張紅瑞，孟盼盼，王 茜，劉國彬，高致明

（1. 河南農業(yè)大學 農學院，河南 鄭州 450046；2. 三門峽市農業(yè)技術推廣站，河南 三門峽 472000）

黃精（Polygonatum sibiricumRed.），別名雞頭黃精、雞頭根，為百合科黃精屬多年生草本植物[1]，中藥黃精的基源植物之一。黃精以根莖入藥，始載于《名醫(yī)別錄》，曰：“黃精，味甘，平，無毒。主補中益氣，除風濕，安五臟。久服輕身、延年、不饑”，此后多部本草著作均有記載，是藥食同源的中藥之一，也是民族藥[2]。傳統(tǒng)中醫(yī)認為黃精性甘、味平，歸脾、肺、腎經，具有補氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺、益腎的功效[1]。現(xiàn)代研究表明，黃精含有多糖、低聚糖、黃酮、皂苷、生物堿、揮發(fā)油等，具有降血糖、抗腫瘤、抗脂肪肝、保護心臟、保護腎臟、抗氧化等藥理作用[3-8]。近年來，隨著人們保健意識的增強，黃精的市場需求大幅增長，過度采挖導致野生黃精資源匱乏，不能滿足市場需求[9]，人工種植是解決該問題的著力點。種子繁殖節(jié)約根莖資源，且繁殖系數(shù)高[10-11]，種子質量決定黃精的生長發(fā)育、產量及品質。目前，整株混收黃精果實，種子質量參差不齊，不利于用標準化保障中藥質量[12]。前人對黃精種子的研究多集中在其休眠特性以及如何打破休眠，關于不同著生部位黃精種子質量差異的研究鮮有報道。鑒于此，研究不同著生部位黃精種子的生理及萌發(fā)特性，以期明確不同著生部位黃精種子質量及果實適宜采收期，為黃精種子種苗標準化提供科學依據(jù)，為黃精良種繁育和高產高效栽培奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗在河南省洛陽市嵩縣黃精種植基地（海拔670 m，經度112.11°、緯度33.80°）進行。以栽培3 a的黃精作為材料進行試驗，該材料經河南農業(yè)大學高致明教授鑒定，為百合科黃精屬植物黃精（Polygonatum sibiricumRed.）。嵩縣位于河南省西部，中國南北地理分界線，屬暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，光照充足，雨量適中。年降雨多集中在7—9 月。因受季風環(huán)流、地形、森林植被等因素影響，全年降水春季占20.5%、夏季占50.8%、秋季占23.9%、冬季占4.8%。年平均氣溫14.1 ℃，年降水量623 mm，無霜期209 d。試驗地速效氮含量66.34 mg/kg、速效磷含量18.39 mg/kg、速效鉀含量252.48 mg/kg。

1.2 試驗設計

選栽培3 a、長勢均勻一致、無病蟲害的黃精，現(xiàn)蕾期標記莖粗（8±1）mm的植株60株。栽培3 a的黃精有15～17 輪葉，從植株自下而上第3 輪葉開始現(xiàn)蕾，12～13 輪葉現(xiàn)蕾終止。將有花蕾的莖段按長度平均分為3部分，從上到下分別為上部、中部、下部。7 月31 日開始第1 次采收果實，每次隨機選取5 株，上、中、下3 個部位分別采收，每15 d 采收1次，共采收5 次。測定黃精果實百果質量和直徑后，搓去果肉，洗凈，吸干種子表面水分，用于其他指標的測定。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 黃精果實及種子農藝性狀的測定 每個處理隨機選取100 顆黃精果實稱質量，重復3 次，測定百果質量。垂直于果柄和柱頭的連線用游標卡尺測量黃精果實直徑，3 次重復，每個重復隨機選取10顆果實測量后取平均值。采用百粒法[13-14]計算黃精種子千粒質量，千粒質量=百粒質量×10。

1.3.2 黃精種子能量物質的測定 可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍法測定[15-16]，可溶性糖含量用蒽酮-硫酸法測定[17]，淀粉含量用蒽酮比色法測定[18]，粗脂肪含量用油重法測定（索氏提取法）[19]。

1.3.3 黃精種子生理指標的測定 稱取新鮮黃精種子5 g，105 ℃下烘至恒質量。然后稱質量，重復3次，計算黃精種子含水率。含水率=（鮮質量-干質量）/鮮質量×100%。超氧化物歧化酶（SOD）活性使用氮藍四唑（NBT）光化還原法測定[19]，過氧化物酶（POD）活性用愈創(chuàng)木酚法測定[20]，過氧化氫酶（CAT）活性用紫外吸收法測定[21]。

1.3.4 黃精種子發(fā)芽參數(shù)的測定 搓去黃精果實的果肉，洗凈，隨機選取30粒種子，均勻擺放于鋪有濕潤的雙層濾紙的培養(yǎng)皿中。每個處理3 次重復，每個重復30粒種子，用培養(yǎng)皿法進行發(fā)芽試驗。將培養(yǎng)皿置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱內，溫度（26±0.5）℃，每4 d 統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù)（胚根突破種皮2 mm 視為發(fā)芽）、初生根莖數(shù)（胚芽基部有明顯的膨大視為形成初生根莖）。發(fā)芽時間為60 d。其中，發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/30×100%，發(fā)芽勢=40 d 內發(fā)芽的種子總數(shù)/30×100%，發(fā)芽指數(shù)=∑（當天發(fā)芽種子數(shù)/發(fā)芽日數(shù)），初生根莖形成率=初生根莖數(shù)/30×100%。

1.3.5 黃精種子出苗率的測定 將樣品搓去果肉洗凈后，隨機選取50粒種子，播種在穴寬5 cm、每盤50 穴的穴盤中，選用品氏基質，重復3 次。置于林下并覆蓋地膜，翌年3月下旬統(tǒng)計出苗率。出苗率=出苗數(shù)/50×100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析

主要采用Excel 2016 和SPSS 25.0 對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同著生部位黃精果實和種子農藝性狀的比較

2.1.1 不同著生部位黃精果實百果質量 由圖1可知，在不同采收時間黃精果實百果質量均表現(xiàn)為下部＞中部＞上部。7 月31 日，下部果實百果質量（61.60 g）顯著大于中部（57.81 g），并極顯著大于上部（43.62 g），且中部極顯著大于上部。8 月15 日亦表 現(xiàn) 為 下 部（73.38 g）＞中 部（58.86 g）＞上 部（47.03 g），且兩兩間差異達到極顯著水平。8 月30日中部和上部之間差異達到顯著水平，且下部極顯著大于中部和上部。9 月14 日、9 月29 日中部和下部間未表現(xiàn)出顯著差異，但都極顯著大于上部。綜上，植株不同部位的黃精果實百果質量有差異，前期表現(xiàn)為下部＞中部＞上部，且不同部位間差異達顯著或極顯著水平，后期中、下部之間無顯著差異但均顯著大于上部。

2.1.2 不同著生部位黃精果實直徑 由圖2 可知，因黃精植株上部現(xiàn)蕾、開花、結果都晚于中、下部，在黃精不同采收時間，植株不同部位的黃精果實直徑均呈現(xiàn)中部和下部之間無顯著差異，且都顯著或極顯著大于上部的趨勢，除9 月29 日外，同一部位不同采收時間果實直徑差別不大。

2.1.3 不同著生部位黃精種子千粒質量 由圖3可知，7 月31 日植株下部的黃精種子千粒質量（44.93 g）與中部（42.73 g）無顯著差異但極顯著大于上部（39.60 g），同時中部顯著大于上部。8 月15日植株上部的黃精種子千粒質量（44.97 g）與下部（47.00 g）存在顯著差異，而均與中部（45.70 g）無顯著差異。8月30日上、中、下3個部位的黃精種子千粒質量之間均無顯著差異。9 月14 日植株上部種子千粒質量（44.20 g）極顯著小于中部（47.97 g）和下部（51.03 g），且中部顯著小于下部。9 月29 日黃精植株上、中、下3 個部位的種子千粒質量分別為43.73、46.13、49.37 g，兩兩之間均表現(xiàn)出極顯著差異。

2.2 不同著生部位黃精種子物質積累的差異

2.2.1 不同著生部位黃精種子可溶性糖含量 由圖4 可知，7 月31 日植株不同部位黃精種子可溶性糖含量為中部（28.23 mg/g）＞上部（27.21 mg/g）＞下部（22.26 mg/g），上部、中部之間無顯著差異，但均極顯著高于下部。8 月15 日下部（21.48 mg/g）和中部（20.19 mg/g）種子可溶性糖含量無顯著差異，但中部顯著低于上部（25.48 mg/g）。8 月30 日—9 月29 日同一采收時間內不同部位的種子之間可溶性糖含量無顯著差異。

2.2.2 不同著生部位黃精種子可溶性蛋白含量

由圖5 可知，7 月31 日和8 月15 日2 個采收時間不同部位之間可溶性蛋白含量無顯著差異。8月30日可溶性蛋白含量為上部（132.58 mg/g）＜中部（149.61 mg/g）＜下部（163.67 mg/g）。上部種子可溶性蛋白含量與中部種子差異不顯著，但顯著低于下部種子，中部與下部之間無顯著差異。9 月14 日不同部位間種子可溶性蛋白含量無顯著差異。9月29日中部（173.38 mg/g）、下部（177.22 mg/g）的種子間可溶性蛋白含量差異不顯著，但均顯著高于上部（147.36 mg/g）。

2.2.3 不同著生部位黃精種子淀粉含量 由圖6可知，7 月31 日黃精種子淀粉含量為上部（150.27 mg/g）＞中部（144.74 mg/g）＞下部（118.18 mg/g），上部與中部之間差異不顯著，但均顯著高于下部。8 月15 日、8 月30 日不同部位之間淀粉含量均無顯著差異。9 月14 日淀粉含量為上部（96.95 mg/g）顯著高于下部（75.16 mg/g），但中（82.22 mg/g）、下部之間無顯著差異。9 月29 日淀粉含量為上部（97.07 mg/g）顯著高于中部（87.25 mg/g）與下部（90.28 mg/g），但中、下部之間無顯著差異。

2.2.4 不同著生部位黃精種子粗脂肪含量 由圖7可知，7 月31 日種子粗脂肪含量為上部（9.60%）顯著低于中部（11.59%），且極顯著低于下部（13.23%），中部顯著低于下部。8 月15 日種子粗脂肪含量為上部（11.67%）顯著低于中部（12.60%）、下部（13.30%），但中、下部之間無顯著差異。8 月30日不同部位之間種子粗脂肪含量均無顯著差異。9月14 日種子粗脂肪含量亦表現(xiàn)為上部（13.50%）顯著低于中部（15.73%）、下部（16.50%），但中、下部間無顯著差異。9 月29 日不同部位之間種子粗脂肪含量均無顯著差異。

2.3 不同著生部位黃精種子生理指標的差異

2.3.1 不同著生部位黃精種子含水率 由圖8 可知，7 月31 日植株不同部位種子含水率為上部（70.92%）＞中部（66.99%）＞下部（61.21%），相鄰部位之間存在顯著或極顯著差異，且上部、中部均極顯著高于下部。8 月15 日、8 月30 日種子含水率均為上部（47.14%、42.03%）＞中部（44.88%、40.09%）＞下部（43.15%、40.03%），中、下部之間無顯著差異，其均顯著或極顯著低于上部。9 月14 日種子含水率為上部（30.58%）、中部（28.36%）、下部（30.37%）之間均無顯著差異，但中、下部均低于上部。9 月29日黃精種子已經成熟，植株不同部位間種子含水率無顯著差異。

2.3.2 不同著生部位黃精種子SOD活性 由圖9可知，7月31日黃精種子SOD活性為中部（83.16 U/g）、下部（88.22 U/g）極顯著高于上部（56.28 U/g），中、下部之間差異不顯著。8 月15 日種子SOD 活性為下部（310.61 U/g）顯著高于中部（246.99 U/g），中部又顯著高于上部（191.94 U/g），且下部極顯著高于上部。8 月30 日、9 月14 日、9 月29 日3 個采收時間不同部位間種子SOD活性無顯著差異。

2.3.3 不同著生部位黃精種子POD 活性 由圖10可知，7月31日植株不同部位的黃精種子POD 活性為下部（5.42 U/g）顯著高于中部（4.38 U/g）和上部（4.05 U/g），但中、上部之間無顯著差異。8 月15 日種子POD 活性下部（5.86 U/g）和中部（5.24 U/g）均顯著高于上部（4.41 U/g），但下部與中部之間差異不顯著。8 月30 日、9 月14 日、9 月29 日3 個采收時間植株不同部位種子的POD活性無顯著差異。

2.3.4 不同著生部位黃精種子CAT 活性 由圖11可知，7 月31 日植株不同部位黃精種子CAT 活性為下部（440.00 U/g）極顯著高于中部（320.00 U/g）和上部（322.22 U/g），但中部和上部之間無顯著差異。8月15 日種子CAT 活性為下部（442.22 U/g）顯著高于中部（377.78 U/g）和上部（366.67 U/g），但中部和上部之間無顯著差異。8 月30 日種子CAT 活性為下部（520.00 U/g）和中部（477.78 U/g）均極顯著高于上部（362.22 U/g），但中、下部之間差異不顯著。9月14 日和9 月29 日2 個采收時間內不同部位間種子CAT活性均無顯著差異。

2.4 不同著生部位黃精種子萌發(fā)特性

2.4.1 不同著生部位黃精種子發(fā)芽率 由圖12 可知，7 月31 日植株中部（50.00%）和下部（52.22%）的種子發(fā)芽率顯著或極顯著高于上部（37.78%），分別比上部高出12.22、14.44個百分點，且下部極顯著高于上部，但其與中部之間差異不顯著。8 月15 日種子發(fā)芽率為中部（91.11%）、下部（90.00%）極顯著高于上部（60.00%），且中、下部之間無顯著差異，但分別比上部高出31.11、30.00個百分點，該時期種子平均發(fā)芽率為80.37%。8 月30 日種子發(fā)芽率中部最高，為63.33%，顯著高于下部（48.89%），但與上部（58.89%）無顯著差異。9 月14 日種子發(fā)芽率上部（62.22%）最高，比中部（47.78%）、下部（45.56%）分別高14.44、16.66 個百分點，均達到顯著水平。9 月29日植株不同部位之間種子發(fā)芽率均無顯著差異。

2.4.2 不同著生部位黃精種子發(fā)芽勢 由圖13 可知，8 月15 日 黃 精 植 株 中 部（77.78%）、下 部（80.00%）種子發(fā)芽勢極顯著高于上部（36.67%），中部、下部分別比上部高出41.11、43.33個百分點。其他采收時間不同部位間種子發(fā)芽勢均無顯著差異。發(fā)芽勢可以反映出種子發(fā)芽的齊性，說明黃精種子在8月中旬發(fā)芽齊性最高。

2.4.3 不同著生部位黃精種子發(fā)芽指數(shù) 黃精植株不同部位的種子發(fā)芽指數(shù)趨勢與發(fā)芽勢相似。由圖14 可知，只有8 月15 日存在極顯著差異。其中，中部（4.90）和下部（4.47）種子發(fā)芽指數(shù)差異不顯著，但均極顯著高于上部（2.23），分別比上部高2.67、2.24。

2.4.4 不同著生部位黃精種子初生根莖形成率

黃精種子發(fā)芽后，在胚芽基部會形成1 個初生根莖，種子中的營養(yǎng)物質將通過吸器（初生根莖與胚乳連接部分）被運輸?shù)匠跎o中為出苗做準備。由圖15可知，7 月31日不同部位的種子發(fā)芽60 d后初生根莖形成率為下部（43.11%）＞中部（41.11%）＞上部（31.11%），但無顯著差異。8 月15 日初生根莖形成率為下部（87.78%）＞中部（82.22%）＞上部（45.56%），下部、中部分別比上部高42.22、36.66 個百分點，且差異均達到極顯著水平，但中、下部之間無顯著差異。8 月30日和9 月14日2 個采收時間種子初生根莖形成率不同部位之間均無顯著差異，9月29 日上部與中部、下部之間初生根莖形成率未表現(xiàn)出顯著差異，但中、下部之間表現(xiàn)出顯著差異。以上說明，8 月15 日采收的種子初生根莖形成率較高，而初生根莖經過春化作用即可出苗。因此，8月15日采收的種子立即播種翌年出苗的潛力最大。

2.5 不同著生部位黃精種子出苗率比較

由圖16 知，7 月31 日和8 月15 日各部位黃精種子出苗率大小順序為上部＜中部＜下部。其中，8 月15 日黃精種子出苗率最高，分別為57.00%、64.00%、67.67%，上部顯著低于中部，且極顯著低于下部。8月30 日、9 月14 日種子出苗率為上部＞中部和下部，中、下部差異不顯著，但均顯著低于上部。

3 結論與討論

本研究結果顯示，不同著生部位黃精種子的發(fā)育進程存在差異，同一時間采收，植株中、下部百果質量、果實直徑、種子千粒質量較大。上部種子含水率高于中、下部種子，9 月14 日后差異不顯著。8月30 日之后，不同部位種子可溶性糖含量差異不顯著；中、下部種子可溶性蛋白含量高于上部；不同部位種子淀粉含量有所降低；不同部位種子SOD 活性、POD 活性差異不顯著；下部種子CAT 活性高于中、上部。除8 月30 日之外，其余時期粗脂肪含量均為下部＞中部＞上部。8 月15 日采收植株中、下部的種子，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、初生根莖形成率、出苗率均高于上部。因此，黃精果實宜在8月中旬進行采收。其中，中、下部種子的成熟度高于上部，質量優(yōu)于上部。本研究從不同著生部位的黃精種子的生理及萌發(fā)特性入手，闡明其中差異，明確黃精果實的適宜采收期，優(yōu)先采收高質量種子，與用標準化保證中藥質量的理念相契合，為黃精高產高效栽培打下基礎。

由于黃精植株無分枝，萌芽后從基部開始向上逐漸展葉、現(xiàn)蕾、開花、結果，這與多花黃精相似[22]，不同部位的葉片光合速率也存在差異[23]，因此，在發(fā)育時間和營養(yǎng)物質的供應上存在差異。8 月15 日采收的黃精種子平均發(fā)芽率為80.37%，而此時中、下部黃精種子的發(fā)芽率分別達到91.11%、90.00%。由于上部種子發(fā)芽率（60.00%）低，使種子平均發(fā)芽率較低，若此時只采收中、下部種子可顯著提高種子發(fā)芽率，翌年出苗率也將明顯增高。而且中、下部的百果質量、果實直徑和千粒質量均大于上部，種子質量較好，為發(fā)芽和出苗打下良好的基礎。

在藥用植物中，植株不同部位的種子質量存在差異的情況較為常見。如獨活和柴胡都是上部種子千粒質量大、發(fā)芽率高，中部次之，最后是下部[12，24]；川白芷側頂部的種子千粒質量大、活力指數(shù)高、早薹率低，川白芷留種以側頂種子為佳[25]。陳琪等[26]對川澤瀉不同部位的種子進行研究，發(fā)現(xiàn)主花莖第3 輪及以上的種子質量高于其他部位，建議及時摘除主花莖第1 輪短枝和第2 輪花序以保證種子質量。陳琪等[26]的研究結果與黃精不同部位種子生理與萌發(fā)特性的差異形成原因相似，生產上亦可參考類似栽培措施來調節(jié)黃精植株生長，消除不同部位間的差異。