西洋參種子處理技術(shù)研究進(jìn)展與生產(chǎn)實(shí)踐

王長江 高 言 韓彥斌 王啟明

西洋參原產(chǎn)于北美洲，分布在加拿大東南部、美國東北部等地，18 世紀(jì)已開始作為藥材使用。 1948年我國首次引進(jìn)西洋參試栽，1975 年開始有計(jì)劃地引種栽培，目前在東北、華北、西北地區(qū)均有發(fā)展。

西洋參種子具有后熟特性，休眠期較長，只有解除休眠才能萌發(fā)出苗， 其種子處理是西洋參實(shí)際生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一?；诖罅课墨I(xiàn)，概述了當(dāng)前對西洋參種子后熟特性和休眠機(jī)理的研究成果，總結(jié)了相關(guān)作用機(jī)制， 闡釋了西洋參種子處理的理論基礎(chǔ)。 同時(shí)，結(jié)合陜西留壩縣西洋參生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)了打破西洋參種子休眠的幾種方法。

1 西洋參種子的休眠特性

西洋參種胚發(fā)育不完全， 需要經(jīng)過一定的處理才能達(dá)到形態(tài)后熟和生理后熟， 完成發(fā)育， 解除休眠。

1.1形態(tài)后熟過程 據(jù)有關(guān)研究，西洋參種胚發(fā)育過程開始較晚，開花后2 周種胚開始分裂，逐步形成原胚；4 周形成球形胚，5 周向三角形胚轉(zhuǎn)化，胚柄開始退化；6 周開始向心形胚轉(zhuǎn)化，并分化出兩個(gè)子葉原基；8 周之后達(dá)到心形胚晚期， 魚雷形胚顯現(xiàn)；魚雷形胚中后期，胚發(fā)育停滯，進(jìn)入形態(tài)后熟期。

1.2生理后熟過程 根據(jù)張連學(xué)研究，西洋參種胚生理后熟起始標(biāo)志的是從種胚可以接受低溫信號開始的。國內(nèi)外普遍研究表明，只有當(dāng)西洋參種胚生長到2.5 mm 以上，停滯發(fā)育的種胚才開始接受低溫信號，進(jìn)入生理后熟。 這表明，西洋參種子的形態(tài)后熟和生理后熟存在重合期， 即形態(tài)后熟后期和生理后熟前段相互重疊。進(jìn)入生理后熟期后，雖然種子大小基本不再變化，但內(nèi)部種胚開始緩慢發(fā)育，通過生長物質(zhì)的積累轉(zhuǎn)化逐漸擺脫抑制物質(zhì)的控制， 解除休眠，最終突破種皮，開始萌發(fā)。

2 種子休眠機(jī)制及解除休眠理論

對于植物來說， 種子休眠是一種非常復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象，多種因素相互作用，共同影響休眠的誘發(fā)和解除。有關(guān)種子休眠機(jī)理的研究，陳彩霞提出種子休眠機(jī)理包括激素調(diào)控學(xué)說、改變呼吸途徑學(xué)說、光敏系統(tǒng)的調(diào)控、 基因表達(dá)的調(diào)節(jié)和生理代謝物質(zhì)的調(diào)節(jié)等。 近年來，隨著分子生物學(xué)研究的不斷深入，以及基因調(diào)控種子休眠學(xué)說的提出， 關(guān)于種子休眠方面的研究已進(jìn)入分子水平。 休眠解除有賴于外在環(huán)境因素和內(nèi)在信號傳導(dǎo)之間相互依存或競爭的共同影響和調(diào)控。

對西洋參來說， 解除休眠的物理方法一般為變溫層積處理，化學(xué)方法多為植物激素處理。

2.1溫度處理 試驗(yàn)證實(shí)，15 ℃為西洋參種子形態(tài)后熟發(fā)育最適溫度。 完成形態(tài)后熟后， 需要經(jīng)過一定低溫才能實(shí)現(xiàn)生理后熟。 同時(shí)還指出， 溫度超過20 ℃，種胚發(fā)育會受到較大抑制。

高鎮(zhèn)生的研究表明，10～15 ℃范圍是西洋參種子實(shí)現(xiàn)形態(tài)后熟的最適溫度。在此溫度條件下，種子裂口率高， 胚長超過4.25 mm 后進(jìn)行生理后熟處理萌發(fā)率較高。 黃耀閣、劉振環(huán)等研究發(fā)現(xiàn)，西洋參種胚長2.5 mm、胚率達(dá)到45%時(shí)，種子開始裂口。

2.2植物激素處理 試驗(yàn)證實(shí)，西洋參種子經(jīng)赤霉素（GA）處理后，蛋白質(zhì)、脂肪和糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化分解加速，同時(shí)各種酶活性在赤霉素作用下增強(qiáng)，為胚的萌發(fā)提供了必要的物質(zhì)能量，促進(jìn)種胚生理后熟。

楊世海等通過試驗(yàn)證實(shí)聚乙二醇PEG12000 處理西洋參種子，過氧化氫酶活性明顯提高，脂肪酸含量顯著增加，可溶性蛋白降低。 趙永華等研究表明，NaN3（疊氮化鈉）有助于打破西洋參種子休眠，并和低溫產(chǎn)生協(xié)同作用。

2.3其他處理方法 試驗(yàn)表明，去除胚乳確實(shí)可以促進(jìn)西洋參種子的萌發(fā)， 人參皂苷可能與植物激素一同在種子休眠解除過程中發(fā)揮重要作用， 并且較高的營養(yǎng)水平會促進(jìn)種胚發(fā)育和生長。

3 西洋參種子處理生產(chǎn)實(shí)踐

陜西省留壩縣于20 世紀(jì)70 年代末開始引種西洋參，1983 年開始大規(guī)模推廣， 目前留壩縣西洋參留存面積1 400 畝， 是我國西洋參三大產(chǎn)區(qū)之一。引種西洋參40 多年來，當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員和種植戶長期摸索， 總結(jié)出適合秦嶺山區(qū)西洋參種子處理的多種方法。

3.1自然催芽法

1）采收。西洋參果實(shí)8 月初開始成熟，當(dāng)果實(shí)呈現(xiàn)大紅色時(shí)即可分批及時(shí)采收。 采收回來的果實(shí)及時(shí)處理或保存在陰涼處，防止霉變。

2）漂洗。將果實(shí)盛放于干凈的容器中，用手充分揉搓，分離果皮果肉和種子，然后用清水反復(fù)漂洗，去除果皮、果肉以及秕子。

3）晾曬。 將洗凈的種子攤放在容器或干凈的水泥地面上晾曬，確保攤晾處通風(fēng)，避免日光直射。

4）冬儲。將晾曬好的種子裝入透氣的編織袋，置于通風(fēng)良好的環(huán)境中，直至第2 年3 月初至4 月初。

5）泡種。 將種子用清水浸泡3～5 d，確保種子充分吸水沉底，將浮在水中或水面的種子挑出。

6）消毒。 將浸泡充分的種子晾干，用代森錳鋅（1 ∶800）或多抗霉素（1 ∶120）殺菌處理0.5～1 h。

7）拌沙。 挖取干凈的河沙，用篩孔為4 mm 的篩子篩選出直徑4 mm 及其以下規(guī)格的沙子， 充分清洗晾曬， 用600 倍液代森錳鋅或0.2%高錳酸鉀消毒，沙子相對含水量保持在20%左右為宜。按照1 份種子+3 份河沙的比例混合拌勻，裝入編織袋，每袋3～5 kg，置于通風(fēng)避光的倉庫中，直至當(dāng)年9 月。

也可以在房前屋后向陽利水處挖一土坑， 大小根據(jù)種子量而定。將裝袋的種子埋入坑中，上蓋草簾防曬保濕。每2 周挖出檢查一下種子發(fā)育情況。土埋法要注意：一是防止鼠害；二是避免積水；三是每袋種子不宜過多。

8）播種。 秋播。 種子沙藏至9 月份，查看種子裂口情況。一般來說，種子采收后12 個(gè)月左右，經(jīng)過沙藏處理，裂口率能夠達(dá)到85%以上，可以直接秋播。秋播宜晚不宜早，在土壤上凍前完成播種即可，第2年5 月份（種子采收后20 個(gè)月左右）才能發(fā)芽出苗，其間注意防鼠。 春播。 沙藏到9 月份，將裂口的種子置于1～4 ℃環(huán)境中存放到來年4 月， 讓種子完成生理后熟，然后春播。 春播宜早不宜晚，應(yīng)在土壤解凍后及時(shí)完成播種。

3.2變溫催芽法 參照3.1，種子進(jìn)行采收、漂洗、晾曬處理，然后按照種子量選擇木箱、竹簍、花盆、塑料筐等容器（生產(chǎn)中常用塑料筐），在容器底部先鋪5～7 cm 厚的干凈河沙（40%～60%含水量），然后將拌沙的種子均勻撒在濕潤河沙上， 再覆蓋10 cm 厚的濕沙。

將裝好種子的容器置于鋪好的河沙之上， 保證容器底部有一定的通氣條件， 然后進(jìn)行如下變溫處理：

第一階段：前60 天，種子溫度保持在18～21 ℃，低于18 ℃人工加溫， 積溫達(dá)到1 300 ℃， 種胚由0.3～0.4 mm 長到1.4 mm 以上，即可進(jìn)入下一階段。

第二階段：翻種晾沙，將濕度下降到10%左右，同時(shí)緩慢降溫， 使種溫保持在12～16 ℃， 持續(xù)45 d左右，種子裂口率達(dá)到80%以上，種胚長到3 mm。

第三階段： 繼續(xù)降溫， 保持溫度在8～10 ℃，經(jīng)20～25 d，種胚長到4.5 mm，胚率達(dá)到80%以上，完成形態(tài)后熟。

第四階段：將種溫控制在1～4 ℃，保持70～80 d，完成生理后熟。

如未到播種時(shí)節(jié)，可將種子暫存在-2～4 ℃通風(fēng)環(huán)境中。

3.3植物激素催芽法 實(shí)踐證明，8 月上旬以前采收的種子，用100～200 mg /kg 赤霉素處理，能保證較高的發(fā)芽率， 但這一方法在留壩縣西洋參生產(chǎn)中較少使用。 具體處理辦法：種子消毒前，將晾曬好的種子用赤霉素浸泡2～4 h。

4 小結(jié)與討論

上述3 種處理方法均能保證較高的發(fā)芽率和出苗整齊度， 但植物激素如赤霉素的效用并未充分體現(xiàn)， 一方面是因?yàn)槭褂弥参锛に卮嬖谝欢ǖ纳a(chǎn)成本，另一方面是植物激素使用技術(shù)要求較高，使用不當(dāng)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，加之西洋參種子來源廣泛，價(jià)格相對較低， 故多數(shù)時(shí)候很少采用植物激素來達(dá)到縮短休眠期的生產(chǎn)目的。