余永貴,陳曉儀,馮正平,劉震東,胡 鵑,康圖強,范維強*
(1.阿壩藏族羌族自治州食品藥品檢驗研究中心,四川 阿壩藏族羌族自治州 624000;2.四川松贊雪貝生物科技有限公司,四川 阿壩藏族羌族自治州 623300;3.銅川市土壤生態技術創研中心,陜西 銅川 727031)
川貝母是最具代表性的川產名貴道地藥材之一,馳名中外,是質優效佳的中醫臨床化痰止咳首選藥。但是由于其生長對自然環境要求較高,成熟期長,加之長期無序的野外采挖和自然環境的破壞,野生川貝母資源已日趨減少,面臨著枯竭的危險。國家為保護野生種質資源,2022 年,川貝母被四川省農業農村廳《國家重點保護野生植物名錄(農業類)》列為II 級保護物種。
目前,我國在川貝母種植方面的研究局限于育種擴繁、施肥管理、采收加工等常規方面,但是在以藥業企業為主導的川貝母規模化現代化農業種植方面還缺乏全產業鏈高標準系統性的研究,尤其是作為川貝母特有新品種在其種質資源溯源清晰的前提下,瓦布貝母種子育苗之后熟處理技術存在良莠不齊的現象,導致育種擴繁技術極不穩定,大大制約了瓦布貝母人工栽培育苗技術的可復制性,影響了其規模化、產業化發展。
基于上述情況,阿壩藏族羌族自治州食品藥品檢驗研究中心川貝母產業協同創新科研小組,聯合四川松贊雪貝生物科技有限公司和陜西省銅川市土壤生態技術創研中心,針對多年來阿壩州境內川貝母種植企業在瓦布貝母種子(有性繁殖)傳統后熟處理關鍵技術突破方面,深入地開展了成熟種子后熟優化技術的創新研究,技術路線設計科學,試驗方案具有可操作性,示范應用成效顯著,極大地助力了阿壩州境內瓦布貝母種植業態的標準化、規模化可持續高質量發展[1]。
瓦布貝母是由國內著名川貝母權威專家唐心曜教授及其科研團隊,在阿壩州茂縣三龍鄉富布寨村,經過25 年持續不斷地科研試驗與技術優化,通過仿野生綠色生態栽培方式馴化成功的品種,為目前四川省川貝母人工栽培的主要品種之一。
川貝母為傳統名貴藥材品種,川貝母品牌聲譽遠揚,目前國內以川貝母為組成成分的中成藥有200 多種,市場每年川貝母中藥材(飲片)原料量需求為350~400 t,而年均產出川貝母約120 t,市場缺口達2/3 以上,但因川貝母產量小、野生生長周期長,長期存在需求供給量不足的現狀。另外,目前已進入后疫情時代,國內外新冠患者對川貝母相關產品依賴較大,間接性導致川貝母原藥材市場價格持續走高。查閱2019 年1 月至2022 年2 月3 年來川貝母市場價格走勢可知,四川荷花池市場川貝母市場銷售價在3 000 元/kg 以上。
據不完全統計,2018 年1 月至2023 年8 月,阿壩州境內共有5 家藥業企業和6 家中藥材種植合作社種植瓦布貝母,向國內中藥材市場供應原藥材,主要銷售終端為中藥生產企業。瓦布貝母統貨商品年均產量約30 t,四川荷花池市場瓦布貝母銷售價格為1 800~2 200 元/kg,年均產值5 400 萬~6 600 萬元。
由此可見,瓦布貝母原產地藥材生產方式以種子繁育(有性繁殖,屬異花授粉類型)為主,具有較高的產量和經濟價值,川貝母相關產品的開發及生產蘊藏著巨大的商業價值。
由于瓦布貝母種子具有后熟特性,即種子采收后,種胚尚未成熟,需要在適宜的條件下完成形態后熟和生理后熟2 個階段。后熟階段實質是種子完全成熟過程的延續,種子內部貯存物質的組成比例、分子結構、存在狀態等方面將發生很大的變化。隨著后熟的逐漸完成,種子中的可溶性物質不斷減少,而淀粉、蛋白質與脂肪等高分子物質與含磷化合物持續積累,總體酸度降低,酶的活性變弱,水解作用活躍,內源激素平衡發生變化(ABA 量下降,IAA 量增加),發芽力由弱轉強[2]。
瓦布貝母種子經過后熟階段,其發芽勢和發芽率不斷提高的情況下,在實際生產中才能被認為是真正成熟的種子,后續輔以規范合理的育苗擴繁技術以實現正常發芽出苗。
瓦布貝母種子的最佳采收時間因人工種植環境不同而有差異。仿野生栽培的瓦布貝母種子最佳采收時間為7 月中旬至8 月初,溫室大棚種植的瓦布貝母種子最佳采收時間為7 月下旬至8 月中旬,主要判定標準是種果殼變為淺棕色至棕褐色。
瓦布貝母優良種子質量指標為種果大,種果平均長度≥3.3 cm,寬≥0.4 cm,種果殼內種籽≥220 顆且飽滿,平均千粒重≥4.2 g。
對瓦布貝母種子采取變溫層積后熟處理的方法,在室內用紅磚塊搭建一個長1.5 m、高0.6 m、寬0.8 m的層積穴,取溫室大棚種植土和細粒河沙按1:1 混合均勻,保持土壤濕度70%~80%,作為種子后熟處理基質。取瓦布貝母優良種子,晾干7 d 后,用0.5%赤霉素溶液浸泡72 h,用基地灌溉水沖洗干凈,控干多余的水分,備用。按照1 層種子覆蓋1 層后熟處理基質進行規范操作,控制溫度為4~12 ℃,保持60 d,完成種胚的形態后熟階段。0~5 ℃的低溫環境中保持120 d,完成種胚的生理后熟階段。整個過程保持室內通風良好,同時實施防治鼠害等管理措施,后熟階段共6 個月。第2 年春季土壤解凍后進行溫室大棚撒播育苗。傳統后熟技術處理的瓦布貝母種子于春季播種擴繁出苗率為65%。
瓦布貝母種胚發育不全,屬于低溫萌發型種子,堅持遵循變溫層積后熟處理的原則。1)選擇瓦布貝母優良種子,使用質量濃度最適宜的赤霉素溶液以促進瓦布貝母種子細胞生長,打破種子的休眠。2)對種子后熟基質進行不同土肥配方與比例調整,確保N、P、K、有機質、微量元素的含量以及土著微生物群種類平衡。3)有效控制種子后熟基質的濕度為65%~75%、溫度為5~15 ℃、層積時間為90 d,尤其注重過程中基質土壤的O2載量為5%,保證種胚繼續分化。4)選擇深秋時節(土壤未凍之前)撒播育苗,直至開春前,覆蓋林下松針類腐殖質或農作物秸稈類或遮陽網等,但在出苗前必須揭去畦面多余的農作物秸稈或遮陽網,以增加畦面的通透性[3]。
1)植物生長調節劑質量濃度調整與浸種時間。取瓦布貝母優良種子,待暗紫貝母果實變黃未失水分時進行采摘、脫粒、挑選,及時在25 mg/L 赤霉素溶液中浸泡36 h。赤霉素溶液質量濃度過高反而抑制種胚的生長,縮短浸種時間更有利于種子出芽。
2)種子后熟基質進行不同土肥配方與比例調整。取種子4 倍量林下疏松濕潤的腐殖質土,與種子2 倍量富活素碳基營養改良劑充分混勻。
3)利用原生態自然環境實施變溫層積。在海拔3 000 m 左右的基地附近林地或高原灌叢的自然環境周圍,選擇陰陽交界處通風良好的地帶,建立標準的種子后熟溝穴進行層積。
4)撒播前補充土壤微量元素。瓦布貝母種子第1 階段形態后熟完成后,于深秋撒播時均勻噴施1/2 MS-F1 專用營養液,提供種子生長必需的微量元素,保證營養成分的供給,保障生理后熟充分完成。
1)種源要求。以后熟技術優化處理的瓦布貝母優良種子為育苗擴繁材料。
2)播種時間。選擇適宜的戶外仿野生栽培自然環境,于11 月初至中旬(土壤未凍之前)進行育苗。
3)播種量。播種量為3 400 萬粒/hm2。
4)播種方式。在整理好的廂面(寬1.2 m,呈瓦背形拱面)上采用人工撒播,保持后熟基質與種子均勻下種,覆蓋基地附近林下疏松濕潤的腐殖土肥厚度2.5 cm,然后再覆蓋1.0 cm 左右的農作物秸稈類或遮陽網等[4]。
瓦布貝母后熟種子苗前15 d,一定要揭去畦面多余的農作物秸稈或遮陽網,保持畦面具有良好的通透性,利于陽光直接照射。注重畦面水分的管理,多雨的天氣要隨時增加避水措施,并保障畦間小溝排水通暢。為預防川西北高原倒春寒或冰雹等突發的惡劣天氣對一年生幼苗的破壞性影響,應采取應急處理措施,在基地育苗畦面搭建保溫并防冰雹拱棚[5]。
瓦布貝母種子后熟處理技術優化后總體發芽出苗率達90%,較傳統技術出苗率提升了25%,效果優良。
一年生瓦布貝母和二年生瓦布貝母幼苗主要質量參數統計見圖1 與表1。

圖1 一年生瓦布貝母和二年生瓦布貝母種苗質量指標參數實測值

表1 一年生瓦布貝母和二年生瓦布貝母株高、單粒質量、直徑數據
二年生瓦布貝母各項質量指標如株高、單粒質量和直徑數據均高于一年生瓦布貝母,其中二年生瓦布貝母單粒質量為459.8 mg,而一年生瓦布貝母為45.5 mg,二年生瓦布貝母單粒質量為一年生瓦布貝母單粒質量的10 倍。
瓦布貝母因具有清熱潤肺、化痰止咳等功效,中藥材市場需求量巨大。然而當前瓦布貝母產量較低,無法滿足市場需求。瓦布貝母種子后熟處理技術的優化調整,有利于提高種子發芽勢和發芽率,為繁育高品質瓦布貝母奠定堅實的基礎。同時,研究瓦布貝母種子后熟處理技術有利于促進中藥材產業發展,提高中藥材經濟效益,帶動我國醫藥行業向著高質量發展方向前進。