不同液體配方與浸泡時間對平歐榛子花粉的生命力影響研究

葛鵬飛，漢春華，王金淇，王美玲，陶璽然，田 浩，王曉紅*

（1.山東臻陽農(nóng)林科技有限公司，山東 日照 276800；2.日照市東港區(qū)榛和農(nóng)業(yè)科技專業(yè)合作社，山東 日照 276800；3.長春大學(xué)園林學(xué)院，吉林 長春 130000）

平歐榛子屬于雌雄異花樹種，花序為柔荑花序。在春季溫度升高時，雄花序很快變長，花粉就會脫落，此時雌花可能還沒有綻放或不具備授粉條件，所以花粉飛落之后雌花沒有授粉。另外，在自然條件下利用大風(fēng)來傳播，雌花的授粉受到影響，授粉率較低，不能使每個雌花都授粉，會使榛子的產(chǎn)量受到很大影響。因此，要想有效提高榛子的產(chǎn)量，就需要給榛子進(jìn)行人工授粉。實踐表明，干粉授粉效果不好，所以研究使用液體花粉進(jìn)行授粉，調(diào)配一種溶液可以使花粉有更高的存活率且能達(dá)到更好的授粉效果，以提高榛子的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

20 世紀(jì)60～80 年代，我國針對平榛進(jìn)行選優(yōu)研究。我國的平榛堅果小、果殼厚、出仁率低、產(chǎn)量低[1]，而歐榛果粒大、產(chǎn)量高，但是不耐寒，對我國的氣候適應(yīng)力差。自1980 年，遼寧省經(jīng)濟(jì)林研究所開始著手平榛和歐榛的雜交研究，將平榛抗旱適應(yīng)性強(qiáng)及歐榛果實大、產(chǎn)量高的特性相結(jié)合培育出大果榛子新品種。經(jīng)過20 多年的努力，終于培育出抗旱、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，且風(fēng)味好于歐榛的平歐雜種榛，受到國際社會的廣泛關(guān)注。這使我國榛子生產(chǎn)從野生、半野生狀態(tài)進(jìn)入現(xiàn)代園藝化栽培生產(chǎn)階段[2]。目前，我國平歐雜種榛在遼寧省及北方10 多個省份的栽培面積已達(dá)600 hm2，共計超過70 萬株。

1 材料與方法

試驗地點在長春大學(xué)西校區(qū)實驗室。首先進(jìn)行了花粉的制備和采集工作，與榛子基地聯(lián)系準(zhǔn)備了兩個方案水培取得榛子花粉，使用水培前一年冷凍的平歐雜種榛子枝條和由本溪榛子基地郵寄的當(dāng)年平歐雜種榛子枝條，使雄花序伸長采集花粉。然后配制不同的液體，保證液體花粉的活性，使其能附著在雌花柱頭上，以達(dá)到液體花粉授粉的目的。

1.1 枝條的采集貯存與水培

枝條采集分為兩個方案，方案一為前一年榛子落葉后，采集雄花序枝條放入冰柜冷凍保存，冰凍時間大約10 個月。方案二為使用當(dāng)年本溪基地榛子落葉后有較多雄花序花枝進(jìn)行試驗。

1.1.1 方案一

將前一年（2019 年11 月采集，大約冷凍10 個月）的平歐雜種榛子雄花序枝條從低溫保存的冰箱中取出，在室溫下放置24 h 解凍，再用清水浸泡6 h，最大程度喚醒枝條，然后再對枝條進(jìn)行處理，挑選出帶有較多雄花序的枝條，將枝條底部斜刀剪一下，盡可能使枝條底部橫切面積達(dá)到最大，增大與水的接觸面積，使枝條可以更好地吸水。再將切好的枝條分成每5～7 個為1 組，插入到玻璃培養(yǎng)瓶中，加水到瓶子2/3 的位置，切記不能讓水淹沒雄花序。將插入枝條的培養(yǎng)瓶放入恒溫箱中，溫度保持在25 ℃，濕度保持在50%左右。因為枝條吸水并且水分會蒸發(fā)，所以需要注意每天向培養(yǎng)瓶中加入少量水。

1.1.2 方案二

2020 年11 月本溪榛子基地在榛子落葉后會對榛子進(jìn)行剪枝，保存修剪下的枝條，來年進(jìn)行培養(yǎng)，從修剪下的枝條中采集雄花序較多的榛子花枝郵寄回實驗室，將枝條底部斜切一刀，使截面盡可能大一點，增大接觸面積。插入有水的玻璃瓶內(nèi)，使水沒過枝條底部截面，放入恒溫箱內(nèi)，溫度保持在25 ℃左右，濕度保持在50%。由于枝條蒸騰吸水，需要每天向玻璃瓶內(nèi)添水。選用一批枝條用同樣方法處理后放在室溫陽光下照射，作為對照組。

1.2 采集花粉

當(dāng)榛子枝條水插3 d 后，雄花序開始拉長，5 d 后雄花序會拉長至原來的2 倍。在雄花序拉長2 倍后，可以看到瓶口有散落的花粉，所以需要在瓶下或恒溫箱底部鋪一張大的硫酸紙，以收集脫落的花粉，注意每天換水。之后花序伸長、花蕊張開，花粉儲藏在拉長的雄花序中，將雄花序拿出恒溫箱的過程中，不要讓花粉散落，收集花粉時在桌子上平鋪一張硫酸紙，用玻璃棒輕輕敲打枝干，將花粉抖落到硫酸紙上。收集花粉時，注意一定要在無風(fēng)的環(huán)境進(jìn)行收集，否則花粉很容易被吹散，導(dǎo)致收集的花粉較少。收集完抖落的花粉后，可以將雄花序用粉碎機(jī)打碎，再進(jìn)行過篩，還可以收集一部分花粉。

將收集的花粉放入試管內(nèi)，用脫脂棉封口，并用標(biāo)簽標(biāo)記品種名稱，將盛有花粉的試管放入硅膠的干燥器內(nèi)，然后放入溫度為2 ℃的冰箱中。使用這些花粉時，將花粉從試管內(nèi)取出放于展開的紙上，置于實驗室內(nèi)約30 min，使花粉的溫度變化為室內(nèi)溫度[3]。

1.3 不同液體配方設(shè)計

試驗設(shè)置多個不同液體配方方案，使用多種藥品調(diào)制水溶液，然后放入干花粉，觀察花粉懸浮與沉淀時間，利用電子顯微鏡觀測花粉活性，確定最佳配方與花粉存活時間。液體配方具體試驗方案如下。

方案1：取250 mL 水，放入15 mL 蔗糖、1.5 g 硝酸鈣，攪拌均勻，使藥品完全溶于水，放入3 g 干花粉，觀察沉降情況。

方案2：取250 mL 水，放入10 g 蜂蜜、1 g 硝酸鈣、1 g 硼砂，攪拌均勻，放入3 g 干花粉，觀察沉降情況。

方案3：取250 mL 水，加入7.5 g 蜂蜜、0.5 g 硝酸鈣，攪拌均勻，加入3 g 干花粉，觀察沉降情況。

方案4：取250 mL 水，加入兩滴吐溫80，攪拌均勻，加入3 g 干花粉，觀察沉降情況。

方案5：取250 mL 水，加入5%的蔗糖、0.01%的瓊脂，攪拌均勻，加入3 g 干花粉，觀察沉降情況。

方案6：取250 mL 水，配制成0.4%CMC 溶液，加入3 g 干花粉，觀察沉降情況。

1.4 平歐榛子花粉的生命力測定

觀察沉降后，選擇懸浮時間較長液體，測定花粉的生命力。使用MTT 染色劑對液體花粉進(jìn)行染色，用滴管吸取少量花粉溶液放入載玻片的凹槽內(nèi)，滴入1～2 滴提前配制好的MTT 溶液（有毒，需戴手套進(jìn)行試驗操作），然后放入干燥、無光、密閉的空間內(nèi)，室內(nèi)溫度為25 ℃，反應(yīng)時間分別為15 min、30 min、45 min、60 min。取出后將載玻片放在電子顯微鏡（物鏡為40 倍）下觀測。使用顯微鏡進(jìn)行觀察，每10 min 觀察1 次，每次觀察5 個鏡頭，記錄數(shù)據(jù)。存活率取平均值，存活率計算公式見式（1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采集枝條方式出粉量和活性的對比

由兩組不同的收集枝條進(jìn)行水培的方案可知，花粉量和花粉的活性有較大區(qū)別，具體見圖1。

圖1 不同采集枝條方式出粉量和活性的對比

由圖1 可知，通過水培冷凍10 個月的枝條，獲取花粉得到的花粉量較少，并且活性較低。通過水培當(dāng)季的枝條，可以得到更多花粉和更高的花粉活性。

2.2 不同液體配方對平歐榛子花粉懸浮時間的影響結(jié)果

通過6 組不同液體配方對比試驗，可以看出不同藥品調(diào)制的水溶液對花粉懸濁時間有明顯影響，見表1。

表1 不同懸濁液對花粉在液體中懸浮時間的影響

由表1 可知，0.4%CMC 溶液作為懸濁液最佳，可以保證花粉懸浮時間最長，120 min 后有少許沉淀，其他配方在10～60 min 完全沉淀。

2.3 平歐榛子花粉在懸濁液中浸泡時間與存活率

用0.4%CMC 溶液作為懸濁液，加入干花粉制作液體花粉，然后對此懸濁液浸泡的花粉進(jìn)行不同時間的活性測試，每10 min 間隔采樣，在電子顯微鏡下觀測，具體結(jié)果見表2。

由表2 可知，10 min 后液體花粉活性為92.21%，20 min 后液體花粉活性為84.35%，30 min 后液體花粉活性為74.26%，40 min 后液體花粉活性為66.09%，50 min 后液體花粉活性為65.60%，60 min 后液體花粉活性為65.35%。人工授粉一般在30 min 之內(nèi)完成，可以保證授粉率。

表2 液體花粉活性觀測結(jié)果

3 授粉方式

3.1 現(xiàn)有主流授粉目的和方式

人工輔助授粉就是人工幫助植物花粉輸送到柱頭上，達(dá)到提高坐果率的技術(shù)，是選擇親本進(jìn)行雜交的必要手段，是促進(jìn)植物優(yōu)質(zhì)生長的重要技術(shù)。目前該技術(shù)主要有蜜蜂授粉和人工授粉，使用較多的是人工授粉。

3.2 人工授粉

人工授粉一般采用點授法、桿授法、花粉袋授粉法以及液體噴粉和機(jī)械授粉[4]。點授法是最常用的方法，但是容易擦傷柱頭，用棉球或者毛筆等沾花粉向雄蕊點粉，沾1 次花粉可連續(xù)授3～5 朵花[5]。桿授法是使用頂部有棉球的長桿在樹上蘸取花粉，然后授給花粉少或者是沒有花粉的雌花?；ǚ鄞诜鄯ㄊ菍⒒ǚ奂尤牖ǚ哿?～4 倍的滑石粉，過細(xì)篩，使其互相混合均勻，裝入紗布袋內(nèi)，將花粉袋綁在木棍上，用另外的木棍輕輕敲打綁著花粉帶的木棍，使花粉掉落灑在雌花上。

3.3 液體花粉授粉

使用液體花粉授粉需要用到噴霧器，溶解液體花粉懸濁液，使用1 劑量并用熱水沖開，兌入15 kg 水一并倒入噴霧器內(nèi)，每壺懸濁液加入3 g 干花粉，搖晃均勻，開始進(jìn)行液體花粉授粉。需要把液體花粉均勻噴灑到雌花柱頭上，達(dá)到授粉的目的。1 hm2需要60 壺液體花粉，用量為180 g/hm2。這種方式可以大大減少授粉成本，并且相較于傳統(tǒng)授粉方式減少了人工和時間成本。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 平歐榛子使用液體花粉授粉前后經(jīng)濟(jì)效益比較

2021 年春季對平歐榛子使用液體花粉授粉后，雌花的授粉率有了明顯提高，提高了榛果產(chǎn)量，同時增加了經(jīng)濟(jì)效益，具體效益見表3、表4。

由表3 可知，經(jīng)過液體花粉授粉后的鮮果產(chǎn)量可增加6 000 kg/hm2，經(jīng)濟(jì)效益可增加123 200 元/hm2；干果產(chǎn)量可增加1 500 kg/hm2，干果的經(jīng)濟(jì)效益可增加75 000 元/hm2。

表3 平歐榛子使用液體花粉授粉前后經(jīng)濟(jì)效益比較

4.2 榛子液體花粉經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)試驗測定，50 kg 雄花序枝條可產(chǎn)500 g 左右花粉，1 hm2可以采收榛子枝條2 250 kg，可以采收榛子花粉22.5 kg 左右。

由表4 可知，榛子枝條經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)45 000 元/hm2，花粉經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)225 000 元/hm2。

表4 銷售榛子花粉的經(jīng)濟(jì)效益

5 結(jié)論

研究6 種不同液體配方對平歐榛子花粉浸泡時間及浸泡后花粉生命力的影響得出，以0.4%CMC 作為液體花粉的懸濁液最佳，活性時間最長，花粉浸泡30 min 后的存活率為74.26%，浸泡60 min 后液體花粉存活率為65.35%。

由觀察可知，雖然大部分雄花序因冷凍時間太久沒拉長，但還有少數(shù)可以收集花粉。3 d 左右雄花序會開始慢慢拉長，5 d 左右少數(shù)雄花序會拉長至原來的2 倍，此時可以看見藏在雄花序中的花粉，是采集花粉的最佳時機(jī)。

通過兩種不同水培帶有大量雄花序枝條制取方法的試驗得出，使用當(dāng)年帶有雄花序的枝條水培得到的花粉量遠(yuǎn)高于冷凍帶有雄花序的枝條。同時，當(dāng)年帶有雄花序枝條水培得到的花粉活性遠(yuǎn)高于冷凍的枝條，每瓶得到的花粉可以達(dá)到2 g，活性可以達(dá)到90%。

榛子花粉采用人工液體花粉授粉可以提高鮮果產(chǎn)量6 000 kg/hm2，干果產(chǎn)量可增加1 500 kg/hm2。0.4%CMC 溶液不會使榛子花粉細(xì)胞的液泡漲破導(dǎo)致花粉失活，既確保了花粉的懸浮時間，也保證了花粉短時間內(nèi)不會失去活性，滿足人工授粉需求。該液體配方可以應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，將取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

液體花粉授粉可以有效節(jié)約人工成本和時間成本，并且大大提高了授粉率和人工效率，使授粉更加均勻。