甜櫻桃種子萌芽影響因素研究

李向男,林 健,洪 莉,董 軍,陳令會(huì)

(1.臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院,浙江臺(tái)州 318020;2.臨海市苗圃,浙江臨海 317000;3.臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江臨海 317000)

甜櫻桃(PrunusaviumL.)又稱車?yán)遄?果實(shí)外形艷麗、味道甜美,經(jīng)濟(jì)效益高,有“黃金種植業(yè)”之稱[1],主產(chǎn)區(qū)在遼寧、山東、陜西等北方地區(qū),栽培面積和產(chǎn)量均位居世界前列[2]。近年來(lái),隨著長(zhǎng)三角區(qū)域休閑觀光農(nóng)業(yè)快速發(fā)展,尤其是我國(guó)開始實(shí)施農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革,浙江、江蘇和上海等南方暖濕地區(qū)也在積極地進(jìn)行甜櫻桃引種試栽探索[3]。目前,浙江等南方地區(qū)通過(guò)避雨遮陰栽培成為甜櫻桃種植的熱門選地之一[4],但缺乏自主選育的甜櫻桃新品種。

實(shí)生選種是目前甜櫻桃新品種選育的主要方式,而薔薇科植物種子具有低溫休眠特性[5],以抵御其成熟后遇到的不良外界條件。雜交種子一般須經(jīng)過(guò)4～5個(gè)月的處理以打破休眠,才能保證播種出苗率[6],因此甜櫻桃品種選育周期長(zhǎng)、難度大。浙江等南方地區(qū)冬季氣溫高、春季回溫快,甜櫻桃生長(zhǎng)季節(jié)長(zhǎng),甜櫻桃種子提前萌芽后可以通過(guò)小拱棚覆蓋保溫等方式過(guò)冬,春季萌芽快、苗木生長(zhǎng)好。如何加快種子萌芽速度、提高種子萌芽率,在冬季來(lái)臨前提高抵御低溫的能力,對(duì)于加快新品種選育進(jìn)程,培育適宜南方暖濕地區(qū)的優(yōu)質(zhì)甜櫻桃新品種具有重要意義。

傳統(tǒng)促進(jìn)種子萌芽的方法是低溫層積,層積處理方式以沙藏處理為主,效率低、時(shí)間長(zhǎng),極大地延遲選育周期[6-7]。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以替代傳統(tǒng)的低溫層積方法,加快種子萌芽,通常,赤霉素(GA)、乙烯、6-芐基腺嘌呤(6-BA)、激動(dòng)素(KT)等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)于一些休眠種子破除休眠和萌發(fā)有促進(jìn)作用[8],研究表明,利用赤霉素等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以提高果樹種子的發(fā)芽率及整齊度[9-10]。在前人研究基礎(chǔ)上,筆者首次從植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及濃度、層積材料、種子儲(chǔ)藏時(shí)間、種子是否破殼等方面對(duì)甜櫻桃種子進(jìn)行萌芽研究,探討促進(jìn)甜櫻桃種子萌發(fā)的方法,以期為甜櫻桃育種提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)在臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院(臨海)進(jìn)行。供試材料為“燕子”“布魯克斯”“美早”等甜櫻桃種子。供試試劑購(gòu)自BOMEI實(shí)驗(yàn)商城,試劑:赤霉素(GA)純度≥90%,6-芐氨基嘌呤(6-BA)純度≥99%,吲哚丁酸(IBA)純度≥98%,激動(dòng)素(KT)純度≥99%。

1.2 試驗(yàn)方法于甜櫻桃果實(shí)完熟期采集果實(shí),去掉其果肉,用清水搓洗數(shù)次,在室內(nèi)通風(fēng)處自然晾干,4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。萌芽?萌芽數(shù)/處理種子數(shù)×100%。

1.2.1不同層積材料對(duì)帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。將帶殼甜櫻桃種子與不同層積材料以1∶4的比例混合均勻,以常規(guī)沙藏層積處理為對(duì)照,用50%多菌靈可濕性粉劑殺菌處理后用網(wǎng)袋裝好,置于4 ℃冰箱內(nèi),每處理100粒種子,重復(fù)3次。在貯藏期要經(jīng)常檢查濕度,保持濕度60%～70%,防止種子失水或腐爛。

1.2.2不同濃度GA對(duì)帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。分別將等量的不同濃度GA溶液與干燥的粗沙混合均勻,濕度保持在60%～70%,將帶殼甜櫻桃種子與不同濃度GA濕潤(rùn)的層積材料以1∶4的比例混合均勻,以清水處理為對(duì)照,用50%多菌靈可濕性粉劑殺菌處理后用網(wǎng)袋裝好,置于4 ℃冰箱內(nèi),每處理100粒種子,重復(fù)3次。

1.2.3不同濃度GA對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。分別將不同濃度GA溶液倒入含有雙層濾紙的培養(yǎng)瓶中,待濾紙完全浸透后倒掉多余的溶液,將去殼消毒后的甜櫻桃種子用不同濃度的GA溶液浸泡60 min后瀝干,放入培養(yǎng)瓶并旋緊瓶蓋,以清水浸泡為對(duì)照。每處理30粒種子,重復(fù)3次,置于4 ℃冰箱內(nèi)。

1.2.4不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及組合對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響。采用不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及組合處理去殼的甜櫻桃種子,具體方法見“1.2.3”,以清水浸泡為對(duì)照。每處理30粒種子,重復(fù)3次,置于4 ℃冰箱內(nèi)。

1.2.5不同儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)甜櫻桃種子萌芽率的影響。將剛采集的甜櫻桃果實(shí)去掉果肉→清水清洗干凈→自然晾干后的種子為對(duì)照,作為第0天儲(chǔ)存的種子,每7 d處理1次。采用1 000 mg/L GA處理不同貯藏時(shí)間的種子,具體處理方法見“1.2.3”,研究貯藏時(shí)間對(duì)種子萌芽的影響。每處理30粒種子,重復(fù)3次,置于4 ℃冰箱內(nèi)。

1.3 播種及管理把萌芽的種子(胚根長(zhǎng)度超過(guò)種子自身長(zhǎng)度,約0.5 cm)播入盛有育苗基質(zhì)的育苗盤中,放入人工氣候箱進(jìn)行培養(yǎng),溫度18～22 ℃,光照強(qiáng)度0～5 000 lx。播種后定期噴水,直至出苗,并注意通風(fēng)透氣。期間每隔7 d噴施1次50%多菌靈粉劑500倍液,防止發(fā)生病害。待實(shí)生苗長(zhǎng)到10～15 cm進(jìn)行移栽,栽后及時(shí)澆水和遮陰。

1.4 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,采用Stst軟件[11]進(jìn)行單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)結(jié)果的方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同層積材料對(duì)甜櫻桃種子萌芽率的影響從表1可以看出,不同層積材料對(duì)帶殼甜櫻桃種子萌芽率產(chǎn)生顯著影響。經(jīng)過(guò)120 d處理后,珍珠巖層積萌芽率最高,達(dá)14.3%,顯著高于粗沙等常規(guī)層積材料;其次為育苗基質(zhì),萌芽率超過(guò)10%;以細(xì)沙作為層積材料處理其萌芽率顯著低于對(duì)照。經(jīng)過(guò)150 d處理后,育苗基質(zhì)層積萌芽率最高,珍珠巖萌芽率次之,細(xì)沙及粗沙處理萌芽率差異不顯著。綜上所述,珍珠巖、育苗基質(zhì)等材料可以替代常規(guī)粗沙等進(jìn)行層積處理,而且可以顯著提高甜櫻桃種子的萌芽率,其容重小、透氣性好、保水能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)材料。

表1 不同層積材料對(duì)甜櫻桃種子萌芽率的影響

2.2 不同濃度GA對(duì)帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響從表2可以看出,不同濃度GA處理對(duì)帶殼甜櫻桃種子萌芽率產(chǎn)生顯著影響。經(jīng)過(guò)1 000 mg/L GA處理40 d后,其萌芽率最高,為22.3%,其萌芽率顯著高于對(duì)照;經(jīng)過(guò)1 000 mg/L GA處理70 d后甜櫻桃種子萌芽率顯著高于其他處理;處理130 d后,甜櫻桃種子萌芽率可達(dá)46.3%,而對(duì)照在處理130 d后其萌芽?jī)H為14.2%。在處理100 d后,對(duì)照萌芽率仍為0,此時(shí)2 000 mg/L GA處理種子萌芽率最高,1 000 mg/L GA處理種子萌芽率次之。在處理160 d后,1 000 mg/L GA處理種子萌芽率最高,為46.5%,比對(duì)照提高25.1百分點(diǎn)。綜上所述,GA處理會(huì)對(duì)甜櫻桃種子萌芽率及萌芽時(shí)間產(chǎn)生顯著影響,可使甜櫻桃種子萌芽率提高,此外還可以使種子提前90 d以上萌芽。

表2 不同濃度GA對(duì)帶殼甜櫻桃種子萌芽率的影響

2.3 不同濃度GA對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響由表3可以看出,不同濃度GA處理對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率產(chǎn)生顯著影響。處理50 d后,1 100 mg/L GA處理甜櫻桃種子萌芽率最高,可達(dá)86.2%,顯著高于對(duì)照;GA濃度在500～1 300 mg/L可以顯著提高甜櫻桃種子萌芽率。處理65 d后,在900 mg/L GA條件下,甜櫻桃種子萌芽率可達(dá)96.5%,顯著高于對(duì)照;經(jīng)過(guò)500～1 300 mg/L GA處理,甜櫻桃種子萌芽率均大于90.0%。綜上所述,GA處理會(huì)對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率產(chǎn)生顯著影響,一定濃度的GA可以顯著提高甜櫻桃種子萌芽率。

2.4 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及組合對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響從表4可以看出,不同種類的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率產(chǎn)生顯著影響,同一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在不同濃度處理下對(duì)甜櫻桃種子萌芽率的影響也不同。經(jīng)過(guò)1 000 mg/L GA處理14 d后,甜櫻桃種子萌芽率顯著高于其他處理,萌芽率達(dá)43.1%;低濃度GA處理對(duì)甜櫻桃種子萌芽效果不明顯,GA濃度在100～1 000 mg/L對(duì)甜櫻桃種子萌芽效果好。KT、6-BA+IBA組合處理對(duì)甜櫻桃種子萌芽有一定效果,低濃度KT單獨(dú)處理對(duì)甜櫻桃種子萌芽反而有抑制作用。處理21、28 d后,100～1 000 mg/L GA萌芽率顯著高于其他處理,經(jīng)過(guò)1 000 mg/L GA處理28 d后萌芽率最高達(dá)86.0%。綜上所述,不同種類的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率影響不同,GA處理效果高于6-BA+IBA、KT,在一定范圍內(nèi),其萌芽率隨著GA濃度的增加而提高。

表4 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及組合對(duì)去殼甜櫻桃種子萌芽率的影響

2.5 不同儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)甜櫻桃種子萌芽率的影響從表5可以看出,儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)甜櫻桃種子萌芽率產(chǎn)生顯著影響,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)甜櫻桃種子萌芽率逐漸降低。新鮮的甜櫻桃種子(儲(chǔ)存0 d)用激素處理10 d后種子萌芽率可達(dá)44.3%,儲(chǔ)藏7、14 d后種子萌芽率逐步降低,儲(chǔ)藏21 d以后種子萌芽率為0。儲(chǔ)存0 d的甜櫻桃種子在1 000 mg/L GA處理20、40 d后其萌芽率顯著高于儲(chǔ)藏7、14、21和28 d的甜櫻桃種子的萌芽率。1 000 mg/L GA處理60 d后,儲(chǔ)藏時(shí)間為28 d的甜櫻桃種子萌芽率仍不超過(guò)40.0%,而及時(shí)處理(儲(chǔ)存0 d)的種子萌芽率超過(guò)90.0%。綜上所述,甜櫻桃種子儲(chǔ)藏時(shí)間會(huì)對(duì)其萌芽率產(chǎn)生顯著影響,隨著儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)其種子活性減弱,萌芽率變低,且萌芽時(shí)間推遲。

表5 不同儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)甜櫻桃種子萌芽率的影響

3 結(jié)論與討論

甜櫻桃種子由于種殼較厚,種子當(dāng)中存在萌發(fā)抑制物,且具有一定的休眠期,常規(guī)層積處理打破種子的休眠時(shí)間長(zhǎng)、難度大。該研究采取了一系列措施來(lái)研究打破種子休眠、促進(jìn)種子萌發(fā)的方法,對(duì)于提高種苗抵御冬季低溫能力,促進(jìn)種苗春季提前萌芽,為甜櫻桃種苗繁育、縮短育種周期等具有一定積極意義。

該研究通過(guò)對(duì)適宜層積處理材料進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)珍珠巖、育苗基質(zhì)等材料可用于甜櫻桃種子層積處理,其容重小、保水透氣良好,而且種子萌芽率較沙子等傳統(tǒng)材料優(yōu)[6],采用育苗基質(zhì)進(jìn)行層積處理后,甜櫻桃種子萌芽率是粗沙層積處理的3.5倍。粗沙等層積材料保水性、透氣性等特性較差,且加水后的粗沙重量較大,操作不便,因此不適宜大規(guī)模種子沙藏處理。

該研究通過(guò)在層積材料中添加GA,發(fā)現(xiàn)可以顯著提高種子萌芽率,而且可以使種子提前萌芽。通過(guò)層積材料添加一定濃度的GA可以使甜櫻桃種子在40 d之內(nèi)萌芽率超過(guò)20%,極大地縮短了甜櫻桃種子的萌芽時(shí)間,其效率遠(yuǎn)高于普通的沙藏處理,可以極大地縮短甜櫻桃育種進(jìn)程,而且相對(duì)于傳統(tǒng)沙藏處理可以明顯提高種子萌芽率,減少種子長(zhǎng)時(shí)間沙藏的死亡率。

研究認(rèn)為甜櫻桃種子殼具有較大的機(jī)械阻力可能是造成萌芽率低的原因[9],該研究采用去殼甜櫻桃種子+GA處理+組培瓶萌芽的方式,可以有效提高種子萌芽率,其萌芽率最高達(dá)96.5%。GA處理濃度在900 mg/L時(shí)效果最好,與前人研究結(jié)果不一致[9],可能是處理方式不同導(dǎo)致,該研究處理方法更為簡(jiǎn)便易行。更高的GA濃度對(duì)甜櫻桃種子萌芽率提高作用不大,與前人研究赤霉素濃度過(guò)高則會(huì)降低赤霉素對(duì)山櫻桃種子萌發(fā)的促進(jìn)作用一致[12]。

該試驗(yàn)對(duì)6-BA+IBA組合、KT、GA等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑研究發(fā)現(xiàn),6-BA+IBA組合對(duì)甜櫻桃種子萌芽有一定促進(jìn)作用,低濃度KT對(duì)甜櫻桃種子萌芽率的提高幾乎沒(méi)有作用,高濃度KT是否能促進(jìn)甜櫻桃種子萌芽還有待驗(yàn)證,GA濃度增加對(duì)甜櫻桃種子萌芽率提高有一定效果,但其最佳濃度范圍有待進(jìn)一步確定,1 000 mg/L GA處理對(duì)于提高甜櫻桃種子萌芽率作用顯著。

甜櫻桃種子的儲(chǔ)藏時(shí)間會(huì)對(duì)種子萌芽率產(chǎn)生較大影響,及時(shí)通過(guò)1 000 mg/L GA處理后種子萌芽率可達(dá)94.7%。經(jīng)過(guò)30 d左右的低溫儲(chǔ)藏后,其萌芽率僅有最初萌芽率的40.5%,通過(guò)對(duì)甜櫻桃種子及時(shí)進(jìn)行破殼和激素處理,大大提高種子的萌芽率,且縮短種子萌芽時(shí)間。

該研究通過(guò)對(duì)低溫層積材料、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度以及是否去殼、儲(chǔ)藏時(shí)間等研究,初步探索出可以顯著提高種子萌芽率、縮短種子萌芽時(shí)間的方法。該方法是一種打破甜櫻桃種子休眠簡(jiǎn)單可行的方法,為甜櫻桃種苗繁育、實(shí)生選種等提供一定參考。