猴面包树实生苗荫棚育苗技术
2021-10-14刘扬李可贵陈冠铭陈银华刘国民李宏杨
刘扬 李可贵 陈冠铭 陈银华 刘国民 李宏杨
(1三亚市热带农业科学研究院海南三亚572000;2三亚市南繁科学技术研究院海南三亚572000;3海南大学海南海口5702228)
猴面包树为木棉科(Bombaceae)猴面包树属(Adansonia)大型乔木类植物。该属植物一共有8个种,主要分布于非洲到大洋洲一带[1]。中国的海南、广东、广西、云南、台湾、福建等地区引种1个品种,称为非洲猴面包树Adansonia dig‐itata,国内一般简称猴面包树。猴面包树树形奇特,具有较高的观赏价值,是非常值得开发利用的热带木本植物。作为一种热带木本蔬菜树种,猴面包树非常适应海南(尤其是琼南)地区的热带气候。由于生长速度快,侧枝分支多,叶片幼嫩,风味独特,营养价值高,有望开发成特色菜肴,符合海南特色旅游市场需求[2]。随着人们生活水平的提高,猴面包树果及其相关健康食品将逐渐进入中国市场,其丰富的营养价值和良好的保健功效将越来越受到人们的重视[3]。猴面包树一般是通过种子进行繁殖。由于猴面包树的种壳坚硬厚实,休眠性高,故在播种前如不做预处理,其种子发芽率往往低于10%[2]。杨晓玲[1]用95%的浓硫酸处理猴面包树带果肉的种子6~12 h,播种20 d后发芽率可达86%~90%。Dovie[4]将去掉果肉的猴面包树种子用浓硫酸处理15 min,其发芽率和发芽势分别达98%和86%。Rolli等[5]将种子用98%的硫酸浸泡24 h,用流水洗涤后,用NaHCO3溶液浸泡30 min,以中和剩余的酸;将种子漂洗后,于37℃下在去离子水中温育24 h,将其放在润湿的蛭石中发芽,发芽率可达67%。起国海等[6]分别用70℃热水、94℃沸水浸泡至常温,并用浓硫酸浸泡15 min,最高发芽率为18.72%,最高发芽势为6.20%。N'DOYE等[7]指出,猴面包树种子萌发受种子成熟度的显著影响,完全成熟的种子不容易发芽。猴面包树种子发芽前必须经过预处理,才可以提高发芽率。通过猴面包树催芽与育苗技术研究,确定适合猴面包树在三亚地区育苗的基质,可解决猴面包树种子休眠问题,提高发芽率和发芽势。建立适合三亚地区的猴面包树实生苗荫棚育苗生产流程,为猴面包树等优质木本蔬菜和特色热带水果在海南的大面积推广种植奠定技术基础;同时保障供苗种,为猴面包树后续的深度研究提供便利。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试材料
2017年采集于海口市府城(海南省林科院林木试验基地內)的猴面包树(Adansonia digi‐tata)种子。
1.1.2 试验地点
三亚市南繁科学技术研究院兰花大棚,年均气温23.8℃。
1.2 方法
1.2.1 栽培基质筛选
设置5个栽培基质处理:处理A,(菜园土∶椰糠=1∶1,V∶V);处理B,泥炭土∶珍珠岩=1∶1(V∶V);处理C,泥炭土∶河沙=1∶1(V∶V);处理D,河沙;处理E,蛭石。每个处理3次重复,每个重复50粒种子。各处理的种子在播种前均不作任何预处理。
1.2.2 浸种水温试验
将猴面包树种子装在烧杯中,浸泡于不同温度(30、60、100℃,分别记为2、3、4)的清水中,直至冷却至室温,接着再浸泡24 h;对照组种子不做任何处理(未浸种),记为1。将4种不同处理的种子取出后,播种于“菜园土∶椰糠=1∶1,V∶V”(经上述试验筛选得来)的发芽基质中。每个处理3次重复,每个重复50粒。播种后每隔10 d观察1次种子萌发情况,并统计已发芽种子数量;至播后30 d时统计萌发率、成活率,株高及根长,并观察植株生长发育状况。
1.2.3 种子播前化学预处理
播种之前,分别选用95%浓硫酸、ABT(3号生根粉)及氢氧化钠3种化学试剂对猴面包树种子进行预处理,以空白试验(不用任何化学试剂作预处理)作为对照组H1。其中,处理H2~H4分别为95%浓硫酸处理6、12和24 h,共3种时间梯度;H5~H7分别为20、40、80 mg/L ABT处理,时间24 h;H8~H10分别为10%、20%和30% NaOH处理,时间24 h;所有处理均在室温条件下进行。完成预处理后立即将种子洗净,然后播种于“菜园土∶椰糠=1∶1,V∶V”的栽培基质中。每个处理3次重复,每个重复50粒种子。播种后每10 d观察一次种子萌发情况,统计发芽种子数量;至播后30 d时统计萌发率(%)、成活率(%)、株高(cm)及平均根长(cm),并观察植株生长情况。
1.2.4 优化试验
在前期单因素试验基础上,进行L9(34)正交优化试验。A(浸种温度,30、60、100℃);B(95%浓硫酸处理,6、12、24 h);C(ABT溶液浓度,20、40、80 mg/L)。30 d后统计发芽率和发芽势。
1.2.5 数据统计与分析
采用Excel整理数据;用SPSS软件对数据进行单因素方差分析;采用Duncan新复极差法进行多重比较(p<0.05);用Photoshop软件处理相关试验图片。
2 结果与分析
2.1 栽培基质筛选试验
不同栽培基质对猴面包树种子萌发及实生苗的生长发育均有一定影响。由表1可看出,在播前不对种子作任何预处理,以处理D(河沙)作为育苗基质,种子的萌发率(21.33%)和发芽势(14.00%)均为最高;但由于河沙缺乏养分,至育苗中后期,死亡率较高,实生苗生长发育不良,表现为植株矮小,且黄叶和死叶较多(图1)。处理A(椰糠∶菜园土=1∶1,V∶V)作为育苗基质,其种子萌发率(16.00%)和发芽势(8.00%)均不如处理D(河沙),但其成活率远高于河沙,实生苗的株高(8.53 cm)、平均根长(11.37 cm)以及生长状况都较佳。可能是处理A(椰糠:菜园土=1∶1,V∶V)的透气性虽然不如处理D(河沙),但菜园土及椰糠富含土壤营养和有机质,且椰糠亦有一定的透气性,故育苗中后期,处理A的土壤营养和土壤有机质条件明显优于处理D(河沙)。
图1 不同栽培基质猴面包树实生苗生长发育情况
表1 不同栽培基质对猴面包树种子萌发与实生苗生长发育的影响
方差分析表明,以河沙作为基质(处理D),其种子萌发率和发芽势虽明显优于其他基质,但成活率低,且实生苗的长势长相在所有处理中最差;处理A(椰糠∶菜园土=1∶1,V∶V)实生苗的成活率、平均株高都优于其他各处理,且植株也健壮。
2.2 不同浸种水温对猴面包树种子发芽及幼苗生长发育的影响
从表2可看出,不同浸种水温对猴面包树荫棚播种育苗中实生苗的各项生长发育指标均有一定影响。其中,以100℃热水浸没种子并冷却至室温,再浸泡24 h的处理(处理4),种子的发芽率和发芽势最高,分别为42.67%和8.67%。从猴面包树幼苗生长发育状况来看,100℃水温处理效果较佳,平均株高达19.08 cm,平均根长5.01 cm;处理2(30℃)稍次之,平均株高17.44 cm,平均根长5.25 cm。通过方差分析可知,100℃水温处理,种子发芽和植株生长发育状况均明显优于其他处理。综上所述,猴面包树浸种催芽的最佳水温为100℃。
表2 不同浸种水温对猴面包树种子萌发与实生苗生长发育的影响
2.3 不同化学试剂处理条件对猴面包树种子发芽及幼苗生长发育的影响
由表3可看出,播种之前用不同种类和不同浓度的化学试剂对猴面包树种子进行预处理,对种子萌发及随后实生苗生长发育均有一定影响。其中以处 理H3(95%浓 硫 酸 处 理12 h)种 子 萌 发 率(52.67%)和发芽势(40.67%)最高;就平均株高而言,最高的是处理H3;平均根长最长的处理是处理7(80 mg/L ABT 3号溶液浸种24 h),为5.32 cm。从图2可看出,经过化学处理的猴面包树种子发芽较整齐,除了NaOH处理的种子,其他处理的猴面包树实生苗生长都较健壮,其中ABT处理的实生苗根系发育较好,侧根发达。
表3 不同化学预处理条件对猴面包树种子萌发与实生苗生长发育的影响
通过方差分析可知,就种子萌发率、发芽势和平均株高而言,处理3明显优于其他各处理。对于平均根长而言,处理7明显优于其他处理。由表3还可以看出,处理9和处理10与对照(处理H1)相比显著降低,且植物长势较差。综上所述,浓硫酸和ABT溶液处理都有明显的催芽作用,而高浓度的NaOH溶液则明显抑制发芽,80 mg/L ABT 3号溶液能够促进猴面包树实生苗根系的生长。本试验中,最适用于猴面包树催芽的化学处理方法是处理H3。各处理情况见图2。
图2 化学试剂浸种对猴面包树种子大田催芽的影响
2.4 优化试验
正交试验结果(表4)表明,影响猴面包树种子发芽率的三因素主次顺序为95%浓硫酸处理时间>ABT溶液浓度>浸种水温,影响主根长度的三因素的主次顺序为ABT溶液浓度>浸种水温>95%浓硫酸处理时间。从发芽角度考虑,三因素最优水平组合为A1B2C3或A2B2C1;从种苗角度来说,株高和根长对其影响较大。从表5可看出,就主根长而言,最佳组合为A1B2C3。方差分析结果表明,B因素(95%浓硫酸处理时间)对猴面包树种子发芽率有显著影响,A因素(浸种水温)及C因素(ABT溶液浓度)对其影响较小。C因素对主根长度影响显著,A因素及B因素对其影响较小。综合考虑,猴面包树实生苗荫棚育苗中,种子的最佳处理方案为A1B2C3,即用30℃水浸泡去果肉的猴面包树种子24 h,然后用95%浓硫酸酸蚀12 h,将酸液冲洗干净后,用80 mg/L的ABT溶液处理12 h。
表4 猴面包树发芽正交试验结果
表5 正交试验方差分析
3 讨论
3.1 关于猴面包树浸种催芽的水温问题
浸种催芽的水温不同,对于种子的萌发率有明显的影响。陈翔等[8]采用不同初始温度不同的水浸泡红芪(Hedysarum polybotrys)种子,当水温为60℃时发芽质量最佳,发芽率、发芽势和发芽指数与其他处理差异显著;但当水温达80℃时,发芽量出现下降趋势。杨春霞等[9]采取60~90℃的热水对在橡胶园具有良好适生性的12种覆盖绿肥种子进行处理,每处理间隔5℃。结果表明:经常温水处理后的柱花草种子发芽势和发芽率均最高;提高处理温度均能明显提高其余11种绿肥种子的发芽势和发芽率。姜清山等[10]报道,用70~80℃的水浸种24 h,可以提高刺槐种子的发芽率和发芽势。魏静等[11]报道,将猴面包树种子人工打磨种皮后浸于冷水中3 d,播种后种子的发芽率达85%~90%;在100℃开水中煮5~7 min也可以增加种子发芽率。本研究将猴面包树种子浸泡在不同初始温度的水中24 h,种子最高发芽率只能达42.67%;正交试验结果表明,水温对种子发芽率影响较小。本试验结果与魏静等[11]有所差异,可能与试验所在地的气候或者种子的成熟度不同有关。
3.2 关于猴面包树种子播前预处理的化学试剂适宜种类与适宜浓度
酸蚀能有效打破猴面包树种子休眠,提高发芽率。陈学福等[12]试验表明,用浓硫酸酸蚀40 min对洋槐种子萌发效果最佳,发芽率和发芽势达到极显著效果。张宁等[13]用浓硫酸对荆条种子进行处理,结果表明,用浓硫酸浸泡荆条种子10 min,可有效破除种子硬壳,提高种子发芽率,荆条种子发芽率最高。魏静等[11]把猴面包树带果肉的种子浸泡在浓硫酸中6~12 h,播种20 d后发芽率可达90%以上;将去掉果肉的种子放在浓硫酸或浓硝酸中浸泡15 min,其发芽率可分别达到98%和86%。本试验所用的猴面包树种子,试验前已经去掉果肉,用95%浓硫酸处理12 h发芽率最高,达52.67%。
ABT多用于扦插生根。郭其强等[14]研究发现,用100 mg/L的ABT溶液浸泡藏柏和巨柏插穗3 h,能有效提高其生根率,根系发育状态最优。何芬等[15]指出,ABT 1号生根粉对金茶花种子的发芽率和发芽势没有明显影响。本试验发现,采用ABT 3号生根粉(萘乙酸含量20%,吲哚乙酸30%)对猴面包树种子进行催芽有显著效果,且对其幼苗的根系发育有明显促进作用。由此可见,ABT对于不同植物的效果不尽相同[14]。
王红明等[16]指出,用0.5 mol/L NaOH溶液分别处理2个种源的白刺种子12 h,其发芽各项指标都最优,且起始发芽时间最短,发芽速度最快,结果最佳。王玮等[17]指出,NaOH对梨种子萌发及生长有明显影响,且不同品种处理时间不同。本试验中,随着NaOH溶液浓度的增加,对猴面包树种子萌发率有明显抑制作用,降低了种子萌发率和发芽势。当NaOH溶液浓度为10%时,与对照组差异不显著;当NaOH溶液浓度为20%时,明显抑制猴面包树种子发芽。导致该结果的原因可能是NaOH溶液对不同植物影响效果不一样,如需找到合适的处理浓度还需具体植物具体对待。
在本研究中,播前与处理时选用了3种化学试剂进行浸种催芽。其中以95%浓硫酸分别6 h和12 h,以及用80 mg/L ABT 3号生根粉浸泡24 h的催芽效果较好,且彼此间差异不显著,但明显优于其他处理。正交试验结果表明,95%浓硫酸处理及ABT溶液对猴面包树实生苗育苗影响显著,最佳组合为:30℃水浸泡去果肉的猴面包树种子24 h,95%浓硫酸酸蚀12 h,将酸液冲洗干净后,用80 mg/L的ABT溶液处理12 h。
3.3 关于猴面包树实生苗荫棚育苗的推荐操作方案
本试验结果表明,同一项单因素条件对于某种(或某一些)考察指标来说可能是最理想的,而对另一种(或另一些)考察指标来说,可能是不理想的,甚至是最差的。例如,就栽培基质这一单因素来说,对于种子萌发率和发芽势这两项考察指标来说,河沙的栽培效果是所有5种供试基质中最优的;但就平均株高、平均根长及植株的长势长相而言,河沙却是最差的。而配合型基质椰糠:菜园土=1∶1(V∶V)的平均株高、平均根长和实生苗长势长相而言是最好的,但采用这种栽培基质的处理,其种子发芽率和发芽势却不是最好的。为扬长避短,综合2种基质的优点,建议将猴面包树实生苗的培育分2个阶段,且分别在不同的栽培机质上进行:前期15 d将种子置于河沙中,利用河沙良好的透气性,最大限度地提高萌发率;然后将种子转移到椰糠∶菜园土=1∶1(V∶V)配合型栽培基质上,利用该配合型基质良好的土壤肥力,培育出优质的实生苗,直至出圃定植。
综合考虑本研究中单因素试验、正交设计试验结果及实际推广工作中的可行性,推荐猴面包树实生苗培育操作方案如下:以30℃水浸泡去果肉的猴面包树种子24 h,然后用95%浓硫酸酸蚀12 h,将酸液冲洗干净后,用80 mg/L的ABT溶液处理12 h,播于装有配合型基质椰糠∶菜园土=1∶1(V∶V)的育苗营养袋中(每袋1枚种子);置于70%遮阳网荫棚下,每隔1~2 d喷水一次,以使基质保持湿润;按常规的苗圃水肥管理措施管理至出圃定植。