汪宏亮 夏建红 张文辉 曹占凤 魏晓萌 岳云 武永陶
(1 甘肃省定西市陇西县农业技术推广中心,定西 748112;2 甘肃省定西市陇西县种子站,定西 748112;3 甘肃省经济作物技术推广站,兰州 730030;4 甘肃药业投资集团有限公司,兰州 730050;5 甘肃省兰州市兰州新区西岔镇农业科技服务中心,兰州 730207)
中药材种子作为中药材、中医药产业的源头,其发芽方法是否得当,直接决定后续中药材产量与质量,发芽率高,产量和质量就会高,反之则减。中药材种子有的种皮厚、坚硬,不易透水透气,有的种皮有蜡质,为提高发芽率、降低生产成本,播前需进行种子处理。有研究表明,清水浸泡能使中药材种子发芽既快速又整齐,是一种简易方便的加速中药材种子发芽的方法。在5~20℃温度范围内,中药材种子发芽势与发芽率随温度升高而升高,在20℃达到最大值,超出该范围后发芽率和发芽势均随温度升高而降低。不同中药材种子发芽环境不尽相同,但在发芽过程中均需要适宜的水分[1]。处理中药材种子发芽的方法技巧也有多种,本文重点研究中药浸提液处理下种子发芽率的变化情况。
植物浸提液作为影响种子萌发的重要因素,近年来受到广泛重视。在自然环境中,物种间往往以混交生长的形式存在,植物间的化感作用是植物通过根系分泌、茎叶淋溶、地上挥发和枯枝落叶残体分解等途径,向环境释放大量的化学物质(化感物质),进而对周围植物的生长发育产生的促进或抑制作用[2-3]。用中药材制得的浸提液中含有大量的化感物质。不同中药材浸提液对植物生长作用不同。相关研究表明,茶树凋落叶浸提液会对发芽期菘蓝的生理生化和基因表达产生影响,呈现低浓度促进、高浓度抑制的浓度效应[4];洋葱对丹参种子的发芽率、根长和干重在低浓度时体现为促进作用,高浓度时体现为抑制作用[5];水杉叶浸提液对银杏具有一定的化感作用,表现为中高浓度下促进,低浓度下抑制种子的发芽发育[6]。在种子上附上特制膜,可以提高种子发芽率,降低种子的霉变率[7]。温水预处理效应、硼液预处理、2,4-D 预处理和乙酸钠溶液浸种等浸种催芽法均可以提高种子的发芽率,大大缩短出芽时间[8]。
1.1 试验材料采用甘肃省科普示范基地暨兰州市科普示范基地“杏林百草园”与甘肃省道地中药材种质资源库的种质资源,取经过鉴定筛选的板蓝根、蒙古黄芪、膜荚黄芪、二倍体黄芩、陇西白条党参种子,研究其在不同浸提液处理下的发芽率。用于浸提液提取的中药材有不同生长年限的蒙古黄芪、二倍体黄芩和湖北产半夏原药材。
1.2 试验方法
1.2.1 不同年限生长的蒙古黄芪浸提液提取方法
分别取两年生蒙古黄芪、三年生蒙古黄芪、四年生蒙古黄芪在容器中用550mL 冷纯净水浸泡24h,制得其浸提液;取同种药材再用550mL 纯净水热浸提处理0.5h,得到上述药材的热浸提液。
1.2.2 不同年限生长的二倍体黄芩浸提液提取方法
取两年生二倍体黄芩、三年生二倍体黄芩在容器中用550mL 纯净水热浸提处理0.5h,得到上述药材的热浸提液。取同种药材再用550mL 冷纯净水浸泡24h,制得其浸提液。
1.2.3 湖北产半夏原药材浸提液提取方法取湖北产半夏原药材在容器中用550mL 纯净水热浸提处理0.5h,得到湖北产半夏原药材的热浸提液。取同种药材在550mL 冷纯净水浸泡24h,制得湖北产半夏原药材浸提液。
1.2.4 种子处理用上述浸提液作为药用植物种子的培养液,对板蓝根、蒙古黄芪、膜荚黄芪、二倍体黄芩、陇西白条党参进行培养处理。将培养皿洗净晾干,在里面放置上2 张滤纸,将种子数出30 粒,均匀地撒在培养皿上,加入10mL 培养液。在培养3d、7d、10d 时观察其发芽势,统计发芽率。
2.1 不同浸提液对板蓝根种子的处理效应以中药材种子的发芽率来判断浸提液是否有利于种子生长。发芽率高,预示在该种浸提液生长条件下,中药材种子能够正常生长甚至快速生长;发芽率过低,说明该培养液所形成的生长环境不利于甚至抑制中药材种子的生长发育。由表1 可知,不同浸提液对板蓝根、二倍体黄芩、陇西白条党参、蒙古黄芪、膜荚黄芪5 种药材种子发芽率效应不同。
表1 不同浸提液培养条件下不同中药材种子发芽率 (%)
图1 中可以直观看出,四年生黄芪热浸提液条件下板蓝根种子发芽率最高,为75%;其次是两年生黄芩浸提液,其处理条件下板蓝根种子发芽率为74%;半夏浸提液中以半夏热浸提液对板蓝根种子发芽率促进作用最强,发芽率为67%。综上,四年生黄芪热浸提液对板蓝根发芽率的促进效应最强。
图1 不同浸提液对板蓝根种子的处理效应
2.2 不同浸提液对蒙古黄芪种子的效应从图2中可以看出,6 种黄芪浸提液中三年生黄芪热浸提液对蒙古黄芪种子发芽促进效应最强,发芽率为65%;两年生黄芩浸提液对蒙古黄芪发芽率效应最强,为78%;半夏热浸提液处理条件下蒙古黄芪发芽率为67%。综上,两年生黄芩浸提液对蒙古黄芪发芽率的促进效应最强。
图2 不同浸提液对蒙古黄芪种子的处理效应
2.3 不同浸提液对膜荚黄芪种子的效应从图3可知,两年生黄芩热浸提液条件下膜荚黄芪种子发芽率最高,为47%;其次为三年生黄芪热浸提液,其处理条件下膜荚黄芪种子发芽率为38%;半夏热浸提液处理条件下膜荚黄芪种子发芽率为21%。结果表明,两年生黄芩热浸提液对膜荚黄芪种子发芽率促进效应最强。
图3 不同浸提液对膜荚黄芪种子的处理效应
2.4 不同浸提液对二倍体黄芩种子的效应图4中可以直观看出,半夏热浸提液处理条件下二倍体黄芩种子发芽率最高,为77%;四年生黄芪热浸提液其次,发芽率为65%;两年生黄芪热浸提液条件下二倍体黄芩发芽率为61%;4 种黄芩提取液中,三年生黄芩热浸提液效应最强,发芽率为58%。以上结果表明,半夏热浸提液对二倍体黄芩种子发芽率的影响最强。
图4 不同浸提液对二倍体黄芩种子的处理效应
2.5 不同浸提液对陇西白条党参种子的效应图5 显示,6 种黄芪提取液中,四年生黄芪热浸提液处理条件下陇西白条党参种子发芽率最高,为75%;两年生黄芩浸提液处理条件下陇西白条党参种子发芽率达到80%,三年生黄芩浸提液和三年生黄芩热浸提液处理条件下,发芽率也较高,均达到74%;半夏热浸提液比半夏浸提液对种子发芽的促进效应更强。综上,两年生黄芩浸提液对陇西白条党参种子发芽率的促进效应最强。
综合结果表明,本研究的12 种中药材浸提液中,四年生黄芪热浸提液对板蓝根种子发芽率的促进效应最强;两年生黄芩浸提液对蒙古黄芪、陇西白条党参种子发芽率的促进效应最强;两年生黄芪热浸提液对膜荚黄芪种子发芽率的促进效应最强;半夏热浸提液对二倍体黄芩种子发芽率的促进效应最强。
图5 不同浸提液对陇西白条党参种子的处理效应