不同类别湖北麦冬种苗生长发育状况的比较

王月　苏贺　+詹延廷　杨阳　董学会

[摘要] 该研究根据湖北省襄阳市当地农户的生产经验，结合湖北麦冬的生长发育实际状况，初步确定湖北麦冬种苗分类的主要指标，对其进行K聚类分析后，将湖北麦冬单株种苗分为以下2类：Ⅰ类种苗为根系直径大于2.5 mm、新生芽数目大于3、具有跑马根且着生于最外层的短苗龄新苗；Ⅱ类种苗为根系直径小于1 mm、新生芽数目小于2、不具备跑马根且着生于最内层的长苗龄老苗。该研究调查了湖北麦冬生长期间的地上部指标、根部指标及块根产量和品质，试验结果表明Ⅰ类湖北麦冬种苗的生长发育状况较好，且块根产量较高，品质较好。该研究确定了对湖北麦冬生长发育有影响的主要分类指标，从而为湖北麦冬种苗分级标准的制定奠定了基础。

[关键词] 湖北麦冬； 种苗分类； 生长发育； 产量； 品质

Comparison of development condition of different Liriope spicata seedlings

WANG Yue， SU He， ZHAN Yanting， YANG Yang， DONG Xuehui*

（Chinese Agricultural University， Beijng 100193， China）

[Abstract] The study identified the main morphological index of the seedlings classification including seedling age，the root width and number of newborn buds and coarse roots， according to the local agricultural production techniques and assessment of Liriope spicata′s growth and development condition. After carrying on K cluster analysis of the morphological， we separated the seedlings into two levels. The first level （Ⅰ）： the new talent with the root width exceeding two point five millimeters， the new born buds exceeding three， and with the coarse root exceeding one. The second level （Ⅱ）： the old talent with the root width below one millimeters， the newborn buds below two and without coarse root. The study surveyed the plants′ growth index dynamics， as well as the yield and quality of the tuberous root. The experimental results suggested that the growth condition of seedling Ⅰwas better， the yield of earthnut higher， the quality of earthnut more excellent. The study lied the foundation of L. spicata′s grading standards and standardized production.

[Key words] Liriope spicata； seedling classification； development conditions； yield； quality

doi：10.4268/cjcmm201701？？

湖北麦冬Liriope spicata （Thunb. ） Lour. var. prolifera Y.T. Ma为百合科山麦冬属的植物，是《中国药典》中药材“山麦冬”中的品种之一[1]，主产区在湖北省襄陽市欧庙镇，以块根入药，块茎中的甾体皂苷类物质被广泛治疗各种疾病，比如心肌缺血、血栓形成、缺氧和衰老、糖血症。目前国内关于湖北麦冬的研究，主要集中在湖北麦冬的规范化高产栽培种植技术[2]、组织培养研究[3]、植物学特征[4]、资源多样性鉴定[58]、化学成分测定及药理作用和临床药效的研究[910]，但缺少湖北麦冬种苗分级质量标准的研究。湖北麦冬采用分株繁殖的方式，当地农户在进行选苗移栽时缺少可操作性强的标准化规程，仅仅凭借传统经验进行生产，致使移栽后植株生长发育状况参差不齐，且成活率较低，不仅块根产量低、而且药用品质差。为了从根本上稳定湖北麦冬的产量和品质，优化种苗移栽后的发育状况，提高种苗质量，必须建立规范的种苗质量分级标准。

本研究通过对湖北麦冬种苗的根系直径、新生芽数目、跑马根数目进行K聚类分析以及结合种苗着生位置，对湖北麦冬种苗进行了分类；通过不同类别的种苗大田栽培试验，对不同类别湖北麦冬种苗的生长发育状况、产量和品质进行了比较分析，确定了对湖北麦冬生长发育有重要影响的外部形态指标，从而为湖北麦冬种苗分级标准奠定了基础。

1 材料

湖北麦冬种苗采集于湖北省襄阳市欧庙镇，由中国农业大学董学会教授鉴定。

2 方法

2.1 分类 随机选取100份大小均匀一致的单株种苗，对其根系直径、新生芽数目、跑马根数目进行K聚类分析，结合聚类中心分析结果（表1）及生产实际和可操作性得到2个不同类别的湖北麦冬种苗。根系直径（即根粗）挑选单株种苗较粗的5～10条须根，利用游标卡尺测量其直径，精确到0.1 mm，取其平均值。新生芽数目：数取单株上着生的新生芽的数目（根基部会发出乳白的芽称为新生芽，新生芽发育为新的分蘖）。跑马根数目：数取着生的跑马根的数目（主根的根颈部分发出细小的地下茎称为跑马根，其鳞叶多，节间短，生长快，有利于繁殖）。苗龄检验：将湖北麦冬母株植株最外一层可明显区分其单个分蘖的单株种苗作为新苗；将最中心位置的单株种苗作为老苗。聚类分析：利用SPSS 22.0软件对100份单株种苗的根系直径、跑马根数目、新生芽数目进行K聚类分析。

2.2 栽植 试验在湖北省襄阳市职业技术学院试验基地进行。试验设计为单因素随机区组试验。设置2个等级为2个处理，每处理为3次重复。单个小区种植面积3.99 m2（2.1 m×1.9 m），株行距10 cm×15 cm，内部小区间距0.3 m。

2.3 指标测定 整个生育期间共测定5次指标，取样日期为5月20日、7月20日、10月1日、12月27日、第2年3月1日。每小区取6株测定各指标。分蘖：将待测植株用蒸馏水冲洗干净，调查每株植株的分蘖数。叶面积的测定：利用EPSON根系扫描仪（EPSON Perfection v700，中国）。记录叶部形态，然后用根系形态分析软件WinRHIZO分析叶面积。干物质量的测定：湖北麦冬植株地上部分和地下部分105 ℃杀青2 h，90 ℃烘干至恒重，分别称重。根部形态的测定：利用EPSON根系扫描仪（EPSON Perfection v700，中国）记录根系形态，然后用根系形态分析软件WinRHIZO分析根部形态指标（分根数、总根长、根系表面积、根系体积）。皂苷含量的测定：采用比色法，按照文献中的方法，分别测定须根部位、块根部位的皂苷含量[11]。

2.4 统计分析 利用SPSS 22.0进行数据统计分析，显著水平设置为P<0.05。

3 结果分析

3.1 种苗分类结果 根据K聚类中心结果（表1），本研究将湖北麦冬种苗分为如下2类，Ⅰ类苗：单株种苗着生在母株外部，苗龄较短，根系直径大于2.5 mm，跑马根数目大于或等于2，新生芽数目大于或等于3；Ⅱ类苗：单株种苗着生在母株内部，苗龄较长，根系直径小于1 mm，不具备跑马根，没有新生芽或只有1个新生芽。

3.2 不同类别种苗地上部指标的比较 从叶面积来看，在湖北麦冬发育的各个时期，Ⅰ类种苗都比Ⅱ类种苗测定值要高或接近；自7月20日开始，2类种苗的叶面積率先呈现出显著性差异；12月27日，2类种苗的叶面积接近；在第2年3月1日前后，二者又呈现出显著性差异，此时Ⅰ类种苗叶面积测定值高出Ⅱ类种苗约20.02%。从分蘖来看，反应滞后：12月27日之前，二者分蘖数目接近，12月27日之后，Ⅰ类种苗分蘖数目生长速度快于Ⅱ类种苗，且二者达到显著差异；3月1日，Ⅰ类种苗分蘖数目高出Ⅱ类种苗约21.12%（图1）。

叶干重的分析结果与分蘖相似，12月27日之前，二者叶干重接近，12月27日之后开始呈现显著差异，在12月27日、第2年3月1日测定时，Ⅰ类种苗叶干重高出Ⅱ类种苗叶干重分别为14.53%，20.17%。

3.3 不同类别种苗根部指标的比较 在5月20不同小写字母表示同一时期不同处理差异显著，P<0.05（图2同）。并在此时二者达到显著差异。

3.4 不同类别种苗块根产量的比较 2类别种苗间干、鲜重虽未达到显著差异，但Ⅰ类种苗的亩鲜重和亩干重均高于Ⅱ类种苗。其中在每亩干重中，Ⅰ类苗为76.77 kg，Ⅱ类苗为71.56 kg（表2）。

3.5 不同类别种苗块根所含皂苷含量的比较 10月4日开始测定须根部位皂苷含量，此时湖北麦冬未结块根。须根部位的皂苷含量始终高出块根含量一个数量级（表3）。

须根皂苷含量呈现出先降低后升高的趋势，12月27日测得值最低，并在此时2类别间达到显著差异；3月1日达到最高值：Ⅰ类种苗、Ⅱ类种苗须根皂苷质量分数分别为0.247%，0.238%，但此时二者并未达到显著差异。

块根部位的皂苷含量呈现升高的趋势，且Ⅰ>Ⅱ，收获时Ⅰ类种苗、Ⅱ类种苗块根皂苷含量分别为0.016%，0.012%，2类处理间达到显著差异。

推测10月4日至12月27日期间，须根部位皂苷含量的积累速度低于向块根部位皂苷的转移速度，造成此期间须根皂苷含量的降低；12月27日至收获期间，须根皂苷量积累速度高于向块根的转移速度，因此呈现升高的趋势。

4 讨论

在本研究分析结果中，叶面积在2类种苗间最先呈现出显著差异，其次为根部形态指标，分蘖呈现出差别的时间最晚，由此推测：粗根加大了对营养物质的吸收；短苗龄的新苗相比老苗来讲，生长环境不拥挤，在母株生长期间有充足的阳光和营养物质来利用；跑马跟和新生芽进一步加快了湖北麦冬的生长速度。在这些作用的影响下，湖北麦冬叶面积首先呈现出差别；叶面积的增长，使光合作用随之增强，同化物产量提高，造成向根部输送的有机物质增多，进一步促进根部生长；反之，根表面积和根长的增加能够促进吸收土壤营养物质，进一步促进湖北麦冬植株分蘖的增加，同时提高了块根产量和有效成分的积累。理论上说，跑马根和新生芽对湖北麦冬生长的影响，应首先体现在使植株分蘖增加，但在本研究中发现，12月27日时2类种苗的分蘖才呈现出显著性差异，其中的原因还有待发现。

前人研究中发现分别用一叶一心、两叶一心、三叶一心黄瓜秧苗来定植，结果三叶一心秧苗根系活力降低、根冠比减小，不适宜作为秧苗进行定植[15]；同样也有研究发现随移栽苗龄的增大，烤烟生长发育速度加快，如株高、叶面积日增加量显著升高，这与本研究分析结果相反，但与本研究一致发现移栽苗龄的增大导致产量和品质同时降低[16]。返魂草种苗标准研究发现，须根数大于25、茎基直径大于0.5的种苗为一级种苗，并且种苗粗壮、根系发达则产量就回越高[17]；香花槐种根粗度与育苗成效的关系研究认为，随着种根粗度减小，香花槐成苗率降低、高度降低同时地径粗度也会减小[18]；此类关于移栽种苗粗度的研究与本研究结果一致。另外，金钗石斛种苗质量分级标准研究发现，芽点数较多的种苗为一级种苗[19]。目前未发现有关于跑马根对育苗影响的研究。

本研究虽确定了对湖北麦冬生长发育有影响的种苗分类指标，但并未区分几个分类指标的主次关系以及贡献率的大小，这是需要被进一步探究的。另外，农户在种苗移栽时，通常会剪短根系，但有研究发现植株去掉部分根系，虽然会使植株在短时间内呈现快速生长，但之后植株生长缓慢，并且多次去根处理会使植株主要集中于冠部生长[20]。可能不进行剪根会使根部生长环境过于拥挤从而阻碍湖北麦冬植株的生长，而剪根处理会一定程度上缓解这种现象。

湖北麦冬根部所含有效成分除皂苷外，还有异黄酮、各类氨基酸以及可溶性糖等成分，因所含皂苷种类多效用大且含量较高，因此本实验选用其中1种皂苷——山麦冬皂苷B作为其品质的衡量指标，测定方法选用比色法。 块根在12月27日开始出现，且此时根系在地下生长已很深不利于挖掘，因此在12月27日开始不再对湖北麦冬的根系形态指标进行测定，若能解决这个问题，继续对根部生长进行观测会使实验结果更有说服力。以上各种处理除能影响湖北麦冬的产量外，也在一定程度上影响了块根中所含药用成分山麦冬皂苷B的含量。但其中的原理尚未清楚。由表4可看出，须根部分所含皂苷含量远远高于块根部分，与前人研究结果一致[9]，但在生产当中，须根部分直接被丢弃，造成了资源的浪费。湖北麦冬最适宜的收获时间应在3月底进行，由于实验安排，收获稍早，造成亩产较低。一定程度上会影响产量测定结果的分析。此试验只进行了1年，为提高试验结果的准确性，应有年限上的重复性试验。另外，湖北麦冬块根着生于地下，且根系生长较深，在取样时难免会造成人工误差。

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[責任编辑 吕冬梅]