不同授粉方式對觀賞海棠座果率及果實品質(zhì)的影響1)

梅志軒 王改萍

(南京林業(yè)大學(xué)，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(qū)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(zhì)資源豐富。國內(nèi)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(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，對日常管理的要求低，所以其在現(xiàn)代園林景觀中應(yīng)用十分廣泛[6-8]。

目前國內(nèi)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(guān)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(dāng)年果實產(chǎn)量。以觀賞海棠‘紅珠寶’、‘超甜時光’、‘百夫長’作為試驗材料，設(shè)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(chǎn)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(jìn)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(yōu)秀觀果品種果實產(chǎn)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(shù)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(qū)仙女鎮(zhèn)(119°55′E、32°42′N)南京林業(yè)大學(xué)海棠種質(zhì)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(yōu)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(jìn)入結(jié)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(huán)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、5.00%、10.00%、15.00%、20.00%、25.00%、30.00%的蔗糖，質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jìn)行L25(52)正交試驗。

1.4 授粉方法

以自然授粉作為對照(CK)，設(shè)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(jìn)行套袋處理，在盛花期進(jìn)行授粉，每個處理授粉300朵。

自然授粉：在自然狀態(tài)下不進(jìn)行人為干涉，靠風(fēng)媒、蟲媒等進(jìn)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(jìn)行授粉。

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

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

1.5 果實座果率統(tǒng)計與品質(zhì)測定

于子房膨大期(授粉后15 d)記錄子房膨大的數(shù)量。

座果率=(座果數(shù)量/掛牌花朵總數(shù))×100%。

在果實的成熟期(11月中下旬左右)采摘果實，進(jìn)行果實品質(zhì)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(jī)酸；2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C[11]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并制圖；SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析；單因素方差分析、DUNCAN法對不同處理的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)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(zhì)量分?jǐn)?shù)的噴霧授粉懸濁液中，其座果數(shù)、座果率均隨著蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，呈現(xiàn)先升后降的趨勢。當(dāng)蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%時，海棠的座果率達(dá)到峰值(71.00%)。蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%。

表1 不同蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)的噴霧授粉懸濁液中，其座果數(shù)、座果率隨著硼酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，呈現(xiàn)先升后降的趨勢。當(dāng)硼酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%時，海棠的座果率達(dá)到峰值(65.67%)。硼酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)增高或降低時，座果率均開始出現(xiàn)下降，由此說明，液體授粉中，最佳配比的硼酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%。

表2 不同硼酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的座果量

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，將各因素(蔗糖、硼酸)影響較大的水平進(jìn)行正交試驗，尋找兩因素的最佳配比。正交試驗數(shù)據(jù)的方差分析結(jié)果如表3所示，蔗糖、硼酸在噴霧授粉試驗中均起主導(dǎo)作用。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%的蔗糖與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的硼酸是座果率最高的組合，座果率高達(dá)84.33%，與其他組合有顯著差異，這與單因素試驗結(jié)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(zhì)量分?jǐn)?shù)20.00%、硼酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.04%、懸濁液為200 mL。

表3 不同配置液海棠授粉正交試驗結(jié)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(jìn)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(dá)98%；噴霧授粉次之，達(dá)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(jié)果實，其可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)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(zhì)

3 結(jié)論與討論

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

蔗糖是大多數(shù)植物花粉離體萌發(fā)所必需的的重要成分[12-13]，其能在花粉萌發(fā)時為花粉管的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)及花粉萌發(fā)所需要的滲透壓[14]。硼酸是在花粉離體萌發(fā)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(xì)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(yǎng)中，適宜的硼酸處理可以有效提高花粉萌發(fā)率[17-18]。硼的缺失會造成果膠甲酯酶活性的改變，導(dǎo)致酸性果膠質(zhì)在頂端的大量富集，從而導(dǎo)致花粉管破裂，抑制花粉萌發(fā)與花粉管的伸長[19]。有關(guān)研究表明蔗糖、硼酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高、過低都不利于花粉萌發(fā)。詹妮等[20]對大葉相思花粉萌發(fā)的研究發(fā)現(xiàn)，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(fā)。本研究中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%的蔗糖與質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jié)果略有差異，分析原因是由于物種不同，花粉萌發(fā)條件不同。

觀賞海棠屬于異花授粉植物，在生產(chǎn)中必需配置授粉樹或人工輔助授粉才能正常結(jié)果，有些品種不結(jié)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(jié)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(fēng)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(jīng)濟(jì)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(zhì)影響的試驗結(jié)果表明：3種授粉方式雖然在可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C這幾種果實品質(zhì)指標(biāo)上表現(xiàn)有所差異，但是差異并不顯著。李鵬[21]關(guān)于獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)的研究表明，不同授粉方法處理后的果實糖度、酸度等品質(zhì)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(zhì)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(fā)育的營養(yǎng)狀況有關(guān)。