許愛玲,席天元,解紅娥,衛(wèi)曉東,梁哲軍
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所,山西運城044000)
地黃(Rehmannia glutinosa Libosch.)為玄參科地黃屬的新鮮或干燥塊根,鮮用或炮制后用,為傳統(tǒng)中藥之一,屬大宗常用中藥材[1]。地黃的栽培歷史已有上千年,道地產(chǎn)區(qū)為河南省的溫縣、武陟及博愛、沁陽等地[2]。由于地黃存在連作障礙并且間隔時間需在15 a 以上,擴大種植區(qū)域滿足市場需求已成為生產(chǎn)上面臨的主要問題[3]。山西省作為中藥材資源大省,20 世紀(jì)60 年代開始引種河南地黃品種如溫85-5[4]。運城、臨汾等地黃主產(chǎn)區(qū)每年的種植面積在0.33 萬~0.67 萬hm2,年產(chǎn)量比原產(chǎn)地河南還要大。就地黃種植規(guī)模來說,山西不比河南小[5]。
我國地黃育種工作的開展已有百年歷史[6],全國已育成品種超過60 個[7]。但近年來地黃育種研究進展緩慢,2000 年至今僅審定了1 個品種[8]。加之地黃以無性繁殖為主,已育成的很多品種都是從現(xiàn)有的品種中經(jīng)過系統(tǒng)選育而來,種源混雜、退化及同種異名現(xiàn)象十分嚴(yán)重,甚至藥農(nóng)都不知所種植的是哪個品種[9]。在地黃種植過程中,無性繁殖的栽子易攜帶有引種地的病原菌、病毒等,引起地黃退化嚴(yán)重,產(chǎn)量和品質(zhì)逐年下降[10]。山西南部有較長的地黃栽培歷史,但是對地黃種質(zhì)資源收集、鑒別及品種培育研究甚少,為了明確地黃不同種質(zhì)在山西南部的適應(yīng)性,對9 份地黃栽培種質(zhì)的生物學(xué)性狀及產(chǎn)量和品質(zhì)進行比較,以篩選出適宜山西南部栽培的地黃優(yōu)選品種。
試驗2017—2018 年在運城市龍居鎮(zhèn)山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所南花農(nóng)場進行。土壤為壤土,0~20 cm 土層有機質(zhì)含量為13.72 g/kg,全氮0.874 g/kg,全磷0.760 g/kg,全鉀24.76 g/kg,pH 值為8.49。
本研究選用的9 份地黃種質(zhì)為當(dāng)?shù)仄贩N及目前主栽品種(表1)。
表1 種質(zhì)信息
每個種質(zhì)選用直徑2.0~2.5 cm 的塊根,將其掰成2.5~3.0 cm 的小塊直接播種。小區(qū)面積6 m2,株距25 cm、行距30 cm,每個種質(zhì)3 個重復(fù)。田間管理與常規(guī)大田管理相同。
1.4.1 生物學(xué)性狀測定 2017—2018 年分別在地黃出苗90 d 后,每個小區(qū)隨機選取生長一致的10 個單株進行葉片長度、葉片寬度和葉片鮮質(zhì)量的測定,3 次重復(fù)。11 月中旬收獲時,每小區(qū)取10 株測定葉片數(shù)、塊根的皮色、肉色、形狀、長度、直徑及菊花心直徑占比、單株塊根數(shù)、單株塊根鮮質(zhì)量及小區(qū)產(chǎn)量。
1.4.2 品質(zhì)測定 每個種質(zhì)取5 個塊根,切成2~3 cm 薄片,在55 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中進行干燥,待完全干燥后取出備用。委托河南科高中標(biāo)檢測技術(shù)有限公司采用高效液相色譜法進行梓醇和毛蕊花糖苷含量的測定。
應(yīng)用SPSS 軟件對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換并進行聚類分析。
從表2 可以看出,9 份種質(zhì)中株型為平展型的只有1 個,其余均為半直立型;地黃的葉片形狀有長橢圓形、卵圓形;葉色有綠色、深綠色、淺綠色;葉緣有鋸齒狀、波浪狀、淺波浪狀。9 份地黃種質(zhì)不論是葉片數(shù)、葉長、葉寬,還是葉片鮮質(zhì)量等變異均較大。葉片數(shù)平均值為24.23,變異系數(shù)為17.91%;葉片長度、寬度的平均值分別為20.04、7.79 cm,變異系數(shù)分別為12.08%和9.53%,葉片鮮質(zhì)量平均值分別為114.49 g,變異系數(shù)為32.25%,說明地黃品種在單株葉片數(shù)、葉長、葉寬和葉片厚度方面具有豐富的遺傳多樣性。這與王豐青等[10-12]的研究結(jié)果一致。
表2 9 個地黃種質(zhì)的地上部性狀測定
表3 9 份地黃種質(zhì)的地下部性狀
從表3 可以看出,地黃塊根形狀主要有疙瘩狀、紡錘狀和長條狀。地黃塊根外皮顏色以淺黃色為主,噸王、北京3 號和金9 顏色偏紅黃;塊根肉色多粉白色,個別黃白色;根據(jù)菊花心直徑占塊根直徑的比例(R)分為3 類:菊花心占比為>1/2~2/3有種質(zhì)資源7 個;菊花心占比>2/3 有種質(zhì)資源1 個;菊花心占比≤1/3 的種質(zhì)資源1 個。王豐青等[10]對北京3 號地黃種質(zhì)的菊花心直徑占比測定為>1/3~1/2,與本研究結(jié)論略有出入。塊根長度平均為10.31 cm,9 個種質(zhì)中以金9 最長,達到15.29 cm,新科、金九、新鄉(xiāng)次之(11.35~12.57 cm),其余種質(zhì)長度在7.22~8.97 cm,各種質(zhì)塊根長度的變異系數(shù)達到25.01%。
9 份種質(zhì)塊根直徑變異系數(shù)為7.40%,說明栽培種質(zhì)塊根直徑差異不大。
由圖1 可知,9 份種質(zhì)中,金9 的單株塊根數(shù)最多,有9.56 個,而新鄉(xiāng)最少,僅4.2 個,各品種間單株塊根數(shù)的差異較大,變異系數(shù)達到26.92%。單株塊根鮮質(zhì)量表現(xiàn)為北京3 號>白>噸王>金9>金九>新科>白懷豐>新鄉(xiāng)>85-5。小區(qū)產(chǎn)量以北京3 號最高,白和噸王次之。說明提高單株塊根鮮質(zhì)量可以提高地黃產(chǎn)量,單獨增加單株塊根數(shù)并不能達到提高產(chǎn)量的效果。
地黃的蘆頭長度即塊根到地面的距離,與其適合機械化收獲關(guān)系密切,蘆頭越長,越不利于機械化收獲。9 份種質(zhì)資源的蘆頭長度在3.30~11.94 cm,變異系數(shù)達到30.17%;其中,金9 蘆頭最短(3.3 cm);新科、白、85-5、噸王、北京3 號的蘆頭長度在7.50~9.88 cm;金九、新鄉(xiāng)、白懷豐平均11 cm 以上。
地黃塊根中梓醇和毛蕊花糖苷含量是地黃品質(zhì)評價的重要指標(biāo)之一?!吨袊幍洹?015 年版規(guī)定,生地黃梓醇含量不得低于0.20%,毛蕊花糖苷含量不得低于0.020%。由圖2 可知,本研究的9 份地黃種質(zhì)梓醇含量均達到藥典規(guī)定,以新科含量(1.73%)最高,白(1.50%)次之,85-5(0.30%)最低;毛蕊花糖苷含量以噸王(0.053%)最高,其次為新科(0.033%)和金9(0.025%)。9 份種質(zhì)的梓醇含量變異系數(shù)為55.80%,毛蕊花糖苷含量變異系數(shù)為56.33%,二者的變異系數(shù)均較大。表明不同地黃種質(zhì)含有的梓醇和毛蕊花糖苷均存在較大的差異。
從蘆頭長度、單株塊根鮮質(zhì)量、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面進行綜合考量,采用系統(tǒng)聚類分析法將9 份地黃種質(zhì)進行聚類分析,建立樹狀圖。從圖3 可以看出,9 個種質(zhì)聚為四大類,第Ⅰ類包括白,第Ⅱ類包括北京3 號和噸王,第Ⅲ類包括新科,第Ⅳ類包括85-5、金九等5 個種質(zhì)。第Ⅱ類的產(chǎn)量、品質(zhì)等性狀優(yōu)于第Ⅲ、Ⅳ類。從地上部性狀來看,噸王和北京3 號株型為半直立型,白的株型為平展型,不利于密植,因此,種質(zhì)噸王和北京3 號可作為山西南部地黃種植的優(yōu)選品種。
9 份地黃種質(zhì)的地上部及地下部表型性狀分析表明,地黃種質(zhì)間存在豐富的表型變異。而基于表型性狀及產(chǎn)量、品質(zhì)的聚類分析將9 個栽培種質(zhì)聚為4 個大類,噸王和北京3 號因其產(chǎn)量高、梓醇和毛蕊花糖苷含量亦較高,可作為山西南部的地黃優(yōu)勢種質(zhì)。
選育地黃品種時通常從豐產(chǎn)性、商品性、品質(zhì)等方面進行評價。李建軍等[13-14]研究認(rèn)為,地黃單株塊根鮮質(zhì)量越高,塊根中梓醇的含量也越高。李計萍等[15]研究認(rèn)為,鮮地黃中梓醇含量高于干品。羅東玲[16]研究表明,加工炮制梓醇最易受影響,損失較快。本研究表明,北京3 號單株塊根鮮質(zhì)量最大,而梓醇含量最高的是新科,這與李建軍等研究結(jié)論不同。李建軍等測定的是鮮地黃塊根,而試驗測定的是生地有關(guān)。但不同品種加工后梓醇及毛蕊花糖苷含量的損失率是否相同有待研究。