不同處理條件對黃芪種子發芽率影響研究

李 娜，高 速，王小平，楊 琳,2，白吉慶,2*

(1.陜西中醫藥大學, 陜西 咸陽 712046；2.陜西省中藥原料質量監測技術服務中心,陜西 咸陽 712046)

黃芪為豆科植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge. var.mongholicus(Bge.) Hsiao或膜莢黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.的干燥根。黃芪是最為常用的大宗藥材，被稱為“補氣固表之圣藥”[1]。在黃芪種植中常出現，由于黃芪種子種皮中具有致密的角質層和排列緊密的柵欄狀細胞，同時柵欄狀細胞內含有大量果膠物質，從而影響黃芪種子吸水[2]，此之外黃芪種子較小，種臍也較小，且結構緊密，阻礙了種子對水分的吸收[3]，對這類難以發芽的黃芪種子被稱作“鐵籽”，該現象被稱為“硬實現象”。黃芪種子的硬實特性是一種自我繁殖器官的自我保護，可以使黃芪種子在干旱缺水的環境下，不易萌發，從而保護幼芽不會因萌發后缺水死亡，大多豆科植物有這樣的硬實現象，是一種有益的生物學適應，具有重要的生態學意義[4～5]。但在農業生產中硬實種子如不經過播前處理，則易出現出苗率低、出苗不整齊的現象[6]。破除黃芪種子的硬實機制是黃芪種植種各關鍵技術環節。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及設備

蒙古黃芪種子1號(2017年產于甘肅中醫藥大學和政藥用植物園)，蒙古黃芪種子2號(2017年山西大同渾源縣中藥原料監測站)。實驗前剔除干癟、蟲蛀的種子及雜質，精選飽滿且有光澤的優良種子。賽多利斯XSE105DU單量程電子分析天平(賽多利斯股份有限公司)，BSC-150/250/400型恒溫恒濕箱(上海博迅實業有限公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 人工檢查 采用十字分樣法扦樣后，挑選凈種子，用肉眼直接觀察，描述其形態，色澤等性狀[7～8]。

1.2.2 新種子與陳種子的辨別 取少量不同種源的種子放入燒杯，倒入沸水后攪拌1 min，加冷水調溫至40℃，浸泡30 min后倒凈水，去掉種皮觀察種仁。新種黃白或白綠、子葉分開、葉芽顯露。陳種呈現褐色、不鮮亮、子葉難分、無葉芽顯露[8]。

1.2.3 種子凈度、千粒重、硬實率的測定

1.2.3.1 種子凈度的測定

隨機稱取200 g種子，除去混雜物和廢種子后，稱取剩余凈種子計算種子凈度，平行測定三次[9]。

1.2.3.2 種子千粒重的測定

隨機取出凈種子100粒，準確稱量，平行測定六組，計算平均值[9]。

1.2.3.3 種子硬實率的測定

隨機選取凈種子100粒于45℃自來水中，自然冷卻，浸泡24h，統計未吸脹的種子數，計算種子的硬實率，三次重復[10]。

1.2.4 黃芪種子生活力的測定 蒙古黃芪種子生活力測定采用TTC染色法。隨機選取凈種子50粒，先浸泡8 h，然后沿種脊小心將種子切成兩瓣，放在培養皿中，切面向下，滴入0.5%TTC溶液，置于30℃溫箱內避光反應，經3 h后取出沖洗凈，觀察染色反應[11]。

種子生活力 =(有活力的種子數/供試種子數)×100%

1.2.5 黃芪種子水分的測定 隨機選取不同黃芪凈種子各3份，每份種子稱取5 g，放在恒重的樣品盒內。放于(130±3)℃的烘箱內，烘60 min。烘干之后，蓋好樣品盒蓋，移至干燥器內冷卻30 min，稱重，繼續烘干，連續多次，直至后次稱重和前次稱重不超過0.005 g為止[11～13]。水分(%)=(供試烘前重-試樣烘后重)/試樣烘前重×100%

1.2.6 硬實種子的獲得 在純水中浸泡24h，選取種皮依然堅硬并不吸脹的兩種種源的蒙古黃芪種子進行試驗。

1.2.7 黃芪種子發芽試驗 用恒溫恒濕箱發芽。每組3個重復。發芽溫度設置為25.0℃，濕度為70%rH。依據《國際種子發芽規程》記錄發芽種子數(胚根突出種皮的長度為種子長度的一半即為發芽的種子)[11～13]。

發芽率(%)=種子總發芽數/供試種子數×100%.

發芽勢(%)=從開始至發芽高峰為止的發芽數/供試種子數×100%.

1.2.7.1 蒙古黃芪種子發芽

第一組：在自來水中浸泡8h，選取已吸脹的種子100粒，放入恒溫恒濕箱培養，平行三組。

第二組：隨機選取凈種子100粒，放入培養箱中發芽，試驗期間隨時撿出已發芽和已腐爛變質的種子。到無種子發芽時，若種皮依然堅硬且種子不吸脹，將硬實的種子在背離種臍處切一處小口，然后繼續發芽，平行三組[14]。

1.2.7.2 黃芪種子砂撞處理

采用種子：細沙=1：4混合，放在容器內用力震蕩，每分鐘撞100次左右，直至種子表面失去光澤，人為將種皮破傷[15～19]。

1.2.7.3 黃芪種子硫酸處理

用58%(作為對照)、98%的硫酸各處理黃芪種子2 min、30 min，然后用清水反復沖洗種子，去除硫酸殘留液[20～23]。

2 結果與分析

供試用的兩種黃芪種子無較大差異。種子寬卵狀腎形，略扁，表面暗棕色或灰褐色并具有大量黑色斑，或是黑褐色而無斑，表面光滑，有光澤，種臍位于一側，中心凹陷[24～26]。供試種子種仁黃白或黃綠，子葉易分開，葉芽顯露，甘肅蒙古黃芪95.33%為新種，山西蒙古黃芪93.67%為新種。

2.1 種子凈度、千粒重、硬實率的測定

表1 凈度 千粒重 硬實率

經過試驗測定，兩個種源的蒙古黃芪凈度均高于種子純度要求(94%以上)，同時，從表一中可以看出甘肅蒙古黃芪硬實度低于山西蒙古黃芪，山西蒙古黃芪千粒重大。

2.2 種子生活力測定

通過圖表2可看出，甘肅蒙古黃芪的生活力普遍高于山西蒙古黃芪。

圖2 黃芪種子生活力的測定

2.3 種子水分測定

表3 蒙古黃芪失水量變化(x±s，n=3)

注：不同字母表示各處理間的差異顯著性(P<0.05)

經過對兩種種源的蒙古黃芪種子水分測定，可以看出甘肅蒙古黃芪含水量較高，為11.16%，山西蒙古黃芪的含水量為9.63%

2.4 種子發芽試驗

2.4.1 蒙古黃芪種子 通過實驗，選取未硬實的種子進行發芽試驗，山西蒙古黃芪相比甘肅蒙古黃芪發芽勢低，發芽慢而不整齊，后期出的苗較弱小。

通過實驗，刀割處理加速種子發芽，降低硬實率，總活種子率與測定生活力的TTC染色法結果相一致，同時，也可以看出山西蒙古黃芪的硬實率高于甘肅蒙古黃芪。

2.4.2 黃芪種子砂撞處理 根據以往黃芪種子砂撞處理的報道，對兩種黃芪種子分別處理。發現經過砂撞處理的種子，發芽率有較大的提高，同時種子發芽早，發出的芽顏色綠，健壯，成活率高。

表4 吸脹的黃芪種子

表5 黃芪種子發芽

表 6 砂撞處理

2.4.3 黃芪種子硫酸處理 選用硫酸處理黃芪種子后進行發芽試驗，當酸濃度很高時處理種子30 min，種子發芽率也會提高，但是幼苗損壞率也大幅增加。比較黃芪種子用98%酸處理2 min、30 min時發現，30 min的發芽率高很多，但是用58%酸處理2 min、30 min時沒有明顯的區別，可以看出，硫酸的濃度是破壞黃芪種子硬實的關鍵，同時，在以往很多關于濃硫酸處理時間上的報道，經過多次試驗，98%酸處理30 min效果更佳顯著，種子發芽率高，發芽勢也較好。

表7 硫酸處理

3 結論

對兩種種源的蒙古黃芪做了相關的質量評價，總體來看，甘肅蒙古黃芪的硬實率相對較低，為72.27%；生活力和含水量均比山西蒙古黃芪高。選取未硬實的種子進行發芽試驗，山西蒙古黃芪相比甘肅蒙古黃芪發芽勢低，發芽慢而不整齊。刀割在處理種子后，明顯加快種子的發芽，損壞率也極低，但處理方式過于繁瑣，不便于大量種子處理。砂撞和硫酸處理均顯著提高了黃芪種子發芽率，98%的濃硫酸處理30min的效果最佳，但操作危險性較大，而且須將酸用水沖洗干凈，否則會腐蝕幼芽，只適合少量種子，在實驗室里操作。因此，結合目前黃芪種植實際，一方面在黃芪種子未出現硬實時采收，一方面需尋求新的高效破除黃芪種子硬實的新方法和技術。