栽培措施對藏藥波棱瓜種子產(chǎn)量品質(zhì)形成的影響

4 李海奎 王保民 仲格嘉

(1.中國藏學(xué)研究中心 藏醫(yī)藥研究所， 北京 100094; 2.中國林業(yè)科學(xué)研究院 資源信息研究所，北京 100091;3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 北京 100193； 4.世紀神農(nóng)(北京)國際生物技術(shù)公司， 北京 100073)

藏藥波棱瓜(Herpetospermumpedunculosum(Ser.) Baill.)，又名色吉美朵、塞季美朵、塞美塞古，屬葫蘆科波棱瓜屬一年生攀援藤本植物，自然分布于中國西藏、云南、四川等地及印度、尼泊爾等國，在西藏主要分布于藏東南地區(qū)海拔2 300～3 500 m的山坡林緣，以種子入藥[1-3]；味苦，可清熱解毒，護肝，治黃疸性傳染性肝炎、消化不良等癥[1-4,8]。波棱瓜子是藏醫(yī)治療肝病的常用、高頻藏藥材[5]，是目前國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點品種。研究發(fā)現(xiàn)，波棱瓜子治療肝炎、肝纖維化的作用機制包括調(diào)節(jié)TGF-β信號通路[6]和改善能量代謝、雙向調(diào)節(jié)支鏈氨基酸等[7]。該藥材近年來市場需求逐漸加大，但受藏區(qū)特殊地理氣候條件所限和人為因素影響，野生資源日益減少。該物種為雌雄異株，自然條件下其雌雄比嚴重失調(diào)，雌株比例顯著少于雄株，掛果率較低；自然生長的路旁、林緣地帶，由于近年來交通建設(shè)和掠奪式采收等人為因素影響，目前瀕于滅絕。西藏地區(qū)栽培技術(shù)缺乏，大面積人工栽培很少。波棱瓜子嚴重短缺，制約了藏醫(yī)藥事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對高原生物多樣性的恢復(fù)也帶來負面影響。

目前，波棱瓜的人工栽培技術(shù)研究還只是停留在簡單、粗放的人工引種試驗，產(chǎn)量較低，推廣困難；波棱瓜種子質(zhì)量標準研究較少，種子質(zhì)量、產(chǎn)量形成的相關(guān)因子缺乏系統(tǒng)研究；波棱瓜花果期較長，種子成熟期不一致，造成了種子質(zhì)量不均一，發(fā)芽和出苗不整齊，從而影響其產(chǎn)量和質(zhì)量。研究波棱瓜種子品質(zhì)和產(chǎn)量形成的相關(guān)因子對提高波棱瓜生產(chǎn)水平有重要意義。

1 材 料

以中國藏學(xué)研究中心藏醫(yī)藥研究所從西藏采集的野生波棱瓜種子為試驗材料。經(jīng)中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所鑒定，為葫蘆科植物波棱瓜(Herpetospermumpedunculosum(Ser.) Baill.)的種子。

2 方 法

2.1田間試驗設(shè)計

試驗地設(shè)在西藏林芝市八一鎮(zhèn)核桃村，尼洋河畔，中國藏學(xué)研究中心藏藥研究基地。海拔2 900 m。本試驗地選擇在地勢高崗、沙質(zhì)土壤的向陽地塊。土壤pH值為6.5。每667 m2施腐熟有機肥2 500 kg做底肥。對種植地翻耕、平整、灌溉。整理為0.8 m寬的高畦，溝寬0.3 m。播種方法：穴播，每穴播種7粒，澆水，覆土2～3 cm。畦面覆蓋地膜。按不同催芽方法、不同播期、不同密度、不同施肥方案設(shè)置波棱瓜種植試驗小區(qū)。每個小區(qū)12 m2(2 m ×6 m)，小區(qū)間的隔離帶為1.0 m。試驗采取隨機排列，重復(fù)3次。

2.2試驗項目

2.2.1催芽方法試驗

對照組為直播；45 ℃溫水浸種48 h；催芽劑青霉素200 mg· L-1、赤霉素200 mg· L-1、ABT 6號生根粉(GGR 6)200 mg· L-1，分別浸種12 h后，以自來水沖洗2次。其中青霉素采用華北制藥股份有限公司生產(chǎn)的青霉素鉀粉劑,含量99%;赤霉素采用廣州市林國化肥有限公司生產(chǎn)的赤霉素920(GA3),含量90%; ABT 6號生根粉(GGR 6)由北京艾比蒂生物科技有限公司生產(chǎn), GGR 6含量99%。

2.2.2播期試驗

種子處理均采用45 ℃溫水浸種48 h法。分別于2016年4月13日，5月10日，6月10日播種，對比試驗。

2.2.3密度試驗

分別采用穴距35 cm×70 cm，50 cm×70 cm 和 70 cm ×70 cm不同密度對比試驗。

2.2.4施肥方案試驗

復(fù)合肥施肥量45 g·m-2、EM益生菌肥葉面噴施濃度2 000 mg· L-1、 追施磷肥45 g·m-23種不同施肥方案對比試驗。復(fù)合肥(N∶P∶K=18∶12∶5)，總含量35%；EM益生菌由河北滄州旺發(fā)生物技術(shù)研究所生產(chǎn)，含量90%；磷肥(過磷酸鈣)由濟南清?；び邢薰旧a(chǎn)，P2O5含量12 %。

2.3品質(zhì)和產(chǎn)量測定

分別于7月—10月份果實成熟期(以果實開始變黃褐色、開始裂口為標準)陸續(xù)采收果實，自然陰干脫粒、凈化。分別測定種子千粒重、單株種子產(chǎn)量和單位面積種子產(chǎn)量。

2.4有效成分測定

定性測定采用薄層色譜法。定量采用高效液相色譜法[9]，測定波棱瓜總木脂素、波棱醇(herpetrione)、波棱素(herpetin)的含量。

2.5數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010軟件對試驗數(shù)據(jù)進行初步計算，采用SPSS 軟件進行處理，單因素方差分析，Duncan 法進行多重比較(α=0.05)。

3 結(jié)果與分析

3.1不同催芽方法對出苗率及種子品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

本試驗中，對照(ck)：直播；C 1：45 ℃溫水浸種；C 2：青霉素催芽；C 3：赤霉素催芽；C 4:ABT 6號生根粉(GGR 6)催芽。共5個處理，重復(fù)3次。試驗結(jié)果見表1。

表1 不同催芽方法對出苗率及種子品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

催芽方法出苗率/%種子千粒重/g單株產(chǎn)量/(g·株-1)單位面積產(chǎn)量/(g·m-2)ck15.50e56.40e35.04e69.34eC121.67d56.91c36.17d69.70dC232.83b56.73d36.98b72.38bC326.43c57.13b36.60c70.21cC435.83a57.52a37.26a75.18a

注：同一指標不同字母者表示差異顯著(p<0.05)。下同。

試驗結(jié)果表明，上述催芽方法均可顯著提高波棱瓜種子的大田出苗率，其中以ABT生根粉(GGR 6)和青霉素催芽的效果最好，赤霉素和溫水浸種效果次之；不同催芽方法與對照相比，均可顯著提高種子千粒重，各種催芽方法之間均差異顯著，其中ABT生根粉(GGR 6)催芽方法效果最好，依次為赤霉素催芽、溫水浸種和青霉素催芽；單株產(chǎn)量方面，各種催芽方法之間亦均差異顯著，經(jīng)ABT生根粉(GGR 6)處理的單產(chǎn)最高，較對照組提高6.34%，然后依次為青霉素催芽、赤霉素催芽和溫水浸種；單位面積產(chǎn)量方面，以ABT生根粉(GGR 6)效果最好，比對照組提高8.22%，然后依次為青霉素、赤霉素、溫水浸種。

3.2不同播期對種子品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

本試驗中，不同播期分別設(shè)置為，P 1:4月13日，P 2:5月10日,P 3:6月10日。3個處理，重復(fù)3次。結(jié)果見表2。

表2 不同播期對種子品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

播期種子千粒重/g單株產(chǎn)量/(g·株-1)單位面積產(chǎn)量/(g·m-2)P154.44c36.33a37.50cP262.25a36.05ab48.24bP357.53b35.44b57.35a

試驗結(jié)果表明，采用不同播期收獲的波棱瓜，其種子千粒重之間差異顯著，其中4月播期所收獲的種子千粒重最低，5月播期的種子千粒重最高；4月和6月播期的單株產(chǎn)量有顯著差異，4月和5月，5月和6月播期之間差異不明顯；不同播期之間單位面積產(chǎn)量差異明顯，其中6月播期的單位面積產(chǎn)量最高，4月播期的單位面積產(chǎn)量最低。

3.3不同密度對種子品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

本試驗分別按不同穴距設(shè)置試驗。分別為D 1：35 cm×70 cm,D 2:50 cm×70 cm,D 3:70 cm×70 cm。3次重復(fù)。結(jié)果見表3。

表3 不同密度對種子品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

密度種子千粒重/g單株產(chǎn)量/(g·株-1)單位面積產(chǎn)量/(g·m-2)D154.79a36.35a69.78aD254.28b36.11b67.35bD354.21b36.06b40.85c

本試驗中：雌株占比16%～20%，平均雌株比18.87%。試驗結(jié)果表明，穴距35 cm×70 cm處理的種子千粒重、單株產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量均高于穴距50 cm×70 cm處理，方差分析結(jié)果雖兩者差異顯著，但僅分別高出0.39%、0.66%和3.61%。穴距70 cm×70 cm 與50 cm×70 cm 處理之間的種子千粒重和單株產(chǎn)量均無顯著差異，穴距70 cm×70 cm 的單位面積產(chǎn)量顯著低于另外2組。

3.4不同施肥方案對種子質(zhì)量和產(chǎn)量的影響

本試驗中，對照(ck)：常規(guī)施肥； F 1：EM益生菌肥葉面噴施；F 2：追施磷肥。共3個處理，3次重復(fù)。結(jié)果見表4。

表4不同施肥方案對種子品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

施肥方案種子千粒重/g單株產(chǎn)量/(g·株-1)單位面積產(chǎn)量/(g·m-2)ck57.34c35.05c75.20cF170.71a36.40b85.66bF269.43b43.39a87.57a

試驗結(jié)果表明，EM益生菌肥和追施磷肥均可顯著提高波棱瓜種子千粒重、單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量；種子千粒重指標上，EM益生菌肥處理組比對照組提高23.32%,比追施磷肥高1.84%；而磷肥對波棱瓜單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量的貢獻值較大，分別比對照提高23.79%和16.45%,比EM益生菌肥處理高19.20%和2.23%。

3.5種子有效成分測定

對不同措施條件下采收的各批次波棱瓜種子分別進行定性檢驗和有效成分定量檢測。定性檢驗結(jié)果均符合藏藥材部頒標準規(guī)定。采用高效液相色譜法測得各批次種子中的有效成分總木脂素含量均在0.52%～0.86%之間，其中波棱醇含量在0.26%以上，波棱素含量均在0.19%以上。人工栽培波棱瓜的種子可以作為藏藥材使用。

4 討論與結(jié)論

4.1波棱瓜種子有一定程度的休眠特性，在自然條件下，出苗率較低且不整齊。種子休眠是植物在系統(tǒng)發(fā)育過程中長期自然選擇的結(jié)果，是抵御外界不良環(huán)境、調(diào)節(jié)萌發(fā)最佳時間和空間分布的一種機制。波棱瓜與其它有休眠特性的植物一樣，有本身適應(yīng)環(huán)境和延續(xù)生存的需要，或由內(nèi)在生理因素(種皮厚，對水、氣的不透性；胚發(fā)育未完成、生理上未成熟、缺少必需的激素或存在抑制萌發(fā)的物質(zhì)等原因)造成[10-11]；或由于溫度、濕度、空氣等環(huán)境因素達不到種子萌發(fā)要求。本研究通過對波棱瓜種子催芽方法的篩選試驗，優(yōu)選出2種效果較好的催芽劑：其中青霉素可顯著促進波棱瓜種子萌發(fā)，與王宏霞等[12]的研究結(jié)論基本一致，比對照組出苗率提高111.81%；ABT 6號生根粉可使波棱瓜種子出苗率提高131.16%。其機理可能是由于該2種催芽劑改變了種子內(nèi)的激素比例，促使原本處于休眠狀態(tài)的種胚激活，使其恢復(fù)了伸長生長能力，促使種子萌發(fā)。

4.2關(guān)于種植密度與雌雄株調(diào)控：密度試驗中，密度較大的穴距35 cm×70 cm處理組的種子千粒重、單株產(chǎn)量均顯著高于密度較小的穴距50 cm×70 cm處理組。這種現(xiàn)象可能是由于波棱瓜為雌雄異株，雌株比例較低(16%～20%)，隨機分布不均的原因所造成。今后應(yīng)在研究提高雌株比的途徑和方法、篩選雌雄調(diào)節(jié)劑、輔以早期雌雄株識別技術(shù)進而人工調(diào)控的基礎(chǔ)上，進一步開展栽培密度試驗，確定合理密度，以提高波棱瓜種子產(chǎn)量。

4.3本研究發(fā)現(xiàn),播種期為4月的波棱瓜，所產(chǎn)種子千粒重和產(chǎn)量均顯著低于5月和6月播種的波棱瓜，可能與早期營養(yǎng)生長過旺，進入花果期后營養(yǎng)供給不足有關(guān)；4月播期的波棱瓜產(chǎn)量較低，與該期雌株分化比例較小有關(guān)：林芝地區(qū)春季較為干燥，地溫回升慢，而5月—6月播種的波棱瓜在性別分化期處于溫度、濕度、光照較好的環(huán)境下，自然界雌雄異株植物性別分化的常見模式表現(xiàn)為，有利植物生長環(huán)境下向雌性分化，逆境條件下向雄性分化，因而5月—6月播種的波棱瓜中雌株比例較高。這與關(guān)法春等[13]、Correial O[14]和EI-keblawy A[15]等對其他雌雄異株植物相關(guān)研究得到的結(jié)論基本一致。因此，波棱瓜在西藏林芝地區(qū)的適宜播種期應(yīng)為5月—6月，不宜早播。

4.4通過試驗研究，初步取得了野生波棱瓜人工栽培成功，波棱瓜子品質(zhì)符合國家藏藥材標準要求。篩選出的催芽方法、播期、施肥方案為今后制定波棱瓜子標準化生產(chǎn)操作規(guī)程(SOP)提供了科學(xué)依據(jù)，對指導(dǎo)藏區(qū)波棱瓜的人工栽培和種子生產(chǎn)有重要意義。