不同授粉方式對觀賞海棠座果率及果實品質的影響1)

梅志軒 王改萍

(南京林業大學，南京，210037)

觀賞海棠(Malusspp.)是薔薇科(Rosaceae)蘋果屬(Malus)植物中果實較小，果徑d≤5 cm的一類植物總稱[1]。觀賞海棠為落葉小喬木，主要分布在北溫帶，分布區橫跨歐亞大陸、北美洲。因其花色美艷，素有“國艷”之美譽。我國是蘋果屬植物的分布及多樣性中心[2]，野生海棠種質資源豐富。國內外工作者通過多年雜交育種、育種改良，培育出眾多在花、葉、果各方面觀賞性均極佳的品種，極大地豐富了海棠的觀賞類型[3]。海棠不僅具有觀賞價值，還具有食用、加工、藥用等多方面價值[4-5]。由于觀賞海棠具有很強的環境適應能力，對日常管理的要求低，所以其在現代園林景觀中應用十分廣泛[6-8]。

目前國內外對海棠的研究主要集中在育種、分類及遺傳多樣性、生長及生理特性等方面[9]，幾乎沒有關于輔助授粉方面的研究。海棠是蟲媒傳粉植物，在自然條件時，如果傳粉期遇到惡劣天氣，則需要輔助授粉以保證當年果實產量。以觀賞海棠‘紅珠寶’、‘超甜時光’、‘百夫長’作為試驗材料，設計蔗糖、硼酸的單因素試驗及正交試驗，以得到最佳的噴霧授粉配比。對目前生產常用的人工點授、噴霧授粉、噴粉授粉[10]3種不同的授粉方式進行比較分析，探究最適合觀賞海棠的輔助授粉方式，以解決目前部分優秀觀果品種果實產量較小、授粉期遭遇惡劣天氣等問題，為日后海棠輔助授粉提供理論、技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為江蘇省揚州市江都區仙女鎮(119°55′E、32°42′N)南京林業大學海棠種質資源圃6～8年生‘紅珠寶’、‘百夫長’、‘超甜時光’海棠嫁接苗的新鮮花粉及優良單株，單株砧木為湖北海棠，株行距2 m×3 m，每行栽植各品種海棠10～30株，所有單株皆已進入結果年。

1.2 花粉的采集

于2019年4月上旬(始花期)上午08:00—10:00采集‘紅珠寶’、‘百夫長’大蕾期花朵。采回后用鑷子將花藥撥出，收集于敞口的硫酸紙盒，室溫環境下自然散粉，待散粉完成后收集花粉于離心管中。

1.3 噴霧授粉懸濁液配方測定

采用蔗糖、硼酸的單因素試驗，將質量分數為0、5.00%、10.00%、15.00%、20.00%、25.00%、30.00%的蔗糖，質量分數為0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%的硼酸，與1 g花粉混合成200 mL懸濁液，對其中影響因素較大的水平進行L25(52)正交試驗。

1.4 授粉方法

以自然授粉作為對照(CK)，設置噴霧授粉、人工點授、噴粉授粉3個處理，挑選4株生長情況相同的海棠單株，于小蕾期對授粉單株進行套袋處理，在盛花期進行授粉，每個處理授粉300朵。

自然授粉：在自然狀態下不進行人為干涉，靠風媒、蟲媒等進行傳播授粉。

人工點授：用毛筆蘸少量花粉輕點需要授粉花朵的柱頭，從而進行授粉。

噴霧授粉：按正交試驗得到的最佳配置比例調配液體授粉配置液，用超低量噴霧器進行授粉。

噴粉授粉：以m(花粉)∶m(滑石粉)=1∶50進行配置，裝于旺果牌授粉器中進行授粉[10]。

1.5 果實座果率統計與品質測定

于子房膨大期(授粉后15 d)記錄子房膨大的數量。

座果率=(座果數量/掛牌花朵總數)×100%。

在果實的成熟期(11月中下旬左右)采摘果實，進行果實品質的測定。采用手持測糖儀測定可溶性固形物；蒽酮比色法測定可溶性糖；氫氧化鈉滴定法測定有機酸；2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C[11]。

1.6 數據處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對數據進行處理并制圖；SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析；單因素方差分析、DUNCAN法對不同處理的相關指標進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 噴霧授粉懸濁液配方對座果的影響

從表1可以看出，蔗糖對海棠座果具有重要影響。不同蔗糖質量分數的噴霧授粉懸濁液中，其座果數、座果率均隨著蔗糖質量分數的升高，呈現先升后降的趨勢。當蔗糖質量分數為10.00%時，海棠的座果率達到峰值(71.00%)。蔗糖質量分數增高或降低時，座果率均開始下降。由此可知，噴霧授粉中，最佳配比的蔗糖質量分數為10.00%。

表1 不同蔗糖質量分數的座果量

從表2可以看出，硼酸對海棠座果有重要影響。在不同硼酸質量分數的噴霧授粉懸濁液中，其座果數、座果率隨著硼酸質量分數的升高，呈現先升后降的趨勢。當硼酸質量分數為0.02%時，海棠的座果率達到峰值(65.67%)。硼酸質量分數增高或降低時，座果率均開始出現下降，由此說明，液體授粉中，最佳配比的硼酸質量分數為0.02%。

表2 不同硼酸質量分數的座果量

根據單因素試驗結果，將各因素(蔗糖、硼酸)影響較大的水平進行正交試驗，尋找兩因素的最佳配比。正交試驗數據的方差分析結果如表3所示，蔗糖、硼酸在噴霧授粉試驗中均起主導作用。質量分數為10.00%的蔗糖與質量分數為0.02%的硼酸是座果率最高的組合，座果率高達84.33%，與其他組合有顯著差異，這與單因素試驗結果一致。因此，綜合單因素試驗、正交試驗，觀賞海棠噴霧授粉的最佳配比為花粉1 g、蔗糖質量分數20.00%、硼酸質量分數0.04%、懸濁液為200 mL。

表3 不同配置液海棠授粉正交試驗結果

2.2 不同授粉方法對果實的影響

由表4可以看出，不同的授粉方式在用粉量、工作效率上有顯著差異。人工點授所用花粉量最少，只需0.1 g花粉；制作200 mL噴霧授粉懸浮液進行噴霧授粉需要1.0 g花粉；噴粉授粉則需要2.0 g花粉。從所用時間來看，噴霧授粉、噴粉授粉所需時間最短，只要0.2 h，人工點授單人工作則需要3 h。

表4 不同授粉方式用粉量和時間

由表5可知，不同授粉方式對座果率的影響差異顯著。其中，人工點授的座果率最高，達98%；噴霧授粉次之，達88.33%，與自然授粉相比，二者皆可以顯著提高果實的座果率。噴粉授粉效果最差，座果率僅有57.67%，不如自然授粉。

表5 不同授粉方法的座果率

由表4可知，不同授粉方式處理后所結果實，其可溶性固形物、可溶性糖、有機酸、維生素C間有一定差異，但與CK相比均無顯著差異。

表6 不同授粉方法的果實品質

3 結論與討論

授粉是果樹栽培過程中的重要環節，直接影響座果率、果實發育，最終影響果實品質。自然環境條件時，海棠由于自交不親和，果實產量難以保證。目前，我國大多數采用配置授粉樹及人工輔助授粉、蜜蜂授粉等方式來達到提高海棠果量。其中人工授粉包括人工點授、噴霧授粉、機械噴粉等方式。

蔗糖是大多數植物花粉離體萌發所必需的的重要成分[12-13]，其能在花粉萌發時為花粉管的生長提供營養物質及花粉萌發所需要的滲透壓[14]。硼酸是在花粉離體萌發時所需要的另一主要成分[15-16]，其主要作用是參與花粉管頂端細胞壁的形成，對花粉管膜中果膠的合成有重要作用。離體培養中，適宜的硼酸處理可以有效提高花粉萌發率[17-18]。硼的缺失會造成果膠甲酯酶活性的改變，導致酸性果膠質在頂端的大量富集，從而導致花粉管破裂，抑制花粉萌發與花粉管的伸長[19]。有關研究表明蔗糖、硼酸質量分數過高、過低都不利于花粉萌發。詹妮等[20]對大葉相思花粉萌發的研究發現，200 g·L-1蔗糖與300 mg·L-1硼酸的組合最適宜大葉相思花粉的萌發。本研究中，質量分數為10.00%的蔗糖與質量分數為0.02%的硼酸組合時，觀賞海棠座果率最高，與詹妮等[20]的試驗結果略有差異，分析原因是由于物種不同，花粉萌發條件不同。

觀賞海棠屬于異花授粉植物，在生產中必需配置授粉樹或人工輔助授粉才能正常結果，有些品種不結果或果量小，則需要人工授粉。不同授粉方式對座果的影響差異顯著，人工點授效果最佳，噴霧授粉次之，噴粉授粉效果最差，人工點授、噴霧授粉均可提高果實座果率。這與孫彪[10]的研究結果略有偏差，分析原因為不同物種之間授粉特性有所差異，且噴粉授粉更易受風向的影響，從而增加了授粉授精的難度。人工點授雖然對花粉的需求量較小，但是效率低，需要的人工及時間均較多，不適合大面積使用；噴霧授粉、噴粉授粉在很大程度上提升了授粉的效率，大大縮短了工作時間，但是噴粉授粉需要更多的花粉且易受到天氣因素的干擾，噴霧授粉需求的花粉量比噴粉法小，裝置的裝載量較大，更適合大面積使用。綜合來看，雖然人工點授能夠顯著提高海棠的座果率，但是操作起來費工費時；噴霧授粉雖座果率較人工授粉有所降低，但更經濟方便，更適合大面積推廣。

不同授粉方式對觀賞海棠果實品質影響的試驗結果表明：3種授粉方式雖然在可溶性固形物、可溶性糖、有機酸、維生素C這幾種果實品質指標上表現有所差異，但是差異并不顯著。李鵬[21]關于獼猴桃花粉活力及人工授粉技術的研究表明，不同授粉方法處理后的果實糖度、酸度等品質差異顯著；葉開玉等[22]在不同授粉方式對紅陽獼猴桃坐果率及果實品質影響的試驗表明，不同授粉方式對獼猴桃果實有一定影響，但是差異并不顯著，這與授粉的充分程度或授粉品種間差異以及果實發育的營養狀況有關。