竇焱艷，李青豐，曲 艷，劉重陽，李詩琪，蘇歡歡

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，呼和浩特 010018)

隨著我國人口數(shù)量的不斷增長，人們愈發(fā)重視健康問題，注重養(yǎng)生。然而，自然環(huán)境污染導(dǎo)致人類疾病不斷涌現(xiàn)，對醫(yī)藥的需求量增加[1]，所以對藥用植物引種繁殖的重要性逐漸顯現(xiàn)。藥用植物在引種過程中受水分、溫度、光照、土壤等因素影響，在北方地區(qū)溫度條件對引種繁殖十分重要，因此溫度成為北方地區(qū)引種成功的制約條件。目前，北方地區(qū)對于藥用植物應(yīng)用十分廣泛，其中酸模(Rumexacetosa)、蓖麻(Ricinuscommunis)、麥瓶草(Sileneconoidea)為常見的引種植物。

酸模為蓼科酸模屬多年生草本植物，主要分布在中國南北方各省區(qū)，對環(huán)境的適應(yīng)性很強(qiáng)，較耐陰、耐寒，喜陽光，適于酸度適中的土壤，其植株高達(dá)100cm，根為肉質(zhì)須根，不分枝，具深溝槽。酸模富含維生素A、維生素C及草酸，不僅可作料理調(diào)味用，還可全草入藥，有涼血止血、解毒利尿、泄熱通便之效，其莖、葉可作飼料[2]。蓖麻為大戟科蓖麻屬一年生或多年生草本植物，原產(chǎn)于印度和埃及，中國蓖麻引進(jìn)于印度，從黑龍江至海南均有分布，主要分布在華北、東北、西北和華東地區(qū)。蓖麻的適應(yīng)性較強(qiáng)，耐干旱、耐鹽堿、耐瘠薄，喜溫暖濕潤氣候，各種土壤均可種植；全株光滑，高2～3m，莖粗而高大，多分枝。作為世界十大油料作物之首，其加工產(chǎn)品在國防、化工、航空、醫(yī)藥、機(jī)械等領(lǐng)域有無法取代的地位。蓖麻可全株入藥，葉有消腫拔毒、止癢之效，根有祛濕通絡(luò)、止痛鎮(zhèn)靜之效；蓖麻中提取的毒蛋白可作為抗癌物質(zhì)在臨床中應(yīng)用[3]。麥瓶草為石竹科蠅子草屬一年生草本植物，在我國主要分布于華北、西北、西南及長江流域，生長于麥田中或荒草地；株高20～50cm,全株密被腺毛，主根較粗，莖直立,多分枝[4～5]。麥瓶草含有較多人體必需的營養(yǎng)成分，可供食用、藥用等，作為中藥可全草入藥，味甘微苦，有養(yǎng)陰、清熱、止血之效[6]。經(jīng)查閱資料，戴澤龍[7]等研究了酸模對重金屬的富集作用，梁麗麗[8]等研究了剪口處理與土壤水分對酸模種子的影響；王亞[9]等對蓖麻種子萌發(fā)對鹽脅迫的響應(yīng)進(jìn)行了研究，呂冬梅[10]等研究了蓖麻萌發(fā)對重金屬脅迫的響應(yīng)；馬光恕[11]等研究了氮鉀肥對麥瓶草品質(zhì)性狀的影響，劉保東[12]等對麥瓶草生態(tài)習(xí)性進(jìn)行了研究。但是，目前關(guān)于三種藥用植物種子對溫度條件的響應(yīng)研究較少，所以本試驗(yàn)重點(diǎn)采用六種恒溫條件對三種藥用植物種子萌發(fā)溫度進(jìn)行篩選，旨在為藥用植物在北方建植提供基礎(chǔ)理論，為生產(chǎn)推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為酸模、蓖麻和麥瓶草種子，均于2017年10月采集于內(nèi)蒙古呼和浩特市郊區(qū)合創(chuàng)農(nóng)業(yè)開發(fā)園區(qū)引種圃，采集的種子經(jīng)收獲、去除雜質(zhì)、自然風(fēng)干后于室溫下干燥貯藏備用。試驗(yàn)于2018年3～4月期間在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院草地資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1種子形態(tài)觀測

分別隨機(jī)選取每種供試材料30粒成熟飽滿的種子，觀測其顏色、形狀及表面紋飾等特征，并用游標(biāo)卡尺多次測量種子的長度和寬度，取其均值。

1.2.2種子千粒重測定

分別隨機(jī)數(shù)取每種供試材料100粒成熟種子，利用精度為0.001g的天平稱重，共重復(fù)八次，得到種子的百粒重，并計(jì)算千粒重(取其平均值)。

1.2.3種子休眠特性測定

將干燥儲存的種子取出，分別隨機(jī)挑選出50粒，設(shè)置3個重復(fù)。利用紙上發(fā)芽法進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)。將雙層滅菌濾紙平鋪于培養(yǎng)皿底部，每皿分別滴入蒸餾水潤濕，均勻放入50粒種子，然后加入適量蒸餾水，作好標(biāo)記記錄。將培養(yǎng)皿放入25℃恒溫箱中，每日觀察種子萌發(fā)情況并及時補(bǔ)水，連續(xù)培養(yǎng)15d后再無種子萌發(fā)時結(jié)束試驗(yàn)，記錄正常發(fā)芽和死亡的種子數(shù)，余下的即為休眠種子。

1.2.4種子萌發(fā)適宜溫度的篩選

通過預(yù)試驗(yàn)可知，酸模、蓖麻及麥瓶草種子幾乎不存在休眠現(xiàn)象。設(shè)恒溫水平分別為10℃、15℃、20℃、25℃、30℃和35℃共6個溫度梯度，每個水平設(shè)三次重復(fù)，進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，篩選最適萌發(fā)溫度。每日記錄萌發(fā)種子數(shù)目，及時清理因污染而導(dǎo)致發(fā)霉的種子并記錄數(shù)目，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)。計(jì)算公式如下：

發(fā)芽率GR=(n/N)×100%(n為試驗(yàn)結(jié)束正常發(fā)芽種子數(shù)；N為供試種子數(shù))[13]

發(fā)芽指數(shù)GI=∑(Gt/Dt)(Gt為t日萌發(fā)數(shù)；Dt為發(fā)芽天數(shù))[13]

發(fā)芽勢GP=(m/N)×100%(m為高峰期發(fā)芽數(shù)；N為供試種子數(shù))[13]

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總及分析，用Sigma Plot 14.0軟件制圖，用SAS 9.4軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子形態(tài)特征

酸模果實(shí)為瘦果，橢圓形，長約2mm，有三條尖棱，黑褐色，有光澤，千粒重為1.834g。蓖麻果實(shí)為蒴果，有刺或無刺；種子為橢圓形，種皮硬，有光澤并有棕、黑、白三色斑紋，千粒重為258.601g。麥瓶草果實(shí)為蒴果，卵形；種子腎形，有瘤狀突起，千粒重為0.751g。

2.2 溫度對酸模種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，不同溫度處理對酸模種子發(fā)芽率(GR)存在不同程度的影響。其中，35℃條件下種子的發(fā)芽率顯著低于其他溫度處理(P<0.05)，僅為17.78%；在25℃處理下酸模種子的GR最高(為86.67%)，15℃和20℃處理下種子的GR次之，分別為78.89%和75.56%。

不同溫度處理對酸模種子的發(fā)芽勢(GP)存在一定差異(圖2)，其中25℃處理下的GP最高為78.89%，在35℃處理下GP急劇下降，僅為13.33%，與其余5個溫度處理的GP存在顯著差異(P<0.05)。酸模種子在10℃、15℃、20℃及30℃下GP情況較好，與25℃處理下的GP差異不顯著(P>0.05)。從發(fā)芽指數(shù)(GI)來看(圖3)，酸模種子在不同溫度下的GI總體上隨溫度的升高呈先增加后下降趨勢，在20～25℃下GI增加幅度較10～15℃大，25～35℃處理下GI急劇下降。在15℃、20℃、30℃條件下GI較高，分別為7.21、6.79和6.51；在25℃處理下GI高達(dá)11.82,而35℃處理下GI最低為2.41，兩者存在顯著差異。

2.3 溫度對蓖麻種子萌發(fā)的影響

不同溫度處理下蓖麻種子的發(fā)芽率(GR)變化如圖4所示。由圖4可見，20℃為蓖麻種子發(fā)芽的最低溫度，低于20℃蓖麻種子不萌發(fā)(GR為0)。25℃、30℃及35℃為適宜蓖麻種子萌發(fā)的溫度，GR均高于60%。當(dāng)溫度為25℃時，GR達(dá)到最高值(為90%)，顯著(P<0.05)高于20℃(5.55%)、30℃(61.11%)和35℃(66.67%)。

從6個溫度梯度對蓖麻種子發(fā)芽勢(GP)的影響結(jié)果看(圖5)，蓖麻種子萌發(fā)趨勢主要集中在25～35℃階段，GP均在40%以上。溫度為25℃時達(dá)到最高，為55.55%；20℃時蓖麻種子GP較25～35℃條件下的GP顯著降低(P<0.05)，僅為3.33%。而蓖麻種子的發(fā)芽指數(shù)(GI)是隨著溫度(10～35℃)的升高呈先增大再降低后又增大的趨勢(圖6)，其中15～20℃與30～35℃兩個溫度梯度GI較緩慢增長，20～25℃條件下GI急速增長，上升幅度高達(dá)6.61；25～30℃條件下GI開始急劇下降，下降幅度為3.78。除10℃與15℃外，其余4個溫度下的GI均差異顯著(P<0.05)，當(dāng)溫度為25℃時GI達(dá)到最大(6.78)，更顯著高于20℃(0.17)。

2.4 溫度對麥瓶草萌發(fā)特性的影響

從圖7可以看出，不同溫度處理下麥瓶草種子的發(fā)芽率(GR)不同，在10～35℃條件下種子均可以萌發(fā)。35℃與其余5個溫度處理相比GR有顯著差異(P<0.05)；10～25℃條件下的GR分別高達(dá)90.00%、86.66%、91.11%和88.89%；在30℃及35℃溫度下GR也在70%以上。

6個不同溫度梯度(10～35℃)對麥瓶草種子發(fā)芽勢(GP)及發(fā)芽指數(shù)(GI)的影響如圖8、圖9，不同溫度處理下麥瓶草種子發(fā)芽勢差異顯著(P<0.05)。由圖8可見，GP隨著溫度梯度的增加呈先上升后下降的趨勢，除35℃條件(41.11%)外其余5個溫度梯度下的GP均在60%以上，分別為67.78%、80.00%、84.45%、88.89%和72.22%。圖9顯示，麥瓶草種子GI隨溫度增加呈先上升后下降的趨勢，曲線呈單峰型，走向與發(fā)芽勢相同。在10～25℃階段為GI上升期，由5.73(10℃)增加到最大值15.67(25℃)，25℃后GI開始顯著下降，當(dāng)溫度為35℃時GI降到最小值7.77。

3 討論

溫度是影響植物生長發(fā)育及分布的重要環(huán)境因子之一[14]。不同植物種對溫度的響應(yīng)不同，用植物生長活動過程中的溫度三基點(diǎn)(最高溫度、最低溫度和最適溫度)描述，溫度過高或過低都會對植物造成一定程度的危害[15]。影響種子萌發(fā)的生態(tài)因子有水分、溫度、氧氣、光照、鹽分及酸堿等，其中溫度因子對發(fā)芽率及萌發(fā)速率具有強(qiáng)烈作用，適宜的溫度有利于種子萌發(fā)及幼苗生長[16～17]。本研究發(fā)現(xiàn)，酸模種子和麥瓶草種子的發(fā)芽溫度范圍較寬，在10～35℃下均可發(fā)芽。萌發(fā)溫幅寬泛，表明可適應(yīng)較廣泛地區(qū)的栽培環(huán)境。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，這一現(xiàn)象可能與植物原生長地生態(tài)條件和現(xiàn)存生境有關(guān)[18]；蓖麻種子在10℃與15℃下不可發(fā)芽，原因可能是低溫脅迫抑制種子萌發(fā)或隨著溫度逐漸升高抑制物含量下降。蓖麻種子在25～35℃下發(fā)芽率均在40%以上，說明其適合在較高的溫度下萌發(fā)。酸模和麥瓶草種子在10℃條件下發(fā)芽率均較高(分別為71.11%、90.00%)，說明其可以在早春時播種栽培，利用溫度回升促進(jìn)種子萌發(fā)，適宜栽培在北方地區(qū)，這與岳永寰[19]等人的研究結(jié)果相似。

影響種子萌發(fā)的因素除生態(tài)因子外還與種子自身的遺傳特性有關(guān)。在適宜溫度范圍內(nèi)種子萌發(fā)需進(jìn)行物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化及多種酶催化等生理過程[20]。本研究結(jié)果表明，蓖麻種子在10℃、15℃條件下不能發(fā)芽，低溫極大地限制了蓖麻種子萌發(fā)，原因可能是低溫下酶的活性被抑制導(dǎo)致不發(fā)芽。綜合發(fā)芽率與萌發(fā)速率來看，酸模種子最適萌發(fā)溫度為25℃，適宜溫度范圍為10～30℃；蓖麻種子萌發(fā)最適溫度為25℃；麥瓶草種子最適萌發(fā)溫度為20℃，適宜溫度范圍為10～35℃，適宜在北方建植栽培，此結(jié)果與曲艷[21]等的研究結(jié)果相似。種子萌發(fā)過程中對溫度變化較敏感，本研究結(jié)果為三種藥用植物在適宜的溫度范圍內(nèi)選擇建植地區(qū)引種擴(kuò)繁提供了理論依據(jù)，可推進(jìn)藥用植物在北方的發(fā)展。

4 結(jié)論

4.1酸模種子、麥瓶草種子在10～35℃均可萌發(fā)，前者最適萌發(fā)溫度為25℃，后者最適萌發(fā)溫度為20℃；蓖麻種子可在20～35℃萌發(fā)，在10℃及15℃下不萌發(fā)，最適萌發(fā)溫度為25℃。

4.2酸模和麥瓶草種子萌發(fā)溫幅較寬，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可作為北方藥用植物引種利用的優(yōu)良品種。