CN110122232A - 一种提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，属于药用植物育种技术领域，该方法包括以下步骤：选择三年及以上的山豆根作为种源；选择含钙离子较多的石灰岩壤土；合理施肥；适度修剪枝和花序；培养昆虫授粉；花期使用适量植物生长调节剂；疏果；综合防治病虫危害；最佳采收期采种(9月中旬至10月下旬)。通过该方法，可有效提高山豆根种子坐果率和种子产量。

Description

一种提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法
技术领域：
本发明涉及一种提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，属于药用植物育种技术领域。
背景技术
山豆根又名广豆根、柔枝槐、山大豆根、苦豆根等。《中华人民共和国药典》(一部2015年版)收载其为豆科(Leguminosae)槐属(Sophora L.)植物越南槐(Sophoratonkinensis Gapnep.)的干燥根和根茎。本品有豆腥气，味极苦。归肺、胃经。功效清热解毒，利咽消肿。《本草求真》载：“解咽喉肿痛第一要药”《本草图经》载：“采根用，今人寸截含之，以解咽喉肿痛极妙。”近代临床常用其治疗咽喉肿痛，牙龈肿痛，湿热黄疸，湿热带下，以及钩端螺旋体病，心律失常，膀胱癌，喉癌等。山豆根主产于广西、贵州及云南。
山豆根多年来主要来源依靠野生资源，无序采挖导致野生资源已经濒临灭绝，山豆根是治疗咽喉疾病的要药，多用于治疗咽喉肿痛、病毒性肝炎以及某些肿瘤等，由于其疗效显著，其销量逐年增加，市场供需发生矛盾，导致价格逐年攀升。
山豆根人工栽培仅在广西、贵州等有零星种植，尚未形成规模化种植，影响山豆根人工种植的主要因素有：
(1)山豆根生长周期长，需要4-6年的生长周期，自然繁殖能力低，每亩投资成本大，投资回收期长，农民种植积极性不高；
(2)山豆根种子从开花到坐果需要半年左右时间，期间会发生多次的落花落果现象，生殖生长时间过长导致病虫害危害时间比较长，最终导致山豆根坐果率低，，种子产量很低；
(3)山豆根组培培养未能大规模生产，山豆根组培苗苗期比较弱小，移栽成活率比较低，而且炼苗期长达半年，组培苗研究时间短，组培苗成熟后的植株药物有效成分目前未经过药效学、临床等大规模的验证，是否存在变异尚未可知，在此情况下，种子规模化生产山豆根实生苗仍然是当前最重要的一种方式。
未来的山豆根种植发展首先解决山豆根种苗的生产问题，山豆根实生苗是重要的途径，山豆根实生苗问题的关键因素是解决山豆根开花多坐果率低的问题，提高种子坐果率和产量是解决山豆根种苗的关键环节。
然而，现有技术中山豆根种子坐果率和产量未取得突破性进展，严重制约山豆根种植业的发展。
发明内容：
为解决山豆根种子坐果率和产量的问题，发明人经过十余年的研究，充分结合山豆根的生长特点，提供一种提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法。
该方法包括如下步骤：
步骤一：选择三年生及以上山豆根作为种源，且芦上3cm处直径在0.5cm及以上；
步骤二：选择含钙离子较多的石灰岩壤土；
步骤三：合理施肥；
步骤四：适度修剪枝和花序；
步骤五：培养昆虫授粉；
步骤六：花期使用适量植物生长调节剂；
步骤七：疏果，荚果期疏除过密的小果、病虫果；
步骤八：综合防治病虫危害；
步骤九：每年9月中旬至10月下旬为种子最佳采收期。
其中：
在步骤一中，所述三年及以上山豆根为种源，且芦上3cm处直径在0.5cm及以上，通过多年观察开花率在85％以上，开花率与坐果率呈正相关性，因此有利于提高单位种子产量；
在步骤二中，含钙离子较多的石灰岩壤土更适宜山豆根生长；
在步骤三中，由于山豆根生殖生长时间较长，花期至坐果半年左右，需要充足的肥料保证种子的培育，有利于提高种子坐果率，提高种子产量和质量。优选的施肥方案如下：
(1)每年12月每株山豆根植株20-25cm周围施农家肥0.5公斤；
(2)根系施肥：在花序生长到约5厘米长时，每株施复合肥0.15～0.25千克，如花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.5cm及以上的花序较可不用施，花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.45cm及以下的花序植株每株施尿素0.1～0.15千克，加复合肥0.2～0.25千克；结荚初期至荚果膨大期再施一次，荚果多的植株施尿素、钾肥各0.5～1千克，荚果少的树株施钾肥0.3～1千克。施肥后每株淋水50～100千克；
(3)根外施肥：花期多次喷施0.2-0.3％磷酸二氢钾加0.2％尿素加0.2％硼肥；荚果期喷0.2-0.3％磷酸二氢钾+0.2％尿素。
在步骤四中，通过修剪枝可抑制山豆根营养生长，修剪花序可提高结荚率，促进生殖生长，从而提高坐果率。修剪枝和花序的优选方式为：在盛花期(5月初-6月初)前两个月(3-4月)左右剪除过密枝、弱枝和病虫枝，每个枝可以留3～5个梢；盛花期(5月初-6月初)剪掉植株花序总长2/5-3/5。
在步骤五中，培养昆虫授粉有利于小花结荚形成更多的荚果，提高小花的授粉成功率，优选的授粉方式为：开花前(4月)和花期(5月)，采取放蜜蜂授粉，每亩放一箱蜂(约一万只蜂)。
在步骤六中，花期使用适量植物生长调节剂可减少落花落果，有利于山豆根坐果，从而提高山豆根种子产量。植物生长调节剂的优选方案为在花荚期喷100mg/L赤霉素3加0.2％尿素。
在步骤七中，疏果有利于提高座果率，提高种子质量，优选的疏果方案为：荚果期疏除过密的小果、病虫果。
在步骤八中，综合防治病虫害有利于降低花期至荚果期病虫危害，从而提高坐果率，提高种子产量和质量。针对山豆根花期主要病虫害棉铃虫和豆荚螟的优选防治方案为：
(1)棉铃虫：采用在山豆根两边种植2行结穗行强的中晚熟玉米或番茄作诱集带，或在大田内种植玉米诱杀株(带)。在棉铃虫的羽化期，人工拍杀喇叭口内的成虫或对番茄喷药防治，老熟化蛹前，人工剖穗，彻底消灭诱杀带上的棉铃虫幼虫。用20％氯虫苯甲酰胺悬浮剂1500倍液，早上10点以前或下午4点以后，集中喷在蕾、花、嫩芽上，每15天一次，连续使用2-3次。
(2)豆荚螟：从始花盛期开始，用25％灭幼脲悬浮剂2500-3000倍液或苏云金杆菌1200倍液，早上8点以前，集中喷在蕾、花、嫩芽和落地花上(上边和地面都应喷药)，每7-10天防治一次，连续2-3次。
在步骤九中，选择最佳采收期有利于提高种子发芽率，优选的采收时间为每年9月中旬至10月下旬。
本发明的上述方法已经在贵州省紫云县、平坝区、兴义市、安龙等地进行种植试验，栽培方法可靠、稳定。
通过本发明的上述人工制种方法，可提高山豆根坐果率和产量，减少山豆根生殖生长过程中自然落花落果、病虫害等，修剪枝叶花序、合理施肥、疏果、合理采收等提高山豆根种子的质量和产量。
本发明通过优选植株、选择适宜土壤、合理施肥、昆虫授粉、化学调节、修剪枝叶花序、疏果、综合病虫害防治、合理采收等作为有机整体加以实施，可提高山豆根种子坐果率和产量，亩产可达到139公斤，高于仿野生状态下的亩产59公斤的两倍，并且产量稳定。
本发明实施后的山豆根种子果实饱满均一，种子质量优于野生，通过对本发明种子培育的山豆根药材进行含量测定，三年生的山豆根药材采用HPLC测定：苦参碱含量在0.48mg/g及以上，氧化苦参碱7.9mg/g及以上，总生物碱含量0.86mg/g及以上，其含量符合2010版《中国药典》规定的山豆根药材含苦参碱和氧化苦参碱的总量不得少于0.70％。
具体实施方案：
下面结合以下实施例和对比例对本发明进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
对比实施例1
选择三年生及以上山豆根100株作为对照组，且测量芦上3cm处直径在0.50cm-0.98cm之间，按株行距45cm*55cm，仿野生状态自然生长。9月中旬至10月下旬收集种子进行称重，收得种子2.2公斤，按每亩2694株计算，每亩产量为59.83公斤。
实施例1
本实施例选择在贵州省紫云自治县猫营镇龙场村石灰窑组，海拔为1100米，本试验地属于典型的喀斯特地貌，含钙离子较多的石灰岩壤土，选择三年生及以上山豆根作为种源，测量芦上3cm处直径在0.50cm-0.98cm之间，行距在55-60cm，株距45-50cm。
准备结种前一年12月中旬每株山豆根植株20-25cm周围施农家肥0.5公斤左右。4月中旬左右，花序生长到约5厘米长时，每株施复合肥0.16～0.25千克，如花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.5cm及以上的花序较可不用施，花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.45cm及以下的花序植株每株施尿素0.1～0.15千克，加复合肥0.21～0.24千克；结荚初期(6月)至荚果膨大期(7-8月)再施一次，荚果多的植株施尿素、钾肥各0.5～1千克，荚果少的树株施钾肥0.3～1千克。施肥后每株淋水50～100千克；根外施肥：花期(4月-6月)多次喷施0.25％磷酸二氢钾加0.2％尿素加0.2％硼肥；荚果期(6月-8月)喷0.25％磷酸二氢钾+0.2％尿素。
在3月中旬剪除过密枝、弱枝和病虫枝，每个枝可以留3～5个梢；盛花期(5月初-6月初)剪掉植株花序总长1/2。
开花前(4月)和花期(5月)，采取放蜜蜂授粉，每亩放一箱蜂(约一万只蜂)。
6月谢花后喷100mg/L赤霉素3加0.2％尿素每15天喷1次，连喷2～3次。荚果期疏除过密的小果、病虫果。
3月份在山豆根两边种植2行结穗行强的种植晚熟玉米作诱集带，种植面积过大(直径在30米及以上时)在大田内种植玉米诱杀株(带)。在棉铃虫的羽化期，人工拍杀喇叭口内的成虫或对玉米喷药防治，老熟化蛹前，人工剖穗，彻底消灭诱杀带上的棉铃虫幼虫。用20％氯虫苯甲酰胺悬浮剂1500倍液，早上10点以前或下午4点以后，集中喷在蕾、花、嫩芽上，每15天一次，连续使用2次。从4月始花期开始，用25％灭幼脲悬浮剂2500倍液，早上8点以前，集中喷在蕾、花、嫩芽和落地花上(上边和地面都应喷药)，每8天防治一次，连续2次。9月中旬至10月下旬收集种子进行称重，随机测量3块667平方米(平均植株2645株)的种源地，平均产量139.59公斤，高于对比实施例1仿野生状态下的山豆根种子产量。
实施例2
本实施例试验地选择喀斯特地山地贵州省紫云县宗地乡打若村，本地位石灰岩壤土，选择三年生及以上山豆根作为种源，测量芦上3cm处直径在0.51cm-0.95cm之间。
准备结种前一年12月上旬每株山豆根植株22cm左右周围施农家肥0.5公斤左右。4月下旬，花序生长到约5厘米长时，每株施复合肥0.15～0.23千克，如花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.5cm及以上的花序较可不用施，花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.45cm及以下的花序植株每株施尿素0.12～0.14千克，加复合肥0.20～0.25千克；结荚初期(6月)至荚果膨大期(7-8月)再施一次，荚果多的植株施尿素、钾肥各0.75千克，荚果少的树株施钾肥0.5千克。施肥后每株淋水60-90千克；根外施肥：花期(4月-6月)喷施4次0.25％磷酸二氢钾加0.2％尿素加0.2％硼肥；荚果期(6月-8月)喷2次0.25％磷酸二氢钾+0.2％尿素。
在3月中旬剪除过密枝、弱枝和病虫枝，每个枝可以留3～5个梢；盛花期(5月初-6月初)剪掉植株花序总长2/5。
开花前(4月)和花期(5月)，采取放蜜蜂授粉，每亩放一箱蜂(约一万只蜂)。
6月谢花后喷100mg/L赤霉素3加0.2％尿素每15天喷1次，连喷3次。荚果期疏除过密的小果、病虫果。
3月份在山豆根两边种植2行结穗行强的种植晚熟玉米作诱集带，种植面积过大(直径在30米及以上时)在大田内种植玉米诱杀株(带)。在棉铃虫的羽化期，人工拍杀喇叭口内的成虫或对玉米喷药防治，老熟化蛹前，人工剖穗，彻底消灭诱杀带上的棉铃虫幼虫。用20％氯虫苯甲酰胺悬浮剂1500倍液，早上10点以前或下午4点以后，集中喷在蕾、花、嫩芽上，每15天一次，连续使用2次。从4月始花期开始，用25％灭幼脲悬浮剂3000倍液，早上8点以前，集中喷在蕾、花、嫩芽和落地花上(上边和地面都应喷药)，每8天防治一次，连续3次。每年9月上旬至10月中旬开始采收山豆根种子。
对比例3
选择一年至两年生的山豆根50株，且芦上3厘米直径在0.2cm-0.49cm之间，观察其开花情况，自4月初开始至6月底数开花的植株，结果有8株开花，开花率为16％。
实施例3
选择三年生及以上的山豆根100株，且芦上3厘米直径在0.50cm以上，观察其开花情况，自4月初开始至6月底数开花的植株，结果有86株开花，开花率为86％。
实施例4
本实验在紫云自治县猫营镇山豆根试验基地中进行，本实验供试品种经贵阳中医学院鉴定为豆科(Leguminosae)槐属(Sophora L.)植物越南槐(Sophora tonkinensisGapnep.)，为三年生(2010年春移栽)，供试药剂共4种：赤霉素3、赤霉素3+0.2％尿素、防落素、α-萘乙酸钠。共设5个主处理，即A：喷100mg/L赤霉素3；B：喷100mg/L赤霉素3+0.2％尿素；C：喷50mg/kg的防落素；D：喷30ppm的α-萘乙酸钠、CK(对照)：喷清水。3次重复，3株为小区，区组内随机排列。分别考察坐果率和千粒重。
试验结果：
不同处理对坐果率和千粒重的影响：
坐果，经授粉受精形成的幼果能正常生长发育而不脱落的现象。坐果率是指果树实际结果数占总开花数的百分率。坐果率过低，结实太少，产量低，因此坐果率的高低对产量有直接影响。观察结果表明，不同处理对坐果率有明显影响。见下表：
表1：不同处理与坐果率(％)
将表1进行多重比较，见表2。
表2 不同处理与坐果率的多重比较
测试结果表明，B处理的坐果率10.9％和D处理的坐果率9.1％极显著高于A和对照，因此本实验认为通过B和D的处理可以获得更高的坐果率。
实施例5：本实施例1所产种子人工栽培的不同年限山豆根含量测定试验
材料：LC-10AT VP高效液相色谱仪(日本岛津公司)，KQ-500DE型数控超声波清洗器(上海书培实验设备有限公司)，BP211D型电子分析天平(德国赛多利斯公司)。苦参碱和氧化苦参碱(批号分别为：110805-200508，110780-201007)，中国食品药品检定研究院，供含量测定用。
A组以实施例1所产种子进行人工栽培的药材，对照药材B组为贵州省兴义地区所产野生药材，经贵阳中医学院鉴定为豆科(Leguminosae)槐属(Sophora L.)植物越南槐(Sophora tonkinensis Gapnep.)的根。药材的来源见表3.
表3：山豆根分组及来源
方法与结果：
色谱条件与系统适用性试验：以氨基键合硅胶为填充剂；以乙腈-异丙醇-3％磷酸溶液(80∶5∶15)为流动相；检测波长为210nm。理论板数按氧化苦参碱峰计算应不低于4000。
对照品溶液的制备：取苦参碱对照品、氧化苦参碱对照品适量，精密称定，加流动相分别制成每1ml含苦参碱20μg，氧化苦参碱150μg的对照品溶液，即得。
供试品溶液的制备：取山豆根各组药材分别取粉末(过三号筛)约0.5g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入三氯甲烷-甲醇-浓氨试液(40∶10∶1)混合溶液50ml，密塞，称定重量，放置30分钟，超声处理(功率250w，频率40kHz)30分钟，再称定重量，用三氯甲烷-甲醇-浓氨试液(40∶10∶1)混合溶液补足减失的重量，摇匀，滤过，精密量取续滤液10ml，40℃减压回收溶剂至干，残渣加甲醇适量使溶解，转移至10ml量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，滤过，取续滤液，即得。
精密度试验：取混合对照品溶液5μl连续进样6次，测定苦参碱和氧化苦参碱的峰面积，峰面积的RSD分别为0.17％，1.2％，表明仪器精密度良好。
重复性试验：取同一批药材粉末(过三号筛)约0.5g，各6份，分别按[0070]
项下供试品溶液的制备方法制备，按[0068]项下的色谱条件进行测定，计算苦参碱和氧化苦参碱的含量，RSD分别为1.3％，2.1％，表明该方法重复性良好。
稳定性试验：取同一供试品溶液，分别于0、2、4、6、8、10、12、16、24h进行分析，按[0068]项下的色谱条件进行测定，苦参碱和氧化苦参碱峰面积RSD分别为1.9％，2.3％，表明供试品溶液在24h内稳定。
加样回收试验：取9份已知含量的药材粉末约0.30g精密称定，分别精密加入苦参碱和氧化苦参碱对照品适量，按[0070]项下供试品溶液的制备方法制备，按[0068]项下的色谱条件进行测定，测得苦参碱和氧化苦参碱的平均回收率分别为100.12％和99.96％，RSD分别为1.1％，0.46％。
测定法：取不同生长年限的药材粉末，按[0070]项下供试品溶液的制备方法制备，按[0068]项下的色谱条件进行测定，分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各5μl，注入液相色谱仪，测定，即得。结果见表4
表4 山豆根药材的苦参碱和氧化苦参碱的含量
由表4可知，不同生长年限的人工栽培山豆根中苦参碱和氧化苦参碱的含量差异较大，三年以前的样品总生物碱含量不符合《中国药典》2010年版规定(山豆根药材含苦参碱和氧化苦参碱的总量不得少于0.70％)，三年及三年以上的山豆根药材总生物碱含量符合要求，考虑种植成本，山豆根栽培三年即可采收。
本实验为实施例1所产山豆根种子栽培的山豆根药材质量是否符合《中国药典》2010年版规定的山豆根含量测定提供依据，通过本实验证明本发明所产山豆根种子可以作为山豆根人工栽培的种源。

Claims (6)

1.一种提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：选择三年生及以上山豆根作为种源，且芦上3cm处直径在0.5cm及以上；
步骤二：选择含钙离子较多的石灰岩壤土；
步骤三：合理施肥；
步骤四：适度修剪枝和花序；
步骤五：培养昆虫授粉；
步骤六：花期使用适量植物生长调节剂；
步骤七：疏果，荚果期疏除过密的小果、病虫果；
步骤八：综合防治病虫危害；
步骤九：每年9月中旬至10月下旬为种子最佳采收期。
2.权利要求1所述的提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，其特征在于所述步骤三合理施肥为：(1)每年12月每株山豆根植株20-25cm周围施农家肥0.5公斤；(2)根系施肥：在花序生长到约5厘米长时，每株施复合肥0.15～0.25千克，如花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.5cm及以上的花序较可不用施，花序初始位置茎端直径(靠近根)在0.45cm及以下的花序植株每株施尿素0.1～0.15千克，加复合肥0.2～0.25千克；结荚初期至荚果膨大期再施一次，荚果多的植株施尿素、钾肥各0.5～1千克，荚果少的树株施钾肥0.3～1千克，施肥后每株淋水50～100千克；(3)根外施肥：花期多次喷施0.2-0.3％磷酸二氢钾加0.2％尿素加0.2％硼肥；荚果期喷0.2-0.3％磷酸二氢钾+0.2％尿素。
3.权利要求1所述的提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，其特征在于所述步骤四适度修剪枝和花序为：在盛花期(5月初-6月初)前两个月(3-4月)左右剪除过密枝、弱枝和病虫枝，每个枝可以留3～5个梢；盛花期(5月初-6月初)剪掉植株花序总长2/5-3/5。
4.权利要求1所述的提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，其特征在于所述步骤五培养昆虫授粉为：开花前(4月)和花期(5月)，采取放蜜蜂授粉。
5.权利要求1所述的提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，其特征在于所述步骤六花期使用适量植物生长调节剂为：花荚期喷100mg/L赤霉素3加0.2％尿素。
6.权利要求1所述的提高山豆根种子坐果率和产量的栽培方法，其特征在于所述步骤八综合防治病虫危害中，针对山豆根花期主要病虫害棉铃虫和豆荚螟的防治方法为：(1)棉铃虫：采用在山豆根两边种植2行结穗行强的中晚熟玉米或番茄作诱集带，或在大田内种植玉米诱杀株(带)，在棉铃虫的羽化期，人工拍杀喇叭口内的成虫或对番茄喷药防治，老熟化蛹前，人工剖穗，彻底消灭诱杀带上的棉铃虫幼虫，用20％氯虫苯甲酰胺悬浮剂1500倍液，早上10点以前或下午4点以后，集中喷在蕾、花、嫩芽上，每15天一次，连续使用2-3次；(2)豆荚螟：从始花盛期开始，用25％灭幼脲悬浮剂2500-3000倍液或苏云金杆菌1200倍液，早上8点以前，集中喷在蕾、花、嫩芽和落地花上(上边和地面都应喷药)，每7-10天防治一次，连续2-3次。
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