小黑药实生苗的栽培驯化研究

汪建云 启双涛 刘经伦 杨丽华 张振铎

摘要[目的]对小黑药进行实生苗栽培驯化研究。[方法]采用L8（27）正交试验，考察不同光照、土壤、温度对小黑药实生苗生长发育的影响。[结果] 弱光、混合土+高温、弱光+混合土较适宜叶生长数量增长;弱光+混合土、弱光、混合土、混合土+高温较适宜叶长度增长;弱光、弱光+混合土有助于提高叶均生长速率;以上不同处理差异均显著或极显著;120 d时鲜生物量差异不显著，但弱光、混合土、高温下鲜生物量较大。[结论]弱光、混合土、高温是小黑药实生苗生长发育和生物量积累的适宜条件。

关键词小黑药;实生苗;驯化;正交试验;环境条件

中图分类号S567.23+9文献标识码A

文章编号0517-6611（2019）03-0154-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.049

引种驯化是人类通过人工干预措施，使野生植物或外来植物成为栽培植物的措施和过程[1]，其中种子实生苗栽培试验是许多植物资源引种驯化的必要过程之一。小黑药（Sanicula astrantiifolia H.Wolff ex Kretschmer）属伞形科变豆菜属植物，又称昆明变豆菜、川滇变豆菜、三台草、五匹风，产于我国西南各地，是中国西南特有种，生于海拔1 500～3 000 m的河边杂木林下、山坡草地和沟边阴湿处[2]。小黑药常以根入药[3]，民间常用做药膳。小黑药作为一种药食两用、纯天然、無污染、亟待开发的野生物种资源，具有广阔的市场开发潜力和应用前景[4]，其药材主要来源于野生种质资源。小黑药以种子繁殖为主要繁殖方式，虽分布较广，但自然种群个体数量稀少，同时近年来其野生种群被人为大量采集破坏，数量急剧减少。目前，小黑药研究报道主要集中在成分、药理和分子等方面，但鲜见对繁殖和驯化方面的研究报道[5-8]。因此，有必要对该物种进行实生苗栽培驯化研究，特别是近自然条件下人工种植试验过程中的生长发育表现，为该物种保护、开发利用和种植推广提供科学依据[9]。同时，这种开发和利用方式对环境影响较小，可以最大限度地减少环境资源的破坏。鉴于此，笔者采用L8（27）正交试验，考察不同光照（A因素）、土壤（B因素）、温度（C因素）对小黑药实生苗生长发育的影响，为该物种的进一步开发、保护和利用提供技术指导。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验在保山市隆阳区保山学院内（99°09′40.68″E，25°08′05.56″N）进行。该地海拔约1 680 m，行政区划属保山市隆阳区保山坝。试验地属典型西南季风区亚热带高原气候类型，11—4月为旱季，5—10月为雨季，干湿季明显，冬无严寒，夏无酷暑，四季如春。年均温 14.8～21.4 ℃，年活动积温4 639.7～7 806.8 ℃，年日照时数2 046.5～2 327.4 h，年均降雨量740.2～2 097.5 mm，无霜期234～341 d[10]，山地是小黑药分布区之一，符合驯化环境要求。

1.2试验材料

小黑药实生苗试验材料于2013年6月和2014年2月直接从云南省昆明市寻甸县联合乡叉河村后山挖掘，移栽于试验地。从2次种植植株上采集成熟种子，自然晾干保存。锦农JN-QXM型全项目土壤肥料速测仪;HUATO S500系列温湿度记录仪;TES-1003A照度计。

1.3试验设计

试验于2016年6月1日开始，2016年9月13日结束，共105 d。驯化栽培过程中的生长发育问题是物种物种驯化利用过程中的核心问题之一。物种繁殖能力强和物种生态适应幅广，则物种驯化越容易。根据引种驯化理论，参照相关文献资料[11-18]，该研究试验设计如下：

试验地位于温室大棚。试验采用3因素2水平，使用L8（27）正交设计安排试验。其中，光照设置2种因素（A因素：A1为自然光;A2为80目遮阳网处理后光照，采用照度计定时测量光照强度），土壤2种因素（B因素：B1为山基土;B2为黏土∶山基土∶红土=1∶1∶1的混合土，采用土壤肥料测量仪按土壤测定方法测定氮、磷、钾和有机质），温度2种因素（C因素：C1为高温，≥室外温度;C2为低温，约90% C1温度，定时测量记录空气温度和湿度）。假设不同光照、温度、土壤下小黑药实生苗生长发育无差别，即设定光照、温度、土壤为自变量，以小黑药实生苗生长发育为因变量，给与相同的管理措施、种植时间、种植数量等以控制无关变量，每5 d观察记录小黑药实生苗生长发育情况，然后通过试验结果进行假设验证。试验设计方案如表1所示。

分别将2类土壤分类混匀，各分成4份，采用随机法按试验要求放置在温室大棚，共设置成8个小区，每个小区50 cm×50 cm，土壤厚度20㎝;种子播种[19]。

通过控制不同光照、温度、土壤，观察幼苗生长状况并定时记录数据。由于种子播种萌发试验中试验组出苗数最小为5株，随机选定其他试验组5个植株作为试验统计对象。各试验组分测量新生叶数，叶片生长长度等分别记录。试验完成后各试验组按株采收称取整株鲜重并记录。

1.4数据处理

采用SPSS、Excel对试验数据进行分析，采用直观分析法和方差分析法对试验结果进行分析。

2结果与分析

2.1各控制因素基本情况

2种光照处理下105 d光照强度定时观测数据记录整理如图1所示，强光（A1）光强平均为8 799.68 lx，弱光（A2）光强平均为1 880.32 lx，两者之比为4.68∶1，2种光照处理随时间波动基本一致。

2种土壤处理的土壤成分3次重复测定平均结果是山基土（B1）铵态氮129.333 mg/kg，有效磷14.57 mg/kg，速效钾152.333 mg/kg，有机质177.1 mg/kg，pH 4.0;混合土（B2）铵态氮21.477 mg/kg，有效磷26.82 mg/kg，速效钾131.267 mg/kg，有机质41.373 mg/kg，pH 5.0。两者铵态氮之比为6.03∶1，有效磷之比为1∶1.84，速效钾之比为1.16∶1，有机质之比为4.28∶1，均为酸性土。

2种温度处理下105 d温湿度数据记录整理如图2所示，高温（C1）平均温度为27.76 ℃，低温（C2）平均温度为25.53 ℃，温度平均值相差2.72 ℃，两者之比为1.108∶1，2种温度处理随时间波动基本一致。

2.2叶生长数量对实生苗生长发育的影响

一般每植株叶片数为2～13个（不含子叶），以0表示该植株叶片死亡。试验结果平均直观分析如表1所示，试验中各处理叶生长数量差异较大，高到低排列顺序为处理⑦、⑧、②、⑥、③、 ⑤、①、④，叶生长平均数量为6.27个。R（极差）绝对值由高到低排序为A>BC>AB>B>AC>C，显示影响叶生长数量的因素较复杂，各因素及其交互作用对叶生长数量均有较大差异，A因素是影响叶生长数量的主要影响因素，BC交互作用、AB交互作用、B因素影响次之。合并方差分析表明A因素、BC交互作用、AB交互作用影响显著，其他作用不显著，误差平方和相对较小，占总数的3.52%，说明检测准确度较高。A因素K2>K1，表明弱光（A2）较适宜叶生长数量增长，强光（A1）则相对较差。由表2可知，BC交互作用B2C1>B2C2>B1C1>B1C2，表明混合土+高温（B2C1）下较适宜叶生长数量增长，山基土+低温（B1C2）则相对较差;AB交互作用由高到低为A2B2>A2B1>A1B2>A1B1，表明弱光+混合土（A2B2）下较适宜叶生长数量增长，强光+山基土（A1B1）则相对较差。

2.3叶净生长长度和对实生苗生长发育的影响

由表1可知，各处理全部叶净生长长度和差异较大，各组合由高到低排列顺序为处理⑦、⑧、②、⑤、③、⑥、①、④，叶净生长长度和平均为33.34 cm。R绝对值由高到低排序为AB>A>B>BC>AC>C，AB交互作用是影响叶净生长长度和的主要影响因素，A因素、B因素、BC交互作用影响次之。合并方差分析表明AB交互作用差异极显著，A因素、B因素、BC交互作用差异显著，其他作用不显著，误差平方和相对较小，占总数的0.8%，检测准确度高。由表2可知，AB交互作用A2B2>A2B1>A1B2>A1B1，表明弱光+混合土（A2B2）下较适宜叶长度增长，强光+山基土（A1B1）则相对较差;A因素K2>K1，表明弱光（A2）较适宜叶长度增长，强光（A1）则相对较差;B因素K2>K1，表明混合土（B2）较适宜叶长度增长，山基土（B1）相对较差;BC交互作用B2C1>B2C2>B1C1>B1C2，表明混合土+高温（B2C1）较适宜叶长度增长，而山基土+低温（B1C2）相对不适宜。

2.4叶均生长速率对实生苗生长发育的影响

由表1可知，各处理叶均生长速率差异较大，各处理由高到低排列顺序为处理⑦、⑧、②、⑤、③、⑥、①、④，叶均生长速率平均为0.088 cm/d。R绝对值由高到低排序为A>AB>BC>B>AC>C，A因素是影响叶均生长速率的主要影响因素，AB交互作用、BC交互作用、B因素影响次之。合并方差分析表明A因素、AB交互作用差异显著，其他作用不显著，误差平方和相对较小，占总数的5.23%，检测准确度较高。A因素K2>K1，表明弱光（A2）有助于提高叶均生长速率，强光（A1）则相对较差。由表2可知，AB交互作用A2B2>A2B1>A1B2>A1B1，表明弱光+混合土（A2B2）有助于提高葉均生长速率，而强光+山基土（A1B1）相对较差。

2.5植株鲜生长量对实生苗生长发育的影响

将105 d后每植株鲜生物量作为分析因素影响的考察指标。统计直观分析结果如表1所示，可以看出试验中各处理植株地下鲜生物量差异较大，各处理由高到低排列顺序为处理⑦、②、③、⑧、⑥、④、⑤、①，植株地下鲜生物量平均为10.06 g。R绝对值由高到低排序为BC>B>AB>AC>A>C，BC因素是影响植株地下鲜生物量的主要影响因素，B因素、AB交互作用、AC交互作用影响次之。方差分析表明各因素和交互作用不显著，误差平方和相对较大，占总数的6.63%，检测准确度一般。K值分析显示，弱光、混合土、高温下鲜生物量较大。

3结论与讨论

3.1结论

通过光照、土壤、温度3因素2水平L8（27）正交试验结果可以看出，在该试验栽培驯化条件下，实生苗均能正常发育，弱光（A2）、混合土+高温（B2C1）、弱光+混合土（A2B2）较适宜叶生长数量增长;弱光+混合土（A2B2）、弱光（A2）、混合土（B2）、混合土+高温（B2C1）较适宜叶长度增长;弱光（A2）、弱光+混合土（A2B2）有助于提高叶均生长速率，差异均显著或极显著;120 d实生苗鲜生物量差异不显著，但K值分析显示弱光、混合土、高温下地下鲜生物量较大。

①弱光、混合土、高温较适宜叶生长数量增长和叶长度增长，弱光、混合土下叶均生长速率提高，即弱光、混合土、高温是小黑药实生苗生长发育的适宜条件;

②弱光、混合土、高温有益于小黑药实生苗地下生物量的积累。

3.2讨论

（1） 资源植物开发利用前期驯化研究工作。云南是资源植物王国，资源植物是云南实现绿色云南快速发展的重要基础之一。随着国家西部大开发战略的实施、经济发展的转型、云南高原特色农业的发展，资源植物的地方差异化开发利用和规模化产业种植步伐将越来越快，由于云南植物资源的特性[21]，资源和保护的矛盾必将更加突出，因而资源植物开发利用前期驯化研究工作显得更加重要。但是，目前许多科研工作者对该方面的研究工作认识不足，且相关报道也较少。

（2）日益严重的资源植物破坏和保护。由于受利益驱使以及资源地农户资源保护意识缺乏，植物资源常被破坏性采挖，导致野生资源急剧减少。如果对资源植物繁殖和种植进行有效的指导，从而减少资源破坏和浪费，这对保护资源、减少破坏将起到积极作用。

（3）驯化试验和结果利用。由于不同植物物种特性不同，在植物资源开发利用过程中对物种生物学特性不了解、种植技术缺乏，因而种植时选择环境、种植管理均存在许多问题，导致种植产量不高。该研究提供了根据该物种野外观察的生物学特性和统计分析原理设计的简单试验方案，在试验记录的观测点中选择了4个有效的观测点进行分析，同时结合许多研究采用了直观分析和方差分析相结合的思路，可供相关研究者参考。

3.3建议

（1）该试验以光、土壤、温度3种主要因素进行考察，虽然得出了正确结论，但也发现小黑药植株在各因素下表现差异较大，说明其影响因子较复杂[20]，今后试验有必要增加考察因素的数量（如水分、湿度、土壤透气度等）和水平，增加样本个体数，以便考察分析其他影响因素的作用。

（2）由于考察自然条件下该植物的实生苗生长发育受其他自然因素影响较大，因而水平较难于控制，采用的试验因素未能得出小黑药最适合、最高生长光照、土壤、温度组合的具体数值和范围，需要单因素人工控制试验进行考察;同时该研究时间较短，地下鲜生物量积累不足，虽然得出了结论，但由于其方差分析因素不显著，仍有待今后深入研究。

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