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Effects of different processing methods on Codonopsis pilosula seed germination and seedling growth

不同处理方法对党参种子萌发和幼苗发育的影响



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 7 期 2015 年 4 月

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不同处理方法对党参种子萌发和幼苗发育的影响
吴发明 1,王化东 2,李 硕 3,杨扶德 3*
1. 成都中医药大学 中药材标准化教育部重点实验室,四川 成都 611137
2. 四川中医药高等专科学校,四川 绵阳 621000
3. 甘肃中医学院,甘肃 兰州 730050
摘 要:目的 研究不同处理对党参 Codonopsis pilosula 种子萌发和幼苗发育的影响,探讨最佳的处理方法。方法 对党参
种子进行不同方式的前处理,采用恒温进行培养,观察记录党参种子萌发及幼苗发育情况(30 d),并统计分析。结果 温
度和土壤湿度对党参种子和幼苗发育有显著影响,党参种子萌发和幼苗发育最佳温度在 20~30 ℃,最佳湿度在 45%~75%;
草木灰处理和适宜质量浓度的化学药剂、生长调节剂处理都能有效地促进党参种子萌发和幼苗发育,但生长调节剂会改变党
参幼苗的形态特征,草木灰拌种处理党参种子萌发快,幼苗发育快,植株性状正常且病害少。结论 采用草木灰拌种处理有
利于党参种子萌发和幼苗生长发育,有效提高种苗产量和质量,可广泛应用于党参大田育苗生产。
关键词:党参;草木灰;育苗;生长调节剂;化学药剂
中图分类号:R282.21 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2015)07 - 1047 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.07.020
Effects of different processing methods on Codonopsis pilosula seed germination
and seedling growth
WU Fa-ming1, WANG Hua-dong2, LI Shuo3, YANG Fu-de3
1. Key Laboratoey of Standardization of Chinese Crude Drug, Ministry of Education, Chengdu University of Traditional Chinese
Medicine, Chendu 611137, China
2. Sichuan College of Traditional Chinese Medicine, Mianyang 621000, China
3. Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730050, China
Abstract: Objective To explore the effect of different treatment on Codonopsis pilosula seed germination and seedling growth, and then
find out the best treatment method. Methods C. pilosula was pretreated by different methods, culture was carried out by thermostatic
cultivation, and C. pilosula seed germination and seedling growth (30 d) were observed, then the data were analyzed with statistic. Results
Temperature and soil moisture had the significant impact on C. pilosula seed germination and seedling growth, the optimum temperature was
20—30 , optimum humidity ℃ was 45%—75%. C. pilosula seed germination and seedling growth could be effectively promoted by potash
treatment, chemicals at suitable concentration, and growth regulators. However, the growth regulators could change the seedling
morphological characteristics, C. pilosula seed germination and seedling growth fast with potash treatment, plant was normal and has less
disease. Conclusion Potash treatment is beneficial to seed germination and seedling growth, so as to effectively improve the seedlings yield
and quality. Potash treatment could be widely used in C. pilosula field seedling production.
Key words: Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.; potash; seedling; growth regulation; chemicals

党参 Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf. 为桔
梗科多年生藤本植物,其干燥根是党参药材来源之
一,具有健脾益肺、养血生津的功效,主要用于脾
肺气虚、食少倦怠、咳嗽虚喘、气血不足等症[1];
主产于山西、甘肃、陕西等省,目前以甘肃产量最
大[2],作为甘肃省主产的中药材之一。近年来,由
于党参价格上涨,经济效益好,其越来越受到药农
的重视,栽培面积大幅增加,目前甘肃常年种植面

收稿日期:2014-10-09
基金项目:国家自然科学基金资助(81360622);甘肃省自然科学基金资助(1107RJZA210);甘肃省省属普通本科高校基本科研业务费专项资
金(甘财教 [2014] 63 号-5)
作者简介:吴发明(1983—),男,甘肃靖远人,博士,研究方向为中药品种与质量及资源研究。
Tel: 18215697609 E-mail: 283131241@qq.com
*通信作者 杨扶德 Tel: (0931)8722303 E-mail: gszyyfd@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 7 期 2015 年 4 月

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积约为 2.7 万公顷,约占全国的 40%[3]。党参种子
细小,种子千粒质量只有 0.25 g,受西北地区外界
多种环境因素影响[4],大田直播出苗率极低[5]。实
际生产中多采用育苗移栽的方法进行大田生产,所
以在党参育苗过程中,提高党参种子的发芽率和种
苗质量是关键技术点。目前在中药材育苗研究中采
用药剂处理种子以提高发芽率和促进幼苗发育的方
法占据主导地位[6],此外也有采用一些天然物质进
行浸种处理的方式[7]。对草木灰处理中药材种子的
研究鲜有报道,而草木灰处理种子种苗的方式在传
统农业生产中有着悠久的应用历史,目前在农村依
然有用草木灰处理马铃薯、白菜、胡萝卜等作物种
茎、种子的传统。
本研究通过不同方式草木灰处理党参种子,并
与目前中药材种子处理常用的药剂处理方式:高锰
酸钾处理、硝酸钾处理、赤霉素(GA3)和萘乙酸
(NAA)处理进行对比,考察草木灰处理对党参种
子萌发与幼苗生长发育的影响。
1 材料
党参种子于 2012 年 11 月 5 日采自甘肃省靖远
县西北道地药材种植经济合作社党参基地,经甘肃
中医学院杨扶德教授鉴定为桔梗科植物党参
Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf. 的干燥种子,
从蒴果裂口倒出种子,晾晒干燥后剔除杂质及秕籽
等,置于阴凉处保存。
草木灰为甘肃省靖远县农户家火炕炕洞和四川
省成都市郊区农户家火灶中取得;其他实验试剂和
仪器均来自成都中医药大学药学院中药材标准化实
验室。
2 方法
2.1 草木灰拌种处理
党参种子 10 g,用清水浸泡 6 h(因党参种子浸
泡 6 h 就基本能够达到吸水饱和),滤水,按照种子-
草木灰为 1∶10(容积比)混合,加适量水拌匀,
干湿以轻握成团,抖之即散为度,装入密封袋中置
于阴凉处(20 ℃)放置 24 h。挑选饱满的党参种子
播种在培养杯(一次性饮料杯)中,培养基质为消
毒砂壤土,每杯 30 粒,播种时连同混拌在其中的草
木灰一起均匀撒入杯中,3 个重复,在种子培养箱
中恒温全光照培养。
2.2 温度考察
培养温度设置 5、10、15、20、25、30 ℃ 6
个不同水平进行考察[8],其他条件同“2.1”项。
2.3 湿度考察
土壤按照含水量设置 10%~15%、25%~30%、
40%~45%、55%~60%、70%~75%、85%~90% 6
个不同水平进行考察,其他条件同“2.1”项,每日
上午 8︰00~10︰00 浇水。每日浇水量按公式计算。
土壤含水量=(M-m)/m
Mw=Mc+Ms(1+n)-Mn
式中 M 表示湿土质量,m 表示烘干土质量;Mw表示每日浇水
量,Mc 表示栽培容器质量,Ms 表示培养基质干质量,n 表
示设定土壤含水量水平,Mn 表示第 n 日称量栽培过程中培
养杯总质量
2.4 草木灰浸出液浸种处理
党参种子 10 g,用饱和草木灰浸出液浸泡 6 h,
滤干浸液后播种,播种方法同“2.1”项,培养温度
25 ℃,定期浇水保持土壤湿润,在种子培养箱中恒
温全光照培养。
2.5 对照处理
根据党参种子育苗其他相关试验结果,并参
考谭玲玲[6]、杨利民[9]等采用药剂处理药材种子的
方法。选择 4 种药剂处理方法:高锰酸钾水溶液
(2 mg/mL)浸泡、硝酸钾水溶液(5 mg/mL)浸
泡、NAA 水溶液(1 mg/L)浸泡、GA3 水溶液(10
mg/L)浸泡[4,10-11]等作为药剂处理对照,其他条
件同“2.4”项。
2.6 空白对照处理
以完全不浸泡干种子播种为对照 1(CK1);以
清水浸泡,浸种时间 6 h 为对照 2(CK2),其他条
件同“2.4”项。
3 结果与分析
3.1 温度对党参种子萌发和幼苗发育的影响
不同水平温度对党参种子萌发速率的影响十分
显著(P<0.05),在 5~30 ℃ 6 个不同梯度水平温
度条件下,党参种子的发育速率随温度的升高而加
快,25 ℃和 30 ℃ 2 个梯度水平条件下,党参种子
的萌发速率最快;发芽开始在 4 d 左右,在 7~8 d
发芽结束,发芽势和发芽指数的变化趋势基本相同,
大体上随温度的升高而升高,发芽指数在 25 ℃时
达到最高值,为 18.12,发芽势在 30 ℃时达到最高
值,为 57.33,30 ℃温度水平与 25 ℃温度水平差
异不显著。在 5 ℃条件下党参种子不萌发;温度对
党参种子发芽率的影响表现为 5 ℃水平下无发芽
率,10 ℃为 78.66%,其他 4 个梯度水平发芽率均
在 85%以上,差异不显著(表 1)。
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 7 期 2015 年 4 月

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表 1 温度对党参种子萌发的影响
Table 1 Influence of temperature on C. pilosula seed germination
温度/℃ 发芽开始/d 发芽结束/d 发芽势 发芽率/% 发芽指数
5 - - - - -
10 14.34 aA 16.86 aA 34.56 dD 78.66 bB 6.41 dD
15 9.44 bB 13.34 bB 44.32 cC 89.44 aA 8.96 cC
20 7.78 cC 11.22 cC 50.37 bB 87.67 abA 10.52 bB
25 4.22 dD 7.35 dD 56.78 aA 90.22 aA 18.12 aA
30 4.12 dD 7.55 dD 57.33 aA 89.12 aA 17.15 abA
同列数据后标注不同大、小写字母表示在 1%和 5%水平上差异显著,“−”表示无统计意义,下同
Different upper- and lower-case letters in data represent significant difference at 1% and 5% levels, “−” represents no statistical meaning, same as below
温度对党参幼苗发育(30 d)影响表现为,在 5~
30 ℃ 6 个水平温度条件下党参幼苗在株高、叶片
数、叶长、叶宽、叶柄长、根长、支根数量和第一
支根位置都随温度的升高而呈增大趋势,5 ℃水平
条件下党参种子不萌发,各指标无统计意义,10 ℃
和 15 ℃ 2 个水平条件下仅一对子叶,无真叶,其
叶长、叶宽和叶柄长无统计意义,以 25、30 ℃党
参幼苗发育最快,其株高、叶片数和根长 3 项指标
和其他水平差异显著(P<0.05),但在实验过程中
发现,温度升高,水分蒸发速率加快,30 ℃水平梯
度下需水量较其他水平明显增大,且易造成党参幼
苗叶片枯死,甚至导致全株死亡(表 2)。
表 2 温度对党参幼苗发育的影响
Table 2 Influence of temperature on C. pilosula seedlings growth
温度/℃ 株高/mm 叶片数 叶长/mm 叶宽/mm 叶柄长/mm 根长/mm 支根数量 第一支根位置/mm
5 - - - - - - - -
10 2.03 dC 2 - - - 12.15 dD 3.35 bB 2.36 bA
15 4.30 cB 2/4 - - - 17.78 cC 3.33 bB 2.33 bA
20 5.34 bAB 6 3.10 bB 2.17 aA 0.42 bA 21.87 bB 2.97 bB 3.53 abA
25 5.47 abA 8 3.50 bAB 2.13 aA 0.47 abA 23.28 bB 3.55 bAB 3.59 aA
30 6.10 aA 8 4.13 aA 2.50 aA 0.50 aA 31.29 aA 5.47 aA 3.13 abA

3.2 水分对党参种子萌发和幼苗发育的影响
不同水平水分量对党参种子萌发的影响差异显
著(P<0.05),在实验设置水平范围内,发芽速率
和水分量成正比,水分量越高,发芽速率越快,
70%~75%和 85%~90%梯度水平发芽速率最快,4
d 之内开始发芽,8 d 之内发芽结束,对发芽指数和
发芽势的影响和发芽速率趋势相同,对发芽率的影
响表现为 10%~15%和 25%~30% 2 个梯度水平较
低,分别为 58.55%和 76.66%,从 40%~45%到
85%~90% 4 个梯度水平发芽率的差异不显著,均
在 89.50%以上(表 3)。
表 4 结果显示水分量越高党参幼苗生长速率越
快,水分量小于 15%,党参幼苗发育迟缓,30 d 仅
有子叶,而无真叶,25%~30%水平下,党参幼苗发
表 3 水分对党参种子萌发的影响
Table 3 Influence of moisture content on C. pilosula seed germination
水分/% 发芽开始/d 发芽结束/d 发芽势 发芽率/% 发芽指数
10~15 13.67 aA 20.33 aA 25.67 dD 58.55 cC 5.44 eE
25~30 11.54 bB 17.55 bB 36.78 dC 76.66 bB 6.87 dD
40~45 7.55 cC 11.48 cC 48.53 cB 89.54 abA 13.65 cC
55~60 4.56 dD 7.55 dD 54.55 abA 91.22 aA 19.56 bB
70~75 3.67 eD 7.45 dD 58.49 aA 90.35 abA 21.67 abA
85~90 3.56 eD 7.68 dD 57.78 aA 89.89 abA 22.06 aA
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 7 期 2015 年 4 月

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表 4 党参幼苗发育情况
Table 4 Situation of 30 d C. pilosula seedlings growth
水分/% 株高/mm 叶片数 叶长/mm 叶宽/mm 叶柄长/mm 根长/mm 支根数量 第一支根位置/mm
10~15 1.97 dC 2 - - - 10.48 eD 3.33 bB 2.27 bA
25~30 4.53 cB 2/4 - - - 19.11 dC 4.12 bB 2.80 bA
40~45 5.54 bA 4/6 3.27 bB 2.03 bA 0.42 bA 22.20 cBC 2.97 bAB 3.53 abA
55~60 5.47 bA 6 3.50 bAB 2.13 abA 0.47 abA 23.28 bcB 3.55 bAB 3.59 aA
70~75 5.52 bA 8 3.60 bAB 2.13 abA 0.47 abA 25.95 bB 3.58 bAB 3.62 aA
85~90 6.15 aA 8 4.17 aA 2.53 aA 0.50 aA 30.95 aA 5.60 aA 3.18 aA

育速率明显高于 10%~15%水平,当水分量达到或
高于 40%~45%水平时,党参幼苗的株高、叶片数、
叶片大小、根长等各项指标显著高于 10%~15%和
25%~30% 2 个水平(P<0.05、0.01),55%~60%
和 70%~75% 2 个梯度水平党参幼苗各项指标差异
不显著,而 85%~90%水平条件下,党参幼苗各项
指标显著高于其他水平条件。此外,在实验过程发
现 85%~90%水平条件下有党参幼苗感病,而其他
水平条件下未发现。
3.3 不同处理方式对党参种子萌发和幼苗发育的影响
表 5 结果显示,草木灰拌种处理较其他对照
处理和空白对照在发芽开始期、发芽结束期、发芽
率、发芽势和发芽指数方面都有显著差异(P<
0.05);草木灰浸出液处理和各种药剂处理党参种
子对其发芽开始期、发芽结束期、发芽率、发芽
势和发芽指数方面的影响与 CK2组比较并没有显
著的差异,仅与 CK 相比差异较显著(P<0.05),
而在后期的生长过程中草木灰拌种处理组的生长
速率最快,其次为高锰酸钾组、硝酸钾组和草木
灰浸出液组,GA3 和 NAA 组在后期的生长过程中
较 CK2 处理组没有显著差异,但这两组处理中党
参幼苗的支根数量较其他组多(表 6)。
表 5 不同处理方式对党参种子萌发的影响
Table 5 Influence of different processing methods on C. pilosula seed germination
处理 发芽开始/d 发芽结束/d 发芽势 发芽率/% 发芽指数
CK1 8.67 aA 14.57 aA 49.83 dB 86.32 abcAB 8.62 dC
CK2 5.33 bcBC 9.36 bB 56.13 bcAB 90.67 aA 13.62 cB
草木灰拌种 3.66 dC 7.00 cB 62.50 aA 90.76 aA 18.76 aA
草木灰浸出液 5.67 bB 9.00 bB 61.37 abA 89.00 abAB 13.64 cB
高锰酸钾 4.33 cdBC 7.00 cB 56.80 bcAB 84.33 abcAB 17.85 abA
硝酸钾 4.67 bcdBC 7.67 bcB 55.30 cAB 80.00 cB 16.26 bA
GA3 4.67 bcdBC 8.67 bcB 59.77 abcA 83.33 bcAB 15.00 bcAB
NAA 5.00 bcBC 8.33 bcB 59.74 abcA 85.35 abcAB 15.12 bcAB

草木灰与化学药品 4 个组处理党参幼苗性状
的比例和附属物(30 d)基本和 CK 组相同,均为
茎部淡紫红色,有较为浓密的毛,真叶叶片正面
和背面都生有密毛,叶片长宽比基本为 1.5∶1~
2∶1,GA3 和 NAA 处理导致党参幼苗性状发生较
大改变,党参幼苗茎部和第 1、2 对叶片都少有或
无毛,长宽比都仅 2∶1~2.5∶1,从第 3 对真叶
开始在叶片长宽比例和表明附属物等方面和 CK
组无明显差异。在株高、第一、二对叶片长宽及
叶柄长、支根数量几个方面以 GA3 和 NAA 处理
显著高于其他处理,表现出和正常党参幼苗植株
显著差异,而在根长方面草木灰拌种处理显著优
于其他处理,且支根数量显著少于 GA3 和 NAA
组(P<0.05、0.01)(表 6)。
4 讨论
通过试验结合大田育苗实际观察结果表明,通
过不同的方式处理能够有效提高党参种子萌发速率
和发芽率,同时也能加快幼苗的生长速度,这对干
旱地区党参育苗有着重要的作用,但不同处理方式
对党参种子萌发及幼苗发育影响的效应存在差异。
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 7 期 2015 年 4 月

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表 6 不同处理方式党参幼苗生长情况
Table 6 Situation of C. pilosula seedlings growth with different processing methods
处理
株高/
mm
叶片
数/mm
子叶叶
长/mm
子叶叶
宽/mm
真叶叶
长/mm
真叶叶
宽/mm
子叶叶柄
长/mm
真叶叶柄
长/mm
根长/mm
支根条
数/条
第一分支
位置/mm
CK1 4.33 fC 6 2.23 eE 1.33 cC 2.23 cC 1.90 cB 3.33 bB 0.33 bB 15.77 dB 2.46 dE 2.83 abcBC
CK2 5.50 efC 6/8 4.27 dD 2.23 bB 3.57 bB 2.00 Cab 4.73 aA 0.57 bB 15.47 dB 3.33 cD 3.57 abBC
草木灰拌种 5.47 efC 8 5.50 bBC 2.23 bB 3.50 bB 2.13 abcAB 4.63 aA 0.47 bB 23.28 aA 3.55 cCD 3.59 abBC
草木灰浸出液 5.67 eC 6/8 4.63 cdCD 2.29 bB 3.53 bB 2.07 bcAB 4.83 aA 0.53 bB 16.03 dB 3.60 cBCD 3.33 abBC
高锰酸钾 9.33 cB 6/8 4.37 cdCD 2.22 bB 3.57 bB 2.03 bcAB 4.63 aA 0.60 bB 17.21 cdB 4.32 bB 3.77 aA
硝酸钾 7.80 dB 6/8 5.13 bcCD 2.33 bB 3.57 bB 2.10 bcAB 4.53 aA 0.57 bB 17.43 cdB 4.26 bBC 3.52 abBC
GA3 14.00 bA 6/8 7.17 aA 4.09 aA 5.97 aA 2.60 abAB 4.67a A 3.87 aA 21.77 abA 6.02 aA 1.67 cB
NAA 15.63 aA 6/8 6.57 aAB 4.07 aA 5.77 aA 2.70 aA 4.77 aA 3.93 aA 19.15 bcAB 5.55 aA 2.21 bcBC

在以往有关党参种子的播种前处理研究中多集
中在赤霉素(GA3)上,有学者认为适宜浓度的 GA3
能够有效地促进种子萌发及幼苗发育[4,9],但实际上
在党参育苗过程中采用 GA3 处理并非最佳的选择,
而且研究者们忽略了一个重要问题,在中药材生产
过程中,药材的外观性状是评价药材质量的重要标
准之一[12],通过生物激素进行前处理所得幼苗的根
系分支较多,成苗以后支根和须根数量多,通过大
田栽培后生产出的党参药材支根数量增多,而主根
长变短,直径变小,大大的降低了党参药材的质量。
此外,还发现激素处理种子后会导致党参幼苗抗逆
性降低,因此,采用生物激素对党参种子进行前处
理多为产地所不取。
通过实验发现采用草木灰处理党参种子,能够
有效地提高党参育苗的成功率和种苗质量,是一种
安全、经济、有效的种子前处理方式。草木灰前处
理种子,在农业生产被广泛使用的处理方式[8],将
其应用到中药材育苗中,能提高中药材种苗的质量。
温度和水分是影响党参种子萌发和幼苗发育的
2 个主要因子,在大田育苗时要注重温、湿度的调
控,特别是春旱、倒春寒和暴雨积水时节要做好抗
旱、防寒、适时排灌水等工作。
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