張東佳 白玉德 彭云霞 魏莉霞 龔成文 張海靜

（1 甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所，蘭州 730070；2 甘肅普安康藥業(yè)有限公司，蘭州 730207；3 甘肅益漳中藥科技有限公司，定西 748301）

柴胡為大宗常用中藥材，《中國藥典》（2020 版）規(guī)定中藥柴胡基源為柴胡（Bupleurum chinenseDC.）和狹葉柴胡（Bupleurum scorzonerifoliumWilld.），以其干燥根入藥。柴胡以種子繁殖，種子發(fā)芽率低、出苗差、出苗不整齊是制約柴胡生產(chǎn)的主要瓶頸。柴胡一般發(fā)芽率為30%～50%[1-3]，相關(guān)學(xué)者對(duì)柴胡種子發(fā)芽率低的原因進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)柴胡種子存在形態(tài)后熟現(xiàn)象，認(rèn)為這是柴胡種子萌發(fā)難、萌發(fā)率低且出苗不整齊的主要因素[4-5]；也有研究表明柴胡果實(shí)中含有的香豆素和柴胡皂苷成分嚴(yán)重地抑制了柴胡種子萌發(fā)[6-7]。學(xué)界多認(rèn)為種子胚形態(tài)后熟和種子中存在的發(fā)芽抑制物質(zhì)是柴胡種子發(fā)芽率低的主要原因。

柴胡為復(fù)傘形花序，開花、結(jié)實(shí)持續(xù)時(shí)間長，不同級(jí)別的花序種子陸續(xù)成熟，生產(chǎn)上收獲的柴胡種子成熟度不一致，部分種子因尚未完成發(fā)育而無發(fā)芽能力，可能是導(dǎo)致柴胡種子發(fā)芽率不高的根本原因。本研究從種子質(zhì)量著手，明確不同成熟度和飽滿度對(duì)柴胡種子千粒重、發(fā)芽率等品質(zhì)指標(biāo)的影響，為柴胡種子生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化提供參考依據(jù)，以促進(jìn)柴胡種子質(zhì)量和藥材質(zhì)量的提升。

1 材料與方法

1.1 供試種子供試柴胡種子來自甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所種植于甘肅省臨洮縣玉井鎮(zhèn)嵐觀坪村臨洮縣東垣中藥材種植農(nóng)民專業(yè)合作社種植基地的2 年齡柴胡（Bupleurum chinenseDC.）。植物及種子真實(shí)性均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所張東佳副研究員鑒定。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況試驗(yàn)于2020 年在甘肅省臨洮縣玉井鎮(zhèn)嵐觀坪村開展，試驗(yàn)地海拔1952.3m，年平均氣溫6.5℃，年降雨量610mm。

1.3 種子成熟度劃分參照晉昕等[2]的方法，以柴胡單株1 級(jí)分枝有3 個(gè)花序完全開放為起始日，選擇生長健壯、一致的柴胡植株掛牌標(biāo)記，在起始日30d、35d、40d、45d、50d、55d、60d 分別采集柴胡植株上部1 級(jí)分枝的花序30 朵，置于網(wǎng)袋中自然干燥后脫粒備用。使用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（測量精度0.01mm）分別測定不同成熟度種子的長度、種子寬度，其中以種子棱平行方向測得最大值為種子長度，與種子棱垂直方向測得最大值為種子寬度，10 次重復(fù)，計(jì)算種子長寬比（種子長度平均值/種子寬度平均值）；測定種子千粒重，重復(fù)3 次；測定種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢。

1.4 種子飽滿度劃分待1 級(jí)分枝頂端果實(shí)開始脫落時(shí)一次性割取地上部分，自然干燥后脫粒，去除種子中殘留的莖稈和沙土等雜質(zhì)后備用。

1.4.1 篩選法稱取最后一次性采收的柴胡種子200g，依次用標(biāo)準(zhǔn)藥典篩14 目、16 目、18 目、20目、24 目、26 目、28 目篩分，能通過14 目篩而不能通過16 目篩記為14 目，依此類推，篩分出各個(gè)部分，劃分為不同飽滿度。稱量各飽滿度種子質(zhì)量，計(jì)算各部分占比，重復(fù)5 次；分別測定不同飽滿度種子的千粒重，重復(fù)3 次；測定種子長度、種子寬度，10 次重復(fù)，計(jì)算種子長寬比；測定種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢。

1.4.2 風(fēng)選法稱取采收的柴胡種子200g，分別以1.6m/s、2.0m/s、2.4m/s、3.0m/s、3.4m/s 風(fēng) 速進(jìn)行風(fēng)選，以不風(fēng)選為對(duì)照，稱量所得種子質(zhì)量，重復(fù)3 次。分別測定不同風(fēng)速風(fēng)選種子的千粒重，重復(fù)3 次；測定種子長度、種子寬度，10 次重復(fù)，計(jì)算種子長寬比；測定種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢。試驗(yàn)風(fēng)力由電風(fēng)扇（美的Midea SAF30AC，佛山）得到，用便攜式風(fēng)速儀（華誼HYELEC MS6252B）確定試驗(yàn)風(fēng)速。

1.5 千粒重測定隨機(jī)選取1000 粒種子，稱量，記錄數(shù)據(jù)，3 次重復(fù)。

1.6 發(fā)芽試驗(yàn)采用培養(yǎng)皿加雙層濾紙進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。柴胡種子用自來水沖洗3 次后蒸餾水浸泡6h，用70%的乙醇消毒，再用蒸餾水沖洗3 次。數(shù)取100 粒種子放入墊有濾紙的培養(yǎng)皿中，使種子互相分離不接觸，加蓋，置20℃恒溫培養(yǎng)，光照12h，黑暗12h，定期噴灑蒸餾水保持濾紙濕潤。重復(fù)3次。7d 后開始每日統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)，胚根露出種皮2mm 以上即判定為發(fā)芽，同時(shí)統(tǒng)計(jì)測定柴胡種子的發(fā)芽勢（15d 種子發(fā)芽數(shù)占供試種子數(shù)的百分比）和發(fā)芽率（30d 種子發(fā)芽數(shù)占供試種子數(shù)的百分比）。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行方差分析，用Excel 2019 制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同成熟度柴胡種子分析柴胡為多年生植物，春季播種后當(dāng)年秋季有部分植株開花，秋季播種的當(dāng)年不開花。第2 年春季溫度回升后返青，多于6 月底至7 月初開花。柴胡為復(fù)傘形花序，主莖頂端的花序最早開花，隨后1 級(jí)分枝的花序在植株上從上至下依次開放，1 級(jí)分枝上分化出的2 級(jí)分枝和從2 級(jí)分枝上分化出的3 級(jí)分枝的花序也從花枝頂端到基部逐次開花。柴胡的整個(gè)花期可長達(dá)2 個(gè)月，花后種子陸續(xù)成熟，下部的2、3 級(jí)分枝的部分花序由于開花時(shí)間較晚種子不能成熟。

本研究選取柴胡1 級(jí)分枝上的種子，不同采收時(shí)間收集的柴胡種子長度、寬度和長寬比均有明顯變化（圖1），開花后30d，柴胡雙懸果能區(qū)分出單果，隨后種子（單果）的長度和寬度在30-40d 呈現(xiàn)較快增長，其中種子長度從1.39mm 增長到2.09mm，增長率為50.4%，平均日增幅為0.07mm；種子寬度從0.48mm 增長到0.92mm，增長率為91.7%，平均日增幅為0.04mm。花后40-55d 種子長度和寬度平穩(wěn)增長，其中種子長度從2.09mm 增長至2.61mm，達(dá)峰值，增長率24.9%，平均日增幅為0.03mm；種子寬度從0.92mm 增長至1.23mm，達(dá)峰值，增長率33.7%，平均日增幅為0.02mm?；ê?5-60d 種子長度和寬度又有小幅度縮小，其中種子長度由2.61mm 縮至2.46mm，降幅為5.7%；種子寬度由1.23mm 縮至1.18mm，降幅為4.1%。種子長寬比從開花后30d 的2.90 降低至開花后45d 的2.10，此后至花后60d 基本穩(wěn)定在2.10。

圖1 不同成熟度柴胡種子形態(tài)指標(biāo)

柴胡開花后隨著果實(shí)的發(fā)育，種子逐漸硬實(shí)，如圖2 所示，千粒重從開花后30d 的0.42g 快速增至45d 的0.82g，增長率95.2%，平均日增幅為0.03g；從開花后45d 的0.82g 穩(wěn)定增至55d 的0.94g，達(dá)峰值，增長率14.6%，平均日增幅為0.01g；花后55～60d，種子千粒重又稍有回落，降幅為0.03g?；ê?0～40d 種子發(fā)芽率由3.33%增至15.33%，增幅為12.00%；種子發(fā)芽勢由2.33%增至11.33%，增幅為9.00%。花后40～55d，種子發(fā)芽率由15.33%迅速增至68.33%，達(dá)峰值，增幅為53.00%；種子發(fā)芽勢由11.33%迅速增至50.33%，增幅為39.00%?；ê?5-60d，種子發(fā)芽率降至57.67%，種子發(fā)芽勢稍增至51.00%。

圖2 不同成熟度柴胡種子品質(zhì)指標(biāo)

2.2 過篩分選不同飽滿度柴胡種子的品質(zhì)分析過篩分選柴胡種子，得到14 目、16 目、18 目、20目、24 目、26 目、28 目7 組不同飽滿度種子，如表1 所示，各部分質(zhì)量從多到少依次為20 目＞18 目＞16 目＞26 目＞24 目＞28 目＞14 目，其中18 目及以上的種子占比為35.67%，20 目及以上種子占比為78.58%。各部分的種子長度、寬度和千粒重隨著目數(shù)增加（孔徑減?。┒鴾p小，種子長寬比隨著目數(shù)的增加而增大。

表1 篩選柴胡種子的品質(zhì)分析

如圖3 所示，過篩分選的柴胡種子各部分的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨著分級(jí)目數(shù)的增加迅速降低，16 目種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別為71.33%和64.67%，18 目種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別較16 目種子降低14.66 和17.34 個(gè)百分點(diǎn)，降幅達(dá)20.6%和26.8%；20 目種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別較18 目種子降低12.34 和17.66 個(gè)百分點(diǎn)，降幅達(dá)21.8%和37.3%；24 目種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別較20 目種子降低35.66 和26.34 個(gè)百分點(diǎn)，降幅達(dá)80.4% 和88.8%；26 目種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢則降至1.67%和0。各處理間發(fā)芽率和發(fā)芽勢差異均達(dá)顯著水平。

圖3 篩選柴胡種子不同部分發(fā)芽情況

2.3 風(fēng)選柴胡種子的品質(zhì)分析以不同風(fēng)速對(duì)柴胡種子進(jìn)行風(fēng)選，隨著風(fēng)速增大所得種子逐漸減少，如表2 所示，風(fēng)速2.0m/s 比風(fēng)速1.6m/s 柴胡種子得率減少18.47 個(gè)百分點(diǎn)，風(fēng)速2.4m/s 比風(fēng)速2.0m/s柴胡種子得率減少12.92 個(gè)百分點(diǎn)，風(fēng)速3.0m/s 比風(fēng)速2.4m/s 柴胡種子得率減少22.84 個(gè)百分點(diǎn)，風(fēng)速3.4m/s 比風(fēng)速3.0m/s 柴胡種子得率減少14.28 個(gè)百分點(diǎn)。種子的長和寬也隨著風(fēng)速的增加而增大，當(dāng)風(fēng)速增加至3.0m/s 以上時(shí)，所得種子的長度、寬度和長寬比均與較小風(fēng)速時(shí)有顯著差異（P＜0.05）。

如圖4 所示，不同風(fēng)速風(fēng)選的柴胡種子，隨著風(fēng)速增加，所得柴胡種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢也相應(yīng)增加，發(fā)芽時(shí)長則逐漸縮短。風(fēng)速1.6m/s 所得柴胡種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢較對(duì)照增加3.00 和3.66 個(gè)百分點(diǎn)，差異不顯著；風(fēng)速2.0m/s 所得柴胡種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢較風(fēng)速1.6m/s 增加9.66 和11.66個(gè)百分點(diǎn)，差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；風(fēng)速2.4m/s所得柴胡種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢較風(fēng)速2.0m/s 增加7.34 和5.66 個(gè)百分點(diǎn)，差異不顯著；風(fēng)速3.0m/s所得柴胡種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢較風(fēng)速2.4m/s 增加3.66 和8.34 個(gè)百分點(diǎn)，差異不顯著。風(fēng)速3.4m/s所得柴胡種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢較風(fēng)速3.0m/s 增加7.00 和8.66 個(gè)百分點(diǎn)；風(fēng)速0（對(duì)照）、1.6m/s、2.0m/s、2.4m/s 風(fēng)選所得柴胡種子的發(fā)芽時(shí)長并無顯著差異（P＞0.05），風(fēng)速3.0m/s、3.4m/s 所得的柴胡種子的發(fā)芽時(shí)長較風(fēng)速0（對(duì)照）、1.6m/s、2.0m/s 顯著縮短（P＜0.05）。

圖4 風(fēng)選柴胡種子發(fā)芽情況

3 討論與結(jié)論

柴胡種植廣泛、面積大，生產(chǎn)中種子只作為柴胡藥材生產(chǎn)的副產(chǎn)品，專門進(jìn)行柴胡種子生產(chǎn)的研究和實(shí)踐均較少見。柴胡為無限花序，從開花到結(jié)實(shí)、種子成熟持續(xù)時(shí)間長達(dá)90d，各級(jí)分枝的種子逐漸成熟，成熟期可相差30d 以上。生產(chǎn)實(shí)踐中多在9 月下旬至10 月上旬割取柴胡地上部分，堆放至干燥后在冬季農(nóng)閑時(shí)間進(jìn)行脫粒收獲，所得的種子為各級(jí)分枝上的混合種子，成熟度各不相同。

柴胡主莖頂端的花序最先開花結(jié)實(shí)，由于頂端優(yōu)勢，其所產(chǎn)種子的千粒重、可溶性蛋白和可溶性糖含量均高于其他下部分枝的種子。但其在整株柴胡種子中所占比重較低，不是柴胡種子產(chǎn)量的主要構(gòu)成部分。一株柴胡上一般有16 個(gè)1 級(jí)分枝，其在頂花開放后逐次開放，種子多且可在秋季植株枯萎前成熟，因此本研究選取1 級(jí)分枝進(jìn)行柴胡種子成熟度與種子發(fā)芽率研究。柴胡花后30d 種子的長度、寬度及千粒重、發(fā)芽率逐漸增加，花后55d 達(dá)最大值，而未能充分成熟的柴胡種子其相應(yīng)的指標(biāo)均較低。表明種子成熟度是影響柴胡種子發(fā)芽率的重要因素，隨著成熟度增加，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢也相應(yīng)增加。

對(duì)混合收獲的柴胡種子進(jìn)行篩選和風(fēng)選，大粒種子（大于20 目）的長度、寬度、千粒重、發(fā)芽率和發(fā)芽勢均高于較小粒的種子，小于24 目的種子多為未發(fā)育成熟的種子，種子長度、寬度及千粒重等指標(biāo)均較低，基本不具備發(fā)芽能力。風(fēng)選種子的長度、寬度、千粒重、發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨著風(fēng)選風(fēng)力增加而相應(yīng)增大。通過兩種分選方法選出的種子，飽滿度越高，種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢也越高，種子發(fā)芽時(shí)間縮短，可能是由于未完全成熟種子所含的發(fā)芽抑制物的濃度較成熟種子高。

柴胡花后55d 采收的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均最高，花后時(shí)間可作為柴胡種子成熟度控制的主要參數(shù)。篩分柴胡種子，20 目以上種子（不能通過24 目篩）占柴胡種子總量的78.58%，發(fā)芽率可達(dá)44.33%，千粒重達(dá)0.81g。風(fēng)選種子風(fēng)速2.0m/s時(shí)風(fēng)選出的柴胡種子得率為73.26%，發(fā)芽率達(dá)56.33%，千粒重達(dá)0.87g；若需進(jìn)一步提高種子發(fā)芽率，可用風(fēng)速2.4m/s 風(fēng)選，柴胡種子得率為60.34%，發(fā)芽率達(dá)63.67%，千粒重達(dá)0.91g。

柴胡種子發(fā)芽率低的主要原因是收獲時(shí)的柴胡種子成熟度不一致，是不同發(fā)育時(shí)期種子的混合物，其中未發(fā)育完全的種子不能發(fā)芽因而拉低了整體柴胡種子的發(fā)芽率。將采收后的種子進(jìn)行各種后熟處理對(duì)柴胡種子發(fā)芽率提升有限，應(yīng)從生產(chǎn)環(huán)節(jié)上采取適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝措施，提高種子飽滿度和成熟度，從而提高種子發(fā)芽率。