甜櫻桃種子萌芽影響因素研究

李向男,林 健,洪 莉,董 軍,陳令會

(1.臺州科技職業學院,浙江臺州 318020;2.臨海市苗圃,浙江臨海 317000;3.臺州市農業科學研究院,浙江臨海 317000)

甜櫻桃(PrunusaviumL.)又稱車厘子,果實外形艷麗、味道甜美,經濟效益高,有“黃金種植業”之稱[1],主產區在遼寧、山東、陜西等北方地區,栽培面積和產量均位居世界前列[2]。近年來,隨著長三角區域休閑觀光農業快速發展,尤其是我國開始實施農業供給側結構改革,浙江、江蘇和上海等南方暖濕地區也在積極地進行甜櫻桃引種試栽探索[3]。目前,浙江等南方地區通過避雨遮陰栽培成為甜櫻桃種植的熱門選地之一[4],但缺乏自主選育的甜櫻桃新品種。

實生選種是目前甜櫻桃新品種選育的主要方式,而薔薇科植物種子具有低溫休眠特性[5],以抵御其成熟后遇到的不良外界條件。雜交種子一般須經過4～5個月的處理以打破休眠,才能保證播種出苗率[6],因此甜櫻桃品種選育周期長、難度大。浙江等南方地區冬季氣溫高、春季回溫快,甜櫻桃生長季節長,甜櫻桃種子提前萌芽后可以通過小拱棚覆蓋保溫等方式過冬,春季萌芽快、苗木生長好。如何加快種子萌芽速度、提高種子萌芽率,在冬季來臨前提高抵御低溫的能力,對于加快新品種選育進程,培育適宜南方暖濕地區的優質甜櫻桃新品種具有重要意義。

傳統促進種子萌芽的方法是低溫層積,層積處理方式以沙藏處理為主,效率低、時間長,極大地延遲選育周期[6-7]。植物生長調節劑可以替代傳統的低溫層積方法,加快種子萌芽,通常,赤霉素(GA)、乙烯、6-芐基腺嘌呤(6-BA)、激動素(KT)等植物生長調節劑處理對于一些休眠種子破除休眠和萌發有促進作用[8],研究表明,利用赤霉素等植物生長調節劑可以提高果樹種子的發芽率及整齊度[9-10]。在前人研究基礎上,筆者首次從植物生長調節劑種類及濃度、層積材料、種子儲藏時間、種子是否破殼等方面對甜櫻桃種子進行萌芽研究,探討促進甜櫻桃種子萌發的方法,以期為甜櫻桃育種提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗在臺州市農業科學研究院(臨海)進行。供試材料為“燕子”“布魯克斯”“美早”等甜櫻桃種子。供試試劑購自BOMEI實驗商城,試劑:赤霉素(GA)純度≥90%,6-芐氨基嘌呤(6-BA)純度≥99%,吲哚丁酸(IBA)純度≥98%,激動素(KT)純度≥99%。

1.2 試驗方法于甜櫻桃果實完熟期采集果實,去掉其果肉,用清水搓洗數次,在室內通風處自然晾干,4 ℃冰箱保存備用。萌芽率=萌芽數/處理種子數×100%。

1.2.1不同層積材料對帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。將帶殼甜櫻桃種子與不同層積材料以1∶4的比例混合均勻,以常規沙藏層積處理為對照,用50%多菌靈可濕性粉劑殺菌處理后用網袋裝好,置于4 ℃冰箱內,每處理100粒種子,重復3次。在貯藏期要經常檢查濕度,保持濕度60%～70%,防止種子失水或腐爛。

1.2.2不同濃度GA對帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。分別將等量的不同濃度GA溶液與干燥的粗沙混合均勻,濕度保持在60%～70%,將帶殼甜櫻桃種子與不同濃度GA濕潤的層積材料以1∶4的比例混合均勻,以清水處理為對照,用50%多菌靈可濕性粉劑殺菌處理后用網袋裝好,置于4 ℃冰箱內,每處理100粒種子,重復3次。

1.2.3不同濃度GA對去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。分別將不同濃度GA溶液倒入含有雙層濾紙的培養瓶中,待濾紙完全浸透后倒掉多余的溶液,將去殼消毒后的甜櫻桃種子用不同濃度的GA溶液浸泡60 min后瀝干,放入培養瓶并旋緊瓶蓋,以清水浸泡為對照。每處理30粒種子,重復3次,置于4 ℃冰箱內。

1.2.4不同植物生長調節劑及組合對去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。采用不同濃度的植物生長調節劑及組合處理去殼的甜櫻桃種子,具體方法見“1.2.3”,以清水浸泡為對照。每處理30粒種子,重復3次,置于4 ℃冰箱內。

1.2.5不同儲藏時間對甜櫻桃種子萌芽率的影響。將剛采集的甜櫻桃果實去掉果肉→清水清洗干凈→自然晾干后的種子為對照,作為第0天儲存的種子,每7 d處理1次。采用1 000 mg/L GA處理不同貯藏時間的種子,具體處理方法見“1.2.3”,研究貯藏時間對種子萌芽的影響。每處理30粒種子,重復3次,置于4 ℃冰箱內。

1.3 播種及管理把萌芽的種子(胚根長度超過種子自身長度,約0.5 cm)播入盛有育苗基質的育苗盤中,放入人工氣候箱進行培養,溫度18～22 ℃,光照強度0～5 000 lx。播種后定期噴水,直至出苗,并注意通風透氣。期間每隔7 d噴施1次50%多菌靈粉劑500倍液,防止發生病害。待實生苗長到10～15 cm進行移栽,栽后及時澆水和遮陰。

1.4 數據分析數據采用Microsoft Office Excel 2007進行統計處理,采用Stst軟件[11]進行單因素隨機區組試驗結果的方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同層積材料對甜櫻桃種子萌芽率的影響從表1可以看出,不同層積材料對帶殼甜櫻桃種子萌芽率產生顯著影響。經過120 d處理后,珍珠巖層積萌芽率最高,達14.3%,顯著高于粗沙等常規層積材料;其次為育苗基質,萌芽率超過10%;以細沙作為層積材料處理其萌芽率顯著低于對照。經過150 d處理后,育苗基質層積萌芽率最高,珍珠巖萌芽率次之,細沙及粗沙處理萌芽率差異不顯著。綜上所述,珍珠巖、育苗基質等材料可以替代常規粗沙等進行層積處理,而且可以顯著提高甜櫻桃種子的萌芽率,其容重小、透氣性好、保水能力強等優點顯著優于傳統材料。

表1 不同層積材料對甜櫻桃種子萌芽率的影響

2.2 不同濃度GA對帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響從表2可以看出,不同濃度GA處理對帶殼甜櫻桃種子萌芽率產生顯著影響。經過1 000 mg/L GA處理40 d后,其萌芽率最高,為22.3%,其萌芽率顯著高于對照;經過1 000 mg/L GA處理70 d后甜櫻桃種子萌芽率顯著高于其他處理;處理130 d后,甜櫻桃種子萌芽率可達46.3%,而對照在處理130 d后其萌芽僅為14.2%。在處理100 d后,對照萌芽率仍為0,此時2 000 mg/L GA處理種子萌芽率最高,1 000 mg/L GA處理種子萌芽率次之。在處理160 d后,1 000 mg/L GA處理種子萌芽率最高,為46.5%,比對照提高25.1百分點。綜上所述,GA處理會對甜櫻桃種子萌芽率及萌芽時間產生顯著影響,可使甜櫻桃種子萌芽率提高,此外還可以使種子提前90 d以上萌芽。

表2 不同濃度GA對帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響

2.3 不同濃度GA對去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響由表3可以看出,不同濃度GA處理對去殼甜櫻桃種子萌芽率產生顯著影響。處理50 d后,1 100 mg/L GA處理甜櫻桃種子萌芽率最高,可達86.2%,顯著高于對照;GA濃度在500～1 300 mg/L可以顯著提高甜櫻桃種子萌芽率。處理65 d后,在900 mg/L GA條件下,甜櫻桃種子萌芽率可達96.5%,顯著高于對照;經過500～1 300 mg/L GA處理,甜櫻桃種子萌芽率均大于90.0%。綜上所述,GA處理會對去殼甜櫻桃種子萌芽率產生顯著影響,一定濃度的GA可以顯著提高甜櫻桃種子萌芽率。

2.4 不同植物生長調節劑及組合對去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響從表4可以看出,不同種類的植物生長調節劑對去殼甜櫻桃種子萌芽率產生顯著影響,同一種植物生長調節劑在不同濃度處理下對甜櫻桃種子萌芽率的影響也不同。經過1 000 mg/L GA處理14 d后,甜櫻桃種子萌芽率顯著高于其他處理,萌芽率達43.1%;低濃度GA處理對甜櫻桃種子萌芽效果不明顯,GA濃度在100～1 000 mg/L對甜櫻桃種子萌芽效果好。KT、6-BA+IBA組合處理對甜櫻桃種子萌芽有一定效果,低濃度KT單獨處理對甜櫻桃種子萌芽反而有抑制作用。處理21、28 d后,100～1 000 mg/L GA萌芽率顯著高于其他處理,經過1 000 mg/L GA處理28 d后萌芽率最高達86.0%。綜上所述,不同種類的植物生長調節劑對去殼甜櫻桃種子萌芽率影響不同,GA處理效果高于6-BA+IBA、KT,在一定范圍內,其萌芽率隨著GA濃度的增加而提高。

表4 不同植物生長調節劑及組合對去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響

2.5 不同儲藏時間對甜櫻桃種子萌芽率的影響從表5可以看出,儲藏時間對甜櫻桃種子萌芽率產生顯著影響,隨著儲藏時間的延長甜櫻桃種子萌芽率逐漸降低。新鮮的甜櫻桃種子(儲存0 d)用激素處理10 d后種子萌芽率可達44.3%,儲藏7、14 d后種子萌芽率逐步降低,儲藏21 d以后種子萌芽率為0。儲存0 d的甜櫻桃種子在1 000 mg/L GA處理20、40 d后其萌芽率顯著高于儲藏7、14、21和28 d的甜櫻桃種子的萌芽率。1 000 mg/L GA處理60 d后,儲藏時間為28 d的甜櫻桃種子萌芽率仍不超過40.0%,而及時處理(儲存0 d)的種子萌芽率超過90.0%。綜上所述,甜櫻桃種子儲藏時間會對其萌芽率產生顯著影響,隨著儲存時間延長其種子活性減弱,萌芽率變低,且萌芽時間推遲。

表5 不同儲藏時間對甜櫻桃種子萌芽率的影響

3 結論與討論

甜櫻桃種子由于種殼較厚,種子當中存在萌發抑制物,且具有一定的休眠期,常規層積處理打破種子的休眠時間長、難度大。該研究采取了一系列措施來研究打破種子休眠、促進種子萌發的方法,對于提高種苗抵御冬季低溫能力,促進種苗春季提前萌芽,為甜櫻桃種苗繁育、縮短育種周期等具有一定積極意義。

該研究通過對適宜層積處理材料進行研究,發現珍珠巖、育苗基質等材料可用于甜櫻桃種子層積處理,其容重小、保水透氣良好,而且種子萌芽率較沙子等傳統材料優[6],采用育苗基質進行層積處理后,甜櫻桃種子萌芽率是粗沙層積處理的3.5倍。粗沙等層積材料保水性、透氣性等特性較差,且加水后的粗沙重量較大,操作不便,因此不適宜大規模種子沙藏處理。

該研究通過在層積材料中添加GA,發現可以顯著提高種子萌芽率,而且可以使種子提前萌芽。通過層積材料添加一定濃度的GA可以使甜櫻桃種子在40 d之內萌芽率超過20%,極大地縮短了甜櫻桃種子的萌芽時間,其效率遠高于普通的沙藏處理,可以極大地縮短甜櫻桃育種進程,而且相對于傳統沙藏處理可以明顯提高種子萌芽率,減少種子長時間沙藏的死亡率。

研究認為甜櫻桃種子殼具有較大的機械阻力可能是造成萌芽率低的原因[9],該研究采用去殼甜櫻桃種子+GA處理+組培瓶萌芽的方式,可以有效提高種子萌芽率,其萌芽率最高達96.5%。GA處理濃度在900 mg/L時效果最好,與前人研究結果不一致[9],可能是處理方式不同導致,該研究處理方法更為簡便易行。更高的GA濃度對甜櫻桃種子萌芽率提高作用不大,與前人研究赤霉素濃度過高則會降低赤霉素對山櫻桃種子萌發的促進作用一致[12]。

該試驗對6-BA+IBA組合、KT、GA等植物生長調節劑研究發現,6-BA+IBA組合對甜櫻桃種子萌芽有一定促進作用,低濃度KT對甜櫻桃種子萌芽率的提高幾乎沒有作用,高濃度KT是否能促進甜櫻桃種子萌芽還有待驗證,GA濃度增加對甜櫻桃種子萌芽率提高有一定效果,但其最佳濃度范圍有待進一步確定,1 000 mg/L GA處理對于提高甜櫻桃種子萌芽率作用顯著。

甜櫻桃種子的儲藏時間會對種子萌芽率產生較大影響,及時通過1 000 mg/L GA處理后種子萌芽率可達94.7%。經過30 d左右的低溫儲藏后,其萌芽率僅有最初萌芽率的40.5%,通過對甜櫻桃種子及時進行破殼和激素處理,大大提高種子的萌芽率,且縮短種子萌芽時間。

該研究通過對低溫層積材料、植物生長調節劑種類、植物生長調節劑濃度以及是否去殼、儲藏時間等研究,初步探索出可以顯著提高種子萌芽率、縮短種子萌芽時間的方法。該方法是一種打破甜櫻桃種子休眠簡單可行的方法,為甜櫻桃種苗繁育、實生選種等提供一定參考。