北蒼術(shù)開花結(jié)實特性觀察及種子分級研究△

王秋玲，郭旭，劉福清，楊菲菲，韓風(fēng)雨，王文杰，魏勝利，王文全，*

(1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；2.陜西中醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 712000；3.內(nèi)蒙古天奇制藥有限公司，內(nèi)蒙古 024000；4.北京華宏康中藥材種植有限公司，北京 100193；5.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 100102)

·中藥農(nóng)業(yè)·

北蒼術(shù)開花結(jié)實特性觀察及種子分級研究△

王秋玲1，郭旭2，劉福清3，楊菲菲2，韓風(fēng)雨2，王文杰4，魏勝利5，王文全1，5*

(1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；2.陜西中醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 712000；3.內(nèi)蒙古天奇制藥有限公司，內(nèi)蒙古 024000；4.北京華宏康中藥材種植有限公司，北京 100193；5.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 100102)

目的：開展北蒼術(shù)開花結(jié)實特性觀察及種子分級研究，為北蒼術(shù)野生變家種生產(chǎn)提供理論依據(jù)。方法：采用田間試驗觀測北蒼術(shù)開花結(jié)實特性，并將種子劃分為5個等級后，采用常規(guī)種子特性研究方法對不同等級種子性狀、發(fā)芽勢、發(fā)芽率及貯藏期進(jìn)行測定分析。結(jié)果與結(jié)論：北蒼術(shù)單性雌株的結(jié)實率顯著高于兩性花株，不同等級種子質(zhì)量存在顯著差異，且種子在自然條件下貯藏期不宜超過半年。

北蒼術(shù)；開花；結(jié)實；種子等級

北蒼術(shù)Atractylodeschinensis(DC.) Koidz為菊科多年生草本植物，其根莖作為蒼術(shù)藥材入藥，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，具有燥濕健脾、祛風(fēng)散寒、明目的功效，廣泛用于我國中醫(yī)臨床，且是眾多中成藥、獸藥及化妝品的原料[1-2]。近年來，蒼術(shù)藥材市場需求量的逐年上升，但資源供應(yīng)量卻在逐年遞減。盡管蒼術(shù)藥材廣泛產(chǎn)于我國南北各地，但從20世紀(jì)80年代開始，我國僅存華北及東北地區(qū)所產(chǎn)的“北蒼術(shù)”，可大量供應(yīng)市場[3]?！氨鄙n術(shù)”為商品名，主要包括了北蒼術(shù)A.chinensis和關(guān)蒼術(shù)A.japonica兩種。如今，經(jīng)過30余年的資源開發(fā)，華北及東北地區(qū)的蘊(yùn)藏量已嚴(yán)重下降，近十年間蒼術(shù)價格從在增長了十倍。同時，關(guān)蒼術(shù)A.japonica為蒼術(shù)藥材的非正品，與北蒼術(shù)A.chinensis混作蒼術(shù)藥材使用。栽培正品蒼術(shù)藥材已勢在必行。采用種子繁殖無疑是最快擴(kuò)大蒼術(shù)商品生產(chǎn)面積的方式，但目前和北蒼術(shù)A.chinensis野生變家種后開花結(jié)實及種子質(zhì)量相關(guān)的研究及報道較少[4-9]。同時，作者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，北蒼術(shù)A.chinensis種子結(jié)實率極低，如何提高北蒼術(shù)A.chinensis種子結(jié)實率，增加種子產(chǎn)量必然是今后蒼術(shù)野生變家種中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。為此，本文以產(chǎn)自河北北部的北蒼術(shù)A.chinensis為材料，研究其開花結(jié)實及種子特性，以期為蒼術(shù)藥材生產(chǎn)提供參考。

1 材料

1.1 試驗地概況

本試驗于2010至2014年在北京市順義區(qū)北京中醫(yī)藥大學(xué)瀕危藥用植物研究試驗基地進(jìn)行。該基地位于北緯40.08°，東經(jīng)116.70°，海拔39 m，屬暖溫帶半濕潤大陸季風(fēng)性氣候，年平均氣溫10.8 ℃，年平均降雨量657 mm，年平均相對濕度61%。種植地為壤土，土壤肥力中等且分布均勻。

1.2 試驗材料

供試材料于2010年4月采購于河北圍場縣中藥材收購站，為采購當(dāng)天多個農(nóng)戶采挖銷售品，共計200 kg，統(tǒng)計單株平均重量為36.2 g。2010年8月，經(jīng)中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所王文全教授鑒定全部為北蒼術(shù)Atractylodeschinensis(DC.) Koidz。全部材料未進(jìn)行處理，按照株距20 cm，行距40 cm種植。整個種植期不施肥、用藥及澆水，但栽培第1、2年進(jìn)行人工鋤草。至2013年進(jìn)入盛花期，對其開始進(jìn)行各項測定。

2 方法

2.1 北蒼術(shù)開花特性觀察

2010至2014年，連續(xù)對北蒼術(shù)A.chinensis試驗地開花特性進(jìn)行觀察。并于2013年7月中旬，在試驗地內(nèi)采用五點取樣法，劃定5個4 m×5 m小區(qū)，分個體對小區(qū)植株逐一掛牌。北蒼術(shù)A.chinensis為雌花兩性花異株兩種植株類型，本實驗觀測了雌花和兩性花比例、花期、花部形態(tài)、開花順序、傳粉昆蟲、花序著生位置等指標(biāo)。

2.2 北蒼術(shù)結(jié)實特性觀察

2.2.1 不同性別類型花序結(jié)實特性觀察 于2013年9月，選定每個小區(qū)內(nèi)不同性別類型各80株，每株隨機(jī)選定單枝，對單枝的主莖花序的結(jié)實率進(jìn)行統(tǒng)計。

2.2.2 不同節(jié)位花序結(jié)實特性觀察 于2013年9月，選定每個小區(qū)內(nèi)不同性別類型各15株，每株隨機(jī)選定單枝，對單枝節(jié)位數(shù)量和不同節(jié)位花序的結(jié)實數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計。

2.3 北蒼術(shù)種子(瘦果)分級研究

2.3.1 種子重量及形態(tài) 于2013年10月，對試驗地全部種子進(jìn)行采收后，以斷面有白色胚為標(biāo)準(zhǔn)，去掉無胚種子后，剩余種子根據(jù)目測種粒范圍，將種子按照飽滿級別劃分為1、2、3、4、5級，然后采用百粒法測定不同等級種子千粒重，再從每等級中選擇25粒種子，采用顯微成像系統(tǒng)(Olympus DP73)測定外形性狀，包括種子長度、寬度和厚度。

2.3.2 不同等級種子質(zhì)量測定 對不同等級種子進(jìn)行發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗勢及出苗率測定。全部種子采用高錳酸鉀水溶液(0.1%)浸泡5 min，超純水反復(fù)沖洗干凈，再在超純水中浸泡2 h后，分為兩份。一份均勻擺放在鋪有一層濾紙的培養(yǎng)皿中，加少量水使種子保持濕潤；另一份均勻種于培養(yǎng)缽內(nèi)土壤上，并覆土約1 cm，加水使土壤濕潤。其中，每個等級內(nèi)每組種子50粒，三次重復(fù)，均置于22 ℃光照培養(yǎng)箱中，光照12 h·d-1，光照強(qiáng)度3 500 lx。

2.3.3 不同貯藏期種子發(fā)芽率測定 分別于2013年10月、2014年3月、7月及11月對不同等級種子發(fā)芽率進(jìn)行統(tǒng)計。

3 結(jié)果與分析

3.1 北蒼術(shù)開花特性

北蒼術(shù)A.chinensis栽培第1年，單株地上部分莖數(shù)多為1～2枝，開花較少。栽培第2年，單株地上部分莖數(shù)達(dá)到4～10枝，全部開花。栽培第3年起，單株地上部分莖數(shù)均大于10枝，植株完全遮蓋地面，同樣全部開花。于每年6月上旬現(xiàn)蕾，下旬至始花期，7月至8月上旬為盛花期，期間大量家蠅、麗蠅、食蚜蠅、熊蜂、菜粉蝶、石蛾等有翅昆蟲造訪，至9月達(dá)到終花期。頭狀花序單生于主莖和各級側(cè)枝頂端，少數(shù)為2～3個花序?；ㄐ蛟诟髦ι系拈_放順序為從上部主莖向下至末級側(cè)枝。單個花序中管狀花開放順序為由外至內(nèi)。

北蒼術(shù)A.chinensis為雌花兩性花異株，即分別包括兩性花和單性雌株兩類植株。其筒狀花全為白色，兩性花花冠筒縊縮處以上為淡紫色，偶見雌花株的花冠連同柱頭頂端為深粉色。兩性花開放后露出淡紫色聚藥雄蕊。聚藥雄蕊在2～3 h內(nèi)伸長至約4 mm后停止伸長。花藥內(nèi)向開裂藏于聚藥雄蕊筒內(nèi)，再隨花柱伸長，花粉被向外推出聚藥雄蕊頂端。約3～4 h后花粉完全釋放后，花藥枯萎，由紫色變?yōu)榭蔹S色。同時，花柱繼續(xù)伸長，并在中上部出現(xiàn)淡紫色，經(jīng)過3～5 h伸長至頂點。經(jīng)過2～3 d后柱頭頂端微開裂出現(xiàn)小裂隙，最終2裂，反卷后枯萎。兩性花柱頭亦有不二裂已枯萎的現(xiàn)象較多。雌花在花冠裂片展開后，花柱隨即伸出，柱頭當(dāng)天即2裂。經(jīng)統(tǒng)計，小區(qū)內(nèi)平均單性雌株數(shù)(113.52±35.55)顯著高于兩性花株數(shù)(83.01±39.15)(P≤0.05)。不同性別類型植株中，全雌花序內(nèi)的花朵數(shù)量(21.42±5.36)和兩性花序(21.61±5.51)無顯著差異(P>0.05)。

3.2 北蒼術(shù)結(jié)實特性

3.2.1 不同性別類型花序的結(jié)實特性 試驗地栽培北蒼術(shù)A.chinensis于每年8月下旬果熟始期，9月果實全熟，9月下旬至10月初果實開始散布。統(tǒng)計的全雌性花序中，單個花序平均結(jié)實率(29.03±18.71%)顯著高于兩性花序(5.18±9.52%)(P≤0.05)，無胚種子數(shù)量在全雌和兩性花序中分別約占70%和95%。說明北蒼術(shù)A.chinensis兩性花株主要行使雄花功能。

3.2.2 不同節(jié)位花序的結(jié)實特性 統(tǒng)計單株北蒼術(shù)A.chinensis上節(jié)位數(shù)結(jié)果顯示，兩性花株的總節(jié)位數(shù)(9.18±2.23)與單性雌花株(11.00±1.65)沒有顯著差異(P>0.05)。同時，在兩性花株中，存在同一側(cè)枝多個花序的現(xiàn)象，占統(tǒng)計株數(shù)的47.37±32.65%，顯著高于單性雌花株(11.21±9.23%)(P≤0.05)。以瘦果斷面有白色胚為判斷依據(jù)，分別統(tǒng)計單性雌花和兩性花株不同節(jié)位平均結(jié)實數(shù)量，結(jié)果顯示，二者均呈現(xiàn)靠近植株上部的結(jié)實數(shù)量高于基部的現(xiàn)象，但不同節(jié)位的結(jié)實數(shù)量沒有顯著差異(P>0.05)。通過不同節(jié)位花序中結(jié)實數(shù)量的統(tǒng)計結(jié)果，計算北蒼術(shù)A.chinensis地上部分單枝的結(jié)實數(shù)量，結(jié)果與3.2.1相同，單性雌花株結(jié)實數(shù)量(39.38±6.39)顯著高于兩性花株(9.24±4.88)(P≤0.05)。

3.3 北蒼術(shù)種子質(zhì)量

3.3.1 不同等級種子重量及形態(tài) 不同等級的北蒼術(shù)A.chinensis種子千粒重和外形性狀測定結(jié)果見表1和圖1。統(tǒng)計等級1至5的粒數(shù)比例為 0.92∶1.31∶2.06∶1.76∶1，重量比例為6.89∶7.34∶8.28∶4.46∶1，上述結(jié)果說明，作者按照目測劃分的5種等級種子，在千粒重、種子寬度和厚度上均存在顯著差異(P≤0.05)，而在長度性狀上僅等級1和5之間有顯著差異(P≤0.05)。

表1 不同等級的北蒼術(shù)種子性狀*

注：同列相同字母代表差異不顯著P>0.05，不同字母代表差異顯著P≤0.05。

圖1 不同等級北蒼術(shù)種子

3.3.2 不同等級種子質(zhì)量測定 不同等級種子質(zhì)量測定結(jié)果見表2。不同等級種子發(fā)芽率和出苗率之間的差異性相同，即等級1和2的發(fā)芽率和出苗率均顯著高于其他等級(P≤0.05)，但等級1和2之間沒有顯著差異(P>0.05)，等級3與其他等級均有顯著差異(P≤0.05)，等級4和5發(fā)芽率和出苗率都顯著低于其他等級(P≤0.05)。不同等級種子發(fā)芽勢和出苗勢之間的差異性也相同，等級1，2和3之間沒有顯著差異(P>0.05)，說明等級1、2、3的種子質(zhì)量均顯著高于等級4和5(P≤0.05)。因此，在生產(chǎn)上使用可以考慮將1、2級合并，等級4種子發(fā)芽率極低可作為劣質(zhì)種子，而5級由于不能發(fā)芽和出苗，小于等于5級的種子可作為無效種子。而其他4個級別綜合劃分為可衡量種子質(zhì)量差異的3個級別。另一方面，可以看出北蒼術(shù)A.chinensis的出苗率和出苗勢顯著低于對應(yīng)的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢，這說明如何提高北蒼術(shù)種子的出苗率是今后栽培生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)問題。

表2 不同等級的北蒼術(shù)種子質(zhì)量 (%)

注：同列相同字母代表差異不顯著P>0.05，不同字母代表差異顯著P≤0.05

3.3.3 不同貯藏期種子發(fā)芽率測定 不同貯藏期北蒼術(shù)A.chinensis種子的發(fā)芽率結(jié)果顯示，不同等級種子經(jīng)過一年的放置，除等級4和5原來的發(fā)芽率就極低，等級1至3的發(fā)芽率均從產(chǎn)新后的高于80%顯著降低至30%以下。結(jié)果說明，生產(chǎn)中如只能在室內(nèi)自然貯藏條件下保存北蒼術(shù)A.chinensis種子，宜在采收當(dāng)年秋季或第二年春季播種。

圖2 不同貯藏期北蒼術(shù)種子發(fā)芽率

4 討論

蒼術(shù)飲片是中醫(yī)臨床常用藥品，其原藥材是350余種中成藥及20余種獸藥的主要原料。蒼術(shù)提取物還可作為化妝品原料，用于收斂。隨著資源量的減少和人工成本的增加，采用人工生產(chǎn)蒼術(shù)已成為必然。我國湖北英山地區(qū)，早在20世紀(jì)80年代已經(jīng)開始了人工栽培。近年來，陜西、遼寧等地也有少量栽培，但全國年栽培總產(chǎn)量不超過500 t。同時，這些產(chǎn)地一直均以根莖作為繁殖材料，認(rèn)為有利于縮短生產(chǎn)周期，但這種生產(chǎn)方式的前期投入成本大，且繁殖系數(shù)較低。對比白術(shù)A.macrocephala及關(guān)蒼術(shù)A.japonica，這兩種同屬植物均以種子繁殖進(jìn)行生產(chǎn)，北蒼術(shù)A.chinensis采用種子繁殖的生產(chǎn)效益有必要進(jìn)行試驗研究。而由于北蒼術(shù)A.chinensis自然結(jié)實率遠(yuǎn)低于白術(shù)A.macrocephala和關(guān)蒼術(shù)A.japonica，因此常被認(rèn)為無法獲得足夠的種子。通過本試驗的研究證明，北蒼術(shù)A.chinensis經(jīng)栽培至第三年起，折算每公頃產(chǎn)合格種子量不低于75 kg，完全可以通過培育種子田的方式獲得快速擴(kuò)繁種子材料。

通過對北蒼術(shù)A.chinensis開花結(jié)實特性的研究結(jié)果表明，北蒼術(shù)A.chinensis不同性別類型植株的比例非自然界正常比例1∶1，在野生環(huán)境下可能因為傳播距離及雌雄比例失調(diào)而導(dǎo)致結(jié)實率低下，但在栽培條件下不足以因為主要行使雄花功能的兩性花株少于單性雌花株而導(dǎo)致結(jié)實率低。同時，單株內(nèi)靠近上部的節(jié)位的結(jié)實率高于下部，這可能與光照及生長時間早于下部有關(guān)。試驗材料中單性雌花株結(jié)實率顯著高于兩性花株，未來可根據(jù)生產(chǎn)需要，搭配不同性別植株比例。但有研究表明，同種植物不同性別的植株在存活率、形態(tài)、生理生化等多方面都存在差異[10]。對于北蒼術(shù)A.chinensis不同性別植株間的藥用經(jīng)濟(jì)性狀是否存在差異，還有待進(jìn)一步研究。

對不同等級北蒼術(shù)A.chinensis種子特性的研究結(jié)果表明，在選擇生產(chǎn)用北蒼術(shù)A.chinensis種子時，宜選擇試驗中等級3以上的材料，既千粒重不小于7.31±0.23 g，種子寬度不小于2.03±0.12 mm，厚度不小于1.56±0.06 mm，而種子長度不作為參考依據(jù)。而不同等級北蒼術(shù)A.chinensis種子發(fā)芽率和出苗率的顯著差異，以及出苗勢較低，說明如何提高北蒼術(shù)A.chinensis出苗率可作為其生產(chǎn)中的重點研究項目。同時，來源于野生的北蒼術(shù)A.chinensis種質(zhì)材料具有豐富的遺傳多樣性，有利于生產(chǎn)的種質(zhì)還有待選育培養(yǎng)。對于北蒼術(shù)A.chinensis種子不同貯藏期發(fā)芽率結(jié)果說明其貯藏期僅半年，對其延長貯藏期的方法研究，還有待進(jìn)一步開展。

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ObservationontheFloweringandFruitingandSeedGradingCharacteristicofAtractylodischinensis

WANGQiuling1，GUOXu2，LIUFuqing3，YANGFeifei2，HANFengyu2，WANGWenjie4，WEIShengli5，WANGWenquan1，5*

(1.Instituteofmedicinalplants，Chineseacademyofmedicalsciences，Pekingunionmedicalcollege，Beijing100193，China；2.ShanxicollegeoftraditionalChinesemedicine，Shaanxi712000，China；3.InnerMongoliaTianqipharmaceuticalCo.，Ltd.，InnerMongolia024000，China；4.BeijingHuaHongKangChineseherbalmedicineplantingCo.，Ltd.，Beijing100193，China；5.SchoolofChinesePharmacy，BeijinguniversityofChinesemedicine，Beijing100102，China)

Objective：To observe the flowering，fruiting ofAtractylodischinensisand classify seed grading aimed to provide theoretical basis for Atractylodes chinensis production.Methods：The flowering characteristic ofA.chinensiswas study by field observation，and the seed was divided into five grades，the characteristics，germination，germination rate and storage period of seeds were studied by conventional research methods.Results and conclusion：The fruiting rate of females flower plants ofA.chinensiswere significantly higher than that of in bisexual plant.The significant difference exists among different grades of seed，and the seed storage period should not be more than half a year in natural conditions.

Atractylodis Rhizome；flowering；fruiting；seed grades

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.6.012

2015-04-13)

國家“中藥材種子種苗和種植(養(yǎng)殖)標(biāo)準(zhǔn)平臺”科技重大專項(2012ZX09304006)

*

王文全，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：中藥材質(zhì)量評價及其產(chǎn)品開發(fā)；Tel：(010) 57833203，E-mail：wqwang@implad.ac.cn