径蒙古黄芪种子大田试验Table 8 Field test of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds in different origins and seed particle sizes in Shanxi Province

3 结论与讨论

通过对不同产区蒙古黄芪种子的形态特征、千粒重和发芽率的测定可得，各产地种子千粒重差别较大，其中陕西省子洲县蒙古黄芪种子明显小于其他产区的种子。由于种子千粒重是检验种子活力的标准之一，种子活力由饱满程度决定，种子饱满程度决定了种子内部储藏的物质多少[11]，陕西省子洲县产地的蒙古黄芪种子千粒重低，主要因为不成熟种子、瘪种子和虫蛀种子占比较大，导致种子内部储藏物质较少。根据种子发芽率指标，山西省五寨县和山西省浑源县黄芪种子发芽率均在90.12%～97.21%之间，甘肃和内蒙古黄芪种子发芽率在78.91%～89.17%之间，陕西蒙古黄芪种子发芽率低于75.00%。因此，山西省蒙古黄芪种子最优。

参考种子粒径等级，各产地蒙古黄芪种子均可进行粒径等级划分；由于山西省蒙古黄芪种子粒径最大，发芽率最高，本研究以山西省蒙古黄芪种子为基础，开展种子净度、千粒重、含水量和发芽指标测定。

由于蒙古黄芪种子的含水量与种子灌浆特性有关联[6]，ø≥2.5 mm粒径蒙古黄芪种子含水量均低于其他两个等级，主要原因在于种子过于成熟，虫蛀，空壳种子较多，蒙古黄芪籽粒脱水速率随灌浆进程加快，含水量持续下降，ø≥2.5 mm粒径蒙古黄芪种子为含水量下降最快的时期，即灌浆高峰结束期[6]。2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径蒙古黄芪种子含水量最高，主要原因在于种子饱满，成熟度适当，自由水和结合水比例均衡，

2.0 mm≤ø<2.3 mm粒径蒙古黄芪种子含水量仅次于2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径种子。

通过发芽盒、沙盒和大田试验数据分析得出，2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径蒙古黄芪种子最优，其中，含水量在8.43%～9.73%之间，发芽盒发芽率在94.4%～96.8%之间，发霉率在0.4%～8.6%之间；沙盒发芽率在82.4%～91.6%之间，发霉率在0～1.0%之间；大田出苗率在46.0%～61.5%之间。

为了减少蒙古黄芪种植的用种量，降低种子采购成本，保证播种后出苗整齐，种苗健壮，实现工业化精量播种，山西蒙古黄芪种子可以通过风选和比重除杂、色选、分级等加工流程筛选出2.3 mm≤ø<2.5 mm粒径的种子。