蒙古黃芪種子質量評價研究

樊良帥，尚興樸，朱 勇，包 芳，張 峰，曾 燕,

(1.國藥種業(yè)有限公司，北京 100035； 2.中國中藥有限公司，北京 100195 )

蒙古黃芪為豆科植物蒙古黃芪的干燥根，具有補氣固表、利尿托毒、斂瘡生肌等功效，蒙古黃芪主要分布在甘肅、內蒙古、山西和青海等地。蒙古黃芪是十大隴藥和40種常用大宗藥材品種之一，野生資源日漸匱乏，市場需求量的日益增加，其栽培面積也在逐年擴大，且以栽培蒙古黃芪為主[1]。蒙古黃芪以種子繁殖為主，但其種子缺乏相應的質量等級標準，存在種質資源混雜、種子質量良莠不齊，商品種子摻假嚴重，種子供需市場不規(guī)范等問題[2]。

近年來，在蒙古黃芪的栽培及繁育方面有較多報道，也進行了蒙古黃芪種子萌發(fā)特性的研究[3-4]，但有關蒙古黃芪種子粒徑分級標準研究未見報道。本研究在確定蒙古黃芪種子質量檢驗方法的基礎上，對所收集的16份不同產地的蒙古黃芪種子進行凈度分析、千粒重分析，并對山西蒙古黃芪種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢進行研究[2]。管耀義等[5]指出，蒙古黃芪種子硬實率較高，種皮堅硬，不經處理不易吸水膨脹，阻礙種子發(fā)芽，有的種子硬實率高達50%。播種后自然發(fā)芽率在30%以下，生產上可通過98%硫酸處理解決硬實問題；荊志宇等[6]研究表明，種子硬實與其發(fā)育成熟度有關，而種子成熟度與種子灌漿特性密切相關；石有太等[7-8]、趙洋等[9]和郭鳳霞等[10]對大黃、當歸和北美灌漿特性進行研究，發(fā)現(xiàn)種子成熟度與灌漿呈現(xiàn)“S”型曲線變化。因此，開展蒙古黃芪種子質量標準研究，制定種子質量標準，對提高種子的發(fā)芽率和利用率具有重要意義，且可為蒙古黃芪種子的精量播種和包衣丸?；漠a量和品質評價提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為蒙古黃芪種子，來源于甘肅、內蒙古、山西等地的野生、仿野生和栽培種。相關信息見表1。

1.2 試驗儀器

人工氣候培養(yǎng)箱(QHP-150 BE，上海力辰儀器科技有限公司)、FA 2004電子天平(上海津平科學儀器有限公司)、智能型電熱恒溫鼓風干燥箱(HT-600 B，上海朗軒實驗設備有限公司)、種子凈度工作臺(TJD-800，杭州綠博儀器有限公司)、高速多功能粉碎機(RHP-100型，浙江榮浩工貿有限公司)、圓孔篩和長孔篩等。

1.3 試驗方法

1.3.1種子粒徑分級

隨機取蒙古黃芪種子若干粒，按照粒徑大小分為一級(?≥2.5 mm)、二級(2.3 mm≤?<2.5 mm)、三級(2.0 mm≤?<2.3 mm)、四級(?<2.0 mm)4個等級。

表1 蒙古黃芪種子樣品相關信息Table 1 Relative information of Astragalus membranaceus var. mongholicus seed samples

1.3.2種子凈度分析

依據GB/T 3543.3的規(guī)定扦取樣品，每份檢測樣品至少含有2 500個種子單位或不少于30 g。將待檢測樣品置于干凈的白紙上，用鑷子挑出凈種子(除去雜質和其他種子)，精量稱重(精確到0.000 1 g)。每份樣品重復3次，取平均值。

1.3.3含水量測定

參考GB/T 3543.6，采用低恒溫烘干法測定水分。依據GB/T 3543.2的規(guī)定，取蒙古黃芪凈種子4.5～5.0 g粉碎，烘箱預熱至133 ℃，精密稱重(精確到0.000 1 g)樣品后放置電熱恒溫干燥箱，使箱內溫度在10～15 min內回升到(133±2)℃時開始計時，烘6 h。取出后放入干燥器中冷卻30 min，取出精密稱重，每個樣品3次重復。

含水量(%)=[(烘干前樣品重量-烘干后樣品重量)/烘干前樣品重量]×100%。

1.3.4種子粒徑測定

隨機取蒙古黃芪凈種子若干，參考GB/T 3543.5的方法觀察各粒徑種子形態(tài)大小，并用游標卡尺測量各粒徑種子的大小。

1.3.5種子千粒重測定

將凈度分析之后的種子隨機數取4個重復，每個重復1 000粒種子，將4份種子分別用萬分之一天平稱重(g)，計算平均值，兩個重復的重量之差與平均值之比不超過5%，將4個重復的平均值換算為千粒重。

1.3.6種子發(fā)芽率測定

1) 發(fā)芽盒實驗：4個粒徑等級的蒙古黃芪凈種子各50粒，分別用98%硫酸處理6 h，自來水沖洗干凈，晾干。處理后的種子分別開展發(fā)芽盒紙床和發(fā)芽盒沙床實驗。實驗于25 ℃、12 h光照下培養(yǎng)，每天定時噴適量水保持發(fā)芽床濕潤，實驗第2天開始統(tǒng)計發(fā)芽率(胚根長度超過種子長度視為發(fā)芽)，第7天實驗結束后計算發(fā)芽率，每組實驗5個重復。

表2 不同產地蒙古黃芪種子質量比較Table 2 Comparison of Astragalus membranaceus var. mongholicus seed quality from different origins

發(fā)芽率(%)=(正常發(fā)芽種子數/放置種子數)×100%。

2) 大田試驗：試驗采用隨機區(qū)組設計，樣方之間間距為50 cm，每個樣方大小為1 m×1 m，每個樣方100穴，株行距均為10 cm，每穴播種2粒，播后覆沙約2 cm，每組5個重復。種子長出兩片葉時，視為出苗，統(tǒng)計出苗率。

出苗率(%)=(成苗數/播種種子數)×100%。

1.4 數據處理

蒙古黃芪種子各項指標采用Excel 2010軟件進行數據統(tǒng)計，并通過SPSS 19.0軟件中的Duncan法進行方差分析。

2 結果分析

2.1 不同產地蒙古黃芪種子質量檢驗

2.1.1不同產地蒙古黃芪種子形態(tài)特征

由表2可知，各產地蒙古黃芪種子長2.93～3.70 mm，平均3.62 mm，種子寬2.20～2.86 mm，平均2.76 mm，種子厚1.02～1.47 mm，平均1.32 mm。山西省渾源縣-5和陜西省子洲縣產地蒙古黃芪種子長度最小，山西省應縣和陜西省子洲縣產地蒙古黃芪種子寬度最小，山西省渾源縣-5、內蒙古固陽縣和山西省應縣-1產地蒙古黃芪種子厚度最?。痪C合可知，山西和甘肅產地蒙古黃芪種子較飽滿，種子粒徑較大，陜西蒙古黃芪種子較小，蟲籽和雜質較多。

2.1.2不同產地蒙古黃芪種子千粒重

由表2可知，山西省渾源縣、山西省應縣、甘肅省民樂縣和甘肅省岷縣等7個產地蒙古黃芪種子千粒重為6.709 5～7.364 0 g，陜西省子州縣產地蒙古黃芪種子千粒重低于6.000 0g，其他產地蒙古黃芪種子千粒重在6.659 8～7.028 0g之間。

2.1.3不同產地蒙古黃芪種子發(fā)芽率實驗

由表2可知，山西省五寨縣和山西省渾源縣黃芪種子發(fā)芽率均在90.00%以上，甘肅和內蒙黃芪種子發(fā)芽率在78.91%～89.17%之間，陜西蒙古黃芪種子發(fā)芽率低于75.0%。因此，山西蒙古黃芪種子發(fā)芽率最高。

2.2 山西不同粒徑蒙古黃芪種子實驗

2.2.1山西不同粒徑蒙古黃芪種子凈度測定

由表3得出，山西3個產地蒙古黃芪種子，粒徑在2.3 mm≤?<2.5 mm之間的種子凈度均高于其他粒徑種子，凈度均高于90.00%；其中，五寨縣蒙古黃芪種子在2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑和2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑的種子凈度高于90.00%，應縣的蒙古黃芪種子的粒徑在2.3 mm≤?<2.5 mm之間的種子凈度高于90.00%，渾源縣蒙古黃芪種子的粒徑大于2.0 mm的種子凈度高于90.00%。因此，山西蒙古黃芪種子凈度在2.3 mm≤?<2.5 mm之間最好。

2.2.2山西不同粒徑蒙古黃芪種子千粒重測定

由表4可以看出，山西3個產地蒙古黃芪種子的粒徑在大于等于2.5 mm 的千粒重最大，應縣和渾源縣蒙古黃芪種子的千粒重均高于8.400 0 g，五寨縣蒙古黃芪種子的千粒重低于8.000 0 g；其次為2.3 mm≤?<2.5 mm和2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑，小于2.0 mm的種子千粒重最小，均低于2.500 0 g。

表3 山西不同粒徑蒙古黃芪種子凈度分析Table 3 Purity analysis of Astragalus membranaceus var. mongholicus seed with different seed particle sizes in Shanxi Province

表4 山西不同粒徑蒙古黃芪種子千粒重Table 4 1 000-grain weight of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds with different seed particle sizes in Shanxi Province

2.2.3山西不同粒徑蒙古黃芪種子含水量測定

由表5可知，五寨縣蒙古黃芪種子粒徑在2.3 mm≤?<2.5 mm之間的含水量為9.73%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑含水量相比增加0.93%，與?≥2.5 mm粒徑的含水量相比增加1.03%；應縣蒙古黃芪種子粒徑在2.3 mm≤?<2.5 mm之間的含水量為8.65%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑含水量相比增加0.10%，與?≥2.5 mm粒徑的含水量相比增加0.71%；渾源縣蒙古黃芪種子粒徑在2.3 mm≤?<2.5 mm之間的含水量為8.43%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑含水量相比增加0.13%，與?≥2.5 mm粒徑的含水量相比增加0.39%；山西3個產地蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑的含水量均高于其他粒徑。

表5 山西不同粒徑等級蒙古黃芪種子含水量Table 5 Water content of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds with different particle sizes in Shanxi Province

2.2.4山西不同粒徑蒙古黃芪種子發(fā)芽試驗

1) 由表6可知，五寨縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為95.3%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高2.7%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高1.7%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高66.7%；應縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為94.4%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高9.7%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高4.3%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高65.7%；渾源縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為96.8%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高3.3%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高1.6%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高75.5%。因此，山西不同產地不同等級蒙古黃芪發(fā)芽盒實驗得出，2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子最好。

2) 由表7可知，五寨縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為87.3%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高6.6%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高7.0%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高56.8%；應縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為82.4%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高5.6%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高1.6%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高53.8%；渾源縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為91.6%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高2.4%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高4.8%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高72.7%。因此，山西不同產地不同等級蒙古黃芪沙盒實驗得出，2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子最優(yōu)，其次為?≥2.5 mm粒徑和2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑蒙古黃芪種子。

表6 山西不同產地不同粒徑蒙古黃芪種子發(fā)芽盒實驗Table 6 Germination box experiment of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds in different origins and seed particle sizes in Shanxi Province

表7 山西不同產地不同粒徑蒙古黃芪種子沙盒實驗Table 7 Sand box experiment of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds in different origins and different seed particle sizes in Shanxi Province

3) 由表8可知，五寨縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為56.3%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高9.6%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高6.8%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高36.2%；應縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為46.0%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高3.0%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高0.5%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高29.8%；渾源縣蒙古黃芪種子2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑發(fā)芽率為61.5%，與?≥2.5 mm粒徑的相比提高12.8%，與2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑的相比提高21.7%，與?<2.0 mm粒徑的相比提高42.4%。因此，山西不同產地不同等級蒙古黃芪種子大田試驗得出，2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子最優(yōu)，其次為?≥2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子。

表8 山西不同產地不同粒徑蒙古黃芪種子大田試驗Table 8 Field test of Astragalus membranaceus var. mongholicus seeds in different origins and seed particle sizes in Shanxi Province

3 結論與討論

通過對不同產區(qū)蒙古黃芪種子的形態(tài)特征、千粒重和發(fā)芽率的測定可得，各產地種子千粒重差別較大，其中陜西省子洲縣蒙古黃芪種子明顯小于其他產區(qū)的種子。由于種子千粒重是檢驗種子活力的標準之一，種子活力由飽滿程度決定，種子飽滿程度決定了種子內部儲藏的物質多少[11]，陜西省子洲縣產地的蒙古黃芪種子千粒重低，主要因為不成熟種子、癟種子和蟲蛀種子占比較大，導致種子內部儲藏物質較少。根據種子發(fā)芽率指標，山西省五寨縣和山西省渾源縣黃芪種子發(fā)芽率均在90.12%～97.21%之間，甘肅和內蒙古黃芪種子發(fā)芽率在78.91%～89.17%之間，陜西蒙古黃芪種子發(fā)芽率低于75.00%。因此，山西省蒙古黃芪種子最優(yōu)。

參考種子粒徑等級，各產地蒙古黃芪種子均可進行粒徑等級劃分；由于山西省蒙古黃芪種子粒徑最大，發(fā)芽率最高，本研究以山西省蒙古黃芪種子為基礎，開展種子凈度、千粒重、含水量和發(fā)芽指標測定。

由于蒙古黃芪種子的含水量與種子灌漿特性有關聯(lián)[6]，?≥2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子含水量均低于其他兩個等級，主要原因在于種子過于成熟，蟲蛀，空殼種子較多，蒙古黃芪籽粒脫水速率隨灌漿進程加快，含水量持續(xù)下降，?≥2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子為含水量下降最快的時期，即灌漿高峰結束期[6]。2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子含水量最高，主要原因在于種子飽滿，成熟度適當，自由水和結合水比例均衡，

2.0 mm≤?<2.3 mm粒徑蒙古黃芪種子含水量僅次于2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑種子。

通過發(fā)芽盒、沙盒和大田試驗數據分析得出，2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑蒙古黃芪種子最優(yōu)，其中，含水量在8.43%～9.73%之間，發(fā)芽盒發(fā)芽率在94.4%～96.8%之間，發(fā)霉率在0.4%～8.6%之間；沙盒發(fā)芽率在82.4%～91.6%之間，發(fā)霉率在0～1.0%之間；大田出苗率在46.0%～61.5%之間。

為了減少蒙古黃芪種植的用種量，降低種子采購成本，保證播種后出苗整齊，種苗健壯，實現(xiàn)工業(yè)化精量播種，山西蒙古黃芪種子可以通過風選和比重除雜、色選、分級等加工流程篩選出2.3 mm≤?<2.5 mm粒徑的種子。