‘維多利亞’葡萄種子成苗條件的篩選

葉東東，戴鋒，李上云，董天宇，肖迎珂，查紫仙，房經(jīng)貴，王晨

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，江蘇南京 210095）

葡萄是世界四大水果之一，在我國(guó)栽培面積大，分布范圍廣[1-2]。葡萄種子是雜交育種及品種選育的必需材料，在葡萄育種中起著決定性作用[3]。葡萄種子休眠程度深且時(shí)間較長(zhǎng)、萌發(fā)困難等因素嚴(yán)重制約著種子出苗率及成苗質(zhì)量，因此根據(jù)葡萄品種特性，研究種子的萌發(fā)機(jī)理及成苗條件非常重要。種子的萌發(fā)是種胚的生長(zhǎng)沖力打破種殼或其他外圍組織阻力的結(jié)果[4-5]，探究如何提高種胚生長(zhǎng)沖力或降低外圍組織阻力是育種的重要研究?jī)?nèi)容[3]。

在葡萄種子萌發(fā)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，育苗基質(zhì)良好的通透性是種子內(nèi)氣體能否高效穩(wěn)定交換的前提，也對(duì)種子的發(fā)芽質(zhì)量起著重要作用[6-7]。種子生長(zhǎng)發(fā)育受自身因素和外部環(huán)境因素（溫度、空氣和水分等）的共同影響[8-9]。溫度不僅是種子萌發(fā)的重要條件，同時(shí)也對(duì)種子呼吸起調(diào)控作用，由此可知，溫度是制約葡萄種子萌發(fā)及成苗的關(guān)鍵因子[10]。

種子萌發(fā)前期主要是靠自身營(yíng)養(yǎng)供給其萌發(fā)，且對(duì)養(yǎng)分需求較大[11]。在種子發(fā)芽后，基質(zhì)中合理施用肥料有助于改善幼苗的營(yíng)養(yǎng)狀況，提高種子成苗率和成苗質(zhì)量[12]。壯苗指數(shù)是衡量植物幼苗質(zhì)量的重要指標(biāo)，主要受光照、水分、溫度、CO2、肥料及育苗基質(zhì)理化性質(zhì)等因素影響[13-16]。利用不同濃度的新型肥料“五谷黃金液”澆灌試驗(yàn)中獲取的‘維多利亞’種苗，探究其不同濃度對(duì)種子成苗率和成苗質(zhì)量的影響，為提高葡萄種子成苗質(zhì)量提供肥料選擇依據(jù)。

本研究主要從育苗基質(zhì)、溫度和營(yíng)養(yǎng)液濃度等方面分析對(duì)‘維多利亞’葡萄種子萌發(fā)及成苗質(zhì)量的影響，綜合篩選適于葡萄種子出苗及成苗的關(guān)鍵技術(shù)，為形成葡萄種子高效育苗技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試材采自國(guó)家果樹資源圃太谷葡萄圃的完熟‘維多利亞’葡萄種子，經(jīng)破眠處理獲取萌芽1～2 mm的種子。

育苗基質(zhì)有3種：基質(zhì)1為泥炭土；基質(zhì)2為商業(yè)育苗基質(zhì)（CK）；基質(zhì)3為泥炭土、珍珠巖、蛭石、河沙比例為2∶1∶1∶1的自制基質(zhì)，其中泥炭土（德國(guó)K牌）購(gòu)自廣州好吉園藝有限公司，珍珠巖、蛭石、河沙和育苗基質(zhì)等均購(gòu)買自南京壽德試驗(yàn)器材有限公司。游標(biāo)卡尺（廣陸原點(diǎn)數(shù)顯游標(biāo)卡尺，精度±0.03、0～150 mm，分辨率0.01 mm）購(gòu)自南京壽德實(shí)驗(yàn)器材有限公司。

營(yíng)養(yǎng)液為新型菌肥“五谷黃金液”，購(gòu)自河北木美土里科技有限公司，其以大豆為原料，添加納豆芽孢桿菌及木美土里復(fù)合功能菌群，經(jīng)酶解發(fā)酵、濃縮、提純精制而成。該菌肥聚谷氨酸含量高，同時(shí)富含其他微生物代謝產(chǎn)物，如多粘菌素、抗菌肽及多種生物酶，還含有大量高活性有機(jī)蛋白小分子、多種氨基酸等有機(jī)碳氮源。主要指標(biāo)：有效活菌數(shù)≥1×1010cfu·mL-1，聚谷氨酸≥20 g·L-1，蛋白有機(jī)小分子≥10%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同基質(zhì)對(duì)葡萄種子出苗的影響

3種基質(zhì)高壓滅菌（或用1%多菌靈均勻噴灑）后倒水混拌均勻（濕度以手抓緊無(wú)水滴流下，松開后可散開為宜），裝入50穴（單穴直徑47 mm，深度50 mm）的育苗盤中。將萌芽1～2 mm的種子（芽向下）播入，3次重復(fù)，分別做好標(biāo)記。置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，條件如下：溫度為25 ℃，光周期為12 h/12 h的光暗反應(yīng)。出苗標(biāo)志為種子上胚軸及種殼頂出土面并展開2片真葉的現(xiàn)象。萌發(fā)的種子播種2 d后，開始每天統(tǒng)計(jì)出苗數(shù)和死苗數(shù)，直至連續(xù)3 d無(wú)出苗為止。期間統(tǒng)一澆水和管理，試驗(yàn)中因莖基部失水萎縮記為死苗；最后計(jì)算種子的出苗率和死苗率，計(jì)算公式如下：

1.2.2 不同溫度對(duì)種子出苗及幼苗生長(zhǎng)的影響

將萌芽的種子種植于基質(zhì)3中，培養(yǎng)箱設(shè)置4個(gè)溫度：23、25、27、30 ℃。操作步驟及方法與1.2.1相同。種植2 d后開始記錄出苗數(shù)、死苗數(shù)，并標(biāo)記及記錄長(zhǎng)勢(shì)一致的苗子上胚軸長(zhǎng)度（幼苗出土后，子葉以下至基質(zhì)面的長(zhǎng)度）、莖長(zhǎng)（子葉以上部分）、莖粗（上胚軸基部的粗度），直至連續(xù)3 d無(wú)出苗為止。期間管理措施一致，最后統(tǒng)計(jì)出苗率、死苗率，在連續(xù)3 d無(wú)出苗數(shù)時(shí)上胚軸生長(zhǎng)量（即上胚軸的長(zhǎng)度）、胚軸基部的粗度（莖粗，即上胚軸基部的粗度）和莖生長(zhǎng)量（即莖長(zhǎng)）。

1.2.3 “五谷黃金液”對(duì)葡萄種子成苗質(zhì)量的影響

將萌芽種子種植于基質(zhì)3中，25 ℃條件下培養(yǎng)。設(shè)置9個(gè)濃度梯度，即0（清水，CK）、1、5、10、50、100、300、500、1000倍“五谷黃金液”。在種植1個(gè)月后，采用不同濃度的菌肥澆灌處理，每孔澆25～30 mL，待穴盤孔的底部無(wú)水流出時(shí)，再將穴盤放置于光培箱中。澆灌菌肥時(shí)，先測(cè)定莖粗、上胚軸長(zhǎng)和莖長(zhǎng)，處理后每隔10 d測(cè)一次，連測(cè)3次，最后一次測(cè)定幼苗根系長(zhǎng)、苗的總長(zhǎng)（整個(gè)幼苗長(zhǎng)度）并統(tǒng)計(jì)莖粗生長(zhǎng)量、上胚軸生長(zhǎng)量、莖生長(zhǎng)量、成苗率和死苗率。參考128穴育苗盤成苗標(biāo)準(zhǔn)：葉片4～5片，最大葉長(zhǎng)10～12 cm，苗齡30～35 d[17]。死苗統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與1.2.1相同，相關(guān)計(jì)算公式如下：

莖粗生長(zhǎng)量（mm）= 最后一次莖粗－首次莖粗

上胚軸生長(zhǎng)量（cm）= 最后一次的上胚軸長(zhǎng)度－首次的上胚軸長(zhǎng)度

莖生長(zhǎng)量（cm）= 最后一次的莖長(zhǎng)－首次莖長(zhǎng)

成苗率（%）= 成苗數(shù)/種子總數(shù)×100

死苗率（%）=死苗數(shù)/幼苗總數(shù)×100

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

上述數(shù)據(jù)通過(guò)Excel、PowerPoint 2019、SPSS 24和GraphPadPrism 8.0軟件進(jìn)行分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對(duì)葡萄種子出苗的影響

由表1可知，在3種不同基質(zhì)、25 ℃培養(yǎng)條件下，基質(zhì)3的種子出苗率最高，達(dá)93%以上，顯著高于基質(zhì)1和基質(zhì)2?；|(zhì)1和基質(zhì)2處理的種子死苗率顯著高于基質(zhì)3處理，基質(zhì)1死苗率顯著高于基質(zhì)2；基質(zhì)3處理的種子死苗率最低，在1%以下，分別為基質(zhì)1的0.06倍和基質(zhì)2的0.07倍。在25 ℃培養(yǎng)條件下，基質(zhì)3的株高、莖粗最高，顯著高于其他兩種基質(zhì)。由此可知，在基質(zhì)3處理?xiàng)l件下，‘維多利亞’葡萄種子出苗質(zhì)量最佳。

表1 不同基質(zhì)對(duì)種子出苗質(zhì)量的影響Table 1 Effects of different substrates on the quality of seed emergence

2.2 溫度對(duì)葡萄種子出苗和幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.2.1 不同溫度條件下葡萄種子出苗的動(dòng)態(tài)變化

據(jù)圖1可知，葡萄種子出苗受高溫影響極嚴(yán)重，30 ℃條件下出苗較少；23 ℃種子出苗早于25 ℃，且出苗結(jié)束也早于25 ℃，但其種子出苗總數(shù)低于25 ℃。其中，30 ℃出苗數(shù)最低，23 ℃出苗數(shù)低于25 ℃和27 ℃，25 ℃下出苗數(shù)最高。由此可見，溫度過(guò)高或過(guò)低種植都不利于葡萄種子出苗，但在25～27 ℃條件下，葡萄種子出苗集中、耗時(shí)較短。

圖1 不同溫度條件下葡萄種子出苗數(shù)的動(dòng)態(tài)變化Figure 1 Dynamic changes of grape seed emergence number in different temperature conditions

2.2.2 不同溫度對(duì)葡萄種子出苗質(zhì)量的影響

從表2可知，不同溫度下種子出苗質(zhì)量存在顯著差異。其出苗率和死苗率變化存在一定規(guī)律：即25 ℃下，種子出苗質(zhì)量相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)大部分為最佳，溫度高于或低于25 ℃時(shí)，種子出苗質(zhì)量差。綜合分析可知，萌芽的葡萄種子在23～30 ℃均可出苗，其中25 ℃時(shí)出苗率最高、苗木最健壯。表現(xiàn)為莖粗生長(zhǎng)量最大，明顯高于其他處理；而上胚軸生長(zhǎng)量最低，顯著低于其他處理；且25 ℃時(shí)死苗率最低，顯著低于其他處理；30 ℃時(shí)出苗率最低，死苗率最高。葡萄種子出苗后，在一定溫度范圍內(nèi)莖長(zhǎng)與溫度成正比（30 ℃除外），23 ℃和30 ℃時(shí)，莖長(zhǎng)生長(zhǎng)量最低，顯著低于其他處理，且二者間無(wú)顯著差異；27 ℃時(shí)，莖長(zhǎng)生長(zhǎng)量最高，顯著高于其他處理。由此可知，溫度過(guò)高可能抑制胚的活力，阻礙種子子葉破土出苗，進(jìn)一步影響葡萄種子成苗的質(zhì)量。

表2 不同溫度對(duì)種子出苗質(zhì)量的影響Table 2 Effect of different temperature on seed emergence quality

2.3 不同濃度“五谷黃金液”對(duì)葡萄成苗質(zhì)量的影響

2.3.1 “五谷黃金液”對(duì)葡萄幼苗生長(zhǎng)的影響

由表3可知，“五谷黃金液”稀釋1倍和5倍時(shí)，成苗率為0，顯著低于其他處理。稀釋300倍時(shí)，葡萄幼苗根長(zhǎng)、莖粗、莖長(zhǎng)及成苗率均達(dá)到最好，相關(guān)指標(biāo)均高于其他處理，其中根系最長(zhǎng)，達(dá)17.33 cm，約為CK的9倍，顯著高于其他處理（除10倍和50倍外）；莖粗和莖長(zhǎng)均約為CK的2倍。

表3 不同濃度“五谷黃金液”對(duì)葡萄幼苗生長(zhǎng)的影響Table 3 Effects of different concentrations of "Grain Golden Liquid" on the growth of grape seedlings

2.3.2 “五谷黃金液”對(duì)葡萄幼苗成苗率及死苗率的影響

“五谷黃金液”稀釋至300倍、500倍和1000倍時(shí)，成苗率較高，顯著高于他處理，無(wú)死苗率。由此可以看出，“五谷黃金液”稀釋300倍處理，幼苗生長(zhǎng)健壯，成苗質(zhì)量好，而高濃度的“五谷黃金液”處理后容易引起燒苗致使幼苗死亡。除此之外，在一定濃度范圍之內(nèi)，稀釋倍數(shù)越高成苗率越高，死苗率越低（稀釋為1倍和5倍時(shí)除外）。

3 討論

綜合本試驗(yàn)結(jié)果和前人研究發(fā)現(xiàn)，不同基質(zhì)對(duì)萌芽種子的出苗率有著重要影響，直接影響著后期的成苗質(zhì)量[18]。結(jié)果表明，配比為2∶1∶1∶1（泥炭土、珍珠巖、蛭石、河沙）的基質(zhì)中，葡萄種子出苗率高達(dá)90%以上，成苗率約是泥炭土和商業(yè)育苗基質(zhì)處理的1.35倍，且死苗率最低，這表明葡萄種子出苗對(duì)基質(zhì)的要求類似其他植物[6]，基質(zhì)的質(zhì)地、保水能力和透氣性對(duì)葡萄種子的出苗質(zhì)量有重要影響[18]。

適宜的溫度是種子萌芽成苗的前提和關(guān)鍵因素，在調(diào)控種子萌發(fā)成苗過(guò)程中，對(duì)種子內(nèi)部的生理生化反應(yīng)起著重要作用；溫度直接影響種子內(nèi)部生理活動(dòng)相關(guān)酶的活性，適宜的溫度可促進(jìn)種子的酶活性變化及生理代謝[19-20]，一定程度上促進(jìn)種子發(fā)芽，提高出苗率，降低死苗率，并影響其出苗質(zhì)量[21-22]。本研究通過(guò)不同溫度處理特定基質(zhì)中葡萄萌芽種子成苗質(zhì)量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，25 ℃條件下種子的成苗率最高，死苗率最低；各處理中以25 ℃條件下種子出苗的大部分指標(biāo)最佳，且出苗后莖粗增加量和莖長(zhǎng)生長(zhǎng)量較好，表明該溫度有利于萌芽葡萄種子的出苗。此外，25 ℃時(shí)，種子上胚軸出土后，其莖粗一直高于其他溫度的處理，而其上胚軸生長(zhǎng)量低于其他處理；但自出土之后其莖長(zhǎng)一直處于較高水平，該結(jié)果與廖映秀等[23]研究結(jié)果類似。27 ℃時(shí)，莖長(zhǎng)和上胚軸長(zhǎng)度最大，出苗率僅次于25 ℃，但莖粗相對(duì)較低，說(shuō)明此溫度下幼苗相對(duì)細(xì)弱。綜合可知，25～27 ℃是適宜葡萄種子播種的溫度范圍，其中25 ℃條件下種子出苗質(zhì)量最佳。

在葡萄種子破眠與萌發(fā)研究中發(fā)現(xiàn)，赤霉素處理后的葡萄種子，出苗后上胚軸長(zhǎng)、莖伸長(zhǎng)、莖粗較細(xì)，對(duì)后期的成苗質(zhì)量影響較大[24]。為解決這一問(wèn)題，該試驗(yàn)在前述研究的基礎(chǔ)上，利用新型菌肥“五谷黃金液”開展了施肥處理試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)“五谷黃金液”稀釋至300倍時(shí)，有利于葡萄成苗，且成苗率最高，無(wú)死苗現(xiàn)象?！拔骞赛S金液”稀釋1倍和5倍時(shí)，‘維多利亞’葡萄幼苗全部死亡，說(shuō)明濃度過(guò)高，幼苗被燒死。該試驗(yàn)證明了“五谷黃金液”稀釋300倍處理，幼苗根系發(fā)達(dá)、莖粗且莖長(zhǎng)中庸，成苗質(zhì)量最佳，為最佳應(yīng)用濃度。

4 結(jié)論

該試驗(yàn)建立了一套適宜萌發(fā)葡萄種子成苗的較佳技術(shù)方案，即利用2∶1∶1∶1比例的泥炭土、珍珠巖、蛭石、河沙自制基質(zhì)，25 ℃培育，并于出苗后1個(gè)月，施以稀釋300倍的“五谷黃金液”，可實(shí)現(xiàn)葡萄種子高效出苗及成苗，為葡萄種子高效育苗提供重要指導(dǎo)。