不同地區(qū)與栽培環(huán)境百子蓮種子形態(tài)與發(fā)芽比較

陳香波，呂秀立，尹麗娟，馮建華，張冬梅?

(1 上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院，上海城市困難立地綠化工程技術(shù)研究中心，國家林木種質(zhì)資源平臺-上海子平臺，上海200232；2 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)院，南昌330045)

陳香波，呂秀立，尹麗娟，等.不同地區(qū)與栽培環(huán)境百子蓮種子形態(tài)與發(fā)芽比較[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2020，36(4)：43-47

百子蓮(Agapanthusspp.)又名‘藍百合’‘非洲愛情花’，屬百子蓮科(Agapanthaceae)百子蓮屬(Agapanthus)，是多年生草本球根花卉，原產(chǎn)于非洲南部的熱帶與亞熱帶地區(qū)。 Leighton[1]將百子蓮屬植物分類為10 個種，其中3 個為常綠種，分布于非洲南部地區(qū)，其余7 種為落葉種，分布于南非偏北地區(qū)。Zonneveld 等[2]將百子蓮屬植物分為6 種14 亞種，其中常綠種2 個(A.africanus和A.praecox)，落葉種4 個(A.campanulatus、A. caulescens、A. coddii和A. inapertus)。 百子蓮性喜肥沃、排水良好的中性至偏酸性土壤，喜溫暖濕潤的氣候環(huán)境，具有一定的抗旱能力，花色呈白或藍，花序球狀頂生，葉線狀披針形、革質(zhì)，花后結(jié)籽眾多[3]。 其花型優(yōu)美、花期較長、觀賞價值高，逐漸成為歐洲庭院種植的主要球根花卉品種之一，也是西方國家高檔的鮮切花[4]、表達愛意的愛情花[5]。 近年，百子蓮被引入我國，應(yīng)用于園林綠化中[6-9]，南方地區(qū)露地作花境植物栽培，北方溫室栽培[10]。

上海地區(qū)是國內(nèi)百子蓮最先引進的地區(qū)，引進的早花百子蓮(Agapanthus praecox.)花期在6 月初至8月中，冬季常綠，生長開花表現(xiàn)良好，但存在結(jié)實率低、種子質(zhì)量不高的問題[11]。 而引進物種的繁殖適合度會影響到下一步種苗生產(chǎn)與擴大栽培。 研究發(fā)現(xiàn)，百子蓮從果序基部到頂端果實產(chǎn)量逐漸減小，這與果實距離光合產(chǎn)物源的遠近有關(guān)，即靠近光合產(chǎn)物源較近的果實具有較大的空間資源競爭優(yōu)勢[12]。 過度的陽光照射則會引起葉片灼傷、花粉活力下降，進而造成結(jié)實率偏低[13]。 本研究對國內(nèi)不同地區(qū)以及同是上海地區(qū)、不同栽培環(huán)境條件下百子蓮種子形態(tài)與發(fā)芽情況進行統(tǒng)計分析，旨在揭示氣候與環(huán)境因素對其結(jié)實的影響，為國內(nèi)百子蓮的繁育栽培提供指導(dǎo)與借鑒。

1 材料與方法

1.1 種植地氣候特點

上海地處東經(jīng)120°51′—122°12′，北緯30°40′—31°53′，屬于北亞熱帶季風性氣候，年均溫度15.8 ℃，最高溫度39—42 ℃、最低溫度-2—-5 ℃、年均降水量1 200 mm 左右、空氣濕度75%。 成都位于四川盆地西部，介于東經(jīng)102°54′—104°53′和北緯30°05 ′—31°26′，屬亞熱帶季風氣候，日照時間較短，年均溫度16.2 ℃，最高溫度37.3 ℃、最低溫度-5.9 ℃、年均降水量918 mm 左右，空氣濕度70%—80%。 漢源地處四川中部成都西南方，東經(jīng)102°16′—103°00′，北緯29°05′—29°43′，年均溫度17.9 ℃，年均降水量741.8 mm 左右，具大陸性氣候特點。

1.2 試驗材料

于2014 年3 月初將上海地區(qū)栽植的百子蓮3 年生盆栽苗放置于全光照、蔭棚、塑料大棚、玻璃溫室4種不同栽培環(huán)境，常規(guī)水肥管理。 于2014 年9 月下旬采集上海、成都、漢源等地露地栽植的百子蓮種子以及上述4 種栽培環(huán)境種植的百子蓮種子，經(jīng)通風自然晾干后進行各項測試，每組采集的種子樣本量在10 000粒左右。 肉眼觀察種子外部形態(tài)特征，每組隨機取10 粒百子蓮種子，用電子數(shù)顯游標卡尺(單位：mm)對種子長(帶翅)、翅長、種胚長、寬、厚度進行測量，取平均值，重復(fù)3 次；隨機取干凈種子100 粒，用電子天平(TE6R-L)稱重，8 次重復(fù)，計算平均值[14]。

1.3 種子發(fā)芽試驗

于2014 年10 月28 日在光照培養(yǎng)箱(型號：RXZ-380D)中進行種子萌發(fā)試驗。 試驗條件為：培養(yǎng)皿中放入兩層濾紙，將種子放入培養(yǎng)皿中，加蒸餾水浸濕種子，每皿種子數(shù)30 粒，設(shè)3 次重復(fù)，20 ℃黑暗條件培養(yǎng)，每日觀察并記錄種子發(fā)芽情況并適當補充水分[15]，種子萌發(fā)以胚根露出長度為種子的1∕2 為標準[16]。 每日統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù)量，至不再有發(fā)芽數(shù)增加為止，計算種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、日均發(fā)芽率[17]。

(1)發(fā)芽率=正常發(fā)芽種子數(shù)∕參試種子總粒數(shù)×100%；

(2)發(fā)芽勢=Gpt∕Dpt×100%，式中Gpt指達到高峰日時的發(fā)芽量，Dpt指達到高峰值時的天數(shù)；

(3)發(fā)芽指數(shù)(Gi) =∑(Gt∕Dt)，Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；

(4)日平均發(fā)芽率=Gs∕Gd×100%，Gs及Gd分別為總發(fā)芽率與總發(fā)芽天數(shù)[18]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003、SPSS 16.0 進行分析處理，對種子形態(tài)指標和發(fā)芽率進行單因素方差分析，LSD 法對不同地區(qū)和同地區(qū)不同栽培環(huán)境組間進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)百子蓮種子形態(tài)與發(fā)芽率

2.1.1 種子形態(tài)與千粒重

由圖1 可知，上海地區(qū)的百子蓮種子色澤黑色，種子外形較為狹長、細小，略為干癟；成都與漢源地區(qū)的種子外形則相對飽滿，種子呈扁圓形，色澤亮黑色。

由表1 可知，不同地區(qū)的百子蓮總種長、種胚長、種胚厚與種子千粒重差異極顯著(P＜0.01)，成都地區(qū)種植的百子蓮總種長、種胚長、種胚寬、種胚厚等各項形態(tài)指標與種子千粒重均為最大，其次是漢源地區(qū)，而上海地區(qū)種植百子蓮種子種胚較小，種胚長、種胚寬、種胚厚以及千粒重等均最小。 成都與漢源地區(qū)兩地百子蓮種子各項指標差異不顯著，而成都、漢源兩地與上海地區(qū)差異較大，成都與漢源地區(qū)較上海地區(qū)種植的百子蓮種子質(zhì)量更好、飽滿度更高。

表1 不同地區(qū)采收的百子蓮種子形態(tài)指標與千粒重Table 1 Morphological indexes and thousand grain weight of A.praecox seeds collected from different region in China

2.1.2 種子發(fā)芽情況

不同地區(qū)百子蓮種子發(fā)芽結(jié)果見表2。 漢源地區(qū)的種子發(fā)芽率最高，為87.8%，成都地區(qū)次之(76.67%)，而上海地區(qū)最差，發(fā)芽率僅為56.67%。 對比3 個地區(qū)種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、日均發(fā)芽率，發(fā)現(xiàn)成都與漢源地區(qū)種植并采收的百子蓮種子發(fā)芽情況較上海地區(qū)種子優(yōu)勢明顯。

表2 不同地區(qū)采收的百子蓮種子發(fā)芽情況Table 2 Germination characteristics of A.praecox seeds collected from Shanghai,Chendu and Hanyuan of different region in China

2.2 同一地區(qū)不同栽培環(huán)境百子蓮種子形態(tài)與發(fā)芽率

2.2.1 種子形態(tài)與千粒重

上海地區(qū)不同栽培環(huán)境種植的百子蓮種子外觀飽滿程度差別明顯(圖2)。 由表3 可知，全光照、蔭棚組與玻璃溫室、塑料大棚組間種子形態(tài)與千粒重等指標差異明顯，其中，種胚厚與種子千粒重差異達到極顯著水平(P＜0.01)，總種長(帶翅)、翅長、種胚長差異達到顯著水平(P＜0.05)。 全光照條件下百子蓮種子總種長、翅長、種胚長、種胚寬、種胚厚等最大，種子千粒重最重，蔭棚條件下次之，玻璃溫室與塑料大棚條件下最小，千粒重也最輕。 表明上海地區(qū)以全光照和蔭棚條件下種植百子蓮，其種子質(zhì)量較好、飽滿度更高，而玻璃溫室與塑料大棚條件下百子蓮種子發(fā)育較差。

表3 同一地區(qū)(上海)不同栽培環(huán)境采收的百子蓮種子形態(tài)與千粒重Table 3 Seeds morphological indexes and thousand grain weight of A.praecox planted under full-light,shade,plastic greenhouse and glass greenhouse of different environment in Shanghai

2.2.2 種子發(fā)芽情況

上海地區(qū)全光照和蔭棚栽培環(huán)境下采收的種子發(fā)芽情況較好，各項發(fā)芽指標較玻璃溫室和塑料大棚中栽培的百子蓮均達到極顯著差異(P＜0.01)，結(jié)實種子發(fā)芽率更高，種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、日均發(fā)芽率等發(fā)芽指標較優(yōu)，而玻璃溫室與塑料大棚栽培組采收種子發(fā)芽情況較差(表4)。

表4 同一地區(qū)(上海)不同栽培環(huán)境采收的百子蓮種子發(fā)芽情況Table 4 Seed germination characteristicsof A.praecox planted under full-light ,shade,plastic greenhouse and glass greenhouse of different environment in Shanghai

3 結(jié)論與討論

3.1 不同地區(qū)采收的百子蓮種子形態(tài)與發(fā)芽差異

通過對上海、成都、漢源3 地種植采收的早花百子蓮種子進行對比，發(fā)現(xiàn)上海地區(qū)的種子外形色澤暗淡，種子形態(tài)狹長、千粒重輕，而成都與漢源地區(qū)的百子蓮種子外形色澤均較光亮，種子形態(tài)更飽滿，千粒重更重。 百子蓮種子發(fā)育存在地區(qū)差異，這可能與地區(qū)間氣候差異特別是授粉結(jié)實期溫度、溫差以及光照強度等有關(guān)。 百子蓮結(jié)實正值6—8 月夏季高溫時節(jié)，環(huán)境溫度高于植物生長的最適溫度，植物正常的生理代謝受到抑制，會發(fā)生包括細胞結(jié)構(gòu)、生理生化過程等一系列變化，影響植物干物質(zhì)的累積[19]。 崔璇[20]研究發(fā)現(xiàn)，40 ℃高溫脅迫抑制百子蓮正常生長，隨高溫日數(shù)延長，葉片失水干枯，葉片可溶性糖、游離脯氨酸含量等發(fā)生顯著變化，植株代謝紊亂，葉綠素含量降低明顯。 光合色素減少影響光合作用，不利于種胚發(fā)育期干物質(zhì)積累，導(dǎo)致種子發(fā)育不良、發(fā)芽率低。 此外，溫差對種子發(fā)育、干物質(zhì)積累等也有著直接關(guān)系。 上海地區(qū)夏季炎熱、溫差小，而成都與漢源地區(qū)具有高地寒冷、河谷炎熱，雨量偏少的特點，受光照、光與水熱條件的耦合作用、種子屬性(光敏色素)方面的影響[21]，百子蓮在成都與漢源地區(qū)開花與授粉結(jié)實期光照充足，種胚發(fā)育期溫差大，會促進干物質(zhì)積累，因而種子發(fā)育飽滿、發(fā)芽率更高。

在百子蓮原產(chǎn)地南非，多數(shù)種百子蓮生長在具一定海拔的山地或濕潤坡地中，冬季干冷、夏季濕潤，溫度不超過35 ℃[22]。 成都、漢源地區(qū)氣候與南非更為接近，更適宜百子蓮生長，氣候相似性原理決定在我國西南地區(qū)進行百子蓮種子繁育更有優(yōu)勢。

3.2 同一地區(qū)不同栽培環(huán)境采收種子形態(tài)與發(fā)芽差異

上海地區(qū)全光照和蔭棚栽培條件下采收的百子蓮種子較玻璃溫室和塑料大棚組的種子形態(tài)更飽滿、色澤更光亮、千粒重更大，發(fā)芽率更高。 這可能與玻璃溫室和塑料大棚環(huán)境下，夏季溫度高、溫差小有關(guān)。玻璃溫室和塑料大棚環(huán)境下夏季溫度要比露地高出3—5 ℃，當外界溫度達35 ℃及以上時，玻璃溫室和塑料大棚內(nèi)溫度可達40 ℃，持續(xù)高溫天氣會對百子蓮花后苗產(chǎn)生嚴重的熱傷害[20]，阻礙了百子蓮的正常生長和生理代謝，加之晝夜溫差小不利于種胚發(fā)育期干物質(zhì)積累，導(dǎo)致玻璃溫室和塑料大棚環(huán)境下結(jié)實的種子形態(tài)發(fā)育差，發(fā)芽率極低。

綜上，國內(nèi)種植百子蓮應(yīng)進行合理的種植區(qū)劃，用于育苗的百子蓮種子應(yīng)優(yōu)先選擇與百子蓮原產(chǎn)地氣候較為相似的我國西南地區(qū)種植采收的種子，該氣候條件下百子蓮種子發(fā)育飽滿、發(fā)芽率高，有助于提高百子蓮種子繁殖效率、優(yōu)化種苗生產(chǎn)。