白芍種球質(zhì)量分級標(biāo)準研究

賴宏武, 羅登花, 蔡鑫坤, 伍秀珠, 林敏生

(1.廣州白云山中一藥業(yè)有限公司, 廣州 510530; 2.廣州白云山奇星藥業(yè)有限公司, 廣州 510530)

白芍是毛茛科植物芍藥的干燥根,為我國傳統(tǒng)中藥材,最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,具有養(yǎng)血調(diào)經(jīng)、斂陰止汗、柔肝止痛、平抑肝陽的功效,主要用于血虛萎黃,月經(jīng)不調(diào),自汗,盜汗,脅痛,腹痛,四肢攣痛,頭痛眩暈[1]。芍藥(P.lactiflora)有野生和栽培的區(qū)別,藥材白芍主要來源于栽培。本文將以“白芍”之名來敘述藥材白芍的原植物。白芍的種植歷史悠久,宋代便多以栽培品種入藥[2],經(jīng)過明清及民國大量的種植,發(fā)展出了多個的栽培品種以及花卉品種,現(xiàn)在主產(chǎn)于安徽亳州與四川中江。

種子種苗質(zhì)量標(biāo)準化是中藥材GAP種植中十分重要的一個環(huán)節(jié),種子種苗的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響藥材種植過程的產(chǎn)量與質(zhì)量,是后續(xù)工作的基本保證,篩選與培育優(yōu)良種質(zhì)是提升中藥材產(chǎn)量與質(zhì)量最重要的途徑。目前,白芍種植均是憑農(nóng)戶經(jīng)驗進行操作,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準。本研究首次嘗試對實際生產(chǎn)中的繁殖材料種球進行質(zhì)量分級,彌補此方面的空缺,為進一步的優(yōu)良種質(zhì)篩選以及生產(chǎn)實際提供一定的參考。

1 材料和方法

1.1 種球收集

試驗材料收集于安徽亳州不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn),每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)2～3份,每份50顆左右,共收集白芍種球樣品19個批次,1 049顆;收集時間為2019年8月份與9月份,白芍藥材采收期。所有材料經(jīng)中國科學(xué)院華南植物園陳國華高級工程師鑒定為芍藥(P.lactiflora),測量指標(biāo)數(shù)據(jù)后種植于廣東省羅定市龍灣鎮(zhèn)。

1.2 指標(biāo)測定

生產(chǎn)實際中所稱的白芍種球為采挖白芍植株后,去除藥用部位的根以及地上莖桿部分,而后順著大致的紋路分成帶有不等數(shù)量芽頭的小塊根莖。樣品收集后,用清水將泥土沖洗干凈,陰涼通風(fēng)處放置過夜使表面水分散發(fā),第二天進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測量。參考塊根植物在種根質(zhì)量標(biāo)準研究時所考察的質(zhì)量指標(biāo)與研究方法,初步選取芽直徑、芽長、塊長、芽數(shù)、塊重等5個質(zhì)量指標(biāo)。芽直徑、芽長的測量使用游標(biāo)卡尺,精確到0.01 mm;塊長的測量使用卷尺,精確到0.1 cm;塊重精確到0.1 g;芽數(shù)目測。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

應(yīng)用Excel和SPSS22.0統(tǒng)計分析軟件首先對測量所得數(shù)據(jù)進行偏差值分析,去除錯誤值與異常值。而后進行統(tǒng)計描述、方差分析、相關(guān)性分析、主成分分析和K-聚類分析,根據(jù)聚類分析的結(jié)果并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分級,按照最低定級原則制定分級標(biāo)準,即同一等級種球的任一指標(biāo)達不到標(biāo)準,則降為下一等級。

2 結(jié)果與分析

2.1 白芍種球質(zhì)量指標(biāo)測定結(jié)果

來自不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的19個批次種球各指標(biāo)測定結(jié)果見表1,統(tǒng)計描述與方差分析結(jié)果見表2。從表2的顯著性可知,在收集的白芍種球中,芽直徑、芽長、塊長、芽數(shù)、塊重5個質(zhì)量指標(biāo)均達到了極顯著差異水平(p<0.01),說明這些指標(biāo)均具有較豐富的生態(tài)差異性,可以作為分級的質(zhì)量指標(biāo)。

表1 19批次白芍種球質(zhì)量指標(biāo)測定結(jié)果

表2 白芍種球質(zhì)量指標(biāo)描述性統(tǒng)計資料與方差分析

2.2 白芍種球質(zhì)量分級指標(biāo)的確定

相關(guān)性分析的結(jié)果(表3)表明,測定的白芍種球5個指標(biāo)中,芽直徑和芽長呈極顯著正相關(guān),塊重與塊長呈極顯著正相關(guān),前兩者與后兩者間的相關(guān)性不顯著。但值得注意的是,芽數(shù)與其他4個指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān),芽數(shù)作為一個中間連接作用,將兩組相關(guān)性不強的指標(biāo)聯(lián)系起來,具有較為特殊的意義,可以優(yōu)先作為分級指標(biāo)。

表3 白芍種球質(zhì)量指標(biāo)相關(guān)性分析

從5個質(zhì)量指標(biāo)主成分分析的結(jié)果(表4)可以看出,提取了兩個主成分,前兩個特征值的累積貢獻率達到76.74%,表明前兩個主成分涵蓋了大多部分的指標(biāo)信息,其中第一主成分貢獻率為42.96%,具備綜合評價能力。第一主成分中,對應(yīng)的特征向量中以塊重(0.576)、塊長(0.540)、芽數(shù)(0.538)的值較大。所以通過主成分分析表明塊重、塊長、芽數(shù)等3個指標(biāo)更適宜種苗質(zhì)量分級。

表4 白芍種球主成分分析結(jié)果

對5個指標(biāo)全部進行K-均值聚類分析,得到3個最終聚類中心(表5),以及聚類中指標(biāo)的方差分析(表6)。從表5中可知,芽直徑、芽長不同級別的相差距離太小,不利于數(shù)據(jù)的測量與區(qū)分。且表6中的方差結(jié)果也表明,芽直徑、芽長的差異不顯著,不太適宜作為分級的指標(biāo)。

表5 白芍種球K-均值聚類中心

表6 白芍種球K-均值聚類中指標(biāo)的方差分析

2.3 種球質(zhì)量分級標(biāo)準

在實際生產(chǎn)中,芽直徑與長度的測量受操作者的主觀性影響偏大,且由于數(shù)據(jù)較小,測量過程中容易產(chǎn)生較大誤差或者錯誤。本研究選定塊重、塊長、芽數(shù)等3個質(zhì)量指標(biāo)作為分級指標(biāo)?？紤]到生產(chǎn)實際的準確、簡便可操作性,對最后的數(shù)據(jù)做稍微的調(diào)整,得到最終的分級標(biāo)準(表7)。初步將種球分成3個等級,其中一級種球:芽數(shù)≥11個,塊重≥95 g,塊長≥9 cm;二級種球:芽數(shù)≥8個,塊重≥60 g,塊長≥7.5 cm;三級種球:芽數(shù)≥6個,塊重≥35 g;塊長≥6 cm。其中一級種球占比42.25%,二級種球占比39.19%,三級種球占比18.56%。

表7 白芍種球最終分級標(biāo)準

2.4 生活力的檢測

測量過的白芍種球種植于種苗培養(yǎng)溫室中,每星期澆水1～2次,1～3個月后查看其須根生長情況,須根粗度大于0.5mm即視為存活。檢測后發(fā)現(xiàn),3個分級的白芍種球成活率均較高,一級種球≥95%,二級種球≥90%,三級種球≥80%。

3 討 論

為使質(zhì)量分級標(biāo)準在主產(chǎn)區(qū)具有普遍適應(yīng)性,本研究收集的19個批次覆蓋亳州地區(qū)十八里鎮(zhèn)、白馬鎮(zhèn)、大寺鎮(zhèn)等白芍種植的主要鄉(xiāng)鎮(zhèn),每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)2～3樣點。分級指標(biāo)的選擇綜合考量了指標(biāo)的有效性與可操作性。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),白芍種球的芽數(shù)、塊重、塊長3個指標(biāo)呈極顯著正相關(guān),三者之間的關(guān)系緊密;同時,主成分分析中三者在主成分1中的比重最大,表明可以較好的代表整體信息。植物根莖及芽頭在植物繁殖、生態(tài)適應(yīng)性、抗逆性等生物學(xué)性狀及產(chǎn)量等形成中所具有的重要價值已經(jīng)在多種植物中得到了廣泛深入的研究[10-12]。白芍根莖的健康飽滿度與芽頭數(shù)量及質(zhì)量直接關(guān)系到后期芍藥植株的再生、抗寒抗旱等能力,是其健康生長的基礎(chǔ)。因此,選擇芽數(shù)、塊重、塊長作為最終的分級指標(biāo)具有一定的合理性。3個指標(biāo)數(shù)據(jù)在實際生產(chǎn)中的測量方便簡潔,為了更好運用于實際生產(chǎn),將3個指標(biāo)的單位精確度定在個位,芽數(shù)為1個,塊重為1 g,塊長為1 cm。

植物的栽培種植過程中,優(yōu)質(zhì)統(tǒng)一的繁殖材料是獲取優(yōu)質(zhì)植株與藥材的前提條件。中藥材種子種苗質(zhì)量分級、良種培育等基礎(chǔ)研究工作相對于農(nóng)作物、經(jīng)濟作物起步時間較晚,中藥材種子種苗方面還有大量的基礎(chǔ)工作需要進行。目前中藥材正處于全國性的種植推廣熱潮,種子種苗的質(zhì)量研究也越來越受到重視,逐步進入黃金時期,刺五加、知母、金銀花、黨參等[2-6]多種中藥材均有相關(guān)方面的研究開展。

白芍主產(chǎn)區(qū)的實際生產(chǎn)中,農(nóng)戶在白芍藥材采收期去除地下藥用部分的根與地上莖葉部分,將帶有芽頭的膨大的根莖留下保存,在種植期分成小塊即種球作為繁殖材料進行直播。農(nóng)戶對白芍種球的分株與選擇大多憑借自己的經(jīng)驗,缺乏具體的標(biāo)準,主觀性比較強,不同種植戶所產(chǎn)白芍的產(chǎn)量與質(zhì)量均存在較大差異,導(dǎo)致藥材外觀性狀差異明顯,有效成分含量相差較大,質(zhì)量良莠不齊。目前對于白芍的種子種苗質(zhì)量研究,多集中在白芍的種子、種苗方面[7-9],但兩者在實際生產(chǎn)中的運用并不多見,而生產(chǎn)實際中作為繁殖材料的種球尚缺少相關(guān)方面的文獻與資料。因此,本研究從實用角度出發(fā),首次對其種球進行考察,正好彌補此方面的空缺,為白芍種植中對作為繁殖材料的種球質(zhì)量優(yōu)劣判斷提供理論依據(jù),指導(dǎo)規(guī)范化生產(chǎn)。從各級別白芍出苗率的差異,以及規(guī)范化的角度出發(fā),作者建議選擇一、二級種球進行種植,有利于白芍藥材質(zhì)量、產(chǎn)量的穩(wěn)定與提升。