駱緒美,許早時,韓文妍,程明偉,蘭 偉,任 杰
(1安徽省林業(yè)科學(xué)研究院,合肥 230031;2安徽省林業(yè)高科技開發(fā)中心,合肥 230001;3阜陽師范大學(xué)生物與食品工程學(xué)院,安徽阜陽 236037;4安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程研究所,合肥 230031)
多花黃精(Polygonatum cyrtonema)為百合科黃精屬多年生草本植物,其塊莖中含有豐富的維生素B1,可以加工制成干果又可以釀造成果酒或加工成不同風(fēng)味的罐頭和飲料,如黃精蜜餞、飲料、保健酒等[1-6]。不僅如此,多花黃精屬藥食同源,具有降血糖、血脂,抑菌、抗炎、增強肌體免疫力、抗腫瘤、促進(jìn)造血功能以及防衰抗老等功效[7-14]。
近年來多花黃精的藥用保健價值越來越被人們重視。目前,黃精以野生供應(yīng)為主,需求量的增加導(dǎo)致其野生資源受到掠奪性的采挖,野生資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足市場需求[15-17],亟待進(jìn)行人工栽培種植。傳統(tǒng)的多花黃精繁殖方式基本為塊莖繁殖,但有限的塊莖量無法滿足黃精產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。筆者通過對多花黃精的種子發(fā)芽特點、1~2年生苗的持續(xù)觀測研究,得出其種子及幼苗早期生長規(guī)律,旨在為多花黃精的種子育苗栽培提供參考。
2018年9—10月在九華山黃精研究所基地采收已成熟的多花黃精果實,采收處理及貯藏方法參照趙致、谷甫剛等[18-23]的研究方法,以果實飽滿、果皮呈綠色即將轉(zhuǎn)為黑色為成熟標(biāo)志,將采摘的果實置于封閉塑料袋中發(fā)酵10 天,10 天后將發(fā)酵的果實放在12 目的篩子中進(jìn)行揉搓,使其種粒與果肉分離,再用清水沖洗,直至完全去除果皮和果肉。用清水將其沖洗干凈,并漂浮去空癟的種粒,以色澤呈玉白,形體飽滿無褐斑、蟲洞,無霉變異味為優(yōu)質(zhì)種子,將種子與沙按1:3(體積比)混合堆放于室內(nèi)通風(fēng)處。
1.2.1 發(fā)芽勢測定 翌年3月初,取3000粒多花黃精種子作發(fā)芽勢觀測,從種子開始露白每隔6天查看其發(fā)芽情況,并做好發(fā)芽粒數(shù)和檢查日期記錄。試驗測定時間為從種子發(fā)芽第一粒開始,直至最后一粒發(fā)芽為止[24]。
1.2.2 1~2年生黃精苗生長測定 多花黃精種子具有形態(tài)生理休眠特性,故種子萌發(fā)周期長,有時需歷經(jīng)2個冬季才能長出第1 片真葉,導(dǎo)致人工大規(guī)模種子育苗遇到困難[25-27]。研究表明其主要原因為黃精種胚形態(tài)未成熟和胚乳吸水障礙,ABA 抑制種胚生長,內(nèi)向外頂?shù)牧α咳笔?,種子無法完成萌發(fā)[28]。多花黃精沙藏種子于3 月稍露白時,摻沙撒播于疏松肥沃的腐殖質(zhì)壤土內(nèi),繁育的當(dāng)年、翌年9月,經(jīng)過一個生長周期,隨機抽取1~2年生黃精實生苗各30株,3次重復(fù),將其從育苗穴盤中帶完整根系取出,用清水洗凈根系,室內(nèi)晾至植株表面水珠收干后,對植株的根、莖、葉進(jìn)行分離稱重測量,做好記錄,用Excel 2013數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行統(tǒng)計分析。
沙藏黃精種子從3月15 日開始種子裂開露白后,陸續(xù)出芽。由圖1 可看出,3 月28 日黃精種子發(fā)芽44粒,至4月13日其發(fā)芽粒數(shù)達(dá)最高峰845粒,后逐漸減少,5 月10 日發(fā)芽粒數(shù)驟減至30 粒,后發(fā)芽粒數(shù)逐漸減少,至6 月14 日僅發(fā)芽5 粒,6 月中旬以后已基本沒有出芽情況。表明多花黃精種子的發(fā)芽率相當(dāng)高,其發(fā)芽粒數(shù)與時間呈拋物曲線關(guān)系,整個發(fā)芽期間累計發(fā)芽2613粒,發(fā)芽率達(dá)87.1%,種子發(fā)芽時間集中在4月6 日—5 月3 日,發(fā)芽勢81.4%,種子生活力強,發(fā)芽整齊,出苗一致。
圖1 多花黃精發(fā)芽趨勢圖
2.2.1 1年生苗葉、根、塊莖質(zhì)量生長分析 隨機取多花黃精苗30株,3次重復(fù),當(dāng)年長出子葉17株,未長出子葉13株,兩者基本呈對等趨勢。表明多花黃精種子育苗前期生長過程緩慢,部分種子在根系構(gòu)建和養(yǎng)分積累長達(dá)2年后破土出苗。對有子葉的黃精苗葉、根、塊莖生長量進(jìn)行測量,結(jié)果(圖2)表明有子葉的1年生多花黃精苗葉重為0.02~0.06 g,平均重0.04 g;根重0.02~0.07 g,平均重0.04 g;塊莖重0.03~0.1 g,平均重0.06 g;對無子葉黃精苗的塊莖和根重進(jìn)行測量,結(jié)果(圖3)表明無子葉的一年生多花黃精苗根重0.01~0.05 g,平均重0.03 g;塊莖0.02~0.07 g,平均重0.05 g。有葉片實生苗的根、莖質(zhì)量相對大。其中根系質(zhì)量有葉植株比無葉植株重33.3%,可見葉片在多花黃精一年生植株根系構(gòu)建中發(fā)揮著重要的作用。有葉和無葉植株的塊莖質(zhì)量相等,表明多花黃精種子的發(fā)芽和塊莖早期生長的營養(yǎng)來源主要為種子本身內(nèi)含物的養(yǎng)分。
圖2 1年生多花黃精苗有子葉葉重、根重、塊莖重分布圖
圖3 1年生多花黃精苗無子葉根重、塊莖重分布圖
2.2.2 1 年生苗葉、塊莖、根部長度、數(shù)量生長分析 測量多花黃精樣品子葉長和寬、塊莖橫軸和縱軸、一級側(cè)根數(shù)、二級側(cè)根、最長根長度,結(jié)果如表1。有葉植株子葉呈明顯長橢圓形,葉片長度為葉片寬度的4.6倍;無論是有葉還是無葉植株,其塊莖縱軸生長量均優(yōu)于橫軸生長,縱軸基本為橫軸的2倍;無葉植株塊莖生長優(yōu)勢明顯優(yōu)于有葉植株,其體積為有葉植株的1.2倍。有葉植株一、二級側(cè)根數(shù)、最長根長度均比無葉植株有明顯的增加,分別為無葉植株的1.7、2.3、1.2 倍。由此得出,有葉植株在塊莖生長的同時,光合作用及時形成、根系快速建立,而無葉植株在沒有出子葉、完整根系前,一直貯存塊莖養(yǎng)分,為其后期生長打下基礎(chǔ)。
表1 1年生多花黃精苗各部分營養(yǎng)器官生長量
2 年生多花黃精苗大多有二級側(cè)根,少有三級側(cè)根;其中1年生根莖基本為淺綠色,2年生為黃色,且部分根莖已有分化完成的芽。2 年生黃精苗大多為單葉,只有極少數(shù)為雙葉或三葉。
由圖4可知,2年生多花黃精苗的個體生長差異較大。其葉片平均重0.14 g,最大為0.26 g,最小為0.07 g;根系平均重0.13 g,最大為0.28 g,最小為0.01 g;塊狀莖平均重0.18 g,最大為0.28 g,最小為0.1 g。葉生長與塊莖生長呈正相關(guān),葉片大而多的幼苗其塊狀莖也相對較大。根系生長與其相關(guān)性較小。圖5可看出,2年生多花黃精苗平均根數(shù)8.47 條,最多為17 條,最少為1 條,個體生長差異顯著;根長平均8.2 cm,最長為12 cm,最短為6 cm;植株根數(shù)平均為4.93條,最多為9條,最少為3條。
圖4 2年生多花黃精苗葉、根、塊狀莖質(zhì)量
圖5 2年生多花黃精苗根數(shù)、最長根長度、平均根長
圖6 顯示,2 年生苗全株重、葉片、根系、根莖分別為1年生苗的3.14、3.5、3.0、3.25倍,可見播種苗的第2年質(zhì)量成倍增加。
圖6 不同齡級多花黃精苗葉片、根系、塊狀莖質(zhì)量對比
由圖7 得知,1 年生黃精苗的塊莖生長較快,其次為根系和葉片;2年生黃精苗的葉片增速明顯,其次是根系,再次是塊莖。1 年生苗地上部分與地下部分比例分別為29%、71%,2 年生苗地上部分與地下部分比例分別為31%、69%。1~2年生苗地下部分所占比例均較地上部分大,可見早期黃精苗地下部分生長優(yōu)勢明顯,后期隨著苗齡的增加,其地下根莖生長增速漸緩,地上部分所占比例隨著苗齡增加而稍有上升。
圖7 不同齡級多花黃精苗各部分質(zhì)量增加對比
筆者對多花黃精的采種、種子貯藏、苗期進(jìn)行試驗研究得出,多花黃精結(jié)實量大且種子品質(zhì)較好,處理種子時需將種臍處的果肉清洗干凈,以免種子發(fā)生霉變,該種子需經(jīng)過沙藏低溫催芽才能出苗,發(fā)芽時間集中在4—5 月,其種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢相當(dāng)高,發(fā)芽率達(dá)87.1%,發(fā)芽勢為81.4%,這與周建金等[16]的研究結(jié)果基本一致。由此表明該種子繁殖較易,生活力強,出苗一致,發(fā)芽整齊。
1 年生多花黃精實生苗屬于先長根莖、再長葉片的生長發(fā)育類型,且有43%的黃精播種苗是先利用種子內(nèi)含物營養(yǎng)成分建立完整根系后,于次年春季長葉,表明該種子萌發(fā)周期長;2年生黃精苗大多為單葉,僅有極少數(shù)為雙葉或三葉;有葉植株在塊莖生長同時,光合作用及時形成、根系快速建立,而無葉植株在沒有出子葉、完整根系前,一直貯存塊莖養(yǎng)分,為其后期生長打下基礎(chǔ)。對1~2年生多花黃精植株各部分質(zhì)量生長指標(biāo)分析得出,幼苗生長前期地下部分生長優(yōu)勢明顯,后期隨著苗齡的增加,其地下根莖生長增速,根系漸顯粗壯,須根量增多。
1 年生黃精苗平均側(cè)根數(shù)為4.5 條、最長根為6.1 cm,2 年生黃精苗平均側(cè)根數(shù)為8.5 條,最長根為12.0 cm,表明2年生多花黃精播種苗根系數(shù)量、長度增長1倍,而地上部分和根系的質(zhì)量則分別增長3.5倍和3.25倍。由此可見,1年生苗生長基本集中在根莖,從第2 年開始地下塊莖、葉片生長加速,2 年生苗地上部分的光合作用既帶動了根系的進(jìn)一步生長發(fā)育與體量擴(kuò)增,也帶動了根莖的個體增長、發(fā)育基本成熟,地下塊莖生長優(yōu)勢明顯。
本試驗采用同一品種、同一試驗點混合隨機采樣,盡可能縮小樣品之間的個體差異,發(fā)芽率和發(fā)芽勢測定樣品數(shù)量較多,結(jié)果具有一定的代表性和說服力,對于1~2年生苗的生長情況,試驗數(shù)據(jù)做了3次重復(fù),沒有做多齡級的觀測,有待于進(jìn)一步試驗論證。