覆膜處理對北柴胡幼苗生長的影響及評價

馬艷芝，王向東，客紹英，張勝珍，王曉英，姜 峰，段英姿

（1唐山師范學院生命科學系，河北唐山063000；2唐山市農業科學研究院，河北唐山063001）

覆膜處理對北柴胡幼苗生長的影響及評價

馬艷芝1，王向東2，客紹英1，張勝珍1，王曉英1，姜 峰1，段英姿1

（1唐山師范學院生命科學系，河北唐山063000；2唐山市農業科學研究院，河北唐山063001）

研究在種子萌發期進行不同覆膜處理對北柴胡幼苗生長情況的影響，篩選適宜覆膜材料，為北柴胡大田栽培提供參考。本試驗選用北柴胡幼苗為試驗材料，對北柴胡種子在種子萌發期進行草席、黑色地膜、白色地膜、遮陽網4種不同覆膜處理，不覆膜為對照(CK)；種子萌發后撤去遮蓋物，并對萌發3個月后的北柴胡幼苗進行相關生理生化指標測定；最后，利用隸屬函數分析對柴胡的生理指標進行綜合評價。結果表明：不同處理對不同指標影響不同；其中地上、地下干鮮重比值、可溶性糖含量均以草席覆膜為最高；葉綠素含量、可溶性蛋白含量以黑色地膜覆膜處理最高；游離氨基酸含量以對照為最高。綜合評價認為，黑色地膜覆膜處理組對北柴胡幼苗生長的影響最為顯著。

北柴胡；覆膜處理；幼苗生長

0 引言

北柴胡(Bupleurum chinenseDC.)屬于傘形科(Umbelliferae)柴胡屬草本植物，主要成分為柴胡皂苷，以根入藥，具有發表和里、疏肝解熱等多種藥用功效[1]。近年來，由于柴胡需求量快速增加，而野生柴胡資源短缺，不少學者開始對柴胡的人工種植栽培技術進行研究。目前，學者們側重對北柴胡的分類、北柴胡藥用有效成分，柴胡皂苷含量、柴胡的抗氧化性等方面進行研究[2-4]。在大田人工栽培方面，張亞平等[5]對柴胡與小麥和蠶豆的套種技術進行了研究，試驗結果表明采用套種技術可以使農作物為柴胡遮蔭保墑，促使柴胡種子早出苗、高發芽，并可提高柴胡產量；漆琚濤等[6]研究了小麥套種柴胡無公害栽培技術，該技術使小麥生長為柴胡出苗提供了遮蔭保濕的良好環境條件，利于柴胡出全苗，實現糧藥雙豐收。關于不同植物在不同遮蔭處理下的生理特性，有些學者進行了研究，如張晶月等[7]研究了不同遮蔭處理對金錢松幼苗生理特性的影響。但是，鮮有學者進行大田北柴胡種子遮蔭或覆膜處理，并研究其對北柴胡幼苗的生長的影響。

本試驗室對北柴胡種子大田栽培進行過覆膜或遮蔭處理，發現這些處理在一定程度上有利于種子的萌發（文章待發），但覆膜處理后對柴胡幼苗的生長的影響的研究還未見報道。鑒于此，本研究擬對北柴胡種子進行覆膜處理，在種子萌發后，對北柴胡幼苗生長指標及相關生理生化指標進行測定；旨在查明種子萌發期覆膜處理對北柴胡幼苗生長的影響，為北柴胡大田栽培提供理論參考和技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

研究田間試驗于2015年4月在唐山師范學院試驗田進行。2015年8月，在唐山師范學院實驗室測定柴胡幼苗的各項指標。

1.2 試驗材料

北柴胡種子由在北京同仁堂唐山玉田科技有限公司提供，通過40目篩篩選的大小均勻一致的北柴胡種子，按照試驗設計播入大田。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗采用不同覆膜處理：CK：不遮蔭，S1：草席遮蔭，S2：黑色地膜遮蔭，S3：白色地膜遮蔭，S4：遮陽網遮蔭，每處理小區15 m2，重復3次，其他栽培同大田高產田方式。

2015年4月，進行大田播種，播種后進行覆膜處理，種子萌發后撤去遮蓋物，8月測定柴胡幼苗各項生理指標，幼苗選取采用之字取樣法，每點3株幼苗，每個指標重復3次，取平均值。

1.3.2 指標測定及方法 柴胡幼苗地上部與地下部鮮重和干重的測定采用烘干減重的方法[8]。葉綠素含量的測定采用比色法[9]。可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[10]。可溶性蛋白含量的測定，采用考馬斯亮藍G-250法[11]。游離氨基酸含量的測定采用茚三酮比色法[12]。

1.3.3 統計分析 Excel 2013軟件處理試驗數據，SPSS 19.0軟件進行統計分析，隸屬函數分析法進行綜合評價[13-14]。

式中：U(Xi)為幼苗生長隸屬函數值；Xi表示第i個因子的平均值；Xmin表示第i個因子得分的最小值；Xmax表示第i個因子得分的最大值。

2 結果與分析

2.1 不同覆膜處理對北柴胡幼苗地上部與地下部鮮重和干重的影響

由表1可知，對照組的柴胡幼苗地上部鮮重最重，其次是遮陽網遮蔭處理組，草席遮蔭處理組最小，且對照組的值顯著高于草席遮蔭、白色地膜遮蔭處理組。經遮陽網遮蔭處理的柴胡幼苗地上部干重最重，其次是黑色地膜遮蔭處理組，白色地膜遮蔭處理組的值最小，并且遮陽網遮蔭處理組的值顯著高于白色地膜遮蔭處理組。經遮陽網遮蔭處理的柴胡幼苗地下部鮮重最重，對照組次之，草席遮蔭處理組的值最小，經顯著性分析可知黑色地膜遮蔭處理組的值顯著高于草席遮蔭處理組(P＜0.05)。經遮陽網遮蔭處理的柴胡幼苗地下部干重最重，黑色地膜遮蔭處理組次之，草席遮蔭處理組的值最小，在0.05的顯著性水平下，遮陽網遮蔭的值顯著高于白色地膜遮蔭處理組。由地上部地下部鮮干重比值可得，經草席遮蔭處理的柴胡幼苗干物質含量最多。

2.2 不同覆膜處理對北柴胡幼苗葉綠素含量的影響

由圖1a可知，草席遮蔭處理組葉綠素a含量最高，黑色地膜遮蔭處理組次之，遮陽網遮蔭處理組葉綠素a含量最少。經顯著性分析可得，在0.05水平上，遮陽網遮蔭處理組與草席遮蔭處理組、黑色地膜遮蔭處理組差異顯著。由圖1b可知，白色地膜遮蔭處理組葉綠素b含量最多，其次是遮陽網遮蔭處理組，對照組含量最少。經顯著性分析，白色地膜遮蔭處理組與對照組差異顯著(P＜0.05)。由圖1c可知，黑色地膜遮蔭處理組葉綠素含量最多，其次是白色地膜遮蔭處理組，遮陽網遮蔭處理組葉綠素含量最少。經顯著性分析可得，遮陽網遮蔭處理組與草席遮蔭處理組、黑色地膜遮蔭處理組、白色地膜遮蔭處理組差異顯著(P＜0.05)。

表1 不同覆膜處理對北柴胡幼苗地上部及地下部鮮重和干重

2.3 不同覆膜處理對北柴胡幼苗可溶性糖含量的影響

不同覆膜處理組北柴胡幼苗可溶性糖含量如圖2所示，經草席覆膜處理的柴胡幼苗可溶性糖含量最高，黑色地膜覆膜處理組的次之，白色地膜覆膜處理組的含量最少。在0.05水平上進行顯著性分析發現，草席覆膜處理組可溶性糖含量顯著高于其他幾組處理，黑色地膜覆膜處理組顯著高于白色地膜覆膜處理組(P＜0.05)。

2.4 不同覆膜處理對北柴胡幼苗可溶性蛋白含量的影響

由圖3可知，遮陽網覆膜處理組的柴胡幼苗可溶性蛋白質含量最少，顯著低于其他幾組；黑色地膜覆膜處理組的北柴胡幼苗蛋白質含量最高；黑色地膜、白色底膜、草簾及對照之間差異不顯著。

2.5 不同覆膜處理對北柴胡幼苗氨基酸含量的影響

游離氨基酸含量對植物不同發育階段的氮循環有非常重要的意義，不同覆膜處理對北柴胡幼苗游離氨基酸含量的影響如圖4所示，對照組游離氨基酸含量最高，白色地膜覆膜處理組游離氨基酸含量次之，黑色地膜覆膜處理游離氨基酸含量最少。在0.05水平上進行顯著性分析，對照組游離氨基酸含量顯著高于黑色地膜覆膜處理組游離氨基酸的含量和遮陽網覆膜處理組氨基酸含量。

2.6 隸屬函數分析進行綜合評價

圖1 不同覆膜處理對北柴胡幼苗葉綠素的影響

圖2 不同覆膜處理對北柴胡幼苗可溶性糖含量的影響

圖3 不同覆膜處理對北柴胡幼苗蛋白質含量的影響

圖4 不同覆膜處理對北柴胡幼苗游離氨基酸含量的影響

關于不同遮陰處理對北柴胡幼苗生長的影響，利用單個指標對其進行評價存在很大的局限性；為客觀準確全面地評價不同覆膜處理后的北柴胡幼苗生長情況，需利用與幼苗生長有關的多項指標來進行綜合評價[13-14]，隸屬函數法提供了一個多指標綜合評價的方法，更具有科學性和準確性。表2反映了不同覆膜處理組的11個指標的隸屬函數值及綜合評價結果。

表2 不同覆膜處理的綜合評價

材料綜合排序的大小可以反映各處理組的幼苗生長能力的大小，值越大表明越促進。結果表明5個處理的隸屬函數均值為：CK：0.529，S1：0.475，S2：0.615，S3：0.337，S4：0.584。從這個綜合評價結果可以看出，S2（黑色地膜覆膜）前期遮陰處理對柴胡幼苗生長效果最為顯著，最適合柴胡幼苗的生長。因此，不同覆膜處理下對柴胡幼苗生長的影響的綜合排序為：黑色地膜覆膜組＞遮陽網覆膜＞對照組＞草席覆膜組＞白色地膜覆膜組。

3 結論與討論

目前關于北柴胡覆膜對幼苗生長的影響研究還很少，本研究中4種覆膜處理對柴胡幼苗生長具有一定的作用，不同處理之間存在較大的差異，其中地上、地下干鮮重比值、可溶性糖含量均以草席覆膜為最高，分別為0.347、0.434和0.544%；葉綠素含量、可溶性蛋白含量以黑色地膜覆膜處理最高，可達0.415 mg/g和1.064 μg/g；游離氨基酸含量以對照為最高1.402 mg/g。利用模糊數學原理進行綜合多個指標評價的隸屬函數法對本研究結果進行綜合評價[3,15]，認為黑色地膜覆膜處理組對北柴胡幼苗生長的影響最為顯著，這與魚小軍[16]得出的黑色地膜對苜蓿生長的影響結果一致。

不同覆膜處理對北柴胡種子萌發、幼苗生長的影響還未見前人報道；大量覆膜研究集中在旱作農田、冬小麥、苜蓿等植物上[17-19]，認為覆膜具有減少土壤水分蒸騰、提高水分利用率、改善土壤水分和溫度等作用[15]。本研究認為北柴胡播種后覆膜，最早產生在不同處理對北柴胡種子萌發的影響（論文待發）；一定的覆膜處理對柴胡種子的萌發有一定影響，進而影響幼苗的早期生長。植物根系主要功能是固著和吸收的功能，是吸收水分和養分的主要器官，根的功能強弱直接影響著地方部分的生長和發育[20]。本研究中，所有覆膜處理后，地上和地下部分的干鮮重比值均顯著高于對照，說明覆膜處理有利于北柴胡幼苗地上部分的生長。

衡量植物生長的生理指標有很多，植物體內葉綠體是植物進行光合作用的場所，葉綠體中葉綠素含量的多少對植物光合能力的強弱有重要作用，一定程度上可反映植物生長勢的強弱；可溶性蛋白是植物體內的滲透調節物質，在覆膜處理下其含量的變化在一定程度上可以反映植物的生理生化特征[21]，蛋白質含量的降低與植物的衰老密切相關，是植物對逆境適應性的一種表現[22]。覆膜處理后，本研究結果表明：葉綠素含量和可溶性蛋白含量均以黑色地膜為最高，可推斷較強烈的遮蔭環境對北柴胡種子萌發和早期幼苗生長有促進作用。

評價幼苗的生長情況，除了蛋白質的含量外，還有構成蛋白質的氨基酸種類和含量，它能夠構建細胞修復組織，還能為機體提供能量[12]，游離氨基酸參與植物體內的氮循環，對植物的生長代謝有重要作用；同時游離脯氨酸這種氨基酸含量在一定程度上反映逆境強弱，對于抗性強的植物，逆境可以使它的含量增加，本研究中游離氨基酸含量以對照為最高，其他覆膜處理均低于對照，說明覆膜后的環境條件是適宜北柴胡種子萌發和早期幼苗生長的環境。

可溶性糖是種子萌發過程中的直接呼吸底物，在柴胡種子萌發、生長過程中，可溶性糖既可作為能量來源被迅速分解，又可為細胞的生長提供原料，是種子萌發、生長過程中的重要營養物質[23]；可溶性糖含量的增加對調節組織滲透勢、維持膜的完整性、增強植物抗性也具有重要作用[22]。本研究結果中草席、黑色地膜、遮陽網處理均高于對照，而白色處理后，幼苗可溶性糖含量顯著低于另3個處理及對照；可能草席、黑色地膜和遮陽網處理可以提供較好的北柴胡種子萌發的條件。

柴胡分布范圍廣，主要在中國半干旱地區，極易發生春旱，導致柴胡出苗率低、保苗率低，人們為了提高柴胡幼苗出苗率而延遲播種；因為生態環境條件不同，不同地區最佳播期有差異[24]；本研究篩選覆膜種類，為柴胡大田春播提供理論參考和技術支持。

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Bupleurum chinenseDC.:Effects and Evaluation of Different Coating Treatments on Seedling Growth

Ma Yanzhi1,Wang Xiangdong2,Ke Shaoying1,Zhang Shengzhen1,Wang Xiaoying1,Jiang Feng1,Duan Yingzi1
(1Department of Life Sciences,Tangshan Normal University,Tangshan 063000,Hebei,China;2Tangshan Academy of Agricultural Science,Tangshan 063001,Hebei,China)

To screen suitable coating materials and provide reference for field cultivation ofBupleurum chinenseDC.,we studied the effects of different coating treatments on seedling growth during seed germination period.In this experiment,Bupleurum chinenseDC.seedling were used as materials,different coating treatments were conducted in seed germination period,which were mats coating,black film coating,white film coating,shading net,and no film was taken as CK;then the covers were removed after seed germination,and the physiological and biochemical indexes were determined after three months of seed germination;finally,the indexes were evaluated by membership function analysis.The results showed that:different treatments had different effects on different indicators,among them,the dry fresh weight ratio of the aboveground and underground and soluble sugar conten were the highest under mats coating treatment;the chlorophyll content and soluble protein content were the highest under black film coating;the free amino acid content was the highest under CK.The comprehensive evaluation showed that the effect of black film coating on the seedling growth ofBupleurum chinenseDC.was most significant.

Bupleurum chinenseDC.;Coating Treatments;Seedling Growth

Q945

：A論文編號：cjas17020013

國家科技部子課題(2011BAI07B05-4)；河北省科技廳項目“北柴胡種子萌發及苗期防雜關鍵技術研究”(16236420)；唐山市科技局項目“唐山市藥用植物綜合開發與利用科技創新團隊”(15130205C)；唐山師范學院項目“山區果園套種中藥材模式研究”(11PT01-2)。

馬艷芝，女，1977年出生，河北唐山人，副教授，碩士，主要從事藥用植物與生物技術研究。通信地址：063000河北省唐山市建設北路156號唐山師范學院生命科學系，Tel：0315-3863212，E-maiL：mayanzhiwxd@163.com。

2017-02-14，

：2017-04-06。