曾 燁,馬 慶,唐偉文,張洪勝,孫楷填,韓正洲,黃煜權(quán)
(1.華潤(rùn)三九醫(yī)藥股份有限公司,廣東 深圳 518110;2.廣東銀田農(nóng)業(yè)科技有限公司,廣東 云浮 527300)
崗梅(Ilex asprellavar.asprella)作為三九感冒靈及廣東涼茶的主要原藥材,每年的用量較大。由于資源的不斷砍伐,導(dǎo)致野生資源儲(chǔ)備量銳減,為了保證資源的供應(yīng)量,需要靠人工大量種植,才能保證市場(chǎng)供應(yīng)。崗梅為冬青科植物梅葉冬青[Ilex asprella(Hook. et Am.)Champ. ex Benth]的根,自然界中的冬青屬植物種子大多存在休眠的現(xiàn)象,并且萌發(fā)時(shí)間較長(zhǎng),萌發(fā)率低[1]。崗梅種子的休眠時(shí)間長(zhǎng)和萌發(fā)率低,主要是種子休眠后熟現(xiàn)象引起的,而種子休眠與種子的大小、顏色、種皮厚度、胚發(fā)育程度等有關(guān)[2,3]。
尚旭嵐[4]、Thompsonpa[5]對(duì)青錢柳(Cyclocarya paliurus)種子的休眠研究表明,種皮的機(jī)械障礙和嚴(yán)重透氣性障礙是造成種子休眠的主要原因,對(duì)種子進(jìn)行酸蝕處理+室外變溫層積,可以有效加速種子休眠的解除。冬青科崗梅種子休眠較深,單一處理無法打破種子休眠。在已有研究的基礎(chǔ)上,采取不同的溫度處理方式,試圖找出解除或減少種子休眠時(shí)間的方法,使種子提前發(fā)芽和提高發(fā)芽率,為后續(xù)的育苗移栽提供有效時(shí)間成本。
于2020年6月,在廣西壯族自治區(qū)富川縣崗梅生態(tài)種植基地采收成熟的紫色崗梅果實(shí),將果實(shí)搓洗,去除果肉,種子清洗,陰涼處晾干;將晾干的種子放在清水中攪拌,將下層種子撈出,放在陰涼處風(fēng)干。將種子全部混合保證種子的均一性,所得種子即為試驗(yàn)供試崗梅純種子。
體視顯微鏡(德國Leica);萬分之一天平(賽多利斯,BSA2201);智能人工光照培養(yǎng)箱(浙江托普云農(nóng)科技有限公司,GTOP-500Y);鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司,DHG-9075A)。
1.3.1 變溫處理 分別稱取崗梅純種子10 g,重復(fù)3次,各5 份。分別裝入500 mL 的燒杯中,用清水浸泡4 h,將清水濾出后待用。取15 個(gè)托盤分別編號(hào),將濾出水的種子分別均勻撒播在高溫滅菌的專用育苗基質(zhì)土上,用噴壺灑水使得苗床處于濕潤(rùn)狀態(tài)。
5 臺(tái)智能光照培養(yǎng)箱的溫度分別設(shè)置2 個(gè)階段,重復(fù)循環(huán)。光照只設(shè)置一個(gè)溫度條件下為1000 lx的光照度,重復(fù)循環(huán)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如表1 所示。將15 個(gè)托盤分別放入培養(yǎng)箱中。每隔3 d 淋水一次,使苗床一直保持濕潤(rùn)狀態(tài)。
表1 同變溫處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
1.3.2 恒溫處理 分別稱取10 g 崗梅種子,種子處理方法同“1.1”操作,然后放在有基質(zhì)土的15 個(gè)托盤中。并將托盤分別放在不同恒溫智能光照培養(yǎng)箱中,5 臺(tái)智能光照培養(yǎng)箱的溫度、光照度、時(shí)間設(shè)置如下。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如表2 所示。
表2 同恒溫處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
1.3.3 先冷藏保存,再變溫處理 將適量的崗梅純種子放置在5 ℃的恒溫冷藏冰箱中保存,在冷藏30、60、90、120、150 d 后取出,分別稱取10 g 崗梅種子,按照“1.3.1”的方法進(jìn)行種子前處理。再按照表1 中的A3 方案設(shè)置溫度、光照度和時(shí)間,其試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如表3 所示。
表3 不同冷藏保存時(shí)間后同一變溫處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
以崗梅種子的胚根突破種皮統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽數(shù)、發(fā)芽率,具體計(jì)算公式如下。
不同試驗(yàn)方案處理的崗梅種子,在播種后分別記錄30、60、90、120、150 d 的種子發(fā)芽數(shù)。將調(diào)查的數(shù)據(jù)采用SPSS(version 22.0)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì),方差分析采用Duncan 法。
由圖1 可以看出,崗梅種子在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間后,種殼開始軟化,種胚后熟階段吸水膨脹開始露白,形成完成的胚芽、胚軸、胚根。由圖2可以看出,新長(zhǎng)出來的根將種子頂出基質(zhì)土后,胚芽破殼而出形成新葉,即形成了崗梅種子從后熟、露白、生根到發(fā)芽的完整時(shí)期。通過本試驗(yàn)方案的變溫處理,崗梅種子最快60 d 發(fā)芽。
圖2 不同時(shí)期崗梅種子發(fā)芽情況
由圖3 可以看出,崗梅種子在A3 處理即10~20 ℃的連續(xù)變溫條件處理下,崗梅種子的發(fā)芽呈曲線上升的過程,最后呈平穩(wěn)狀態(tài)。在播種后60 d開始有少量發(fā)芽,60~120 d 開始大量發(fā)芽,屬于發(fā)芽高峰期。120~150 d 其發(fā)芽數(shù)量處于緩慢上升階段,到了150 d 以后,很少有發(fā)芽現(xiàn)象,說明播種的種子發(fā)芽率已經(jīng)達(dá)到最大,其發(fā)芽率為19.47%。
圖3 A3 處理對(duì)崗梅種子發(fā)芽的影響
由圖4 可以看出,崗梅種子經(jīng)過不同變溫處理,在播種120~150 d 均有發(fā)芽的現(xiàn)象,但是不同變溫處理之間其發(fā)芽數(shù)量有明顯差異。其中A3 處理在發(fā)芽時(shí)間和發(fā)芽數(shù)量上,均優(yōu)于其他變溫處理。相對(duì)低溫條件下變溫處理和高溫條件下的變溫處理,崗梅種子發(fā)芽數(shù)量均極少,說明低溫和高溫抑制了崗梅種子的后熟過程,使崗梅種子在相同時(shí)間內(nèi)較少發(fā)芽。
圖4 不同變溫處理對(duì)崗梅種子發(fā)芽的影響
由圖5 可以看出,在不同恒溫處理之間,崗梅種子的發(fā)芽率有明顯差異,B2(10 ℃)和B3(20 ℃)處理高于其他3 個(gè)處理。其中恒溫10 ℃條件下播種,崗梅種子在培養(yǎng)150 d 后,其發(fā)芽率為4.72%,遠(yuǎn)低于變溫處理最高發(fā)芽率19.47%。崗梅種子在B 處理即恒溫條件下,種子發(fā)芽率低于變溫條件下的A處理,說明崗梅種子在恒溫條件下不利于種子的后熟,推遲了崗梅種子的發(fā)芽時(shí)間。
圖5 不同恒溫處理對(duì)崗梅種子發(fā)芽的影響
由圖6 可以看出,在不同冷藏時(shí)間后播種,隨著播種時(shí)間的增加,崗梅種子的發(fā)芽率也在不斷增加,在播種后150 d 其發(fā)芽率達(dá)到最大;崗梅種子在播種后變溫處理下,其發(fā)芽率隨著前期冷藏保存時(shí)間的增加而不斷增加,當(dāng)冷藏120 d 后播種,其發(fā)芽率達(dá)到最大;繼續(xù)冷藏到150 d 后再播種,其發(fā)芽率在同一條件下開始逐漸下降。說明崗梅種子在冷藏過程中,隨著冷藏時(shí)間的增加,其后熟過程逐漸完成,其發(fā)芽率也越高。當(dāng)冷藏時(shí)間在120 d 后播種,其發(fā)芽時(shí)間最快,且在播種后150 d發(fā)芽率最高,為11.15%。
圖6 不同處理對(duì)同一變溫處理崗梅種子發(fā)芽的影響
本研究結(jié)果表明,溫度對(duì)崗梅種子的發(fā)芽時(shí)間和發(fā)芽率影響較大。當(dāng)溫度在10~20 ℃連續(xù)變溫,且適宜的光照和濕度條件下,種子在播種后60 d 開始陸續(xù)發(fā)芽,在播種后150 d 發(fā)芽率達(dá)到最大。
通過前期研究,發(fā)現(xiàn)自然條件下崗梅種子的休眠時(shí)間長(zhǎng)達(dá)180~240 d,而萌發(fā)時(shí)間也需要30~60 d,自然條件下發(fā)芽率低于5%,人工層積后的發(fā)芽率也不超過15%。對(duì)采收崗梅種子胚進(jìn)行結(jié)構(gòu)觀察,發(fā)現(xiàn)97.5%種子胚的發(fā)育狀態(tài)處于心形胚階段,魚雷形胚僅占2.5%,表明崗梅種子的胚發(fā)育不完全,導(dǎo)致崗梅種子的發(fā)芽率低[6-8]。
用變溫(溫度交替和溫度變換)處理種子可解除休眠,因?yàn)樽儨赜欣诟淖兎N皮的伸縮性而引起種皮破裂,并刺激種子代謝。增加相對(duì)溫差可增加種皮和胚的褶縮程度,提早打破種皮的限制[9-11]。增加交替溫度的次數(shù),也有利于打破種子的休眠;種子對(duì)變溫敏感的時(shí)間因變溫前的溫度而不同,如酸模對(duì)2 h 變溫到35 ℃的敏感高峰,在20 ℃幾天就可到達(dá),在1.5 ℃則需要幾個(gè)星期[12,13]。
提早采收的種子其休眠作用尚未全部完成,休眠性較低,提早采收亦能干擾種子內(nèi)抑制物質(zhì)的生化合成,使其濃度降低,縮短發(fā)芽時(shí)間;然而,提早采收的種子發(fā)芽率可能偏低。
崗梅種子需在一定溫度條件下進(jìn)行層積處理,完成其生理后熟和形態(tài)后熟才能萌發(fā)。崗梅種子的發(fā)芽率測(cè)定需先進(jìn)行前期處理,具體方法為,當(dāng)年8月,將崗梅種子沖洗后與經(jīng)高溫滅菌處理的濕沙按照1∶3 的比例混合均勻,置于25~30 ℃的室溫下,及時(shí)翻動(dòng)檢查,保持沙子的濕度。本試驗(yàn)對(duì)崗梅種子萌發(fā)研究起到一定作用,但還有需要深入研究的地方,如植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理種子等研究還沒有進(jìn)一步開展,此試驗(yàn)未來需要做重點(diǎn)研究。