司海倩 封海东 刘三波 韩明清 马兆成 游景茂 张泽志
摘要:以金果榄(Tinosporae Radix)基原植物青牛胆[Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep.]实生种子进行大棚育苗,并检测一、二年生金果榄种苗的农艺性状及二年生金果榄种苗干燥块根的古伦宾含量。对一年生金果榄种苗喷施MS营养液,检测其农艺性状并分析各性状之间的相关性。结果表明,金果榄种苗株高、主根长、块根随种植时间呈增长趋势,二年生苗叶片数在6—7月无明显增加;种苗叶形指数、块根形指数分别在5月龄、17月龄后无明显变化;二年生金果榄种苗干燥块根EP理论塔板数均>5 000、古伦宾含量均>2%,水分含量均<13.0%,符合药典规定。MS营养液处理促进了一年生金果榄种苗株高增长、叶片数增加和块根的形成,种苗株高、叶宽、茎粗与地下块根鲜重呈显著正相关,块根鲜重与块根纵径、块根横径、块根形指数呈显著正相关,块根横径、块根纵径、块根形指数之间均呈极显著正相关。叶形指数与叶长、叶宽之间无相关关系,而块根形指数与块根纵、横径之间呈正相关。
关键词:道地中药材;金果榄(Tinosporae Radix);叶面肥;种子;育苗技术
中图分类号:S567.23+9 文献标识码:A
文章编号:0439-8114(2024)06-0125-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.06.020 开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Seed seedling cultivation technology of authentic Chinese medicinal material Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep.
SI Hai-qian1, FENG Hai-dong1, LIU San-bo2, HAN Ming-qing3, MA Zhao-cheng4, YOU Jing-mao5, ZHANG Ze-zhi1
(1.Shiyan Academy of Agricultural Sciences, Shiyan 442000, Hubei, China;2.China Resources Sanjiu (Huangshi) Pharmaceutical Co., Ltd., Huangshi 435000, Hubei,China;3.Hubei Jinshuiyuan Agricultural Development Co., Ltd., Shiyan 442000,Hubei,China;4.Wuhan University, Wuhan 430070, China;5.Institute of Chinese Herbal Medicines, Hubei Academy of Agricultural Sciences,Enshi 445000,Hubei,China)
Abstract: The seeds of Tinospora sagittata (Oliv.)Gagnep., the original plant of Tinosporae Radix, were grown in the greenhouse, and the agronomic traits of the annual and biennial Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep. seedlings and the content of columbin in the dry block roots of the biennial Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep. seedlings were detected. MS nutrient solution was sprayed on the annual Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep. seedlings to detect their agronomic characters and analyze the correlation between the characters. The results showed that the plant height, taproot length and block root increased with planting time, while the leaf number of biennial seedlings did not increase significantly from June to July; leaf shape index and block root shape index had no significant change after 5 months of age and 17 months of age, respectively; the theoretical number of EP plates, the content of columbin and the water content of the dried block roots of the biennial Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep. seedlings were all > 5 000, >2% and <13.0%,respectively, which were in line with the provisions of pharmacopoeia. The seedling height, leaf number and block root formation of annual Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep. seedlings were increased under MS nutrient solution treatment, respectively. And plant height, leaf width and stem diameter were significantly positively correlated with underground block root fresh weight, block root fresh weight was significantly positively correlated with block root longitudinal diameter, block root transverse diameter and block root shape index, and block root transverse diameter, block root longitudinal diameter and tuber shape index were extremely significantly positively correlated with each other. The leaf shape index had no correlation with leaf length and width, but the block root shape index had positive correlation with longitudinal diameter and transverse diameter of block root.
Key words: authentic Chinese medicinal material; Tinosporae Radix; leaf fertilizer; seed; seedling cultivation technology
金果榄(Tinosporae Radix)是秦巴山区道地中药材之一,首载于清代《百草镜》,块根连珠状,又称九连子、地苦胆等[1-3]。金果榄以干燥块根入药,具有清热解毒、利咽、消肿止痛等功效[4],是中国传统中药材,主要分布于湖北、四川、贵州、广西等地[5,6]。《中华人民共和国药典》2020年版收录金果榄基原植物的干燥块根有2种,分别为防己科植物青牛胆(Tinospora sagittata (Oliv.) Gagnep.)和金果榄(Tinospora capillipes Gagnep.)[7]。冯世鑫等[8]研究指出,青牛胆多产于湖北、湖南、四川等省份,块根外表皮褶皱多,内截面呈浅黄色,质地较疏松;金果榄主要产于广西、福建、广东和海南等省份,块根外表皮较光滑,内截面颜色呈深黄色,质地较致密。金果榄为中国一些少数民族习用药物[9],抗菌镇痛、降血糖、解毒等作用显著,成为了研究热点[8,10,11]。
金果榄一般在海拔315~2 085 m处的黄壤土、疏林、石灰土林下群居或生于山上岩石旁边的红壤地中,年日照时数1 000~1 400 h,年有效积温5 600~6 100 ℃,年降水量1 100~1 400 mm[8,12]。由于金果榄受环境影响较大[13],而金果榄分布较广[14],不同产地金果榄在药材性状、化学成分含量等方面差异较大[6]。李一圣等[14]比较不同产地的金果榄药用成分发现,重庆市、陕西省汉中市、广西省崇左市和四川省达州市万源市所产金果榄古伦宾(C20H22O6)含量较高,而广西省桂林市、湖南省邵阳市和云南省楚雄市的金果榄古伦宾含量则相对较低。胡奇志等[15]从金果榄生物碱类成分的指纹图谱中确定了8个共有峰,发现不同产地的金果榄在生物碱类成分上有差异,且不同产地金果榄HPLC(高效液相色谱)指纹图谱和盐酸药根碱与盐酸巴马汀含量也存在差异。冯世鑫等[8]对广西、江西、湖南、湖北等10个省份的青牛胆质量进行比较,发现湖北省武当山金果榄中盐酸巴马汀含量最高。同时,由于不同产地金果榄质量不一,基原植物青牛胆降血糖效果优于金果榄[8],这也导致临床应用和相关中药制剂质量稳定性存在差异[14]。
此外,金果榄生长缓慢、对环境要求苛刻[12],野生资源采挖较多、生长周期长,近年来用量猛增,野生资源难以满足市场需求,价格日益上涨,人工种植或抚育势在必行[16]。然而,金果榄采用丛生芽[5]、半木质化枝条[10]、稍老茎节[17,18]等繁殖成本较高。金果榄种子虽然因萌发抑制物[19]而具有明显的休眠期,自然萌发、繁殖困难[5,18],但可通过人工沙藏、植物生长调节剂处理等措施,打破休眠,保持种子发芽率达80%以上[19]。此外,金果榄植株生长和活性物质还受光照影响[8],这也导致人工栽培对金果榄可持续、高质量发展具有重要影响[20]。
鉴于此,本试验采用人工采种、沙藏等方式,在湖北省十堰市湖北金水源农业开发有限公司金果榄种子种苗繁育大棚基地进行大棚育苗。探讨一、二年生金果榄种子种苗农艺性状,并检测二年生金果榄种苗干燥块茎的古伦宾含量。同时,分析叶面肥对一年生金果榄农艺性状的影响及其相关性,探讨金果榄种子种苗培育及生长特点,以期为秦巴山区道地中药材金果榄种子种苗高效培育提供相关生产技术参考。
1 金果榄生物学特征
以金果榄基原植物青牛胆为研究对象。青牛胆,藤本,叶片全缘、卵状箭形、先端锐尖、基部圆耳状箭形,叶互生,叶柄短。茎细长、绿色,根长,块根黄色[1,21],不规则圆块状,表面棕黄色或淡褐色,粗糙不平,有深皱纹。质坚硬,不易击碎、破开,横断面淡黄白色,导管束略呈放射状排列,色较深。气微,味苦。雌雄异株[5],腋生圆锥花序。
果实球形,果皮粉红色,表面光滑,种子由果皮、果肉包裹,种子乳白色、呈半球形,腹面向内凹陷、有孔、外部有凸起小齿(图1),千粒重82.45~97.72 g。
2 材料与方法
2.1 金果榄种子处理与播种
金果榄种子由湖北金水源农业开发有限公司提供。2020年10月20日,在健壮、无病虫害的多年生金果榄植株上采集成熟浆果。去除果皮果肉(图1),用80 mg/L赤霉素(GA3)处理种子6 h,置于70%乙醇溶液中消毒1~2 min,最后用清水清洗3次,置于细沙中沙藏50 d。细沙湿度保持在60%左右,种子与细沙的体积比为1∶3。
2020年12月9日播种,穴播,间距4~5 cm,覆盖深度3 cm,用种量247.5~292.5 kg/hm2,基质湿度长期控制在50%~70%。同时剔除不完整、有病虫害的种子,确保种子发芽率达80%以上,种苗外观形态如图1所示。
2.2 苗床整理
湖北金水源农业开发有限公司金果榄种子种苗繁育大棚基地育苗情况如图2所示。播种前,清除苗床杂物,铺细沙10 cm、整平,再铺5 cm厚度基质、整平,采用72%百菌清粉剂对大棚进行消毒,苗床排灌方便。苗床基质预先按照硫酸钾复合肥750 kg/hm2、有机肥3 000 kg/hm2,拌入大棚基质内,立即浇湿浇透。播种后,再铺上一层基质,厚度3 cm,立即浇湿浇透。防止基质失水快、夏季暴晒死苗,出苗前,大棚搭建透光率为30%~40%的遮阳网,苗床温度为15~28 ℃。
2.3 方法
2020年12月9日,选择同等大小、无病虫害的金果榄种子60粒,按照株行距5 cm×5 cm,单独做种子育苗试验,具体育苗方法同“2.1”和“2.2”所述。
2021年3月20日,选择植株性状一致、生长健壮、无病虫害的一年生3叶龄金果榄种子种苗,在设施大棚内栽培10株。基质为普通育苗基质+石英砂,体积比为4∶1,叶面肥为常用MS培养基的营养液20倍稀释液,4—6月每月以10 mL/株喷施1次。以未使用叶面肥为对照(CK)。
2.4 数据检测与整理
2021—2022年3—7月,每月25日采用1/100电子游标卡尺、卷尺、1/1 000天平进行生物农艺性状检测。其中,2022年3—7月,将二年生种苗地下块茎送往华润三九(黄石)药业有限公司,按照2020版《中华人民共和国药典》[7]中的方法(通则0512),采用高效液相色谱仪(型号E26952998)测定古伦宾含量和水分含量。采用Excel软件整理数据,叶形指数=叶片长/叶片宽,块茎形指数=块茎纵径/块茎横径。2021年7月20日,检测喷施MS营养液的金果榄幼苗农艺性状。采用SAS软件分析种苗农艺性状相关性,采用SigmaPlot 10.0软件制图。
3 结果与分析
3.1 一、二年生金果榄种苗地上部茎叶生长情况
由表1可知,一、二年生金果榄种苗越长越高,茎粗仅在第2年7月可生长至(2.098±0.412) mm,叶片数在第2年6月、7月增至(34±8)片,叶长、叶宽在第1年6月后均进入缓慢生长时期,且一年生种子种苗叶形指数在5月为(2.35±0.13),其后变化不明显。表明金果榄种子成熟后,立即采用赤霉素、沙藏处理,能够快速促使种子解除休眠,种苗生长速度快。种苗出苗3个月后,叶长达10 cm左右,叶宽达4 cm左右,形状基本稳定,而株高和叶片数还在增加。因此,在发展金果榄种苗或大田栽培时,应当做好搭架,通过修剪株高,才能为批量繁育金果榄种子种苗、高产栽培带来管理上的便利。
3.2 一、二年生金果榄种苗地下部块根生长情况
由金果榄种子育苗试验(表2)发现,一年生金果榄种子种苗3—7月仅有主根,无块根。而二年生金果榄种子种苗不仅有主根,也有明显的块根,且块根生长迅速,块根形指数5月为(3.28±2.08),之后开始无明显增长。推测人工培育金果榄种子种苗时,二年生苗大田栽培不仅可以提高种苗成活率、块根产量,也为满足种植效益带来便利。此外,二年生金果榄种苗块根形指数仅检测至7月,块根的纵横径随土壤结构、种植年限是否会引起变化,还需进一步深入研究。
3.3 二年生金果榄种苗干燥块根药用成分含量检测分析
《中华人民共和国药典》2020版指出,金果榄干燥块根理论板数按古伦宾峰计算应不低于2 500,古伦宾含量不得少于1.0%,水分含量不得超过13.0%[7]。由二年生金果榄种苗3—7月干燥块根的高效液相色谱检测与结果分析可知,二年生金果榄种苗干燥块根EP理论塔板数、古伦宾含量均是药典的1倍或以上,而水分含量均小于13.0%(图3、表3)。这表明湖北金水源农业开发有限公司的金果榄品种适宜该地区发展,人工繁育种子种苗较好,药用价值高。
3.4 营养液对一年生金果榄种苗的影响
喷施3次10 mL/株的MS营养液20倍稀释液后,对一年生金果榄种苗地上部农艺性状的影响如表4所示,与对照相比,一年生金果榄种苗株高、叶片数、茎粗、叶长、叶宽、叶形指数均有所增加。由表5可知,一年生金果榄种苗喷施MS营养液后,与对照相比,加速了种苗块根的形成,且植株鲜重也相对增加。表明人工培育金果榄种苗时,可通过人工喷施叶面肥促进种苗生长发育,加速金果榄种苗块根形成,进而影响块根形指数,但块根是否符合优质种苗生产及种苗移栽大田后是否符合药材生产的质量标准,还需要进一步研究。
3.5 MS营养液处理的金果榄种苗农艺性状之间的相关性分析
由表6可知,喷施3次10 mL/株的MS营养液20倍稀释液后,一年生金果榄种子种苗株高、叶宽分别与块根鲜重、地下鲜重呈显著正相关(P<0.05);茎粗和叶长与地上鲜重呈显著正相关(P<0.05),与块根纵径、块根形指数呈极显著正相关(P<0.01);茎粗和叶片还分别与块根横径、块根鲜重呈显著正相关(P<0.05),且叶长与块根横径呈极显著正相关(P<0.01);地上鲜重与块根鲜重、块根纵径、块根形指数呈显著正相关(P<0.05),与块根横径呈极显著正相关(P<0.01);块根鲜重与块根纵径、块根横径、块根形指数呈显著正相关(P<0.05),块根横径、块根纵径、块根形指数之间均呈极显著正相关(P<0.01)。此外,叶片数、叶形指数与各农艺性状均无显著相关关系。
3.6 MS营养液处理的金果榄种苗叶片、块根的线性回归分析
喷施3次10 mL/株的MS营养液20倍稀释液后,一年生金果榄种苗叶形指数与叶长、叶宽之间无相关关系(图4),块根形指数与块根纵径、块根横径之间呈正相关(图5)。由图4可知,MS营养液处理的金果榄种苗叶形指数与叶长、叶宽之间的直线回归方程分别为y=2.54+2.64x(R2=0.48,P>0.05)、y=4.83-0.46x(R2=0.16,P>0.05)。由图5可知,MS营养液处理的金果榄种苗块根形指数与块根纵径、块根横径之间的直线回归方程分别为y=0.71x-0.02(R2=0.99,P<0.01)、y=0.01+0.17x(R2=0.98,P<0.01)。
4 小结与讨论
金果榄属秦巴山区道地中药材,人工繁育中药材金果榄,不仅能够满足市场货源供应需求,也为保存金果榄种源,减少金果榄人工种植成本和防止野生资源破坏提供重要途径。本试验结果表明,金果榄种子成熟后,通过人工繁育能够快速出苗,且出苗率高,适宜推广应用。一、二年生金果榄种子育苗株高、主根长、块根随着繁育时间的延长而增长,表明金果榄农艺性状与产量有关,与杨玉霞等[4]、杨秀全等[20]的研究结果一致。叶片数在第2年6—7月进入缓慢生长状态,种苗叶形指数在5月龄和块根形指数在17月龄时均基本稳定。
金果榄为多年生药用植物,富含古伦宾,具有抗炎、抗肿瘤和抑制肝药代谢酶等活性[22]。金果榄在培育过程中,其地下块根大小、数量不尽相同,且不同地区的金果榄药用价值存在差异。杨秀全等[20]研究湖北、湖南等12个地区栽种2年3个月后的金果榄发现,湖南省龙山县金果榄古伦宾含量未达到药典要求,江西省安远县和贵州省从江县金果榄古伦宾含量较高,其他地区金果榄古伦宾含量均在1.01%~2.61%。本试验根据2020版《中华人民共和国药典》[7]对二年生金果榄种子种苗进行检测后,发现金果榄干燥块根EP理论塔板数均>5 000、古伦宾含量均>2%,水分含量均<13.0%,符合药典规定,说明金果榄适宜在秦巴山区种植。
本试验结果表明,一年生金果榄种苗在喷施MS营养液后,促进了种苗株高的增长、叶片数的增加,并加速了种苗块根的形成,提高了生物量。这表明金果榄可通过喷施叶面肥的方式改善植株生长发育状况。同时,一年生金果榄种子种苗株高、叶宽、茎粗与地下块根鲜重呈正相关,而块根鲜重与块根纵径、块根横径、块根形指数呈正相关,且块根横径、块根纵径、块根形指数之间均呈极显著正相关。这与大棚内一、二年生金果榄种子种苗试验结果一致。此外,在MS营养液的处理下,一年生金果榄种苗叶片数、叶形指数与各农艺性状无显著相关关系,叶形指数与叶长、叶宽之间也无显著相关关系,而块根形指数与块根纵径、块根横径之间呈极显著正相关关系。表明金果榄种苗叶片与其他农艺性状无显著相关关系,块根与地上株高、茎粗有显著相关关系。
综上所述,中药材金果榄种子种苗培育时,需要提前做好种子处理。育苗后,应当及时人工搭架,根据金果榄种子种苗农艺性状与产量有相关关系的原则,合理管理地上植株,适量喷施叶面肥,促进种苗生长发育。
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