不同溫度層積處理對藍莓種子萌發的影響

李雅琦，欽 松，章 璐，佘遠國，張 瑩，欽 捷

(1.湖北生態工程職業技術學院，湖北 武漢 430200；2. 湖北隨之藍生態農業發展有限公司，湖北 隨州 441200)

1 引言

藍莓屬杜鵑花科，越橘屬，多年生灌木小漿果果樹。藍莓果實為藍色漿果， 含有豐富的營養成分，具有防止腦神經老化、保護視力、強心、抗癌、軟化血管、增強人機體免疫等功能。藍莓果實有極強的藥用價值及營養保健功能，國際糧農組織將其列為人類五大健康食品之一，市場發展前景廣闊，現已風靡歐美及日本等發達國家[1]。

近年來，藍莓在我國的栽培面積也在逐漸增加，對藍莓品種的需求量不斷增加，而目前我國藍莓品種均引自國外，未有自育品種[2]。藍莓的繁殖方法以組培苗扦插為主，但組培苗扦插存在技術難度大、方法繁瑣、生產成本高、組培苗煉苗難、移栽成活率較低等問題，且苗木根系淺、經濟壽命短。種子繁殖是植物有性生殖的重要手段，具有方法簡便、成本低廉、實生苗生長旺盛、根系發達、壽命較長等特點，在生產中應用廣泛。絕大多數的藍莓栽培品種是通過雜交育種得到的[3]，新品種的選育必須依靠實生變異，藍莓種子發芽率低，無法進行規模化的育苗是選育新品種的制約因素[4]。因此，找到打破種子休眠方法,提高種子萌發效率、培育實生壯苗,是生產上迫切需要解決的問題。本試驗對室溫層積、低溫層積和變溫層積處理對藍莓種子發芽的影響進行了比較試驗，以期探索并了解不同溫度層積處理對藍莓種子萌發的影響，為其播種育苗提供參考依據。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗所用藍莓種子采集于隨州市隨縣湖北隨之藍生態農業發展有限公司藍莓生產基地，品種為藍莓栽培品種密斯蒂(Vacciniumcorymbosun.cv.‘Misty’)。湖北隨之藍莓生態農業發展有限公司前身為湖北倍思藍莓研究中心(現已注銷)，湖北倍思藍莓研究中心是湖北省最早進行品種篩選和優質豐產栽培技術研究的民辦藍莓科研機構，先后引種藍莓品種100多個，在湖北建立18個試驗示范點[5]。基地位于湖北隨州市隨縣高城鎮(北緯31°98′，東經113°44′)。屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫15.4 ℃左右，無霜期220～240 d，年均降水量960 mm。主要土壤類型為黃棕壤類，土壤pH值為6.0，建園時，全園施硫磺粉65 kg/667m2，調節pH值至5.0，同時摻入草炭土、腐熟稻谷殼、鋸末等有機質，改善土壤結構增加有機質含量。在2016年6月20日采收成熟的藍莓鮮果，放入桶中，加入少量水，放置2～3 d堆漚，進行踩踏、搓揉，使果肉與種子分離，多次加水漂洗干凈，去除漂在水面上的不成熟種子和果肉，置于陰涼處晾干。再用800 μm網篩過濾，選網篩上種子備用。

2.2 試驗處理

凈種后用0.5%的高錳酸鉀溶液浸種消毒2 h，然后取出，密閉0.5 h，再用去離子水沖凈備用。將2 mm篩選的河沙用0.2%的多菌靈消毒1 h，用清水洗凈，河沙的含水率為60%。將種子與河沙按體積比1∶3混合，將種子分為3份，每份50 g,分別裝入紗布袋中，扎緊袋口。

本實驗共分3個處理，即室溫層積、低溫層積和變溫層積。①放入恒溫箱中，保持溫度20 ℃，貯藏120 d。②放入冰箱冷藏室中，保持溫度5 ℃，貯藏120 d。③放入冰箱冷藏室中，保持溫度5 ℃，40 d后取出種子；放在20 ℃溫度中20 d；然后放入冰箱冷藏室中，保持溫度5 ℃，40 d后取出種子；再次放在20 ℃溫度中20 d。

將貯藏120 d后的種子取出，沙子清洗掉，每處理挑選飽滿有光澤的藍莓種子800粒，分8次重復，每個重復100粒。100粒為一組，共計24組。然后分別用紗布包裹后連同紗布一起用清水浸泡過夜。用體積分數為70%的乙醇浸泡8 min進行消毒，之后用蒸餾水反復沖洗2～3次。將浸泡處理過的種子均勻放入直徑為9 cm、墊有2層干凈紗布的培養皿中，每個培養皿放入100粒(一組)，貼上層積處理溫度標簽后放置于光照培養箱，溫度設置為25 ℃，光照強度設置為40%，觀察發芽情況，測定種子發芽率。

2.3 測定指標與方法

每天統計萌發數，記錄不同處理下萌發起始時間，記錄種子發芽數、萌發時滯(d)(第1粒種子萌發所需天數)及萌發歷期(d)(第1粒種子和最后1粒種子萌發時間差)，繪制不同溫度處理下種子萌發的時間進程曲線，并計算種子發芽率、發芽勢和發芽指數。計算公式如下[6,11]：

(1)

(2)

(3)

式(3)中,Gt為在t日的發芽數，Dt為發芽天數。

2.4 數據統計與分析

試驗數據采用 SPSS22.0 和 Excel 軟件進行數據分析和圖表處理。采用Duncan 法對不同處理之間差異進行比較分析(P<0.05)。

3 結果與分析

3.1 不同層積處理對藍莓種子萌發動態的影響

各處理種子萌發動態曲線如圖1所示，從圖1可以看出，處理方式不同，種子萌發特性差異較大，變溫處理的種子萌發較早，平均為11 d左右，低溫層積處理較變溫處理滯后2 d左右，室溫處理的種子萌發最晚，15 d才開始萌發。在恒溫培養箱內，各處理種子的發芽率隨時間的推移而逐漸提高，第16～22 d為種子發芽的高峰期，之后種子發芽率增長速度趨緩，在16～22 d內，變溫處理的種子發芽率最高，第20 d的發芽率達到49%，比室溫提高了28個百分點，低溫層積處理次之，為27%，比室溫提高了9個百分點。層積處理對藍莓的種子萌發時間進程曲線有不同程度的促進作用，變溫層積處理的促進作用最明顯。

3.2 不同層積處理對藍莓種子發芽率的影響

各處理藍莓種子的發芽率見圖2，由圖2可以看出，室溫、低溫及變溫處理藍莓種子的平均發芽率分別為24%、38%、57%，方差分析見表1，結果表明，層積處理溫度對藍莓種子發芽率有顯著差異，以變溫層積處理藍莓種子的發芽率最高，顯著高于其他處理，是室溫層積處理的2.37倍，低溫層積處理的1.5倍。多重比較的數據如圖2所示，由圖可知，各處理兩兩之間存在顯著差異。說明僅從提高藍莓種子的發芽率分析，變溫層積能有效促進種子的萌發。

表1 不同層積溫度對藍莓種子萌芽率影響方差分析

圖1 不同處理下藍莓種子萌發的時間進程

3.3 不同層積處理對藍莓種子發芽勢的影響

各處理藍莓種子的發芽勢見圖3，由圖3可以看出，室溫、低溫及變溫處理藍莓種子的平均發芽勢分別為12%、25.88%、48.75%，方差分析見表2，結果表明，各處理對藍莓種子的發芽勢有明顯的差異，變溫層積處理藍莓種子的發芽勢最高，顯著高于其他處理，是室溫層積處理的4.06倍，低溫層積處理的1.88倍。多重比較的數據如圖3所示，由圖可知，3種處理之間存在顯著差異。說明僅從提高藍莓種子的發芽勢分析，變溫層積和低溫層積處理均可提高種子的活力。

注：柱上不同小寫字母表示兩兩之間存在顯著差異(P< 0.05),下同。

圖2 不同處理對藍莓種子發芽率的影響

表2 不同層積溫度對藍莓種子萌芽勢影響方差分析

圖3 不同處理對藍莓種子發芽勢的影響

3.4 不同層積處理對藍莓種子發芽指數的影響

各處理藍莓種子的發芽指數見圖4，由圖4可以看出，室溫、低溫及變溫處理藍莓種子的平均發芽指數分別為1.30、2.91、3.49，方差分析見表3，結果表明，各處理對藍莓種子的發芽指數有明顯的差異，變溫層積處理藍莓種子的發芽指數最高，顯著高于其他處理，是室溫層積處理的2.68倍，低溫層積處理的1.20倍。多重比較的數據如圖4所示，由圖可知，3種處理之間存在顯著差異。說明僅從提高藍莓種子的發芽指數分析，變溫層積和低溫層積處理均可提高種子的活力。

表3 不同層積溫度對藍莓種子發芽指數影響方差分析

圖4 不同處理對藍莓種子發芽指數的影響

4 討論

藍莓種子具有生理性休眠的特點，一旦離開果實就會休眠，再打破休眠發芽會很不容易，從而影響種子的發芽率。目前文獻報道相關人員采取各種方法打破藍莓種子休眠,如研究不同濃度赤霉素處理對藍莓種子萌發的影響：丁亦男等研究認為濃度為400 mg/L時發芽率最高達25%[7]；孫豐等研究認為濃度為200 mg/L時發芽率最高達55%[8]；張華微等認為濃度為400 mg/L時發芽率最高達40%[9]，不同的藍莓品種需要的赤霉素濃度不同，處理差異也很大，赤霉素處理效果不穩定；楊春玉等比較了7個藍莓品種發芽率的差異，“芭爾德溫”藍莓品種的發芽率為19%，說明藍莓品種之間種子發芽率存在差異[10]；胡選萍等研究了不同pH值溶液對藍莓種子萌發特性的影響，pH值為4.0的偏酸條件下藍莓種子的萌發率最高達42.08%[11]；楊靜慧等研究了不同預處理方法對藍莓種子發芽的影響，刻傷處理萌發率最高達59%等[12]。總體上看，藍莓種子的發芽率比較低，藍莓種子的萌發率最高也在60%以下。

種子生理后熟現象是種子休眠的主要原因之一。層積催芽是生產上廣泛使用的一種種子催芽方法，是有效解除種子生理休眠的一種方法，層積可以軟化種皮，改善種子的透水通氣性，解除種子內含發芽抑制物質。層積的溫度有低溫、暖溫及變溫等，最普遍的是低溫層積，一般林木種子低溫層積有效溫度是3 ～ 5 ℃[13-19]。本研究結果表明，不論低溫層積還是變溫層積，都能打破休眠，提高種子萌發效率，“低溫-暖溫-低溫-暖溫”層積處理種子比其他處理效果都好，變溫層積可有效打破種子休眠,這與國內學者在其他植物種子中的研究結果類似[20，21]。

大量文獻研究表明，藍莓種子屬于綜合深休眠類型，通常采用 GA3 結合層積處理的方法對這類種子催芽。外源 GA3 浸種對打破種子休眠有一定作用，但不能代替必要的層積處理[21，22]。本研究只研究了不同層積溫度對藍莓種子萌發的影響，得到藍莓種子萌發率低于60%，關于外源激素浸種結合層積對提高藍莓種子萌發的有效性及其機制有待于進一步研究。

5 結論

本研究結果表明，變溫層積處理能使藍莓種子萌發時期提前，能顯著增加種子的萌發率、發芽勢，可以顯著提高藍莓種子的發芽指數，采取變溫層積催芽方法對藍莓種子催芽，可有效解除藍莓種子休眠，提高種子萌發效率。