張碧全，陳垣,2，郭鳳霞，蔡子平，焦旭升，王紅燕

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省中藥材規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省藥用植物栽培育種工程研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省特色藥用植物資源保護(hù)與利用工程實(shí)驗(yàn)室，甘肅省特色藥材規(guī)范化可追溯栽培工程技術(shù)研究中心，甘肅中天藥業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 定西 748100；3.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物與啤酒原料研究所，甘肅 蘭州 730070)

黨參為桔?？浦参稂h參Codonopsispilosula(Franch.)Nannf.、素花黨參C.pilosulaNannf.var.modesta(Nannf.)L.T.Shen或川黨參C.tangshenOliv.的干燥根[1]，具有補(bǔ)脾益氣、養(yǎng)血生津等多種功效[2-3]，為多年生草本，主產(chǎn)于甘肅、山西等省[4]，甘肅黨參種植面積居全國之首。

黨參種子小，千粒質(zhì)量僅0.2 g左右，難以機(jī)械化精量播種，播種均勻性差，造成種苗大小參差不齊，嚴(yán)重影響標(biāo)準(zhǔn)化栽培成效。目前黨參育苗為傳統(tǒng)的大田模式，育苗時(shí)間長，育苗期受干旱影響較大，勞動(dòng)力成本高，育苗成效低[5]。工廠化育苗是提高黨參育苗效益的重要途徑。但工廠化育苗的播種機(jī)對種子有嚴(yán)格要求，只有將種子丸?；幚聿拍軐?shí)現(xiàn)工廠化育苗的播種作業(yè)。種子丸?；抢猛枇２牧习N子，增大種子體積和質(zhì)量的技術(shù)，包衣材料中還可添加養(yǎng)分或殺蟲、殺菌劑等提高種子出苗率和種苗質(zhì)量[6]。種子丸?；夹g(shù)已在蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物和園林植物上廣泛使用，產(chǎn)生了較好的效果[7-9]。林艷等[8]研究提出，桃膠粉pH呈微酸性，有利于種子萌發(fā)和生長，是比較理想的種子丸?；澈蟿?。目前對中藥材種子丸粒化相關(guān)的研究才剛剛起步，對黨參種子丸粒化研究甚少，而且僅停留在發(fā)芽試驗(yàn)階段，陳紅剛等[10]對黨參種子丸粒化初探表明，丸?；幚砟苁裹h參種子體積增加8倍，顯著增大了黨參種子質(zhì)量，但丸粒化種子對黨參成苗和藥材產(chǎn)出性能的影響尚不清楚，也未見相關(guān)報(bào)道。利用現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)管理模式的工廠化育苗已在蔬菜和花卉產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用，育苗受外界自然因素影響小，種苗抗逆性強(qiáng)，生長均勻度高，更適宜輕小種子精量播種育苗[11]。因此，在黨參種子丸?；A(chǔ)上，探尋現(xiàn)代化工廠設(shè)施精細(xì)化播種育成種苗的成藥效應(yīng)具有重要意義，可為黨參實(shí)現(xiàn)工廠化育苗提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)黨參產(chǎn)業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況及材料來源

試驗(yàn)點(diǎn)位于甘肅省天水市武山縣城關(guān)鎮(zhèn)下街村，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫10.3 ℃，無霜期195 d，年均日照2 331 h，海拔1 439 m，降水量500 mm左右；試驗(yàn)地土壤pH為7.35，有機(jī)質(zhì)含量11.25 g/kg，全氮含量0.63 g/kg，全磷含量1.46 g/kg，全鉀含量20.07 g/kg，堿解氮含量73.18 mg/kg，速效磷含量42.89 mg/kg，速效鉀含量107.51 mg/kg。

試驗(yàn)用黨參種子為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)多年系統(tǒng)選育的甘黨2號(hào)黨參品種種子，于2019年10月在隴西縣3 a生繁種田采收，采收后晾干脫粒，干燥通風(fēng)保藏。生荒土采于蘭州市榆中縣北山，土壤晾干后粉碎過篩，經(jīng)滅菌處理后用于種子丸粒化；桃膠粉購于甘肅源昕生物科技有限公司，主要為薔薇科植物桃或山桃等樹皮中分泌出來的樹脂。有足夠的水溶性和適當(dāng)?shù)恼扯?，可用于配置水溶性膠黏劑，也可用作增稠劑、乳化劑等。

1.2 種子丸?；幚砑坝?/h3>

黨參種子丸?；幚碓诟拭C省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。稱取黨參種子250 g，隨機(jī)分為5組，每組50 g，實(shí)施5個(gè)處理。以生荒土(wild immature soil)為丸化填充材料，選用桃膠粉(gum powder of peach)為粘合劑，桃膠濃度設(shè)置梯度為0%、0.2%、0.4%和0.6%，共5個(gè)處理：生荒土+水(WG1)、生荒土+0.2%桃膠粉(WG2)、生荒土+0.4%桃膠粉(WG3)和生荒土+0.6%桃膠粉(WG4)，以普通種子為對照(CK)。種子丸?；捎眯⌒头N子丸粒機(jī)(HynE-wlhj-zj300，青島蕙益農(nóng)機(jī)械有限責(zé)任公司)按處理單獨(dú)自動(dòng)制粒，制粒種子直徑約2 mm，平均有籽率達(dá)95.0%以上，單籽率隨添加粘合劑的濃度增加而降低，當(dāng)桃膠濃度為0.2%時(shí)種子丸粒最易成型且單子率最高為92.7%，當(dāng)桃膠濃度為0.4%時(shí)種子丸粒不易成型單籽率最低為68.7%。制粒結(jié)束，將種子置小型種子烘干機(jī)(HynE-hgj-200，青島蕙益農(nóng)機(jī)械有限責(zé)任公司)快速脫水30 min后自然晾曬干，過2 mm篩去除碎粒和雜質(zhì)，精選丸?；N子隨機(jī)分為3組(3個(gè)重復(fù))，用于黨參種子育苗試驗(yàn)。

為便于工廠化育苗，不同丸?；h參種子于2020年1月22日至4月22日在甘肅省武山縣蔬菜產(chǎn)業(yè)科技示范園區(qū)現(xiàn)代化日光玻璃溫室進(jìn)行，種子育苗試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)方案，共5個(gè)丸?；N子處理(WG1、WG2、WG3、WG4和CK)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。使用21孔穴盤在流水線精量播種機(jī)(2YB-500-GT)上播種育苗，穴盤規(guī)格(54 cm×28 cm)，上口徑6.5 cm，下口徑3.0 cm，高6 cm)，每個(gè)處理播種3盤，共計(jì)15盤，每穴播種20粒，播種后根據(jù)天氣情況適時(shí)適量澆水。2020年4月12日將育苗盤從玻璃溫室移出，在移栽田煉苗10 d。

1.3 不同丸?；h參種子育成種苗移栽試驗(yàn)

移栽試驗(yàn)地位于武山縣，前茬菜豆，結(jié)合整地底施2 000 kg/hm2有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)≥45.0%,N+P2O+K2O≥5.0%,甘肅大行農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司。丸?；幚睃h參種苗于2020年4月22日移栽，試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共5個(gè)丸粒化處理，3次重復(fù)。采用覆白膜露頭栽培，移栽密度約40萬苗/hm2，小區(qū)行長1.5 m，行距0.35 m，株距8 cm，每小區(qū)3行，小區(qū)面積1.575 m2(1.5 m×1.05 m)，每小區(qū)移栽3行，每行20株，每處理共移栽180苗。黨參成藥栽培期不追肥,采用生態(tài)黃板防蟲，人工除草3次。2020年4月至11月從移栽至藥材采挖期。

1.4 試驗(yàn)取樣與指標(biāo)測定

1.4.1 種子成苗率和返青率統(tǒng)計(jì) 在育苗結(jié)束，種苗移栽前，統(tǒng)計(jì)各處理成苗數(shù)，計(jì)算成苗率(成苗率%=最終成活種苗數(shù)×100/種苗總數(shù))。成藥栽培期移栽后返青結(jié)束，統(tǒng)計(jì)各處理返青株數(shù)，計(jì)算返青率(返青率%=返青株數(shù)×100/移栽總種苗數(shù))。

1.4.2 成藥株生長動(dòng)態(tài)指標(biāo)測定 每個(gè)處理選生長整齊一致的單株30株，掛牌標(biāo)記，分別于6月20日和8月15日對各處理地上部分生長動(dòng)態(tài)進(jìn)行測定，每次定株測定生長指標(biāo)。株高，植株莖根部到植株頂端的高度(精度1/10)；株幅，植株地上部分所形成的最大寬度(精度1/10)；莖粗，采用電子游標(biāo)卡尺測量植株從蘆頭向上第三節(jié)莖的直徑(精度1/100)。葉長、葉寬，采用電子游標(biāo)卡尺測定植株從下至上三分之二處正常的功能葉片(精度1/100)。

1.4.3 藥材產(chǎn)量測定 2020年11月25日藥材采挖后，各處理隨機(jī)抽取30株對農(nóng)藝性狀指標(biāo)進(jìn)行測定，測定指標(biāo)包括：根長，黨參苗頭部到根尖的長度(精度1/100)；根粗，黨參苗頭部最粗處的直徑(精度1/100)；藥材單根質(zhì)量(精度1/100)；4)側(cè)根數(shù)，主要統(tǒng)計(jì)一級(jí)側(cè)根數(shù)。藥材采挖后計(jì)取根數(shù)，測定小區(qū)鮮藥材產(chǎn)量(精度1/100)，最后換算為每公頃鮮藥材產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003制圖，采用SPSS 19.0對各處理組科學(xué)方差分析，多重比較采用Duncan法，字母標(biāo)記法標(biāo)記顯著性，最后基于不同丸?；N子成苗及種苗成藥產(chǎn)量性狀指標(biāo)因子分析基礎(chǔ)上對各處理組指標(biāo)求算隸屬度，對各丸?；N子處理綜合評(píng)判[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同丸?；h參種子成苗率的比較

不同丸?；幚睃h參種子經(jīng)工廠化穴盤育苗，成苗率表現(xiàn)出一定差異，生荒土添加濃度為0.4%桃膠即WG3成苗率最高，較CK增加24.3 %(P<0.05)?？傮w趨勢顯示，隨桃膠濃度增大，成苗率越高，各處理重復(fù)間成苗率變幅為50.0%～80.0%，成苗率最高的穴盤出現(xiàn)在WG2和WG3處理，成苗率最低的穴盤出現(xiàn)在CK和WG4處理(桃膠濃度為0.6%)，但桃膠濃度低于0.4%的處理成苗率均在50.0%以上(圖1)。

圖1 不同丸?；幚睃h參成苗率比較

2.2 不同丸?；h參種子育成種苗成藥期返青率的比較

不同丸?；h參種子育成種苗在移栽后返青率表現(xiàn)出差異。WG2顯著高于WG1和CK(P<0.05)，總體趨勢顯示，隨桃膠濃度增大，丸?；N子工廠化穴盤育成種苗移栽返青率越高，各處理返青率呈現(xiàn)：WG2>WG3>WG4>CK>WG1。WG2返青率較CK顯著提高8.3%，各處理重復(fù)間返青率變幅為33.3%～50.0%，返青率最高的處理出現(xiàn)在WG2，返青率率最低的處理出現(xiàn)在CK(圖2)。

圖2 不同丸?；幚睃h參返青率比較

2.3 不同丸?；h參種子育成種苗成藥株地上部分生長指標(biāo)的比較

黨參種苗移栽后，在成藥株生長過程中，6～8月份各生長動(dòng)態(tài)指標(biāo)普遍呈增長趨勢。6月份隨處理不同株高有所差異，但差異不顯著(P>0.05)，8月份各處理株高差異未達(dá)到極顯著水平(P>0.01)，WG3株高最大為21.96 cm，較CK增高3.89 cm(P>0.05)。6～8月份株幅呈現(xiàn)快速增長期，6月份各處理間株幅差異不顯著(P>0.05)，WG3處理6～8月株幅增長最快，增幅高達(dá)46.65 cm，8月份WG3株幅極顯著高于與WG1、CK(P<0.05)，較兩個(gè)處理分別高出19.1 cm、20.55 cm。6～8月份各處理莖粗增長較快，6月份WG3處理莖粗極顯著高于WG1、CK(P<0.05)，各處理重復(fù)間莖粗變幅為0.76～1.77 mm，莖粗最大的處理出現(xiàn)在WG4，莖粗最小的處理出現(xiàn)在WG1和CK。8月份各處理間莖粗的差異未達(dá)到極顯著水平(P>0.01)，WG3莖粗顯著高出CK處理0.94 mm(P<0.05)。6～8月份黨參葉長葉寬呈快速增長期，丸粒化處理間葉長葉寬均表現(xiàn)出增長優(yōu)勢，葉長葉寬比均未達(dá)到極顯著水平(P>0.01，圖3)。

圖3 不同丸?；幚韺h參成藥株生長動(dòng)態(tài)的影響

2.4 不同丸?；h參種子育成種苗成藥根農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的比較

不同丸?；幚睃h參種苗移栽成藥后，丸?；幚韺λ幉母哭r(nóng)藝性狀及產(chǎn)量具有不同程度的影響，丸?；疻G3處理根長最長，較CK平均高出2.27 cm。WG2藥材側(cè)根數(shù)最少，根粗最大，表明側(cè)根數(shù)的減少可促進(jìn)主根的生長，WG2根粗較WG1和CK 顯著增高3.95 mm和2.46 mm(P<0.05)。藥材單根鮮質(zhì)量和單根干質(zhì)量均未到達(dá)顯著水平(P>0.05)，但隨丸?；幚聿煌魈幚黹g表現(xiàn)出差異性，單根鮮質(zhì)量：WG2>WG4>CK>WG3>WG1，WG2、WG4較CK平均分別高出3.50 g和1.39 g，各處理重復(fù)間單根鮮質(zhì)量變幅為87.99～101.13 g，單根鮮質(zhì)量最大的處理出現(xiàn)在WG2，單根鮮質(zhì)量最小的處理出現(xiàn)在WG1，單根干質(zhì)量WG3最大，較CK平均高出2.92 g，各處理重復(fù)間單根干質(zhì)量變幅為24.51～32.72 g，單根干質(zhì)量最大的處理出現(xiàn)在WG3，單根鮮質(zhì)量最小的處理出現(xiàn)在WG1。藥材折干率WG3顯著高出WG1和CK分別為3.40%和3.90%(P<0.05)。藥材鮮產(chǎn)量WG2最高為9133 kg/hm2，WG2、WG3、WG4較CK分別高出946、733、600 kg/hm2，WG1較CK有所降低(表1)。

表1 不同丸?；幚韺h參藥材根農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

2.5 不同丸?；h參種子成苗和成藥性能的綜合評(píng)判

基于10個(gè)黨參種子成苗和成藥產(chǎn)量性狀指標(biāo)的主成分分析顯示(表2)，前3個(gè)主成分特征根均大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率為83.3%，故提取前3主成分的貢獻(xiàn)率計(jì)算各性狀指標(biāo)的權(quán)重值(表3)。綜合因子分析顯示(表3)，不同丸?；幚睃h參種子成苗和成藥的綜合指數(shù)大小依次為WG2(0.956 7)>WG3(0.624 7)>WG4(0.573 2)>CK(0.286 3)>WG1(0.004 3),說明黨參種子采用生荒土+0.2%粘合劑丸?；幚?，成苗率和成藥特性綜合評(píng)比最佳，其次為生荒土+0.4%粘合劑丸?；幚恚兩耐辆C合評(píng)比較CK差。

表2 不同丸粒化黨參種子成苗和成藥產(chǎn)量10個(gè)指標(biāo)的主成分和權(quán)重

表3 不同丸?；h參種子成苗和成藥產(chǎn)量10個(gè)性狀指標(biāo)的隸屬度與綜合指數(shù)排序

Wj=∑(Cl,j×VPl)/∑∑(Cl,j×VPl)

R(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

RR(Xij)=1-(Xij(Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

CIj=∑[R(Xij)×Wj]

式中，Cl,j為第j指標(biāo)的第l主成分值，VPl為第l主成分方差的百分比，Wj為第j指標(biāo)的權(quán)重值(weight)，R(Xij)為i處理組j指標(biāo)的隸屬度，RR(Xij)為反向指標(biāo)的隸屬度,Xij為i丸?；Mj指標(biāo)的平均值，Xjmax和Xjmin分別為j指標(biāo)的最大和最小值，CIj為第i種子丸化處理組j指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。

3 討論

3.1 黨參種子丸粒化處理有利于工廠化育苗

種子萌發(fā)是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，播種后萌發(fā)條件適宜才能達(dá)到早苗、全苗和壯苗，奠定良好的豐產(chǎn)栽培基礎(chǔ)[13]。種子丸?；?，丸粒材料的包裹使得種子通透性降低，吸水能力下降。因此選擇適宜的包衣材料是種子丸粒化技術(shù)的關(guān)鍵。生荒土有害微生物豐度低、微生物多樣性指數(shù)高[14-15]，生荒土配合低濃度桃膠丸粒質(zhì)量較佳，純生荒土丸粒難度較大，丸化成型后種子干燥過程中容易破裂。不利于機(jī)械化播種，當(dāng)使用生荒土添加濃度為0.2%～0.4%的桃膠作為粘合劑丸化制粒時(shí)，種子制粒成型率高，硬度適宜，丸化后種子單籽率有籽率高，有利于開展黨參機(jī)械化精量化播種[16]，但當(dāng)粘合劑濃度大于0.6%時(shí)因粘度太大，種子丸粒化難度大，丸粒后種子多籽率顯著增高，硬度大，不利于黨參機(jī)械化、精量化育苗播種。黨參種子丸?；幚砗蠼?jīng)工廠化育苗成苗率提高，種苗表現(xiàn)出一定的生長優(yōu)勢。這與文飛[17]等人研究結(jié)果一致，丸?；幚韺χヂ槌擅缏始懊缙诘闹旮?、莖粗、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量均有不同程度的提高。因此黨參種子丸?；瘯r(shí)使用適宜濃度的桃膠粉作為粘合劑可以提高種苗成苗率[18]，種苗在大田生長中也表現(xiàn)出顯著的生長優(yōu)勢，產(chǎn)量隨之提高。

3.2 黨參種子丸?；幚碛欣诔伤幤谒幉漠a(chǎn)量提高

種子和種苗是生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，李瑞杰[19]等人研究表明種苗分級(jí)移栽后,種苗等級(jí)越高,返青率也越高,植株生長發(fā)育越好,而且地下根生物產(chǎn)量也越高，因此種苗的好壞是決定藥材產(chǎn)量質(zhì)量的重要因素。高志剛[20]研究表明種子大小影響幼苗存活作用顯著，相對較小的種子，大種子產(chǎn)生的幼苗存活能力和競爭能力要更強(qiáng)。種子丸?；篌w積質(zhì)量均增大，表面厚度增加，形成保護(hù)層，提高了種苗抗逆性[21]，本研究發(fā)現(xiàn)，丸?；h參種子成苗率較CK均有所提高，育成種苗移栽后返青率除WG1低于CK，其余處理種苗的返青率均較CK有所提高。黨參種子丸粒化過程中添加適宜濃度的粘合劑后育成種苗在成藥期生長勢也表現(xiàn)出優(yōu)勢，移栽后種苗抗逆性增強(qiáng)，返青率提高，成藥產(chǎn)量高，個(gè)體質(zhì)量優(yōu)異，根長和根粗更為明顯，表明丸粒化黨參種子育成種苗在成藥期異速生長趨勢明顯，添加適宜濃度桃膠丸?；N子成藥產(chǎn)量更高[22]。也表明適宜濃度桃膠促進(jìn)了黨參種苗生長活力，并具有顯著的成藥效應(yīng)。當(dāng)種子丸?；幚頃r(shí)不添加粘合劑只用填充劑生荒土作為丸化劑時(shí)，種苗及成藥期的生長特性普遍劣于其他丸?；幚?。

4 結(jié)論

黨參種子不同丸粒化處理可有效增強(qiáng)種苗和返青成藥株的抗逆性，提高成苗率和返青率，改善藥材性狀，降低含水量，顯著提高藥材產(chǎn)量和質(zhì)量，以生荒土和添加0.2%～0.4%的桃膠丸?；C合效果較好，丸粒化后期效應(yīng)明顯，綜合評(píng)價(jià)顯示，不同丸?；h參種子對成苗和成藥的綜和評(píng)比指數(shù)大小依次為WG2(0.956 7)>WG3(0.624 7)>WG4(0.573 2)>CK(0.286 3)>WG1(0.004 3)。本研究首次利用生荒土作為種子丸粒化填充劑，生態(tài)環(huán)保，成本低，便于生產(chǎn)推廣應(yīng)用，為黨參工廠化育苗提供了科學(xué)和技術(shù)依據(jù)，可借鑒現(xiàn)代化蔬菜、花卉工廠化育苗模式進(jìn)一步探索研究實(shí)現(xiàn)黨參工廠化育苗。