陳虞超1, 郭生虎1, 關(guān)雅靜1, 朱永興1, 安 鈺, 劉 華, 李 明
(1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心, 銀川 750002;2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院荒漠化治理研究所, 銀川 750002)
金蓮花(TrolliuschinensisBunge.)為毛茛科(Ranunculaceae)金蓮花屬(TrolliusL.)多年生宿根草本植物,以干燥花入藥[1],可治療口瘡、喉腫、浮熱牙宣、耳疼、目痛、明目、解嵐瘴等癥[2-3],在呼吸道感染、咽炎、扁桃體炎、支氣管炎等方面具有較好的療效[4-5]。金蓮花屬臨床最常用的中藥材之一,原材料主要來源于野生資源。長期以來,掠奪式的采摘不僅導(dǎo)致金蓮花野生資源日漸稀少,而且對生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞[6]。目前,金蓮花野生資源的采摘已無法滿足急劇增長的市場需求,開展人工種植勢在必行,其中,種苗繁育尤為關(guān)鍵。金蓮花種苗主要依靠種子進行繁殖,其種子極小,且存在生理休眠現(xiàn)象,自然條件下萌發(fā)率不足10%[7-9]。傳統(tǒng)育苗主要采用大田直播法和溫室平床育苗法,但由于金蓮花種子小,萌發(fā)率低,采用大田直播法,存在播種不均、出苗緩慢、出苗率低、出苗不齊等問題[10];采用溫室平床育苗法,則存在種子用量大、易倒苗、移栽成活率低等問題。因此,亟待探索出一種新的育苗技術(shù)。
穴盤育苗技術(shù)在蔬菜、苗木的種苗繁育中應(yīng)用較廣泛[11-13],近年來在中藥材種苗繁育中也得到借鑒,已被成功應(yīng)用到杜仲[14]、甘草[15]、瑪咖[16]等中藥材上,且表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。鑒于此,本研究將穴盤技術(shù)借鑒到金蓮花的種苗繁育中,主要對種子萌發(fā)誘導(dǎo)技術(shù)、育苗基質(zhì)配比、播種時間進行篩選研究,旨在建立金蓮花高效的穴盤育苗技術(shù)體系,為其標準化、規(guī)模化種植提供技術(shù)支撐。
金蓮花種子采自河北圍場縣人工種植的金蓮花植株,GA3購自Sigma公司,玻璃纖維濾紙購自Whatman公司,泥炭土購自Pindstrup公司,蛭石購自河北博翔礦產(chǎn)公司,其他試劑為國產(chǎn)分析純。試驗地點位于寧夏農(nóng)林科學(xué)院園藝研究所日光溫室(38°53′79″N,106°08′38″E)。
1.2.1GA3濃度的篩選
金蓮花種子經(jīng)蒸餾水浸泡24 h后,用70%乙醇消毒30 s,無菌水沖洗3次,再用0.1% NaClO消毒15 min,無菌水沖洗5次。選取消毒后的種子100粒,置于1.5 mL的離心管中,分別加入1 mL濃度為5、10、20、40、80 mmol·L-1的GA3水溶液,浸泡處理48 h,然后將種子擺放在鋪有濕潤玻璃纖維濾紙的無菌培養(yǎng)皿(規(guī)格Φ 9 cm)中,在25 ℃、濕度80%、無光照條件下培養(yǎng),研究GA3濃度對金蓮花種子萌發(fā)的影響。
1.2.2GA3處理時間的篩選
選擇24,48,72,96 h共4個不同處理時間,分別開展金蓮花種子萌發(fā)誘導(dǎo)試驗,研究處理時間對金蓮花種子萌發(fā)的影響。
1.2.3育苗基質(zhì)的篩選
在日光溫室,于4月上旬,將泥炭土和蛭石分別按體積比1∶0、2∶1、1∶1混合,配制成不同的育苗基質(zhì),然后將基質(zhì)分別裝入穴盤(PE材質(zhì),50孔)中,壓實。在基質(zhì)中間打直徑1 cm、深度1 cm的種植孔,每孔播5粒經(jīng)GA3處理后的金蓮花種子,然后覆蓋1~2 mm厚度的基質(zhì),抹平,澆透水。以后,每周利用微噴澆水1次。研究不同育苗基質(zhì)對金蓮花出苗及幼苗生長的影響。
1.2.4播種時間篩選
在日光溫室,選擇4月上旬、5月上旬、6月上旬,3個不同時間段,分別開展金蓮花穴盤育苗的播種,研究不同播種時間對金蓮花出苗及幼苗生長情況的影響。
1.2.5實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計
種子萌發(fā)試驗每個處理10皿,每皿100粒種子,重復(fù)3次。育苗試驗每個處理為10片穴盤,每片50穴,重復(fù)3 次。種子萌發(fā)試驗每隔12 h觀察1次,記錄初始萌發(fā)時間(皿中萌發(fā)種子的粒數(shù)大于5),待各處理萌發(fā)的種子數(shù)不再增加時(10 d后)視為萌發(fā)完全,統(tǒng)計每個處理的萌發(fā)率,萌發(fā)率(%)=(同一處理每個平皿的萌發(fā)率之和/30)×100%。育苗試驗每24 h觀察1次,記錄初始出苗時間(單片穴盤中出苗的穴數(shù)大于5),待各處理出苗數(shù)不再增加時(15 d后)視出苗完全,統(tǒng)計每個處理的出苗率,出苗率(%)=(同一處理每片穴盤的出苗率之和/30)×100%。幼苗生長情況調(diào)查:待出苗后,每7 d觀察1次,調(diào)查幼苗的苗高和根長度,每個處理每次調(diào)查10株,重復(fù)3次。
以蒸餾水處理為對照,利用不同濃度的GA3處理金蓮花種子,結(jié)果發(fā)現(xiàn),對照組初始萌發(fā)時間為144 h,萌發(fā)率為27.5%。GA3處理可顯著縮短初始萌發(fā)時間,但其濃度高低對初始萌發(fā)時間無顯著影響,均為處理后96 h;GA3處理可顯著提高萌發(fā)率,且萌發(fā)率隨處理濃度升高而升高,濃度為20 mmol·L-1時,萌發(fā)率到達最高,為78.1%;但當濃度超過40 mmol·L-1時,萌發(fā)率反而降低(見表1)。
表1 不同濃度GA3對金蓮花種子萌發(fā)的影響
GA3濃度/(mmol·L-1)初始萌發(fā)時間/h萌發(fā)率/%0144a27.5e596b 49.3d1096b 66.2c2096b 78.1a4096b73.7b8096b66.1c
注:同列數(shù)據(jù)不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。下同。
利用20 mmol·L-1GA3處理金蓮花種子,處理時間分別為24、48、72、96 h,結(jié)果發(fā)現(xiàn),處理時間對初始萌發(fā)時間無顯著影響,但對萌發(fā)率存在顯著影響,萌發(fā)率隨處理時間延長而升高,處理72 h,萌發(fā)率達到最高,為96.9%,但處理96 h時,萌發(fā)率又有所降低(見表2)。
表2 GA3不同處理時間對金蓮花種子萌發(fā)的影響
誘導(dǎo)時間/h初始萌發(fā)時間/h萌發(fā)率/%2496a53.4d4896a77.5c7296a96.9a9696a91.3b
分別以1∶0、2∶1、1∶1(體積比配比編號1、2、3)的泥炭土、蛭石混合配制育苗基質(zhì),開展育苗試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同基質(zhì)的初始出苗時間無顯著差異,均為播種后9 d,但出苗率存在顯著差異,配比2的出苗率最高,達到98.6%(見表3)。不同基質(zhì)的幼苗生長情況不一,苗高、根長存在顯著差異,配比2的幼苗苗高最高,達到14.3 cm(出苗70 d后),根最長,達到9.13 cm(出苗42 d后)(見圖1、圖2)。
表3 不同基質(zhì)對金蓮花出苗的影響
配比編號初始出苗時間/d出苗率/%19a83.4c29a98.6a39a92.5b
分別在4月上旬、5月上旬、6月上旬,3個不同時間段,開展金蓮花穴盤育苗試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn),較4月上旬、5月上旬而言,6月上旬初始出苗時間顯著縮短,為播種后6 d。但不同播種時間,金蓮花的出苗率無顯著差異(見表4)。在育苗后期(出苗后56~70 d),不同播種時間的幼苗苗高存在顯著差異,4月上旬播種的金蓮花幼苗苗高最高,達到14.6 cm(出苗70 d后)(見圖3)。
圖1 不同基質(zhì)對金蓮花幼苗苗高的影響
圖2 不同基質(zhì)對金蓮花根長度的影響
表4 不同播種時間對金蓮花出苗的影響
播種時間初始出苗時間/d出苗率/%4上旬9a98.9a5上旬9a98.8a6上旬6b99.1a
圖3 不同播種時間對金蓮花幼苗苗高的影響
金蓮花種子存在休眠現(xiàn)象,萌發(fā)率很低,是制約其育苗技術(shù)發(fā)展的主要因素[17]。本研究發(fā)現(xiàn),GA3處理可顯著縮短金蓮花種子初始萌發(fā)時間,提高萌發(fā)率,而且隨著GA3濃度的升高以及處理時間的延長,金蓮花種子萌發(fā)率呈現(xiàn)逐漸升高的變化趨勢,但當GA3濃度過高(達到40 mmol·L-1)或處理時間過長(達到96 h)時,金蓮花種子萌發(fā)率又呈現(xiàn)降低的趨勢,這與顧增輝等[8]、李娜等[9]的研究報道相一致。
基質(zhì)是穴盤育苗技術(shù)的關(guān)鍵,直接影響種苗的生長發(fā)育[18]。在蔬菜穴盤育苗中,單一基質(zhì)往往不能滿足需要,常常將多種基質(zhì)混合后應(yīng)用,這對穴盤苗的生長更為有利[19]。在穴盤育苗生產(chǎn)實踐中,多使用泥炭土、蛭石等按不同配比混合后作為育苗基質(zhì),取得了較好的效果[20]。本研究發(fā)現(xiàn),以泥炭土、蛭石按體積比2∶1混合后作為金蓮花穴盤育苗基質(zhì),出苗率最高,幼苗生長最好,這與劉行等[21]的研究報道一致。范翠麗等[17]研究發(fā)現(xiàn),純泥炭土更加適宜作為金蓮花穴盤育苗的基質(zhì),但其出苗時間為18 d,較本研究延長了1倍,這可能是由于溫度等其他培養(yǎng)條件不一致造成的。本研究以穴盤作為育苗容器,具有成本低、移栽便捷等優(yōu)點,但是,由于穴孔深度(10 cm)的影響,金蓮花幼苗根系生長受到一定抑制,而且在育苗后期(出苗49 d后),根的生長受限較為明顯,其長度難以準確測量,不同處理條件下的表現(xiàn)趨于一致。
播種時間也是穴盤育苗技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),播種時間的確定,首先要考慮育苗周期內(nèi)氣溫、光照等環(huán)境條件對育苗效果的影響,其次是育苗周期與實際生產(chǎn)周期、生產(chǎn)條件的銜接。本研究發(fā)現(xiàn),6月上旬播種,出苗時間縮短了1/3,但后期(出苗后42 d)過高的氣溫導(dǎo)致金蓮花幼苗的生長受到較大抑制。在寧夏境內(nèi),適宜金蓮花種植的區(qū)域為六盤山地區(qū),5—8月份,該地區(qū)氣溫較穩(wěn)定、降雨量較集中,適宜開展金蓮花穴盤苗的移栽,金蓮花育苗周期一般在3個月左右,在4月上旬開展金蓮花穴盤育苗,既能保證金蓮花幼苗正常生長,又能與移栽等實際生產(chǎn)較好的銜接。因此,金蓮花穴盤育苗的最佳播種時間為4月上旬。
隨著中藥材人工種植規(guī)模的不斷擴大,藥材種苗缺口問題日趨嚴重。穴盤育苗技術(shù)具有較大優(yōu)勢,在中藥材育苗上的應(yīng)用尚處在起步階段,很可能是今后需要突破的重要領(lǐng)域。本研究建立了金蓮花的高效穴盤育苗技術(shù)體系,對推動寧夏及周邊適宜地區(qū)金蓮花人工種植的發(fā)展提供了技術(shù)支撐,具有較重要的意義。