浙產道地多花黃精種子繁育技術研究

徐曉強 ,舒月文 ,俞春英 ,江建銘?

(1.浙江棗椿堂農業發展有限公司,浙江 龍游 3 100002;2.浙江省中藥研究所有限公司,浙江 杭州 310023;3.浙江農藝師學院,浙江 杭州 310021)

黃精,習稱雞頭參、老虎姜、九蒸姜、野山姜等,以根莖入藥,為我國傳統的藥食兩用中藥材,在防病治病和滋補養生藥方面已具有2 000 a 的應用歷史。我國已知最早的中藥學著作 《神農本草經》 將其列為上品,載 “黃精主補中益氣,除風濕,安五臟,久服輕身,延年不饑”。梁代陶弘景《名醫別錄》 則補充了黃精具有 “補五勞七傷,助筋骨、耐寒暑、潤心肺” 的功效。北宋 《圣濟總錄》 也記有常服黃精 “能助氣固精、補填丹田、活血駐顏、長生不老” 等作用。由此可見,黃精在東漢之前就已被用于防病治病,而且在后世的傳承中,古人通過不斷實踐總結,更深知黃精是養生健體、養顏補益的佳品。《神仙芝草經》 對黃精滋補和美容作用的評價更趨全面,謂 “黃精寬中益氣,使五臟調良,骨髓堅強,其力增倍,多年不老,顏色鮮明,發白更黑,齒落更生”,可見黃精還有治陰虛、防白發的功效。傳統上,經 “九蒸九曬” 的黃精炮制產品被譽為 “仙人余糧”,在民間廣泛應用于保健養生,且口感甘甜,適宜直接嚼食或用于藥膳,使用方便多樣,具有不可替代的產品優勢。《中國藥典》 記載:黃精味甘,性平;歸脾、肺、腎經;具有補氣養陰,健脾,潤肺,益腎等功效;用于脾胃氣虛,體倦乏力,胃陰不足,口干食少,肺虛燥咳,勞嗽咳血,精血不足,腰膝酸軟,須發早白,內熱消渴等癥[1]。現代藥效學研究表明:黃精根莖黃精多糖、皂苷、黃酮、生物堿及醌類等多種生理活性物質和氨基酸、微量元素等營養物質,具有抗衰老、降血糖血脂、保護心腦血管、抗腫瘤、改善學習記憶力及抑制老年癡呆、抗疲勞、抗氧化、調節免疫、抑制骨質疏松、保護心肌細胞、抗骨質疏松、保護肝臟、抗菌、抗炎、抗病毒等多重作用,臨床上用于治療動脈粥樣硬化、近視眼、糖尿病并發癥等癥[2-5]。近十幾年,隨著我國社會經濟的快速發展和生活水平迅速提升,大眾的健康養生意識和對美好生活的追求日益增強,尤其是十九大報告中提出 “健康中國” 發展戰略以來,我國的大健康產業發展呈現了強勁的快速增長趨勢,以黃精為主要原料的保健產品研發也成為市場新龐。據報道,1997—2019 年注冊上市的黃精保健食品數量共計351 種,涉及抗疲勞、增強免疫力、調節血糖血脂、延緩衰老、改善睡眠和記憶、增加骨密度等20 多種保健功能[6]。目前黃精藥材年市場需求量在7 000～8 000 t,其中約20%用于中醫臨床及藥品和提取物生產,約80%用于保健食品和康養產品加工,顯示了黃精產業發展的廣闊前景。

黃精屬植物為廣分布植物,約有40 種,廣布于北溫帶,中國有31 種,其中14 種類的根狀莖作藥用,為中藥黃精、玉竹的基原植物[7]。《中國藥典》收載了黃精 (PolygonatumsibiricumDelar.ex Redoute.)、滇黃精 (PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.) 和多花黃精 (PolygonatumcyrtonemaHua) 等3 種黃精作為藥用黃精基原植物。多花黃精根狀莖類似生姜,俗稱姜形黃精,其野生資源在浙江省主要具有廣泛分布,尤其是山區各縣市野生資源貯量較大。多花黃精可以通過根莖或種子繁殖,目前市場上流通的多花黃精主要仍來源于野生資源,生產上雖然可采用野生黃精根莖進行分根繁殖,但繁殖系數低,且品質良莠不齊,同時易造成野生種質資源的過多采挖,尤其是近10 a 來,黃精的養生保健作用更為人們注目,野生種質資源的消耗量快速上升,野生資源種質保護和永久利用面臨巨大挑戰。采用多花黃精種子育苗雖然可以大幅提升繁殖率,但由于多花黃精種子存在胚后熟習性,自然條件下種子發芽和成苗率均較低,需經過2 個冬季休眠后才能長出1 片真葉,嚴重影響了種子育苗效率。早期的研究大多集中在黃精植物和組培育苗方面,張躍進等[8]開展了藥用植物黃精種子休眠特性研究;張旺凡等[9-10]分別利用外源6-芐氨基嘌呤 (6-BA)和赤霉酸(GA3) 處理及低溫貯藏處理來打破黃精種子休眠,均得到較好的發芽效果。饒寶蓉等[11-14]利用組培技術,開展了多花黃精種子不同培養基、不同濃度激素處理及低溫沉積處理對種子誘導萌發和分化成苗的影響研究,成功誘導分化出完整植株,但由于采用組培育苗設備設施條件要求較高,過程繁瑣,育苗成本大,種苗價格高,難以為廣大生產者接受,影響了產業化應用。本文以多花黃精種子為材料,以高錳酸鉀和6-BA 處理為基礎,結合不同低溫沉積方法來探討其對多花黃精種子萌發與成苗的影響,以期建立一種高效、實用、簡便和低成本的多花黃精種子育苗技術,推進多花黃精種子的高效利用和黃精產業的高質量發展。

1 材料與方法

1.1 材料

為采集龍游本地的野生多花黃精種子,于2020 年9 月分批采集成熟果實,統一堆漚至絕大部分果實軟爛后搓洗,除去果皮果肉,并用流水沖洗種子至表面無果肉為止。取出種子,晾干、篩凈后得到干凈、飽滿的多花黃精種子。經測定,多花黃精種子千粒重約為35 g。

1.2 方法

1.2.1 種子前處理

于11 月上旬取多花黃精凈種子若干,先用0.2%高錳酸鉀溶液浸泡30 min,取出稍晾,待表面干燥后轉入6-BA (200 μg·mL-1) 溶液中浸種處理4 h,取出、晾干、備用。

1.2.2 沙藏準備

將經高錳酸鉀和6-BA 處理過的多花黃精種子與干凈河砂按體積比1∶4 混勻,河砂含水量30%～35% (手捏成團,手碰散開),并置于四周墊有10 cm 河沙或細土的透水容器 (塑料筐) 內,用于低溫沉積處理。

1.2.3 低溫沉積

分別將裝有濕沙和種子的透水容器置于15.0 ℃和4.0 ℃恒溫 (冰箱) 及室內自然變溫、室外自然變溫條件下,開展低溫沉積處理,低溫沉積時間約4 個月,沉積處理期間保持濕度。

1.2.4 播前處理

于3 月初將沉積處理的種子取出,待考察種子開口率后播種。另從室外自然變溫沉積處理的種子中隨機取出100 粒,重復3 次,分別再將種子放入6-BA (100 μg·mL-1) 溶液中浸種20 min,取出、晾干后與前述的沉積處理種子一起播種于育苗床。

1.2.5 播種管理

育苗床基質為泥炭、蛭石及細土混合土 (體積比為4∶2∶1)。播種時按行距12～15 cm 開寬約5 cm、深約3 cm 的播種溝,將開口種子按株距10 cm 均勻播入溝內,覆土1～2 cm,上蓋一層厚約2 cm 的稻草或秸稈,澆透水,并保持土壤濕潤至出苗。待長出1 片真葉并展開后,用0.5%菜籽餅腐熟上清液,或0.3%尿素加0.2%磷酸二氫鉀液噴施葉面,每隔15 d 一次,連續噴施3～4 次,為壯苗、強苗提供充分而持續營養供應。如育苗地無遮蔭條件,需在5 月中旬搭架遮蔭,遮蔭度保持在70%～80%。同時,在育苗生長期間,應保持土壤濕潤,嚴防土壤過干或過濕影響幼苗生長,甚至造成幼苗死亡。

1.2.6 指標考評

沉積處理約4 個月,于3 月初從沉積種子中隨機取出100 粒種子,考察其種子開口情況后播種,重復3 次。

于播種后3 個月 (約6 月上旬) 考察田間黃精幼苗成活情況和長勢,計算成苗率。

2 結果與分析

2.1 不同沉積處理對種子開口和根芽萌發的影響

多花黃精種子萌發首先在種臍處出現裂口,胚根突破種臍并逐漸伸長,后胚根基部開始膨大形成圓球狀,并隨胚根伸長而增大,隨后從膨大的圓球狀處萌發出根和芽。表1 為不同沉積處理對黃精種子開口和根、芽萌發影響的考評結果。從表1 可以發現,不同沉積處理對種子開口和根、芽萌發具有明顯的影響。種子開口率以處理4 的室外自然變溫為好,達91.7%,分別比處理1、處理2 和處理3提高63.4、0.7、72.4 百分點;其次為處理2 的4.0 ℃恒溫,種子開口率為91.0%,而處理3 室內自然變溫種子開口率最低,僅為19.3%。差異顯著性測定表明,處理4 與處理2 之間無顯著差異,與處理1 和處理3 差異達極顯著水平;而處理2 也與處理1 和處理3 差異達極顯著水平。根、芽萌發以處理4 和處理2 為好,胚根基部可見膨2～3 mm圓球狀,發根2～4 條,芽明顯;而處理1 或處理3,胚根基部膨大較小或無明顯膨大,且根、芽萌發少。表明低溫沉積對黃精種子開口和根、芽萌發具有顯著的促進作用,采用室外自然變溫或4.0 ℃恒溫的低溫沉積處理能較好地滿足多花黃精種子育苗需求。

表1 不同沉積處理方法對黃精種子開口和根芽萌發的影響

2.2 不同沉積處理對黃精幼苗成苗的影響

多花黃精種子根、芽萌發后,仍需足夠的低溫沉積積累,芽才能沖出土壤分化生長成苗。表2 為不同沉積處理對黃精成苗和幼苗生長影響的考評結果。

從表2 也可以看出,不同沉積處理對多花黃精成苗的幼苗生長存在明顯的影響,成苗率以處理5室外自然變溫加6-BA 聯合處理為好,達92.3%,分別比處理1、處理2、處理3 和處理4 提高75.6、17.3、81.6、6.6 百分點。

表2 不同沉積處理方法對黃精成苗和幼苗生長的影響

同時觀察到,處理5 出苗快、整齊,且葉大色綠,發根4～7 條,根莖膨大為6～7 mm,幼苗生長健壯。差異顯著性測定表明,處理5 與處理4 差異達顯著水平,與處理2、處理1 和處理3 差異均達極顯著水平;而處理4、處理2 與處理1 和處理3間差異均達極顯著水平,表明適宜的低溫沉積處理對黃精幼苗分化和生長具有明顯的促進作用,且室外自然變溫處理效果好于4.0 ℃恒溫處理,尤其是經室外自然變溫沉積處理的種子在播種前用100 μg·mL-16-BA 溶液浸種20 min,能進一步促進成苗和幼苗生長,而15.0 ℃恒溫處理和室內自然變溫處理均不利于黃精幼苗分化和生長。

3 小結與討論

種子休眠是植物種子對外界環境的一種適應機制,有利于種子度過不利或惡劣的環境條件,對植物個體的生存、物種的延續和進化都具有重要的意義。多花黃精種子具有較強的深沉休眠和生理后熟特性,種子在萌發前,種胚形態未成熟,結構簡單,沒有胚芽、胚軸、胚根和子葉的分化,且種子的種皮具蠟質,影響了種子的透氣性和吸水性,形成胚乳吸水障礙,致使多花黃精種子在常規播種下很難發芽,需經過2 個冬季的低溫沉積才能出苗,發芽成苗率低,阻礙了多花黃精種子資源在產業化發展中的高效利用。本試驗結果表明,多花黃精種子經過0.2%高錳酸鉀溶液30 min 浸泡及200 μg·mL-16-BA 溶液處理4 h 后,在當地室外自然變溫條件下低溫沉積處理4 個月左右,不僅能明顯打破多花黃精種子休眠,提高種子萌發率,而且幼苗成苗率也顯著提升,其中經室外自然變溫沉積處理的種子開口率和成苗率分別為91.7%和85.7%。同時觀察到,室外自然變溫沉積處理后的開口種子經100 μg·mL-16-BA 溶液浸種20 min,幼苗成苗率達92.3%,且出苗快速整齊,葉大色綠,生長健壯,完全能滿足多花黃精種子繁育產業化的需求,有效支撐多花黃精產業高效發展。

黃精為我國傳統中醫藥中一味補氣養陰、抗衰防老的珍品和藥食同源中藥材,自古以來就被我國歷代佛家、儒家、道家、養生學家以及醫藥學家所重視[15],產業發展前景巨大。近年來,浙江省立足當地野生多花黃精分布廣、貯量大的資源優勢,大力推進黃精產業發展。據浙江省中藥材產業協會2020 年年報顯示,浙江省黃精種植面積達4 000 hm2以上,其中衢州、麗水種植面積較大,山區和林下種植發展較快。相信,隨著人們生活水平不斷提高和養生保健意識的不斷增加,黃精眾多的養生保健功效更為人們所熟知,黃精產業也必將迎來新的發展機遇。