虎杖种子种苗生产与推广应用

虎杖种子种苗生产与推广应用

 

周明1，钱尔林2，马兆成3，封海东1*（1十堰市农业科学院，湖北十堰442000；2房县生物医药产业发展中心，湖北十堰442100；3华中农业大学植物科学学院，湖北武汉430070）

 

摘要：通过虎杖种子育苗技术规程申报，系统介绍了虎杖花期、种子、室内研究及室外应用推广，表明采用技术规程进行虎杖种子育苗，能够实现虎杖种苗批量生产。并且在整地、施肥、条播间苗、移栽、追肥、排灌、人工除草等环节显著提高虎杖有效种子种苗数量。此外，参照技术规程管理至翌年秋季，能显著提高虎杖种苗生产数量与农艺性状，更适宜虎杖种子种苗生产。2年生虎杖种苗大田栽培，采用株行距为25cm×40cm的密度有助于虎杖生产节本增效。

 

虎杖（PolygonumcuspidatumSieb.etZucc.）富含虎杖苷、大黄素等药用成分[1]，具有消炎止痛、清热解毒等功效。尤其是虎杖转化的白藜芦醇[2-4]具有抗氧化作用，对乳腺癌、前列腺癌等有明显的预防效果[5]，需求量大。近年来，湖北省十堰市、恩施市、黄冈市等地区虎杖种植面积大，成为了湖北省五大特色中药材之一。

 

虎杖种植可以通过主干、侧枝、毛状根、组培、种茎、种子进行繁殖[6-9]。然而，虎杖主干在5－6月作为繁殖体，成苗率达98%，但成本高、主干数量少[6]，也影响虎杖生产；虎杖侧枝中空，对温湿度要求高，成活率低[6]；虎杖毛状根是经过组织培养获得，和外植体组培虎杖苗类似，成本均较高[7-8]；虎杖种茎投入大、差异性大、繁殖系数低、不易规模化栽培[9]。采用虎杖种子进行大田繁育成本低、操作简单、易规模化生产。

 

综合上述情况，本团队对虎杖种子种苗规范化生产技术研究4年，申报发布了湖北省十堰市地方标准《虎杖种子育苗技术规程》DB4203/T142-2019[10]和湖北省地方标准《中药材虎杖种子育苗技术规程》DB42/T1719-2021[11]，但对虎杖种苗集约化培育还未进行报道，尤其是对虎杖种苗地上部农艺性状的描述较少。鉴于此，将近6年的虎杖种苗培育技术、地上农艺性状、田间管理及推广工作进行技术总结，以期为虎杖种子种苗培育提供技术支撑。

 

1虎杖种子

 

湖北省十堰市种植的虎杖5－6月分别有少数花苞形成、完成开花，7－9月为盛花期、果期，9月底虎杖种子成熟，10月植株枯萎、倒苗。值得注意的是，在多雨、低温的影响下，虎杖盛花期会延迟到10月初，造成种子产量低甚至绝收，11月植株枯萎、倒苗（图1）。

 

虎杖的花为雌雄异株和雌雄同株，花绿白色或黄白色（图2），虎杖种子三菱形，种子表层由宿存花被包裹，种子由表皮、种心和不明黏液组成（图3）。种子成熟后，宿存花被由绿色转化成土黄色（图3）。虎杖盛花期会引来很多蜜蜂，发出阵阵响声，这可能是虎杖花可通过蜜蜂进行授粉，还需要进一步深入研究。

 

2室内研究

 

2018年调研十堰市虎杖生产现状，发现湖北省十堰市房县虎杖绝大多数采用野生根茎繁殖、生产，为野转家第一、二代。个别种植户利用虎杖种子秋冬季繁育，管理粗犷，且种子种苗翌年春季移栽大田，栽培3年产量低。因此，2018年10月9日，前往湖北省十堰市房县军店镇何家村房县农业农村局虎杖示范基地，采集3年生健康植株上的虎杖种子、晒干，置于室内干燥、通风处贮存。2019年3月去除种子宿存花被（图4），在房县神农本草中药饮片有限公司及军店镇三溪沟基地大棚内开展虎杖种子育苗技术研究（图5-6），发现虎杖种子育苗在一定温湿度下出苗率高、根茎粗壮。

 

3大田生产

 

2019年10月19日，前往湖北省十堰市房县军店镇何家村房县农业农村局虎杖示范基地，批量采集3年生健康植株上的虎杖种子，采用上述方法处理种子、贮存。分别于2019和2021年3月在房县军店镇军马村和恩施州晓关乡采用湖北省十堰市地方标准《虎杖种子育苗技术规程》[10]，开展虎杖种子大田撒播育苗工作。


 

 

在大田育苗过程中，发现虎杖种子在一定的温湿度下出苗率较高。但虎杖种子出苗后，因干旱、杂草影响，导致种苗死苗、缺苗严重（图7）。因此，在5~8叶龄幼苗时，雨前或雨中及时追施1次尿素2~3kg/667m2，显著促进虎杖茎叶生长（图8），促使虎杖种苗抗旱、抑制杂草。同时，跟踪调查2年生虎杖种苗生长发育情况。

 

4推广应用

 

2021年3月－2023年7月，采用湖北省地方标准《中药材虎杖种子育苗技术规程》[11]，在湖北省十堰市房县红塔镇、白鹤镇、青峰镇及湖北省恩施州晓关乡开展虎杖种子大田撒播、条播育苗推广，共计21.67hm2。

 

在虎杖育苗推广过程种，发现虎杖种子在条播育苗下（图9），杂草除早除小，在多雨季节及时修沟排水、杀菌杀虫，可防止根系白化、腐烂和叶片叶斑病[12]、虫卵寄生（图10）。同时，在5~8叶龄幼苗后，在雨前或雨中追施2次尿素2~3kg/667m2，显著促进虎杖茎叶生长，减少田间管理成本投入。




种苗培育至秋冬季及时追肥、茎秆还田（图11），翌年5－6月进行1次修剪（图12），提高了虎杖地下根茎生长、防根腐。因此，虎杖种子育苗最适宜采用条播方式进行，易管理、成本低、成苗率高，且种苗生长至第2年秋季或第3年春季移栽最适宜。目前，秦巴山区的虎杖叶斑病[12]已被鉴定，根腐病、锈病等还需要进一步深入研究、鉴定。

 

5虎杖种苗培育及农艺性状分析

 

2019年6月，本研究将1年生5叶龄虎杖幼苗进行移栽，同年10月25日进行农艺性状调查发现，不同密度的一年生虎杖种苗和5cm×5cm密度的二年生虎杖种苗生长均较好。虎杖种子种苗通过湖北省地方标准《中药材虎杖种子育苗技术规程》[11]的方法培育苗木后，虎杖种苗数量超过18万株，但在二年生苗移栽大田时发现，因虎杖种苗田间密度大，种苗数量较第1年减少20%以上。此外，5~8叶龄虎杖幼苗2次追施尿素2~3kg/667m2后，虎杖种苗当年生长发育情况显著提高。

 

2020年3月，参照湖北省地方标准《中药材虎杖种子育苗技术规程》[11]草案进行条播育苗。5~8叶龄虎杖幼苗时再进行间苗、移栽，确保株行距均为10cm，重复5次，每个小区宽1m、长5m。5月10日、27日均追施了1次尿素2.5kg/667m2，其余管理均参照“湖北省中药材虎杖种子育苗技术规程”[11]进行，且每年7月10日进行种苗地上农艺性状检测，连续3年。

 

结果发现，一年生虎杖种苗在间苗、移栽和追施2次尿素后，植株质量显著提高（表1），这说明一年生虎杖种子育苗可通过追施尿素促进植株生长、抑制杂草。虎杖种苗株高、茎粗、主干茎节数、叶片数、分枝数和最大叶片随生长年限呈增长趋势（表1、表2），最大和最小叶片的叶形指数无显著性差异（表2），这说明通过移栽提高有效种苗数量、生长发育，追施尿素也不会影响植株叶片形状。而一年生虎杖幼苗的最小叶片在7月份相对较大（表2），这可能是一年生虎杖种苗在7月份少有新生叶片，二三年生虎杖种苗时常有新生叶片出现所致。这与虎杖种苗株高、茎粗、主干茎节数、叶片数、分枝之间均呈极显著正相关关系（表1）的结果一致。

 

6虎杖种苗大田应用


 

 

2021年11月，雨前采用二年生虎杖种苗进行大田栽培，剪去1/3地下主根，株行距为25cm×40cm，株间667m2施入虎杖渣1000kg。厢宽100cm，沟宽30cm、深20~25cm。结果发现，虎杖种苗667m2栽4000株能够有效抑制田间杂草，种苗成本800~1000元，促使虎杖栽培节本增效（图14）。此外，虎杖渣的使用改善了虎杖的生长发育状况。

 

7技术推广与总结

 

综上所述，采用湖北省地方标准《中药材虎杖种子育苗技术规程》[11]进行整地、施肥、条播后，种苗5~8叶龄时，间苗、移栽，确保株行距为10cm，2次在雨前或雨中追施尿素2.5kg/667m2，每次间隔半个月，及时排灌、人工除草，并继续参照湖北省地方标准《中药材虎杖种子育苗技术规程》[11]进行田间管理至翌年秋季，显著提高虎杖种苗生产数量与生物量，更适宜虎杖种子种苗生产。