梁 彤， 廉 冬， 馬珍璐， 張躍進， 孫建華， 張小燕

(1.西北農林科技大學， 陜西 楊凌 712100；2.陜西漢王略陽中藥科技有限公司， 陜西 略陽 724300)

天麻(GastrodiaelataBl.)為蘭科多年生異養(yǎng)型植物[1],無根，無葉。以其塊莖入藥，味甘、性平，歸肝經，具有息風止痙，平抑肝陽，祛風通絡的功效[2-8],分布于陜西、四川、貴州、云南等地。天麻野生資源已處于瀕危狀態(tài)，被列為國家二級保護品種。20世紀70年代初，天麻野生變家種獲得成功，栽培技術在全國得到推廣應用[9-11]。幾十年來，人們不斷深入研究天麻無性栽培技術與有性栽培技術，天麻人工栽培技術日趨成熟[12-16]。然而，由于天麻種子細小，其萌發(fā)與生長需要和萌發(fā)菌、蜜環(huán)菌拌播[17-18]，一直以來尚無標準可依，加之各地種苗(零代子)來源不清，導致種麻質量差異較大、良莠不齊[19]。天麻種苗質量直接影響天麻產量和品質。因此，本研究在前期對漢中地區(qū)天麻種苗研究的基礎上[20]，通過對全國主要產區(qū)天麻種苗生長情況進行調研、取樣，采用逐步聚類法對天麻種苗進行質量分級標準研究，為天麻規(guī)范化、規(guī)模化生產提供保障，為制定國家天麻種苗標準奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

本實驗材料分別采自我國4個主要的天麻產區(qū)，均為采用當地的天麻種子進行直播獲得的種苗。具體來源及編號見表1。

表1 天麻種苗編號及來源

序號種子來源1～60云南小草壩61～120湖北宜昌121～180安徽大別山181～480陜西略陽

1.2 試驗方法

每個樣地隨機選取天麻種苗，并測量其寬度、長度及重量。利用Excel 2010軟件和SPSS 21軟件對天麻種苗進行數據統(tǒng)計，并通過逐步聚類分析法對結果進行分析。

1.3 分級方法

1.3.1數據標準化

統(tǒng)計分析在同一水平上進行，采用極差法將觀測值進行數據標準化。

式中：Xij為樣本指標的測量值；i為天麻種苗的長度或重量觀測值；j為觀測樣本序號；Xi(max)、Xi(min)為觀測總樣本長度或重量的最大值和最小值。

1.3.2天麻種苗個體間聚類分析

統(tǒng)計學常以歐氏距離表示天麻種苗個體間的相似程度，距離越小，則其相似程度越大。

1.3.3各級臨界值計算

將修改分級后的凝聚中心為圓心，以半徑r作圖。可得到各級的下限，從而確定各級的臨界值。

式中，K=1，SL標為各級種苗長度標準化值的標準差；SW標為各級種苗重量的標準化值的標準差。

2 結果與分析

2.1 天麻種苗分級指標的確定

按照種子、種苗質量標準“科學性、實用性、統(tǒng)一性、規(guī)范性”的制定原則，對影響天麻種苗質量的長度、重量、寬度3個指標進行相關性分析，結果見表2。

表2 各指標間的相關矩陣

指標寬度長度重量寬度1.000長度0.696**1.000重量0.800**0.805**1.000

注：**表示在0 .01 水平(雙側)上顯著相關。

表2相關矩陣顯示：寬度、長度與重量三者之間在0.01水平存在顯著相關性。根據皮爾遜相關性分析，相關系數小于0.3為微弱相關，相關系數在0.5～0.8之間為中度相關，相關系數在0.8～1之間為高度相關。天麻種苗長度與重量的相關系數為0.805，呈高度相關。因此認為，采用天麻種苗長度和重量2個指標可以反映其質量的優(yōu)劣，而且也利于實際過程中的操作。故最終認定以天麻種苗的長度和重量作為衡量天麻種苗分級標準的指標。

采用公式(1)進行數據標準化處理，得出各個天麻種苗長度、重量的標準化值，見表3。

2.2 天麻種苗初始分級

種苗按照長度與重量的標準化值之和的大小，在同一維坐標上進行排序，在分群較明顯、序號堆積較少的地方，將種苗劃分為4級，完成天麻種苗初始分級。見圖1。

圖1 天麻種苗坐標排序圖

2.3 修正分級

為避免初始分級中人為主觀因素的影響，常用公式(2)歐氏距離對初始分級結果進行修正。按照初始分級，以各級天麻種苗長度、重量標準化值的平均值作為該級的凝聚中心。經計算，各級凝聚中心為Ⅰ(1.00，0.39)，Ⅱ(0.78，0.98)，Ⅲ(0.36，0.54)，Ⅳ(0.00，0.02)依據各級天麻種苗長度、重量標準化值與各級凝聚中心距離的遠近，經過3次修正得凝聚中心Ⅰ’ (0.64，0.80)，Ⅱ’(0.70，0.35)，Ⅲ’(0.34，0.16)，Ⅳ’(0.12，0.04)。通過歐氏距離計算，各級種苗均沒有變化。至此完成天麻種苗質量分級。

2.4 天麻種苗臨界值的確定

天麻種苗臨界值是以各級天麻種苗最終凝聚中心為圓心，r為半徑的圓來確定。統(tǒng)計后發(fā)現，Ⅱ、Ⅲ級天麻種苗差異不顯著，且為便于實際測量統(tǒng)計，將Ⅱ、Ⅲ級合并歸為一類，480個天麻種苗由Ⅰ級和Ⅳ級所在的直線重新分為3類。如圖2所示，測量值過大的天麻種苗在Ⅰ級天麻種苗上方，測量值過小的種苗在Ⅳ級種苗下方。

圖2 各級天麻種苗樣品臨界值確定圖

經公式(3)計算得到半徑rⅠ=0.17，rⅡ=0.06，根據半徑計算出臨界點分別為Ⅰ(0.53，0.66)、Ⅱ(0.08，0.02)，將Ⅰ、Ⅱ代回公式(1)中，得到各級天麻種苗的下限值：Ⅰ級天麻種苗：長度≥68.78 mm，重量≥19.83 g；Ⅱ級天麻種苗：68.78 mm>長度≥17.45 mm，19.83 g>重量≥0.76 g；所有小于Ⅱ級下限的樣品則為Ⅲ級種苗。480個樣品中，Ⅰ、Ⅱ級(合格)種苗占總樣本的75%。各產區(qū)具體分級結果見表5。

由表5可以看出：云南小草壩Ⅰ級天麻種苗所占比例最高，達15.00%，Ⅲ級種苗所占比例最低，為1.67%；湖北宜昌和安徽大別山均無Ⅰ級天麻種苗，但Ⅱ級天麻種苗所占比例較高；其中安徽大別山最高，達93.33%，湖北宜昌與云南小草壩相同，為83.33%；陜西略陽雖有Ⅰ級種苗，但占比較低，僅為4.00%，Ⅰ、Ⅱ級(合格)天麻種苗占該地區(qū)樣本總量的65.00%，Ⅲ級天麻種苗高達35.00%。這與天麻種質、產地氣候條件及生長年限有密切關系。

表3 天麻種苗長度及重量標準化值

序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 10.81 0.59550.53 0.18 1090.19 0.041630.160.062170.190.0520.51 0.08560.71 0.61 1100.04 0.111640.160.052180.260.1130.53 0.25570.43 0.07 1110.29 0.201650.340.292190.220.0840.65 0.73580.43 0.18 1120.11 0.031660.080.022200.080.0350.46 0.12590.73 0.93 1130.28 0.051670.190.062210.110.0460.68 0.48600.26 0.09 1140.29 0.191680.260.122220.080.0270.53 0.19610.22 0.07 1150.14 0.061690.200.062230.120.0480.44 0.26620.14 0.05 1160.19 0.161700.090.032240.130.0290.63 0.33630.29 0.11 1170.09 0.021710.170.092250.090.01100.79 0.98640.19 0.11 1180.06 0.011720.270.152260.080.01110.54 0.22650.18 0.05 1190.32 0.131730.120.042270.140.05120.31 0.04660.05 0.01 1200.17 0.031740.180.082280.170.04130.92 0.38670.24 0.08 1210.26 0.111750.110.032290.100.01140.61 0.22680.15 0.03 1220.26 0.141760.220.082300.340.22150.87 0.30690.15 0.06 1230.18 0.061770.180.072310.060.01160.73 0.73700.29 0.07 1240.11 0.031780.270.132320.100.02170.61 0.18710.41 0.23 1250.10 0.031790.210.102330.060.01180.47 0.11720.19 0.04 1260.25 0.131800.120.032340.060.01190.65 0.38730.06 0.01 1270.28 0.131810.420.342350.100.01200.58 0.10740.18 0.03 1280.09 0.021820.140.032360.080.02210.79 0.46750.29 0.21 1290.19 0.071830.250.082370.240.09220.74 0.27760.12 0.04 1300.17 0.111840.070.012380.090.01230.62 0.18770.20 0.08 1310.14 0.041850.570.712390.160.05240.92 0.37780.16 0.02 1320.24 0.091860.280.182400.240.13250.73 0.95790.26 0.14 1330.15 0.061870.120.032410.150.04260.64 0.28800.16 0.03 1340.13 0.031880.480.302420.070.01270.54 0.22810.17 0.10 1350.14 0.031890.120.032430.250.09280.56 0.21820.13 0.02 1360.32 0.131900.300.102440.090.02290.57 0.17830.22 0.07 1370.05 0.011910.390.142450.390.22300.37 0.23840.41 0.20 1380.18 0.051920.760.632460.160.04310.36 0.24850.23 0.08 1390.14 0.031930.180.082470.250.10320.48 0.07860.23 0.10 1400.11 0.021940.170.042480.130.03330.86 0.25870.17 0.09 1410.19 0.111950.190.142490.070.00340.62 0.39880.13 0.02 1420.13 0.051960.270.092500.120.02350.34 0.08890.12 0.05 1430.10 0.031970.340.182510.170.04360.43 0.12900.09 0.02 1440.30 0.241980.090.022520.160.04370.67 0.44910.14 0.04 1450.10 0.031990.060.012530.200.05380.68 0.27920.14 0.02 1460.14 0.032000.140.032540.130.03390.82 0.59930.32 0.24 1470.10 0.052010.220.052550.100.03400.65 0.72940.31 0.12 1480.17 0.062020.250.072560.140.05410.60 0.17950.13 0.04 1490.23 0.082030.200.062570.290.11420.05 0.27960.19 0.04 1500.10 0.022040.180.052580.060.00430.73 0.26970.23 0.121510.29 0.142050.180.032590.030.01440.71 0.89980.29 0.091520.19 0.062060.120.032600.270.08450.44 0.12990.11 0.041530.26 0.112070.260.142610.280.16460.75 0.421000.29 0.121540.15 0.052080.070.022620.100.01470.54 0.211010.30 0.091550.07 0.012090.100.032630.100.01480.42 0.221020.13 0.051560.20 0.072100.520.492640.230.04490.39 0.051030.10 0.051570.33 0.292110.220.082650.190.06500.62 0.271040.27 0.081580.19 0.082120.310.302660.160.02510.79 0.961050.06 0.021590.25 0.092130.080.012670.170.06520.34 0.081060.14 0.021600.18 0.092140.620.802680.170.07530.40 0.101070.46 0.411610.11 0.052150.120.042690.150.06541.00 0.391080.17 0.081620.18 0.062160.370.202700.000.01

續(xù)表3

序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 序號 ZL標 ZW標 2710.170.043130.070.013550.080.013970.140.054390.100.012720.210.053140.090.033560.030.003980.400.604400.090.012730.120.043150.060.013570.120.033990.340.584410.300.162740.140.033160.280.113580.090.014000.070.014420.280.082750.070.013170.180.043590.280.114010.620.854430.040.012760.200.083180.100.013600.180.044020.580.694440.060.002770.070.023190.060.023610.610.884030.040.014450.290.112780.100.023200.030.013620.080.024040.170.054460.140.042790.260.113210.320.103630.120.044050.080.024470.100.032800.150.073220.110.033640.080.014060.120.044480.130.022810.110.053230.080.023650.080.014070.360.544490.190.052820.350.213240.290.103660.650.904080.080.014500.140.042830.470.423250.030.013670.090.024090.120.034510.160.042840.470.423260.250.083680.040.014100.080.014520.120.022850.340.233270.110.013690.120.034110.080.014530.070.002860.120.033280.130.043700.070.014120.350.504540.130.032870.140.033290.160.043710.080.024130.310.504550.250.102880.300.133300.070.003720.120.034140.050.014560.160.042890.420.313310.170.043730.620.854150.060.014570.400.222900.310.153320.110.033740.170.054160.070.014580.100.022910.230.093330.180.083750.060.014170.070.014590.240.092920.180.053340.120.023760.150.054180.180.054600.070.012930.370.303350.070.023770.080.014190.150.054610.240.132940.130.063360.090.013780.070.014200.691.004620.160.052950.370.293370.110.033790.080.024210.140.034630.090.012960.300.063380.050.013800.610.834220.140.074640.230.092970.180.133390.290.133810.650.904230.260.114650.080.202980.250.093400.030.013820.120.034240.100.024660.090.012990.230.063410.110.023830.600.754250.070.024670.060.013000.180.063420.090.013840.090.024260.200.084680.050.013010.310.243430.190.043850.070.024270.070.014690.120.023020.090.033440.080.013860.050.004280.140.034700.060.013030.070.013450.310.103870.110.044290.120.044710.350.223040.100.033460.100.023880.110.054300.210.054720.090.013050.110.033470.360.223890.090.034310.170.044730.160.043060.110.033480.150.033900.090.024320.000.014740.150.053070.190.043490.120.023910.120.044330.150.064750.070.013080.090.013500.060.003920.170.054340.170.064760.090.013090.280.133510.120.033930.120.024350.170.064770.130.023100.020.013520.090.023940.050.014360.150.024780.120.053110.140.033530.180.013950.140.044370.180.064790.080.023120.070.023540.270.163960.120.044380.230.044800.120.04

表4 修正分級結果

產地Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級云南小草壩1、6、9、13、14、15、17、19、21、22、23、24、26、33、34、37、38、39、41、43、46、50、54 4、10、16、25、40、44、 51、56、592、3、5、7、8、11、12、18、20、27、28、29、30、31、32、35、36、45、47、48、49、52、53、55、57、58、6042湖北宜昌63、70、71、75、79、84、93、94、98、100、101、104、107、111、113、114、119、61、62、64、65、66、67、68、69、72、73、74、76、77、78、80、81、82、83、85、86、87、88、89、90、91、92、95、96、97、99、102、103、105、106、108、109、110、112、115、116、117、118、120安徽大別山121、122、126、127、136、144、149、151、153、157、165、168、172、178、123、124、125、128、129、130、131、132、133、134、135、137、138、139、140、141、142、143、145、146、147、148、149、150、152、154、155、156、158、160、161、162、163、164、166、167、169、170、171、173、174、175、176、177、179、180陜西略陽210、282、284185、192、214、361、366、373、380、381、383、398、399、401、402、420181、186、188、190、191、196、197、199、207、212、216、218、230、240、245、247、257、260、261、279、282、285、288、289、290、293、295、296、298、301、309、316、321、324、339、345、347、354、359、407、412、413、423、441、442、445、455、457、461、471182、183、184、187、189、193、194、195、198、199、200、201、202、203、204、205、206、208、209、211、213、215、217、219、220、221、222、223、224、226、227、228、229、231、232、233、234、235、236、237、238、239、241、242、243、244、246、248、249、250、251、252、253、254、255、256、258、259、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、280、281、286、287、291、292、294、297、299、300、302、303、304、305、306、307、308、310、311、312、313、314、315、317、318、319、320、322、323、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、340、341、342、343、344、346、348、349、350、351、352、353、355、356、357、358、360、362、363、364、365、367、368、369、370、371、372、374、375、376、377、378、379、382、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、400、403、404、405、406、408、409、410、411、414、415、416、417、418、419、421、422、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、443、444、446、447、448、449、450、451、452、453、454、456、458、459、460、462、463、464、465、466、467、468、469、470、472、473、474、475、476、477、478、479、480

表5 樣本最終分級結果

產地Ⅰ級樣本占比/%Ⅱ級樣本占比/%Ⅲ級樣本占比/%樣本總量4.3770.6325.00云南小草壩15.0083.331.67湖北宜昌0.0083.3316.67安徽大別山0.0093.336.67陜西略陽4.0061.0035.00

3 結論與討論

種子、種苗是中藥材規(guī)范化生產的起點，其質量的優(yōu)劣對中藥材種植起重要作用[21-28]。天麻種苗質量優(yōu)劣是保障天麻種植后能否獲得穩(wěn)產、高產和優(yōu)質的關鍵，也影響天麻制劑的安全性、穩(wěn)定性和有效性。特別是在天麻GAP生產上，更離不開種苗的質量控制。

本研究在前期對漢中地區(qū)天麻種苗研究的基礎上[20]，對全國天麻種苗的質量分級狀況進行研究，所用材料分別來自陜西、云南、湖北和安徽四大天麻主產區(qū)，具有一定的代表性。陜西是通過國家GAP認證的天麻商品生產基地，種植規(guī)模居西北地區(qū)之首[29]；云南小草壩從開始發(fā)展天麻至今已有30余年人工種植歷史，被譽為“中國烏天麻之鄉(xiāng)”[30]；宜昌是我國天麻主要產區(qū)。據統(tǒng)計[31]，產量已接近國內年總產量的10%；安徽大別山區(qū)天麻人工栽培歷史較早，年產量高，且氣候和地理環(huán)境適合天麻的生長[32]。陜西略陽、云南小草壩、湖北宜昌和安徽大別山是天麻的主產區(qū)。采集天麻四大主產區(qū)的種苗，對此進行質量分級，數據具有科學性和代表性，該研究采用的逐步聚類分析法是一種比較簡單、方便、可靠的苗木分級方法[21-27,33,34]，其目的是衡量不同苗木之間的相似性，并把這些苗木按照一定的屬性分為不同的類群。天麻多以種子繁殖后的幼小塊莖，即天麻種苗作為繁殖材料。生產中也稱為“零代子”。本研究以全國天麻四大主產區(qū)的天麻種苗為研究對象，選擇長度與重量作為天麻種苗質量分級的代表性指標，采用逐步聚類分析方法對天麻種苗進行質量分級標準得出天麻標準為：Ⅰ級天麻種苗：長度≥68.78 mm，重量≥19.83 g；Ⅱ級天麻種苗：68.78 mm>長度≥17.45 mm，19.83 g>重量≥0.76 g。未達以上標準為不合格種苗。

該結論與前期在漢中地區(qū)天麻零代子標準范圍存在差異[20]，前者關于漢中地區(qū)制定的天麻零代子標準，僅適合漢中地區(qū)參考和使用，具有一定局限性。本研究是統(tǒng)計了全國主要的天麻產區(qū)而制定出的標準，且四大天麻產區(qū)的生態(tài)環(huán)境和種苗培育時間存在一定差異。此次制定的標準是在充分考慮了種苗分級的科學性和各地天麻種苗實際生產情況而制定出的，更全面更具有代表性和可操作性，建議作為全國天麻種苗質量分級的一個通用標準。