不同種子處理方法對(duì)兩種黃芪種子萌發(fā)的影響

王曉飛， 魏國(guó)江， 關(guān)向軍， 龍雪棟， 房海悅， 徐海軍*

(1.黑龍江省科學(xué)院 大慶分院， 黑龍江 大慶 163319； 2.拜泉縣經(jīng)濟(jì)合作促進(jìn)中心， 黑龍江 拜泉 164700 )

黃芪〔Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.〕為豆科屬多年生草本植物[1]，《中華人民共和國(guó)藥典》(2015)中收錄藥材黃芪為豆科植物蒙古黃芪(Astragalusmembranaceusvar.mongholicus)或膜莢黃芪(Astragalusmembranaceus)的干燥根[2]，是常見(jiàn)的大宗藥材之一，以根部入藥。黃芪藥用部位主要含有黃酮類(lèi)、皂苷類(lèi)、氨基酸、多糖類(lèi)以及多種微量元素，具有鎮(zhèn)痛降壓、益氣[3-4]、改善微循環(huán)及抗衰老等功能[5]，除藥用功能外，還可以作保健食品及化妝品等[6-7]。目前，現(xiàn)有黃芪共有11個(gè)亞屬，2 000多種，主要分布于南美洲、非洲和北半球[8]。蒙古黃芪和膜莢黃芪是黃芪中最主要的藥用類(lèi)型[9]，蒙古黃芪主要分布在我國(guó)吉林、黑龍江、河北、山西和內(nèi)蒙古等地[10]；膜莢黃芪主要分布于我國(guó)東北、華北、甘肅、四川、西藏等省區(qū)。

近年來(lái)，由于長(zhǎng)期過(guò)度采挖，蒙古黃芪野生資源銳減，為滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，各地對(duì)黃芪進(jìn)行了大規(guī)模的引種栽培[11-15]，但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于黃芪種皮中含有果膠質(zhì)的角質(zhì)層，以及內(nèi)源抑制物質(zhì)存在，大大降低了黃芪的發(fā)芽率[16]。從相關(guān)報(bào)道中[1,16-19]可以看出，打磨、熱水浸泡等方法都能夠提高黃芪發(fā)芽率，但由于不同品種黃芪種子特性不同，因此處理方法也不同。為提高黃芪種子的發(fā)芽率，筆者對(duì)蒙古黃芪和膜莢黃芪進(jìn)行酸處理、熱水處理以及種皮打磨3種處理方法進(jìn)行比較，探討不同品種黃芪種子的最佳處理方法，旨在為黃芪生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

蒙古黃芪〔Astragalusmembranaceusvar.mongholicus(Bge.) Hsiao〕及膜莢黃芪〔Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.〕種子均來(lái)自?xún)?nèi)蒙古赤峰，其千粒重分別為6.51 g、5.92 g，硬實(shí)率分別為81.33%和57%。

1.2 試驗(yàn)方法

取蒙古黃芪及膜莢黃芪種子，分別進(jìn)行酸處理、熱處理和打磨處理，以不作任何處理的為對(duì)照(CK)。每個(gè)處理100粒，3次重復(fù)。

1.2.1 酸處理(s)將黃芪種子置于燒杯中，用80%的濃硫酸分別浸種1 min(s-1′)、2 min(s-2′)、3 min(s-3′)、4 min(s-4′)后用蒸餾水反復(fù)沖洗，洗去粘在種皮外的硫酸。

1.2.2 熱水處理(r)將黃芪種子置于燒杯中，邊攪拌邊加入適量沸水，分別浸種10 s(r-10″)、20 s(r-20″)、30 s(r-30″)后立即用冷水調(diào)至25℃室溫，取出。

1.2.3 打磨(M)將黃芪種子平鋪在兩層砂紙中間，來(lái)回摩擦，直至種皮發(fā)白。

1.3 發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)的測(cè)定

將經(jīng)過(guò)不同處理的黃芪種子置于裝有濾紙的培養(yǎng)皿中，然后將培養(yǎng)皿置于人工智能氣候恒溫箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為25℃，光照為3 000 lx，保持培養(yǎng)皿濕度，同時(shí)觀(guān)察統(tǒng)計(jì)各培養(yǎng)皿發(fā)芽數(shù)，7 d后結(jié)束[20-21]，不同方法的預(yù)處理重復(fù)3次，所有數(shù)據(jù)取3次重復(fù)的平均值。

發(fā)芽率=供試種子發(fā)芽粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

發(fā)芽勢(shì)=第4天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)=Σ(Gt/Dt)，Gt為第t天的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS(22)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，將不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行one-way ANOVA分析，符合齊性檢驗(yàn)，用Duncan法進(jìn)行多重比較，確定差異顯著性，應(yīng)用Microsoft Excel 2007繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方法黃芪的發(fā)芽時(shí)間與發(fā)芽數(shù)量

從表1可知，不同處理?xiàng)l件下膜莢黃芪在第2天和第4天出現(xiàn)兩個(gè)發(fā)芽高峰期，s-4′與s-2′在第2天發(fā)芽數(shù)量最多，分別為26粒和18.33粒；r-10″與M處理在第4天發(fā)芽數(shù)量最多，分別為16.33粒和16粒，從第5天開(kāi)始各處理發(fā)芽數(shù)量逐漸減少。與膜莢黃芪不同，蒙古黃芪不同處理?xiàng)l件下在第3天出現(xiàn)一個(gè)高峰，發(fā)芽數(shù)量較多的為M、r-20″和r-10″處理，發(fā)芽數(shù)分別為23.33粒、18.67粒和17.33粒，從第4天開(kāi)始發(fā)芽數(shù)量逐漸下降。

表1不同處理2種黃芪的每日發(fā)芽數(shù)

Table 1 Daily germination quantity of the twoA.membranaceuscultivar seeds under different treatment

粒

處理Treatment第1天1st day膜莢蒙古第2天2nd day膜莢蒙古第3天3rd day膜莢蒙古第4天4th day膜莢蒙古第5天5th day膜莢蒙古第6天6th day膜莢蒙古第7天7th day膜莢蒙古s-1′3.001.679.335.339.677.008.335.336.338.002.336.333.335.00s-2′1.333.3318.335.3310.338.678.006.678.007.004.007.332.003.33s-3′1.004.009.674.0010.336.009.335.674.338.673.675.332.004.67s-4′6.334.0026.006.337.335.6712.337.332.336.003.675.331.003.00r-10″0.677.007.3314.6711.6717.3316.337.003.333.335.002.331.331.00r-20″1.005.679.6720.0012.0018.678.336.006.672.673.001.331.671.00r-30″0.675.0011.0019.6710.0014.006.679.673.333.334.001.001.331.67M0.679.0010.3317.339.0023.3316.0011.337.677.336.673.672.334.00CK0.331.675.675.335.009.338.679.674.677.334.006.002.004.33

2.2 不同處理對(duì)黃芪種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2.1 膜莢黃芪從表2可知，s-4′處理膜莢黃芪發(fā)芽率最高，為59.0%，其次是M處理和s-2′處理，分別為52.67%和52.0%，且s-4′處理與s-1′、s-2′、r-10″、r-20″、M處理間差異不顯著，但s-4′處理與r-30″和CK差異顯著。膜莢黃芪發(fā)芽勢(shì)最高的是s-4′處理，為52.0%，其次為M處理和s-2′處理，s-4′與s-1′、s-3′、r-20″、r-30″、CK處理間差異顯著，但與s-2′、r-10″、M差異不顯著。發(fā)芽指數(shù)最高的是s-4′處理，為26.08，除s-2′處理外，與其他處理間差異顯著。

表2 不同處理?xiàng)l件膜莢黃芪種子的萌發(fā)情況

注：同列不同字母表示差異顯著，(P<0.05)，下同。

Note:Different letters in the same column indicate significance of difference at 0.05 level.The same below.

2.2.2 蒙古黃芪從表3可知，蒙古黃芪在不同處理?xiàng)l件下發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)與膜莢黃芪不同。M處理的發(fā)芽率最高，為76%，是其余處理的1.4～2.0倍，且差異顯著。其次是r-20″處理和r-30″處理，其發(fā)芽率分別為55.33%和54.33%，s-4′處理下發(fā)芽率最低，為37.67%。發(fā)芽勢(shì)最高的為M處理，為61%，其次為r-20″和r-30″，分別為50.33%和48.33%，s-1′處理的蒙古黃芪發(fā)芽勢(shì)最低，為19.33%，但M處理與r-20″、r-30″、r-10″處理間差異不顯著，與s-1′、s-2′、s-3、s-4″、CK處理間差異顯著。蒙古黃芪發(fā)芽指數(shù)最高的是M處理，為30.93，其次是r-20″處理和r-10″處理，分別為24.29和23.06，M處理與r-10″、r-20″、r-30″處理間差異不顯著，與其他處理差異顯著。

表3 不同處理?xiàng)l件蒙古黃芪的萌發(fā)情況

3 結(jié)論與討論

研究表明，用80%的硫酸浸泡膜莢黃芪種子4 min的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)最高，分別為59%、52%和26.08，而打磨處理蒙古黃芪種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)最高，分別為76%、61%和30.93。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于黃芪種子硬實(shí)及內(nèi)源抑制物質(zhì)的存在，影響種子吸水，導(dǎo)致黃芪發(fā)芽率低，影響黃芪人工栽培的規(guī)模化生產(chǎn)[17]。影響黃芪萌發(fā)的因素很多，于明艷[1]認(rèn)為外源性試劑、預(yù)處理、光照條件、干旱脅迫、溫水浸泡等種子處理方式均能影響黃芪萌發(fā)。許陶瑜等[22]研究光環(huán)境和暗環(huán)境下黃芪種子萌發(fā)情況表明，機(jī)械破種及浸種均能顯著促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)。張博等[18]研究了5種處理?xiàng)l件下蒙古黃芪種子萌發(fā)情況，結(jié)果表明，砂磨、80%濃硫酸、沸水浸種與環(huán)割處理均能夠顯著提高黃芪種子萌發(fā)率，而98%硫酸處理卻降低了黃芪種子的萌發(fā)率，同時(shí)確定了提高蒙古黃芪發(fā)芽的最佳方案。程瑤等[19]認(rèn)為溫水浸種破除蒙古黃芪種子休眠的效果顯著，變溫浸種效果略?xún)?yōu)于恒溫浸種。

試驗(yàn)采用了酸浸泡、熱水浸泡、打磨3種處理方法對(duì)膜莢黃芪及蒙古黃芪的萌發(fā)情況進(jìn)行比較，結(jié)果表明，相同處理下2種黃芪萌發(fā)情況不同，就膜莢黃芪而言，80%硫酸浸種4 min的發(fā)芽率最高，為59%，除CK(不作任何處理)外與其余處理差異不顯著；而蒙古黃芪則是打磨處理的發(fā)芽率最高，為76%，是其余處理的1.4～2.0倍，不同處理間差異顯著。2種黃芪的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)綜合表現(xiàn)為打磨處理>沸水處理>硫酸處理，這與程瑤[22]等研究結(jié)果基本一致，且在實(shí)際生產(chǎn)中用打磨處理更安全，易操作。另外，膜莢黃芪與蒙古黃芪2個(gè)品種在不同處理?xiàng)l件下萌發(fā)速度存在差異，膜莢黃芪在第2天和第4天出現(xiàn)兩個(gè)發(fā)芽高峰期，蒙古黃芪不同處理?xiàng)l件下在第3天出現(xiàn)一個(gè)高峰，從第4天開(kāi)始發(fā)芽數(shù)量逐漸下降，說(shuō)明膜莢黃芪的發(fā)芽存在一定滯后性。