不同處理方法對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

王步天 施學(xué)東 張鳳英 趙猛 吳斌 葛宇

（1. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院 云南普洱 665099；2. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院云南昆明 650201；3. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站 海南?？?571101）

哥倫比亞熱情果（Passiflora ligularisJuss.），與現(xiàn)今普遍栽培的紫果百香果（P. edulisSims）和黃果百香果（P. edulisSim. f.flavicarpaDeg.）一樣，同為西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora）植物，又被稱為甜果百香果（Sweet Granadilla）[1]。哥倫比亞熱情果原產(chǎn)于安第斯山脈玻利維亞和委內(nèi)瑞拉之間，秘魯是主要生產(chǎn)國(guó)[1]，適宜在溫度15～18℃，年降水量600～1 000 mm，海拔900～2 700 m 的涼爽亞熱帶地區(qū)生長(zhǎng)。哥倫比亞熱情果植株不耐熱，能經(jīng)受短時(shí)間的輕霜[1]，植株適合生長(zhǎng)在排水良好的壤土，輕粘性土及火山土壤上，土壤pH 為6.1～7.5[1]。由于哥倫比亞熱情果植株不耐熱，其在海南、廣東、廣西、福建等省區(qū)無(wú)法正常生長(zhǎng)結(jié)果，現(xiàn)今只在云南省海拔1 500 m 左右的亞熱帶地區(qū)有栽培。果實(shí)果皮呈橙黃色，果形主要為橢圓形，表皮光滑，果肉透明清香，果肉和果汁甜度相對(duì)最高，無(wú)紫果種和黃果種百香果果實(shí)的酸味，并可散發(fā)出荔枝、香蕉、芭樂(lè)等多種水果的濃郁香味，富含氨基酸，尤其是VC 和VE 含量較高，是一種不可多得的高檔水果[2-3]。由于果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，但栽培面積小、產(chǎn)量少。因此，其果實(shí)在網(wǎng)上銷售價(jià)格較高，每斤在70～100 元。

目前，國(guó)內(nèi)百香果繁育以播種繁殖和扦插繁殖為主[4-6]。百香果種子休眠期長(zhǎng)、萌發(fā)時(shí)間跨度大，直接播種繁殖結(jié)果并不理想[7]。種子休眠是由于物理、化學(xué)、機(jī)械、生理等單因素或者多個(gè)因素引起的[8]。對(duì)種子進(jìn)行相關(guān)處理，可以促進(jìn)種子萌發(fā)、提高種子萌發(fā)率。前人曾采用物理與化學(xué)試劑處理、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等方法，研究適宜紫果種和黃果種百香果種子萌發(fā)的條件[9-11]。為了解不同處理方法對(duì)哥倫比亞熱情果種子萌發(fā)的影響，以哥倫比亞熱情果種子為試驗(yàn)材料，研究不同赤霉素濃度、濃硫酸處理時(shí)間、蒸餾水浸泡溫度、浸泡時(shí)間和種皮機(jī)械處理方法下種子發(fā)芽的差異，以期獲得適宜哥倫比亞熱情果的發(fā)芽條件，為哥倫比亞熱情果種子播種育苗提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

哥倫比亞熱情果成熟種子來(lái)源于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院基地。選取無(wú)病斑、果實(shí)大小一致的哥倫比亞熱情果，切開果實(shí)后將包覆有果肉的種子置于兩層紗布間，用水反復(fù)搓揉沖洗，使果肉與種子分離，直到種子表面無(wú)果肉。挑選飽滿的種子平鋪于干燥通風(fēng)處晾干并避光保存。

1.2 方法

1.2.1 種子預(yù)處理選取飽滿、大小一致的哥倫比亞熱情果種子，用3%高錳酸鉀溶液浸泡10 min后，沖洗種子并備用。將哥倫比亞熱情果種子均勻放置在鋪有1 層濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中。培養(yǎng)期間每隔2 d 更換一次濾紙，一直保持濾紙濕潤(rùn)。每天觀察記錄種子萌發(fā)情況，及時(shí)挑除霉變的種子。恒溫光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)條件為光照強(qiáng)度5 000 lx、溫度32℃，每天光照時(shí)間為12 h。

1.2.2 不同濃度赤霉素處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響設(shè)置200、400、800 和1 000 mg/L四個(gè)外源赤霉素濃度處理12 h，對(duì)照為種子在25℃無(wú)菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共5 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，每次重復(fù)30 粒種子。

1.2.3 不同濃硫酸浸種時(shí)間處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響設(shè)置0.5、1.0、2.0、5.0、8.0、10.0 和15.0 min 七個(gè)濃硫酸浸種時(shí)間處理，浸種期間需要不停攪拌，避免種子表皮碳化；然后用清水不斷沖洗，取掉碳化表皮，反復(fù)沖洗至沖洗液呈中性，對(duì)照為種子在25℃無(wú)菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共8 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，每次重復(fù)30 粒種子。

1.2.4 不同浸泡溫度處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響設(shè)置45、65、85 和100℃四個(gè)蒸餾水浸泡處理12 h，加蓋自然冷卻，對(duì)照為種子在25℃無(wú)菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共5 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，每次重復(fù)30 粒種子。

1.2.5 不同浸泡時(shí)間處理對(duì)種子發(fā)芽的影響設(shè)置24、36、48 和60 h 四個(gè)浸泡時(shí)間處理，浸泡溶液為25℃無(wú)菌蒸餾水。對(duì)照為種子在25℃無(wú)菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共5 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，每次重復(fù)30 粒種子。

1.2.6 不同物理方式處理種殼對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響設(shè)置機(jī)械開口、磨砂和全剝殼3 個(gè)物理方式處理種殼。機(jī)械開口處理為用鑷子把種子尖端破開；磨砂處理為經(jīng)過(guò) 0.18 mm 的細(xì)砂紙打磨過(guò)且表面出現(xiàn)劃痕的種子；全剝殼為把種皮全部去除。將3 種處理后的種子在25℃無(wú)菌蒸餾水下浸泡處理12 h，對(duì)照為種子在25℃無(wú)菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共4 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，每次重復(fù)30 粒種子。

1.2.7 項(xiàng)目測(cè)定每天觀察種子發(fā)芽情況。發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)為種子萌發(fā)出胚根，并且長(zhǎng)度達(dá)到種子長(zhǎng)度的50%。

發(fā)芽勢(shì)：催芽后第15 天測(cè)定哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽勢(shì)。發(fā)芽勢(shì)=（規(guī)定天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子數(shù)）×100%。

發(fā)芽率：催芽后第30 天測(cè)定哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽率。發(fā)芽率=（發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子數(shù)）×100%。

發(fā)芽指數(shù)Gi= ∑（Gt/Dt）。Dt為發(fā)芽時(shí)間，Gt為對(duì)應(yīng)發(fā)芽時(shí)間的發(fā)芽粒數(shù)。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 12.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度赤霉素處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

哥倫比亞熱情果種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均隨著赤霉素濃度的升高呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)（表1）。6 個(gè)濃度外源赤霉素處理間種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，均為800 mg/L＞600 mg/L＞400 mg/L＞200 mg/L＞1 000 mg/L＞CK。其中800 mg/L 處理比對(duì)照種子發(fā)芽勢(shì)高出84.44%，發(fā)芽率高出68.88%。方差分析表明，800 mg/L 處理組與400 和600 mg/L 兩個(gè)處理組之間種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率差異不顯著，但與CK、200 和1 000 mg/L處理組之間差異顯著。因此，赤霉素處理哥倫比亞熱情果種子濃度以800 mg/L 為最佳。

表1 不同濃度赤霉素處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

2.2 不同濃硫酸浸種時(shí)間處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

由表2 可知，隨著濃硫酸浸種時(shí)間的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)呈先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)。當(dāng)濃硫酸浸種時(shí)間為1.0 min 時(shí)，百香果種子發(fā)芽勢(shì)達(dá)到最高，為41.11%，較對(duì)照增加41.11%。當(dāng)濃硫酸浸種時(shí)間為5.0 min 時(shí)，百香果種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最高，其中發(fā)芽率為73.33%，較對(duì)照增加57.77%。Duncan 多重比較分析表明，濃硫酸浸泡哥倫比亞熱情果種子5 min的處理與其它7 組處理之間種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)差異顯著。因此，濃硫酸浸泡哥倫比亞熱情果種子時(shí)間以5 min 為宜。

表2 不同濃硫酸浸種時(shí)間處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

2.3 不同浸泡溫度處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

隨著浸泡溫度升高，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)，但對(duì)發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有任何影響（表3）。當(dāng)浸泡溫度達(dá)65℃，百香果種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最高，其中發(fā)芽率為35.56%，較對(duì)照增加20.00%。Duncan 多重比較分析表明，浸泡哥倫比亞熱情果種子溫度為65℃的處理與其它4 組處理之間種子發(fā)芽率和發(fā)育指數(shù)差異顯著。因此，浸泡哥倫比亞熱情果種子溫度以65℃為宜。

表3 不同浸泡溫度處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

2.4 不同浸泡時(shí)間處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

從表4 可知，隨著浸泡時(shí)間的增加，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均呈降低趨勢(shì)，但對(duì)發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有任何影響。當(dāng)浸泡時(shí)間為12 h 時(shí)，即對(duì)照組處理，百香果種子發(fā)芽率最高，為15.56%。Duncan多重比較分析表明，浸泡哥倫比亞熱情果種子12 h 的處理與其它4 組處理之間種子發(fā)芽率和發(fā)育指數(shù)差異顯著。因此，浸泡哥倫比亞熱情果種子時(shí)間以12 h 為宜。

表4 不同浸泡時(shí)間處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

2.5 不同物理方式處理種殼對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

由表5 可知，對(duì)于發(fā)芽勢(shì)指標(biāo)，全剝殼處理最高，為21.10%，其次是磨砂處理的13.33%，機(jī)械開口處理與對(duì)照處理均為0。4 個(gè)處理在發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)之間存在顯著差異，其中全剝殼處理的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)最高，其發(fā)芽率達(dá)到47.78%，較對(duì)照增加32.22%。因此，全剝殼處理哥倫比亞熱情果種子有利于發(fā)芽。

表5 不同物理方式處理種殼對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響

3 討論與結(jié)論

前人試驗(yàn)研究表明，西番蓮屬植物種子發(fā)芽適宜溫度在28～35℃[11]。因此，本試驗(yàn)沒(méi)有設(shè)培養(yǎng)箱溫度梯度試驗(yàn)，而是根據(jù)前人試驗(yàn)成果把32℃定為培養(yǎng)種子發(fā)芽的溫度。光照對(duì)植物種子發(fā)芽的影響與物種自身有關(guān)，有些對(duì)光照不敏感[12]，而有些對(duì)光照敏感[13-14]。根據(jù)前人開展的西番蓮屬植物種子催芽試驗(yàn)[9-11]，西番蓮屬植物種子萌發(fā)對(duì)光照并不敏感。因此，本試驗(yàn)設(shè)定的光周期為12 h。

赤霉素會(huì)促進(jìn)成熟的植物種子胚乳破裂，加速種子萌發(fā)[11,15-16]。本研究發(fā)現(xiàn)，赤霉素濃度為800 mg/L 時(shí)，哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽率最高，達(dá)到84.44%。彭?xiàng)畹萚9]采用100 mg/L 赤霉素浸泡紫果種百香果種子，發(fā)芽率達(dá)到88.67%。顏妙珍等[11]采用不同赤霉素（0，200，400 和800 mg/L）濃度浸泡紫果種百香果種子，發(fā)現(xiàn)用400 mg/L 赤霉素浸泡催芽效果最佳，發(fā)芽率達(dá)到81.11%。上述試驗(yàn)與本研究最佳赤霉素浸泡濃度存在一定差異，這可能與試驗(yàn)材料有關(guān)，紫果種百香果和哥倫比亞熱情果為同屬不同種植物。本研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)赤霉素浸泡濃度進(jìn)一步增高到1 000 mg/L，發(fā)芽率驟降，從84.44%降到22.22%。這一現(xiàn)象與前人研究結(jié)果相一致，過(guò)高的赤霉素浸泡濃度會(huì)抑制種子萌發(fā)[17-18]。

濃硫酸處理后的種子，其種皮透性會(huì)增加，有利于發(fā)芽[19]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)濃硫酸處理時(shí)間超過(guò)5 min 時(shí)，種子的發(fā)芽率開始下降，從5 min時(shí)的73.33%降到15 min 時(shí)的34.44%。原因可能是隨著濃硫酸處理時(shí)間增加，種皮腐蝕更嚴(yán)重，損害了胚乳和胚，從而影響種子發(fā)芽或?qū)е路N子死亡，這與顏妙珍等[11]研究結(jié)果相似。顏妙珍等[11]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)濃硫酸浸種時(shí)間為8 min 時(shí)，發(fā)芽率最高，繼續(xù)增加浸種時(shí)間，發(fā)芽率逐漸降低。本試驗(yàn)最佳濃硫酸浸種時(shí)間短于顏妙珍等[11]試驗(yàn)結(jié)果，原因可能是哥倫比亞熱情果種皮厚度小于紫果百香果種皮厚度，更容易受到濃硫酸浸泡腐蝕。

溫水浸種是常用的催芽方法[20-22]。本研究發(fā)現(xiàn)，浸泡溫度處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有任何提升。隨著浸泡溫度升高，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，最佳浸泡溫度為65℃。顏妙珍等[11]在浸泡溫度對(duì)紫果種百香果發(fā)芽影響試驗(yàn)中，同樣發(fā)現(xiàn)浸泡最佳溫度為65℃，超過(guò)65℃會(huì)抑制發(fā)芽。這可能是由于過(guò)高浸泡溫度使試驗(yàn)材料種胚受傷，影響到種子發(fā)芽。此外，本試驗(yàn)結(jié)果表明，浸泡時(shí)間處理對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有任何提升，反而隨著浸泡時(shí)間增加，會(huì)降低發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。這可能是由于增加浸泡時(shí)間會(huì)產(chǎn)生缺氧環(huán)境，最終抑制種子發(fā)芽。

種皮是由珠被發(fā)育而來(lái)，具有保護(hù)胚與胚乳的功能，但是有些作物的種子種皮在種子發(fā)芽時(shí)反而成為一種阻礙，需要通過(guò)破損或去掉種皮以提升發(fā)芽率[23-25]。本試驗(yàn)通過(guò)不同物理方式處理種殼，提升發(fā)芽率，其中全剝殼處理哥倫比亞熱情果種子使發(fā)芽率達(dá)到最高（47.78%）。這可能是因?yàn)楦鐐惐葋啛崆楣N皮透水性較低，影響種子里面胚乳和胚芽吸水，造成發(fā)芽率低。但是由于全剝殼處理傷到了胚乳和胚芽，最終使發(fā)芽率未超過(guò)50%。顏妙珍等[11]在采用磨砂和全剝殼處理方式對(duì)紫果種百香果發(fā)芽影響試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)紫果百香果種皮磨砂處理，其發(fā)芽率達(dá)到60.00%，對(duì)紫果百香果種皮全剝殼處理，其發(fā)芽率達(dá)到76.67%。

本研究所有處理中，采用600 和800 mg/L 赤霉素處理均能使哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽率超過(guò)80.00%以上。因此，建議在哥倫比亞熱情果種子播種育苗中使用，以提高出苗整齊度，達(dá)到較好的育苗效果。此外，本試驗(yàn)僅研究了單一因素對(duì)哥倫比亞熱情果種子發(fā)芽的影響，對(duì)組合處理如赤霉素+濃硫酸、赤霉素+濃硫酸+物理處理等還需進(jìn)一步研究。