苗期噴施乙烯利對4種雌雄同株異花瓜類制種產(chǎn)量的影響

劉繼輝，鄒春華，徐勛志，李伯壽，潘啟取

（1.廣州乾農(nóng)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，廣東 廣州 510315；2.廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510315）

瓠瓜、苦瓜、南瓜和黃瓜都是葫蘆科具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要作物，營養(yǎng)價(jià)值極高，經(jīng)濟(jì)效益好，近幾年來的種植面積越來越大，從而增加了種子的需求量，然而在制種過程中，瓠瓜、南瓜和黃瓜大多數(shù)品種都是強(qiáng)雄性的，由于其雌花數(shù)較少、坐果率差，致使產(chǎn)量低[1]。這4種瓜均為雌雄同株異花作物，花屬于單性花，極少有雌雄同花品種出現(xiàn)。其花芽分化較早，在花芽分化初期為兩性花狀態(tài)，受到不同的溫度、光照、生長調(diào)節(jié)劑以及土壤礦物質(zhì)等外界因素的影響，最終分化為單性的雄花或者雌花[2]。

乙烯利是一種能夠促進(jìn)雌花分化的調(diào)節(jié)劑。李曉麗等[3]采用乙烯利處理黃瓜母本幼苗，結(jié)果表明能夠有效提高20節(jié)以內(nèi)的雌花率，有效降低制種成本。梁元?jiǎng)P等[4]發(fā)現(xiàn)乙烯利處理后黃瓜幼苗株高增加量顯著降低，莖粗增加量顯著增加。劉霞等[5]研究發(fā)現(xiàn)乙烯利能夠明顯降低黃瓜第1雌花節(jié)位，促進(jìn)提早開花并增加雌花數(shù)量，具有促進(jìn)雌花生成、抑制營養(yǎng)生長的雙重作用。王國莉等[6]研究發(fā)現(xiàn)乙烯利處理的苦瓜主莖30節(jié)內(nèi)第1雌花節(jié)位下降，提高了雌花節(jié)率。嚴(yán)良文等[7]研究發(fā)現(xiàn)，噴施乙烯利可使苦瓜提早開花，增加早期雌花數(shù)量。楊曉霞等[8]研究發(fā)現(xiàn)在用乙烯利處理后，印度南瓜品系出現(xiàn)不同程度的敗育情況和不完全雌蕊的雄花。Gish等[9]研究發(fā)現(xiàn)在有效濃度范圍內(nèi)，乙烯利能抑制雄花開花，可能對南瓜的生長發(fā)育具有植物毒性作用，在為南瓜的雜交制種生產(chǎn)調(diào)控花的性別時(shí)，必須考慮到重要的毒理作用。李慶飛等[10]研究發(fā)現(xiàn)乙烯利處理顯著降低了南瓜第1雌花節(jié)位，并增加了雌花數(shù)量，其對雄花數(shù)量的影響在不同自交系中存在差異。葉賢壽[11]研究發(fā)現(xiàn)，乙烯利處理瓠瓜后，雌花著生節(jié)位降低，且連續(xù)著生雌花節(jié)數(shù)增多，還可促進(jìn)雄花轉(zhuǎn)變?yōu)榇苹ǎ勾苹〝?shù)量增多。已有研究中，關(guān)于乙烯利調(diào)控瓠瓜性別分化的報(bào)道較少。

廣東省為亞熱帶高溫地區(qū)，全年溫度較高，對乙烯利使用量的影響較大。本文意在前人研究的基礎(chǔ)上，研究乙烯利對苦瓜、瓠瓜、南瓜和黃瓜4種瓜類性別分化的影響，以及不同性別表達(dá)對乙烯利的敏感性，討論乙烯利在其性別表達(dá)中的作用，為生產(chǎn)中提高坐果率和控制花期提供理論參考。

1 材料和方法

試驗(yàn)于2020年2—5月在廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院南沙基地進(jìn)行。

1.1 試驗(yàn)材料

作物種類：金鈴南瓜、玉秀瓠瓜和青蕾一號大頂苦瓜，均由廣州乾農(nóng)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。桂青一號黃瓜，廣西省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所生產(chǎn)。40%乙烯利水劑，四川國光農(nóng)化有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

2020年2月3日，將催芽后的4種瓜類種子播種；2月15日選擇處于2葉1心期的幼苗，分別噴施不同濃度（100、150、200、250、300 mg/L）乙烯利，以清水作為對照（CK），共設(shè)6個(gè)處理；2月24日待這批幼苗處于3葉1心期，重復(fù)上述操作（經(jīng)過催芽處理，4種瓜的2葉1心期和3葉1心期基本一致）。2月28日大田定植，株行距均為40 cm×100 cm，每小區(qū)50株，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，進(jìn)行常規(guī)管理。

1.3 測定指標(biāo)

移栽后30 d，調(diào)查株高、第1雌花節(jié)位、20節(jié)內(nèi)雌花數(shù)量，播種至第1雌花開花所需時(shí)間，收獲后測定種子千粒質(zhì)量和單瓜種子粒數(shù)等。每個(gè)處理隨機(jī)抽取10株進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用SPSS 2.0和Excel 2010軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度乙烯利對4種瓜類株高的影響

從圖1中可以看出，與CK相比，隨著乙烯利濃度增加，4種瓜類的株高都逐漸降低，且各處理間均達(dá)到顯著差異水平?？梢?，噴施乙烯利可降低植株株高，可用于控制植株長勢，避免營養(yǎng)生長過旺。

圖1 乙烯利對4種瓜類株高的影響

2.2 不同濃度乙烯利對4種瓜類第1雌花節(jié)位的影響

從圖2可以看出，隨乙烯利濃度增加，4種瓜類第1雌花節(jié)位均呈先下降后升高趨勢。其中，苦瓜使用濃度為200 mg/L時(shí)，第1雌花節(jié)位從第14節(jié)降至第6節(jié)，南瓜使用濃度為200 mg/L時(shí)，第1雌花節(jié)位從第18節(jié)降至第10節(jié)，瓠瓜使用濃度為150 mg/L時(shí)，第1雌花節(jié)位從第16節(jié)降至第13節(jié)，黃瓜使用濃度為100 mg/L時(shí)，第1雌花節(jié)位從第6節(jié)降至第4節(jié)?？梢?，噴施乙烯利可有效降低4種瓜類雌花節(jié)位，促進(jìn)提早開花。

圖2 乙烯利對4種瓜類第1雌花節(jié)位的影響

2.3 不同濃度乙烯利對4種瓜類20節(jié)內(nèi)雌花數(shù)量的影響

從圖3中可以看出，隨著乙烯利濃度增加，4種瓜類20節(jié)內(nèi)雌花數(shù)呈先增加后減少的趨勢。其中，對苦瓜影響最為明顯，使用濃度為200 mg/L時(shí)，與CK相比，雌花數(shù)量增量多達(dá)5個(gè)；黃瓜和南瓜次之，使用濃度分別為100 mg/L和200 mg/L時(shí)，與CK相比的增量均為4個(gè)；瓠瓜影響相對較小，使用濃度為150 mg/L時(shí)，增量為3個(gè)。可見，噴施適宜濃度乙烯利將有效增加4種瓜類20節(jié)內(nèi)雌花數(shù)量。

圖3 乙烯利對4種瓜類20節(jié)內(nèi)雌花數(shù)量的影響

2.4 不同濃度乙烯利對4種瓜類第1雌花開花所需時(shí)間的影響

從圖4中可以看出，與CK相比，隨著乙烯利濃度增加，4種瓜類從播種至第1雌花開花所需天數(shù)都逐漸增加，且各處理間均達(dá)到顯著差異水平?？梢?，噴施乙烯利會增加第1朵雌花開花所需時(shí)間，可用于調(diào)節(jié)花期。

圖4 乙烯利對4種瓜類第1雌花開花所需時(shí)間的影響

2.5 不同濃度乙烯利對4種瓜類制種產(chǎn)量的影響

從表1中可以看出，與CK相比，隨著乙烯利濃度增加，4種瓜類種子千粒質(zhì)量均呈下降趨勢，且乙烯利處理的苦瓜和黃瓜種子千粒質(zhì)量均顯著低于CK；單瓜種子粒數(shù)均呈現(xiàn)先增多后減少的趨勢，其中苦瓜使用濃度為200、250、300 mg/L的處理與CK和100 mg/L處理差異均顯著。可見，乙烯利對苦瓜和黃瓜種子千粒質(zhì)量影響較大，對瓠瓜和南瓜種子千粒質(zhì)量影響較小，對瓠瓜、南瓜、黃瓜的單瓜種子粒數(shù)影響均較小。

表1 乙烯利處理對這4種瓜類制種產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)表明，在一定濃度的乙烯利作用下，可適當(dāng)降低株高，控制植株長勢，防止?fàn)I養(yǎng)生長過旺而影響生殖生長；降低第1雌花節(jié)位以及增加苦瓜、黃瓜和南瓜20節(jié)內(nèi)雌花數(shù)量，有利于增加制種產(chǎn)量，但對瓠瓜影響相對較?。谎娱L第1朵雌花開花所需時(shí)間，可用于調(diào)節(jié)花期；另外，乙烯利對瓠瓜、南瓜、黃瓜的單瓜種子數(shù)影響較小，而對苦瓜和黃瓜種子千粒質(zhì)量影響較大?？梢?，影響瓜類制種產(chǎn)量的關(guān)鍵因素還是在于雌花節(jié)位和雌花數(shù)量。第1雌花節(jié)位越低，雌花數(shù)量越多，則制種產(chǎn)量越高，反之則反。

大多數(shù)瓜類為單性花，性別都是由性器官原基的分化決定的，2種性器官原基在發(fā)育的起始階段都會出現(xiàn)[12]，在起始階段，雌花和雄花的分化原基都會存在，由于不同瓜類的控制基因存在差異，使其發(fā)育的時(shí)間長短各不一樣，由性別決定基因的控制，最后發(fā)育成為一個(gè)獨(dú)立的單性花[13]，在本次試驗(yàn)中，筆者觀察到，由于受乙烯利的影響，在南瓜上出現(xiàn)了少量的雌雄同體花型。利用乙烯利能夠調(diào)節(jié)植物生長過程的過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，間接增加雌花數(shù)，進(jìn)而提高產(chǎn)量。一定節(jié)數(shù)內(nèi)雌花數(shù)在一定范圍內(nèi)增加，雌花節(jié)位在一定范圍內(nèi)降低。但是會減少植物微管的橫向排列，增加了微管的縱向排列，微管縱向排列相應(yīng)地增加了微纖絲的縱向沉積，限制細(xì)胞縱向擴(kuò)張的幅度，這有利于膨壓推動(dòng)的細(xì)胞擴(kuò)張生長向橫向進(jìn)行[14]，從而抑制了IAA含量，可抑制木質(zhì)素前體苯丙烷及木質(zhì)素的形成，進(jìn)而抑制木質(zhì)部的形成，導(dǎo)致穗軸維管束個(gè)數(shù)減少、維管束面積變小[15]，營養(yǎng)從根部及葉片輸送到植株各處受阻，在營養(yǎng)生長階段株高、葉面積等會比沒有使用乙烯利明顯下降，大大延長了植株的生育期，而且乙烯利濃度超過一定量時(shí)，對雌花分化的影響大于過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的作用[16-17]，導(dǎo)致雌花數(shù)和第1雌花節(jié)位出現(xiàn)升高趨勢[18-19]，本試驗(yàn)符合以上規(guī)律。

本研究結(jié)果中，當(dāng)乙烯利濃度為苦瓜200 mg/L、南瓜200 mg/L、黃瓜100 mg/L和瓠瓜150 mg/L時(shí)，可降低苦瓜和南瓜雌花節(jié)位，增加苦瓜、南瓜、黃瓜和瓠瓜等20節(jié)內(nèi)雌花數(shù)量，制種綜合增產(chǎn)效果最佳。此乙烯利噴施濃度可為相同作物制種增產(chǎn)提供參考，不同品種間乙烯利用量可根據(jù)品種特性適當(dāng)做調(diào)整[20]，以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。