不同溫度層積處理對藍(lán)莓種子萌發(fā)的影響

李雅琦，欽 松，章 璐，佘遠(yuǎn)國，張 瑩，欽 捷

(1.湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430200；2. 湖北隨之藍(lán)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，湖北 隨州 441200)

1 引言

藍(lán)莓屬杜鵑花科，越橘屬，多年生灌木小漿果果樹。藍(lán)莓果實(shí)為藍(lán)色漿果， 含有豐富的營養(yǎng)成分，具有防止腦神經(jīng)老化、保護(hù)視力、強(qiáng)心、抗癌、軟化血管、增強(qiáng)人機(jī)體免疫等功能。藍(lán)莓果實(shí)有極強(qiáng)的藥用價(jià)值及營養(yǎng)保健功能，國際糧農(nóng)組織將其列為人類五大健康食品之一，市場發(fā)展前景廣闊，現(xiàn)已風(fēng)靡歐美及日本等發(fā)達(dá)國家[1]。

近年來，藍(lán)莓在我國的栽培面積也在逐漸增加，對藍(lán)莓品種的需求量不斷增加，而目前我國藍(lán)莓品種均引自國外，未有自育品種[2]。藍(lán)莓的繁殖方法以組培苗扦插為主，但組培苗扦插存在技術(shù)難度大、方法繁瑣、生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)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(shí)生苗生長旺盛、根系發(fā)達(dá)、壽命較長等特點(diǎn)，在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。絕大多數(shù)的藍(lán)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(shí)生變異，藍(lán)莓種子發(fā)芽率低，無法進(jìn)行規(guī)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(fā)效率、培育實(shí)生壯苗,是生產(chǎn)上迫切需要解決的問題。本試驗(yàn)對室溫層積、低溫層積和變溫層積處理對藍(lán)莓種子發(fā)芽的影響進(jìn)行了比較試驗(yàn)，以期探索并了解不同溫度層積處理對藍(lán)莓種子萌發(fā)的影響，為其播種育苗提供參考依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用藍(lán)莓種子采集于隨州市隨縣湖北隨之藍(lán)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司藍(lán)莓生產(chǎn)基地，品種為藍(lán)莓栽培品種密斯蒂(Vacciniumcorymbosun.cv.‘Misty’)。湖北隨之藍(lán)莓生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司前身為湖北倍思藍(lán)莓研究中心(現(xiàn)已注銷)，湖北倍思藍(lán)莓研究中心是湖北省最早進(jìn)行品種篩選和優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培技術(shù)研究的民辦藍(lán)莓科研機(jī)構(gòu)，先后引種藍(lán)莓品種100多個(gè)，在湖北建立18個(gè)試驗(yàn)示范點(diǎn)[5]。基地位于湖北隨州市隨縣高城鎮(zhèn)(北緯31°98′，東經(jīng)113°44′)。屬亞熱帶季風(fēng)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(shí)，全園施硫磺粉65 kg/667m2，調(diào)節(jié)pH值至5.0，同時(shí)摻入草炭土、腐熟稻谷殼、鋸末等有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)增加有機(jī)質(zhì)含量。在2016年6月20日采收成熟的藍(lán)莓鮮果，放入桶中，加入少量水，放置2～3 d堆漚，進(jìn)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(wǎng)篩過濾，選網(wǎng)篩上種子備用。

2.2 試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)共分3個(gè)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(lán)莓種子800粒，分8次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)100粒。100粒為一組，共計(jì)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?jǐn)?shù)為70%的乙醇浸泡8 min進(jìn)行消毒，之后用蒸餾水反復(fù)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(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿放入100粒(一組)，貼上層積處理溫度標(biāo)簽后放置于光照培養(yǎng)箱，溫度設(shè)置為25 ℃，光照強(qiáng)度設(shè)置為40%，觀察發(fā)芽情況，測定種子發(fā)芽率。

2.3 測定指標(biāo)與方法

每天統(tǒng)計(jì)萌發(fā)數(shù)，記錄不同處理下萌發(fā)起始時(shí)間，記錄種子發(fā)芽數(shù)、萌發(fā)時(shí)滯(d)(第1粒種子萌發(fā)所需天數(shù))及萌發(fā)歷期(d)(第1粒種子和最后1粒種子萌發(fā)時(shí)間差)，繪制不同溫度處理下種子萌發(fā)的時(shí)間進(jìn)程曲線，并計(jì)算種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。計(jì)算公式如下[6,11]：

(1)

(2)

(3)

式(3)中,Gt為在t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽天數(shù)。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS22.0 和 Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表處理。采用Duncan 法對不同處理之間差異進(jìn)行比較分析(P<0.05)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同層積處理對藍(lán)莓種子萌發(fā)動(dòng)態(tài)的影響

各處理種子萌發(fā)動(dòng)態(tài)曲線如圖1所示，從圖1可以看出，處理方式不同，種子萌發(fā)特性差異較大，變溫處理的種子萌發(fā)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(fā)最晚，15 d才開始萌發(fā)。在恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，各處理種子的發(fā)芽率隨時(shí)間的推移而逐漸提高，第16～22 d為種子發(fā)芽的高峰期，之后種子發(fā)芽率增長速度趨緩，在16～22 d內(nèi)，變溫處理的種子發(fā)芽率最高，第20 d的發(fā)芽率達(dá)到49%，比室溫提高了28個(gè)百分點(diǎn)，低溫層積處理次之，為27%，比室溫提高了9個(gè)百分點(diǎn)。層積處理對藍(lán)莓的種子萌發(fā)時(shí)間進(jìn)程曲線有不同程度的促進(jìn)作用，變溫層積處理的促進(jìn)作用最明顯。

3.2 不同層積處理對藍(lán)莓種子發(fā)芽率的影響

各處理藍(lán)莓種子的發(fā)芽率見圖2，由圖2可以看出，室溫、低溫及變溫處理藍(lán)莓種子的平均發(fā)芽率分別為24%、38%、57%，方差分析見表1，結(jié)果表明，層積處理溫度對藍(lán)莓種子發(fā)芽率有顯著差異，以變溫層積處理藍(lán)莓種子的發(fā)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(shù)據(jù)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(lán)莓種子的發(fā)芽率分析，變溫層積能有效促進(jìn)種子的萌發(fā)。

表1 不同層積溫度對藍(lán)莓種子萌芽率影響方差分析

圖1 不同處理下藍(lán)莓種子萌發(fā)的時(shí)間進(jìn)程

3.3 不同層積處理對藍(lán)莓種子發(fā)芽勢的影響

各處理藍(lán)莓種子的發(fā)芽勢見圖3，由圖3可以看出，室溫、低溫及變溫處理藍(lán)莓種子的平均發(fā)芽勢分別為12%、25.88%、48.75%，方差分析見表2，結(jié)果表明，各處理對藍(lán)莓種子的發(fā)芽勢有明顯的差異，變溫層積處理藍(lán)莓種子的發(fā)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(shù)據(jù)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(lán)莓種子的發(fā)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(lán)莓種子發(fā)芽率的影響

表2 不同層積溫度對藍(lán)莓種子萌芽勢影響方差分析

圖3 不同處理對藍(lán)莓種子發(fā)芽勢的影響

3.4 不同層積處理對藍(lán)莓種子發(fā)芽指數(shù)的影響

各處理藍(lán)莓種子的發(fā)芽指數(shù)見圖4，由圖4可以看出，室溫、低溫及變溫處理藍(lán)莓種子的平均發(fā)芽指數(shù)分別為1.30、2.91、3.49，方差分析見表3，結(jié)果表明，各處理對藍(lán)莓種子的發(fā)芽指數(shù)有明顯的差異，變溫層積處理藍(lán)莓種子的發(fā)芽指數(shù)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(shù)據(jù)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(lán)莓種子的發(fā)芽指數(shù)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(lán)莓種子發(fā)芽指數(shù)影響方差分析

圖4 不同處理對藍(lán)莓種子發(fā)芽指數(shù)的影響

4 討論

藍(lán)莓種子具有生理性休眠的特點(diǎn)，一旦離開果實(shí)就會(huì)休眠，再打破休眠發(fā)芽會(huì)很不容易，從而影響種子的發(fā)芽率。目前文獻(xiàn)報(bào)道相關(guān)人員采取各種方法打破藍(lán)莓種子休眠,如研究不同濃度赤霉素處理對藍(lán)莓種子萌發(fā)的影響：丁亦男等研究認(rèn)為濃度為400 mg/L時(shí)發(fā)芽率最高達(dá)25%[7]；孫豐等研究認(rèn)為濃度為200 mg/L時(shí)發(fā)芽率最高達(dá)55%[8]；張華微等認(rèn)為濃度為400 mg/L時(shí)發(fā)芽率最高達(dá)40%[9]，不同的藍(lán)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(wěn)定；楊春玉等比較了7個(gè)藍(lán)莓品種發(fā)芽率的差異，“芭爾德溫”藍(lán)莓品種的發(fā)芽率為19%，說明藍(lán)莓品種之間種子發(fā)芽率存在差異[10]；胡選萍等研究了不同pH值溶液對藍(lán)莓種子萌發(fā)特性的影響，pH值為4.0的偏酸條件下藍(lán)莓種子的萌發(fā)率最高達(dá)42.08%[11]；楊靜慧等研究了不同預(yù)處理方法對藍(lán)莓種子發(fā)芽的影響，刻傷處理萌發(fā)率最高達(dá)59%等[12]?？傮w上看，藍(lán)莓種子的發(fā)芽率比較低，藍(lán)莓種子的萌發(fā)率最高也在60%以下。

種子生理后熟現(xiàn)象是種子休眠的主要原因之一。層積催芽是生產(chǎn)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(nèi)含發(fā)芽抑制物質(zhì)。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(jié)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(fā)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(nèi)學(xué)者在其他植物種子中的研究結(jié)果類似[20，21]。

大量文獻(xiàn)研究表明，藍(lán)莓種子屬于綜合深休眠類型，通常采用 GA3 結(jié)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(lán)莓種子萌發(fā)的影響，得到藍(lán)莓種子萌發(fā)率低于60%，關(guān)于外源激素浸種結(jié)合層積對提高藍(lán)莓種子萌發(fā)的有效性及其機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

5 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，變溫層積處理能使藍(lán)莓種子萌發(fā)時(shí)期提前，能顯著增加種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢，可以顯著提高藍(lán)莓種子的發(fā)芽指數(shù)，采取變溫層積催芽方法對藍(lán)莓種子催芽，可有效解除藍(lán)莓種子休眠，提高種子萌發(fā)效率。