馬康利
人工授粉是獼猴桃生產中非常重要的環節,極易受到人為操作和外界環境影響。了解獼猴桃花粉特性以及授粉受精與外界環境的 關系,對于實現充分授粉、保證果品質量十分必要。
1? ?獼猴桃的花與花粉
1.1? ?獼猴桃的花與花粉? ?獼猴桃的花是蟲媒花,花粉數量遠比風媒花少得多,但花粉粒比風媒花大,花粉外壁粗糙,多有刺突;花藥裂開時不會被風吹散,而是粘在花藥上,昆蟲訪花采蜜時容易觸到,附于體周。雌蕊的柱頭也多有黏液分泌,花粉一經接觸即被粘住。當然,風媒傳粉和蟲媒傳粉也不是絕對的。
成熟花粉粒從花粉囊中散發出來,以各種方式傳送到雌蕊柱頭上,這一過程稱為傳粉。傳粉是植物有性生殖過程的重要環節,自然界中普遍存在兩種傳粉方式——自花傳粉和異花傳粉。
獼猴桃屬于異花傳粉植物,花期往往會遇到不良外界條件或雌雄蕊異熟的情況——也就是通常說的花期不遇——造成自然傳粉受精率極低,影響產量。所以,生產中常常采用人工授粉的方法,以彌補自然傳粉的不足,同時人工輔助傳粉后柱頭上的花粉粒增加,所含的激素總量也增加,可促進花粉粒的萌發和花粉管的生長,從而提高受精率。
1.2? ?獼猴桃授粉受精過程? ?獼猴桃人工授粉的過程,就是人為地將雄性花粉粒傳送至雌性花蕊的柱頭上。接下來復雜的受精過程,要靠花粉粒去完成。
花粉粒落在柱頭上,其內壁在萌發孔處向外突出,并繼續伸長形成花粉管,這一過程叫花粉粒的萌發。落在柱頭上的花粉粒很多,只有通過花粉粒和柱頭的相互識別,同種或親緣關系近的花粉粒才能萌發。親緣關系遠的異種花粉往往不能萌發。
在自然界,柱頭為花粉萌發提供了一個合適的場所。落在柱頭上的花粉粒大量吸水,產生專一性蛋白質,萌發并長出花粉管。這些專一性蛋白質與柱頭表膜的專一性蛋白質相互識別,如果花粉外壁和柱頭表膜上的酶和抗體是親合的,花粉即可萌發,并長進花柱組織和胚囊。萌發的花粉粒從周圍組織中吸收水分和營養物質,代謝活動增強,體積增大,內壁自萌發孔突出,逐級生長形成花粉管。花粉管進入柱頭,沿柱頭到達子房,然后伸向胚珠,通常從胚孔經珠心進入胚囊,先端破裂形成一個孔,釋放出營養核、兩個精子和花粉管物。精子與卵細胞結合,完成受精。
2? ?獼猴桃授粉受精影響因素
2019年5月初,陜西周至產區獼猴桃花期遭遇極端低溫和連陰雨天氣,導致受粉受精不良,嚴重減產。低溫雨天能不能進行獼猴桃授粉,這一問題我們有必要去探究。為此,我們需要了解獼猴桃如何授粉受精,以及影響授粉受精過程的相關因素。
完全成熟的獼猴桃花粉具有較強的活力,在適宜條件下能萌發和生長。影響花粉萌發的因素有花粉成熟度、氣候條件(溫度、濕度、光照、風力)、雌花柱頭上的花粉量、微量元素對花粉萌發的促進作用等。
2.1? ?花粉成熟度? ?花粉粒的成熟度,對于花粉活力是相當重要的一個影響因素,在收集雄花粉的時候,一定要采集成熟度剛剛好的花朵,盡可能在雄花大鈴鐺期采花。
2.2? ?環境條件(溫度、濕度、光照、風力等)
1)溫度。溫度是影響花粉活力變異的最主要因素,在花粉生長過程中,花粉粒內的化學物質對外界溫度的反應敏感。只有在最適宜的溫度范圍內,花粉萌發率才會高,低于或高于這個溫度范圍都會使其萌發率受到影響(潘瑞熾,2001),也就是說在溫度過低或過高時花粉活力低。最適宜溫度主要取決于植物的生理特點和其體內反應酶的特性。研究表明,獼猴桃花粉萌發受溫度的調控非常明顯,離體培養的適宜溫度是26~30 ℃,最佳溫度是30 ℃。
陜西周至產區獼猴桃花期的田間溫度在14~20 ℃,這樣的氣溫條件不影響雄株花粉的散布與傳播,但授粉期如果遇到陰雨天、低溫(倒春寒)或異常高溫,就會導致授粉受精不良,坐果率偏低或果實發育畸形。
2)濕度。獼猴桃花期對空氣濕度要求較高,一般要求相對濕度達到55%以上,70%以上最佳。試驗表明,環境濕度低于29%不利于傳粉受精。陜西周至產區獼猴桃花期正值旱季,空氣濕度較小,不利于授粉。
環境濕度過大(陰雨天)也不利于授粉。過大的濕度會導致花粉過度吸水而破裂,一般來說70%~80%的相對濕度適宜授粉受精(安成立,《獼猴桃充分授粉技術》)。
3)光照。獼猴桃開花授粉期要求有較為充足的光照,但過強的光照對開花授粉也不利。
4)風力。獼猴桃開花授粉期遇到大風,開花時間提前,在傳統的有雄株配置的果園里花期適宜的風力有利于完成傳粉,但大風會對蜜蜂授粉產生不利影響,也會對非接觸式授粉產生影響(比如使用授粉槍授粉),從而減弱授粉效果。
2.3? ?雌花柱頭上的花粉量? ?花粉粒在人工培養基上或柱頭上萌發時,單位面積數量越多,萌發率越高,花粉管生長也越好,這種現象稱為花粉的集體效應,與花粉粒本身所分泌的一種對花粉萌發有效的物質——花粉生長素有關。
人工輔助授粉增加了柱頭上的花粉密度,有利于花粉萌發集體效應的發揮,因此能提高受精率。一顆商品獼猴桃果實的種子數量多者可達1 000~1 500粒。實驗表明,每顆獼猴桃的種子數量如果可以達到850粒以上,其單果質量就可以達到100 g左右;種子數量如果能達到1 200~1 300粒,其單果質量就能達到150 g左右;如果種子數量只有300~500粒,其單果質量只能保持在30~50 g,基本不具備商品性。
由此可見,單果質量大小取決于種子數量多少,而種子數量又取決于胚珠的受精率。實驗表明,每朵雌花柱頭上大致需要2 000粒有活性的花粉粒,折算下來,每畝果園最低需要30 g商品花粉。
雌花柱頭在溫度適宜的時間段分泌汁液,花粉落上后1~2小時即開始萌發生長。花粉管經柱頭通過珠孔進入胚珠后釋放出精子,與胚囊中的卵細胞和中央極核結合形成受精卵,整個過程需要30~72小時(安成立,《獼猴桃充分授粉技術》)。
2.4? ?微量元素? ?花粉萌發和花粉管生長一般分為四個階段——吸漲,停滯,花粉管發端,花粉管迅速伸長。花粉管生長區只限于末端幾個微米。花粉萌發一般要求有一種碳水化合物,最常用的是蔗糖(其作用一是保持滲透壓,二是作為花粉代謝底物),硼對花粉管生長有促進作用,鈣對花粉管生長也有明顯作用。因此,在獼猴桃開花之前適當使用微量元素,對于獼猴桃坐果率有很大保證。
花粉粒中貯存的酶和各種代謝物質是花粉萌發的重要因素。例如,花粉粒和花粉管中存在的角質酶,可降解大多數植物柱頭表面存在的角質層,使花粉粒能從柱頭組織中吸收萌發所必需的水分,并為花粉管生長打開通道。花粉粒中貯存的代謝物質,為花粉管最初生長提供物質基礎。另外,濕性柱頭表面的分泌物,為花粉萌發提供了必需的基質,特別是其中的酚類物質的變化,對花粉萌發起促進或抑制作用。干性柱頭雖無分泌物溢出,但其表面的親水性蛋白質薄膜有輔助粘著花粉或水合花粉,使花粉獲得萌發所必需的水分的作用。在柱頭和花柱組織中普遍存在的硼,可增加氧的吸收以及促進糖的吸收和代謝,利于果膠合成,因而對花粉萌發和花粉管生長起促進作用。
3? ?保證獼猴桃充分授粉優質豐產的措施
了解了獼猴桃的花、花粉,授粉受精過程,以及影響授粉受精的主要因素,我們就可以針對這些因素采取相應措施,保證獼猴桃充分授粉,優質豐產。
1)提倡免耕生草。秦嶺北麓獼猴桃產區,每年的4月底到5月初是換季干熱風多發的干旱季,干燥少雨,空氣濕度較小,生產上應增加果園環境濕度,營造有利于授粉的濕度條件。提倡免耕生草,改善園區小氣候(呂巖)。
2)提倡自然授粉。必須清楚地認識到,獼猴桃人工授粉只是一項輔助性措施,自然授粉才是關鍵。筆者個人認為, 人工授粉在采集花朵、晾曬花藥、碾磨花粉、添加輔料、儲放保存等一系列過程中會大大降低花粉自然活性。有研究表明,在花粉儲藏過程中,其內源多胺總量與萌發率隨時間延長而同步降低(王世平)。與此同時,也增加了感染病菌的機會。所以,必須重視果園內合理的雄株配置,并盡可能地優選和雌株花期相遇或相近的雄株品種,為自然授粉創造條件。
獼猴桃傳粉昆蟲以蜜蜂為主,由于獼猴桃花沒有蜜腺,對蜜蜂吸引力不大,因此需要蜜蜂授粉時所需蜜蜂數量很大,每畝果園大約需要2箱蜜蜂,且每箱中要有不少于3萬頭活力旺盛的蜂。每天給每箱蜜蜂喂1 L 50%的糖水以增強蜜蜂活力。蜂箱還應該擺放在園區向陽的地方(安成立,《獼猴桃充分授粉技術》)。
3)輔以人工授粉。有研究表明,植物花粉中多胺的含量在蕾期最多,隨花的開放而降低(王世平),一般在花朵呈大鈴鐺狀態時最佳。自然授粉不足的,可選取健壯雄株上成熟度最好的雄花,用剪刀或毛刷收集花藥,充分干燥后用玻璃瓶研磨(避免用鐵器)。不建議使用多戶共用的打花機,以免造成花腐病的交叉傳染。如果購買商品花粉,一定要保證花粉質量。
在授粉時間上,盡可能在每天上午8:00—11:00進行人工授粉操作,因為這一時間段雌蕊柱頭分泌的促使花粉萌發的營養性黏液最多。
收集到的花粉最好盡快用完。獼猴桃花粉常溫下保存不宜超過12小時,短期存放最好采用玻璃器皿密封冷藏,否則吸潮后會導致花粉粒提早萌發。短途運輸最好采用冰盒包裝。長期存放花粉一定要充分干燥,溫度必須保持在 -32~-48 ℃之間。
4)花期噴施中微肥。獼猴桃花期可以適當噴施一些中微量元素肥料,比如硼肥和鈣肥,還可以在花粉中添加0.1%的硼砂,都可以有效提高花粉萌發率。