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(1.廣東藥科大學中藥學院， 廣東 廣州 510006；2.國家中醫(yī)藥管理局嶺南藥材生產(chǎn)與開發(fā)重點研究室， 廣東 廣州 510006)

廣藿香來源于唇形科刺蕊屬植物廣藿香[Pogostemoncablin(Blanco) Benth]的干燥地上部分，屬于十大廣藥之一，為廣東省著名道地藥材，主要用于治療濕阻中焦癥及腹痛吐瀉等癥。廣藿香原產(chǎn)地為現(xiàn)今的東南亞一帶，我國最早使用的廣藿香是從越南、馬來西亞等東南亞國家傳入的[1]，現(xiàn)在廣東省湛江、茂名、肇慶，海南省萬寧市等地均有栽培。由于廣東省和海南省的環(huán)境條件和原產(chǎn)地不同，引種到中國的廣藿香很少會開花，即便開了花也很難結果，因此，中國境內(nèi)的廣藿香大多數(shù)采用扦插方式進行繁育。

種苗和種子作為中藥藥材種植的基礎來源，種苗的質(zhì)量在一定程度上影響著藥材的最終品質(zhì)，國家對中藥材種植實施GAP認證時，就明確指出了中藥材種植和繁殖材料在GAP生產(chǎn)中的重要性[2]。隨著人們對種苗質(zhì)量優(yōu)劣意識的加強，有關種苗質(zhì)量分級標準的研究逐漸增多，例如藥材金線蘭、金釵石斛、魚腥草、素花黨參等均有相關的種苗質(zhì)量標準研究[4-7]，但仍存在部分中藥材僅有種子分級而無種苗分級，種苗分級明顯滯后于種子分級，以及種苗無專業(yè)市場渠道、市場無標準要求和種源退化等問題[3]。

一直以來，廣藿香種苗沒有相應的種苗檢驗標準和質(zhì)量標準。在實地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，廣藿香種苗一般為藥農(nóng)的自留苗，由于廣藿香種苗在適宜的種植條件下成活率非常高，因此育苗一段時間的種苗可以直接移栽到大田，而并沒有十分嚴格的選苗過程。廣東省和海南省育苗及栽培過程差異較大，但目前尚未各自制定一套完善且規(guī)范的種苗質(zhì)量分級標準，因此在實際生產(chǎn)中很難對廣藿香種苗的質(zhì)量進行有效控制。

本實驗在廣藿香種苗即將移栽到大田定植之前，在廣東省廣藿香主要種植區(qū)的田間或大棚隨機采集廣藿香種苗，測量各項生長指標，并使用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對收集的數(shù)據(jù)進行基本的描述性統(tǒng)計，主成分分析、相關性分析和聚類分析，結合種苗生產(chǎn)的實際情況，對廣藿香種苗進行分級，為廣藿香種苗質(zhì)量標準的制定和等級劃分提供參考。

1 材料和方法

1.1 材 料

選取廣東省和海南省廣藿香種苗主要生產(chǎn)區(qū)作為樣品收集地，根據(jù)當?shù)貜V藿香每年的育苗時間及育苗次數(shù)，于2017—2018年間，在種苗繁育到一定時期并即將移栽至大田定植之前隨機采樣，共收集15份2 358株廣藿香健康種苗作為實驗材料，種苗樣品具體情況見表1。

表1 廣藿香種苗樣品收集信息

號編種苗來源采集時間(年/月)育苗時間數(shù)量GHX-001肇慶市四會縣逕口鎮(zhèn)新圍村2017/044～5個月217GHX-002肇慶市廣寧縣賓亨鎮(zhèn)君崀村2017/044～5個月267GHX-003肇慶市德慶縣武壟鎮(zhèn)羅沖村2017/044～5個月209GHX-004湛江市遂溪縣城月鎮(zhèn)牛肝嶺后溪村委會2017/094～5個月193GHX-005肇慶市四會縣逕口鎮(zhèn)新圍村2018/044～5個月50GHX-006肇慶市高要蓮塘鎮(zhèn)2018/044～5個月50GHX-007肇慶市高要羅仁村12018/044～5個月35GHX-008肇慶市高要羅仁村22018/044～5個月32GHX-009肇慶市高要羅仁村32018/044～5個月35GHX-010肇慶市廣寧縣賓亨鎮(zhèn)君崀村2018/044～5個月93GHX-0011海南省萬寧市長豐鎮(zhèn)馬坡2017/10約20d192GHX-0012海南省萬寧市長豐鎮(zhèn)馬坡2018/03約30d675GHX-0013海南省萬寧市長豐鎮(zhèn)馬坡2018/04約30d105GHX-0014海南省萬寧市長豐鎮(zhèn)馬坡2018/04約30d103GHX-0015海南省萬寧市長豐鎮(zhèn)馬坡2018/04約30d101

樣品編號苗高(cm)苗粗(mm)葉對數(shù)節(jié)數(shù)節(jié)間長(cm)根數(shù)根長(cm)GHX-00132.29±6.164.30±0.564.31±1.318.44±1.594.60±1.2815.97±6.4712.21±3.45GHX-00234.90±6.743.87±0.455.57±1.217.55±0.925.51±2.8910.31±2.9612.61±3.48GHX-00340.05±9.884.42±0.665.38±1.449.33±2.166.62±1.4613.67±5.4412.17±4.26GHX-00420.80±2.084.05±0.544.73±1.017.37±1.384.73±1.0134.59±8.889.54±2.26GHX-00525.54±5.493.40±0.553.66±0.946.14±1.284.38±1.8712.48±5.888.93±2.81GHX-00623.84±3.253.80±0.413.38±1.644.84±1.525.02±0.9618.90±5.807.94±2.17GHX-00722.87±3.613.79±0.473.57±0.987.57±1.526.33±1.1627.37±9.298.23±1.96GHX-00822.70±3.923.91±0.413.31±0.906.91±1.305.91±1.2723.34±9.747.55±1.86GHX-00922.89±3.743.90±0.373.83±0.997.43±1.426.44±1.3022.46±10.297.43±2.71GHX-01017.56±3.423.32±0.354.47±1.177.37±1.174.06±0.848.79±4.778.93±4.88GHX-0119.65±1.982.58±0.322.87±0.634.48±0.752.61±0.8626.30±8.458.31±2.24GHX-01215.7±2.133.55±0.403.24±1.044.97±0.916.05±1.0811.7±8.443.38±2.59GHX-01315.19±2.153.19±0.293.67±0.865.41±0.793.93±0.7528.71±9.318.33±2.17GHX-01413.41±1.263.04±0.323.01±0.715.00±0.803.33±0.439.75±7.694.14±3.02GHX-01513.89±1.443.03±0.323.14±0.745.40±0.973.54±0.6716.37±9.986.53±2.81

表3 廣東省和海南省廣藿香種苗質(zhì)量指標的統(tǒng)計區(qū)間值和方差分析結果

統(tǒng)計項目質(zhì)量指標苗高(cm)苗粗(mm)葉對數(shù)節(jié)數(shù)節(jié)間長(cm)根數(shù)根長(cm)性狀統(tǒng)計區(qū)間值廣東省10.6～65.22.2～6.91～103～151.7～14.01～611.0～27.5海南省4.6～22.01.7～-5.21～82～90.9～8.81～530.2～14.3多元方差分析F值2676.726996.461894.042894.04235.11613.3271587.822Sig值0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000

1.2 方 法

參考草本植物如金線蘭、廣金錢草、魚腥草和菊花等在種苗質(zhì)量標準研究時所考察的質(zhì)量指標和研究方法[3-8]，初步選取苗高、苗粗、葉對數(shù)、節(jié)數(shù)、節(jié)間長、根數(shù)和根長作為廣藿香種苗的質(zhì)量指標并對其進行測定，使用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行基本的統(tǒng)計描述，通過相關性分析、主成分分析來確定最終的分級指標，最后根據(jù)K-均值聚類分析結果，確定等級劃分結果。

2 結果及分析

2.1 廣藿香種苗質(zhì)量指標統(tǒng)計描述結果

本次實驗所選取的廣藿香種苗樣品均為健苗，健康的種苗一般莖直立，四棱型，有分枝，被絨毛，莖上一般有膨大的節(jié)。葉對生，上表面深綠色，被絨毛，下表面淺綠色或紫綠色，葉脈清晰。須根較細，分布于插入泥土部位的莖上。廣東省和海南省各批次廣藿香種苗質(zhì)量指標測定結果見表2，廣東省和海南省廣藿香種苗質(zhì)量指標的統(tǒng)計區(qū)間值和多元方差分析結果見表3。由以上結果可知，由于廣東省與海南省氣候條件和熱量帶的不同，造成育苗周期和時間顯著不同，導致兩省種苗的苗高、苗粗、節(jié)數(shù)、節(jié)間長和根長的區(qū)間值相差較大，最終導致種苗的各質(zhì)量指標出現(xiàn)明顯差異(p<0.01)，提示在后續(xù)的等級劃分工作中應予以區(qū)分。

表5 廣藿香種苗指標性狀的相關性分析

相關系數(shù)苗高苗粗葉對數(shù)節(jié)數(shù)節(jié)間長根數(shù)根長苗高1苗粗0.653**1葉對數(shù)0.620**0.458**1節(jié)數(shù)0.765**0.584**0.664**1節(jié)間長0.308**0.349**0.174**0.103**1根數(shù)-0.099**-0.0030.049**0.067**-0.181**1根長0.610**0.367**0.496**0.576**0.0000.285**1

注：“**”表示p<0.01。

2.2 廣藿香種苗分級指標的確定

2.2.1 廣藿香種苗指標性狀的主成分分析

對2 358株廣藿香種苗的質(zhì)量指標數(shù)據(jù)進行主成分分析，從表4中可以看出，前3個特征值累計貢獻率達到79.53%，說明前3個主成分基本包含了全部的指標信息，其中第一主成分貢獻率達到48.29%，第二主成分貢獻率為19.28%，第三主成分貢獻率僅為11.46%，所以第一主成分具備綜合評價功能，而第一主成分對應的特征向量中以苗高(0.265)、節(jié)數(shù)(0.256)、葉對數(shù)(0.231)、苗粗(0.223)和根長(0.212)的值較大，所以通過主成分分析可以初步選取苗高、節(jié)數(shù)、葉對數(shù)、苗粗和根長作為種苗質(zhì)量分級的指標。

表4 廣藿香種苗主成分分析結果

項目成分123特征值3.4151.3490.802累計方差貢獻率(%)48.79268.07079.530特征向量0.265-0.100苗高0.2560.082節(jié)數(shù)0.2310.045葉對數(shù)0.223-0.166苗粗0.2120.322根長0.092-0.508節(jié)間長0.0190.578根數(shù)

2.2.2 廣藿香種苗指標性狀相關性分析

各質(zhì)量指標進行相關性分析結果見表5，除了根數(shù)和苗粗，根長和節(jié)間長之間沒有明顯的相關性外，其余各項指標之間均呈現(xiàn)極顯著的相關性(p<0.01)，其中苗高和節(jié)數(shù)這2個質(zhì)量指標之間呈現(xiàn)很強且極顯著的正相關(p<0.01)，相關系數(shù)達到0.765，說明苗高和節(jié)數(shù)能較好地反應相互的數(shù)值信息。為了方便實際測量，可以擇其一作為廣藿香種苗分級選用的指標。

2.2.3廣藿香種苗分級指標的最終確定

在廣藿香種苗指標性狀的主成分分析中，初步確定了苗高、節(jié)數(shù)、葉對數(shù)、苗粗和根長可以作為種苗質(zhì)量分級的指標，同時在廣藿香種苗指標性狀的相關性分析中發(fā)現(xiàn)，苗高和節(jié)數(shù)之間有較強的相關性，而苗高比節(jié)數(shù)更直觀。為了便于實際測量，最終選擇苗高、葉對數(shù)、苗粗和根長作為廣藿香種苗質(zhì)量分級指標。

2.3 廣藿香種苗質(zhì)量分級

由于廣東省和海南省的廣藿香種苗繁育時間相差較大，導致兩省的廣藿香種苗各項質(zhì)量指標的差異也隨之增大，為了使等級劃分的最終結果能夠符合及適用于當?shù)厣a(chǎn)的需要，本實驗在聚類分析和等級劃分時兩地分別進行。

表6 廣藿香種苗K-均值聚類中心

質(zhì)量指標聚類中心 廣東省 海南省 1212苗高(cm)39.222.815.512.8苗粗(mm)4.33.83.53.0葉對數(shù)5433根長(cm)12.99.52.58.2

表7 廣藿香種苗K-均值聚類中指標的方差分析結果

廣東省 海南省 FSig.FSig.苗高2614.1010.000292.4020.000苗粗158.2660.000312.5090.000葉對數(shù)247.5420.0000.2220.638根長272.3850.0002928.3650.000

2.3.1 種苗指標參數(shù)的K-均值聚類分析及方差分析

利用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，分別對1 181株廣東省和1 177株海南省廣藿香種苗的苗高、苗粗、葉對數(shù)和根長等4個質(zhì)量指標進行K-均值聚類分析，分別得到2組聚類中心(見表6)，聚類分析所選取的質(zhì)量指標的方差分析結果見表7。結果表明，廣東省的4個聚類變量和海南省除葉對數(shù)以外的3個聚類變量Sig值均極顯著(p<0.01)，即用于分類的4個質(zhì)量指標對分類基本起作用，雖然聚類分析后，海南省2個聚類組種苗的葉對數(shù)無顯著性差異，但是葉片決定了種苗光合作用的能力，對生長起到一定作用。本次聚類分析所得到的2組聚類中心可以作為種苗分級的參考，所選擇的4個質(zhì)量指標作為廣藿香種苗等級劃分的指標是合理的。

表8 廣藿香種苗等級劃分最終結果

質(zhì)量指標廣東省海南?、瘼颌螈瘼颌竺绺?cm)≥40.023.0～40.011.0～23.0≥16.013.0～16.05.0～13.0苗粗(mm)≥5.04.0～5.03.0～4.0≥4.03.0～4.02.0～3.0葉對數(shù)≥541～4≥3≥31～3根長(cm)≥1310.0～13.01.0～10.03.0～9.0≥9.01.0～3.0

2.3.2廣藿香種苗等級劃分的最終結果

通過相關性分析和主成分分析，最終選取苗高、苗粗、葉對數(shù)和根長作為等級劃分的質(zhì)量指標，通過聚類分析得到了2組聚類中心，并以聚類中心值作為等級劃分的參考值。由于廣藿香種苗的成活率達到90%以上，且本次實驗所選取的材料均為健康的種苗，因此最終確定以聚類分析的兩組聚類中心值作為一、二等種苗劃分的界限值，并以選取的4個質(zhì)量指標在樣本數(shù)據(jù)中的最小值作為第三等種苗的下限，為了便于日后實際生產(chǎn)中種苗的等級劃分，最終確定把一、二、三等種苗劃分的參數(shù)值向上取整為最接近的整數(shù)，結果見表8。

3 討 論

由于廣東省和海南省處于不同的氣候帶，氣候差異較大，因此兩省在種苗的繁育方式上存在著一定的差異。廣東省一般為當年立冬前后，在成熟植株采收時同時取嫩枝扦插育苗，育苗周期一般為4～5個月，翌年清明前后移栽大田；海南省一般于當年中秋節(jié)至翌年清明前進行種苗的繁育，由于海南省處于北熱帶，平均日照時間長，雨水充沛，有利于種苗的生長發(fā)育，所以種植后的種苗一般20～30 d即可移栽大田，而存活率依然很高，當?shù)匾荒昕梢杂?～5次?；诜N植和氣候上的差異，本實驗通過對兩省種苗性狀的統(tǒng)計和差異分析,進一步地說明，在后續(xù)的等級劃分工作中應對兩省種苗予以區(qū)分，確保等價劃分的結果能夠適用于實際生產(chǎn)。

廣藿香屬于草本植物，藥用部位為干燥地上部分，有別于根類藥材的種苗主要選擇能反映根部發(fā)育程度的指標[9]，廣藿香種苗選擇的質(zhì)量指標應該盡可能地反映植株整體的發(fā)育水平，本實驗選擇了能體現(xiàn)種苗粗壯程度的苗高、苗粗、節(jié)數(shù)和節(jié)間長，能反映根部發(fā)育狀況的根數(shù)和根長，以及能體現(xiàn)葉片生長狀況的葉對數(shù)作為初始的質(zhì)量指標。然而，過多的測量指標在實際生產(chǎn)中既增加成本，又有可能因為指標間所存在的重疊信息而增加工作量，因此在種苗質(zhì)量分級之前應該考慮減少指標，并利用盡量少的指標來反映種苗大部分的信息。本次實驗采用了主成分分析法，通過比較最大方差貢獻成分中各指標特征向量的絕對值，從中選擇能反映種苗大部分信息的指標，同時利用相關性分析方法，嘗試尋找關系較強，能相互反映各自信息的指標來進一步減少測量的項目，并最終得到苗高、苗粗、葉對數(shù)和根長共4個質(zhì)量指標，這些指標即易于測量，同時還與藥農(nóng)種植經(jīng)驗上所認為的粗壯葉多有根的種苗更易于生長的觀點相一致，因此指標的選擇是科學合理的。

由于廣東省和海南省廣藿香種苗的育苗周期和時間的差異，不適宜采用相同的種苗標準來進行等級劃分，本實驗采用了多元方差分析方法，統(tǒng)計結果表明，兩省種苗各質(zhì)量指標差異均極顯著，因此應該各自制定等級標準。此外，有別于常用的單因素方差分析和多個獨立樣本t檢驗，多元方差分析還考慮到不同因素之間相互的影響，正如相關性分析的結果，極大部分質(zhì)量指標間均存在著顯著差異，因此筆者認為，選擇多元方差分析來考察不同產(chǎn)地、批次等因素所導致的種苗差異更科學、更合理。在聚類分析中，根據(jù)該方法的要求[10]，不同變量的數(shù)量級不能相差太大，否則會使2個變量的影響不平衡，而解決方法為對變量的數(shù)據(jù)進行標準化，而本次實驗在統(tǒng)計描述的結果中發(fā)現(xiàn)，各變量的數(shù)量級相差不大，且各變量數(shù)值的變化幅度適宜，因此本實驗沒有對數(shù)據(jù)進行標準化的處理，而直接利用原始數(shù)據(jù)進行聚類分析是可行的。

在很多種苗質(zhì)量標準的研究中，通常以種苗移栽后的存活率來檢驗種苗等級劃分的合理性[8]，但是廣藿香種苗的存活率極高，因此本實驗并沒用進行后續(xù)的檢驗。由于還處在種苗的狀態(tài)，因此通過測量有效成分含量的方法來評價等級劃分的優(yōu)劣也是不合理的，而有效合理的檢驗方法應該是考察種苗的等級與植株成熟后的質(zhì)量是否相吻合，但是廣藿香是地上部分入藥，在實際生產(chǎn)中既要考慮產(chǎn)量，還要考慮品質(zhì)，涉及著眾多的外在指標，而如何把這些指標整合并得到能體現(xiàn)廣藿香植株質(zhì)量的方法卻尚未存在，因此這

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也是目前有待解決的問題。通過本實驗的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，大部分質(zhì)量指標呈顯著的正相關，說明指標的生長是同步的，而育苗的時間影響種苗的生長狀況，同時育苗時間與成本相聯(lián)系。因此，本實驗所得到的種苗等級劃分的結果，在實際生產(chǎn)中指導種苗的分類和種苗的定價，同時為日后廣藿香種苗等級劃分的優(yōu)化提供參考。