不同液体配方与浸泡时间对平欧榛子花粉的生命力影响研究

葛鹏飞，汉春华，王金淇，王美玲，陶玺然，田 浩，王晓红*

（1.山东臻阳农林科技有限公司，山东 日照 276800；2.日照市东港区榛和农业科技专业合作社，山东 日照 276800；3.长春大学园林学院，吉林 长春 130000）

平欧榛子属于雌雄异花树种，花序为柔荑花序。在春季温度升高时，雄花序很快变长，花粉就会脱落，此时雌花可能还没有绽放或不具备授粉条件，所以花粉飞落之后雌花没有授粉。另外，在自然条件下利用大风来传播，雌花的授粉受到影响，授粉率较低，不能使每个雌花都授粉，会使榛子的产量受到很大影响。因此，要想有效提高榛子的产量，就需要给榛子进行人工授粉。实践表明，干粉授粉效果不好，所以研究使用液体花粉进行授粉，调配一种溶液可以使花粉有更高的存活率且能达到更好的授粉效果，以提高榛子的产量和经济效益。

20 世纪60～80 年代，我国针对平榛进行选优研究。我国的平榛坚果小、果壳厚、出仁率低、产量低[1]，而欧榛果粒大、产量高，但是不耐寒，对我国的气候适应力差。自1980 年，辽宁省经济林研究所开始着手平榛和欧榛的杂交研究，将平榛抗旱适应性强及欧榛果实大、产量高的特性相结合培育出大果榛子新品种。经过20 多年的努力，终于培育出抗旱、高产、优质，且风味好于欧榛的平欧杂种榛，受到国际社会的广泛关注。这使我国榛子生产从野生、半野生状态进入现代园艺化栽培生产阶段[2]。目前，我国平欧杂种榛在辽宁省及北方10 多个省份的栽培面积已达600 hm2，共计超过70 万株。

1 材料与方法

试验地点在长春大学西校区实验室。首先进行了花粉的制备和采集工作，与榛子基地联系准备了两个方案水培取得榛子花粉，使用水培前一年冷冻的平欧杂种榛子枝条和由本溪榛子基地邮寄的当年平欧杂种榛子枝条，使雄花序伸长采集花粉。然后配制不同的液体，保证液体花粉的活性，使其能附着在雌花柱头上，以达到液体花粉授粉的目的。

1.1 枝条的采集贮存与水培

枝条采集分为两个方案，方案一为前一年榛子落叶后，采集雄花序枝条放入冰柜冷冻保存，冰冻时间大约10 个月。方案二为使用当年本溪基地榛子落叶后有较多雄花序花枝进行试验。

1.1.1 方案一

将前一年（2019 年11 月采集，大约冷冻10 个月）的平欧杂种榛子雄花序枝条从低温保存的冰箱中取出，在室温下放置24 h 解冻，再用清水浸泡6 h，最大程度唤醒枝条，然后再对枝条进行处理，挑选出带有较多雄花序的枝条，将枝条底部斜刀剪一下，尽可能使枝条底部横切面积达到最大，增大与水的接触面积，使枝条可以更好地吸水。再将切好的枝条分成每5～7 个为1 组，插入到玻璃培养瓶中，加水到瓶子2/3 的位置，切记不能让水淹没雄花序。将插入枝条的培养瓶放入恒温箱中，温度保持在25 ℃，湿度保持在50%左右。因为枝条吸水并且水分会蒸发，所以需要注意每天向培养瓶中加入少量水。

1.1.2 方案二

2020 年11 月本溪榛子基地在榛子落叶后会对榛子进行剪枝，保存修剪下的枝条，来年进行培养，从修剪下的枝条中采集雄花序较多的榛子花枝邮寄回实验室，将枝条底部斜切一刀，使截面尽可能大一点，增大接触面积。插入有水的玻璃瓶内，使水没过枝条底部截面，放入恒温箱内，温度保持在25 ℃左右，湿度保持在50%。由于枝条蒸腾吸水，需要每天向玻璃瓶内添水。选用一批枝条用同样方法处理后放在室温阳光下照射，作为对照组。

1.2 采集花粉

当榛子枝条水插3 d 后，雄花序开始拉长，5 d 后雄花序会拉长至原来的2 倍。在雄花序拉长2 倍后，可以看到瓶口有散落的花粉，所以需要在瓶下或恒温箱底部铺一张大的硫酸纸，以收集脱落的花粉，注意每天换水。之后花序伸长、花蕊张开，花粉储藏在拉长的雄花序中，将雄花序拿出恒温箱的过程中，不要让花粉散落，收集花粉时在桌子上平铺一张硫酸纸，用玻璃棒轻轻敲打枝干，将花粉抖落到硫酸纸上。收集花粉时，注意一定要在无风的环境进行收集，否则花粉很容易被吹散，导致收集的花粉较少。收集完抖落的花粉后，可以将雄花序用粉碎机打碎，再进行过筛，还可以收集一部分花粉。

将收集的花粉放入试管内，用脱脂棉封口，并用标签标记品种名称，将盛有花粉的试管放入硅胶的干燥器内，然后放入温度为2 ℃的冰箱中。使用这些花粉时，将花粉从试管内取出放于展开的纸上，置于实验室内约30 min，使花粉的温度变化为室内温度[3]。

1.3 不同液体配方设计

试验设置多个不同液体配方方案，使用多种药品调制水溶液，然后放入干花粉，观察花粉悬浮与沉淀时间，利用电子显微镜观测花粉活性，确定最佳配方与花粉存活时间。液体配方具体试验方案如下。

方案1：取250 mL 水，放入15 mL 蔗糖、1.5 g 硝酸钙，搅拌均匀，使药品完全溶于水，放入3 g 干花粉，观察沉降情况。

方案2：取250 mL 水，放入10 g 蜂蜜、1 g 硝酸钙、1 g 硼砂，搅拌均匀，放入3 g 干花粉，观察沉降情况。

方案3：取250 mL 水，加入7.5 g 蜂蜜、0.5 g 硝酸钙，搅拌均匀，加入3 g 干花粉，观察沉降情况。

方案4：取250 mL 水，加入两滴吐温80，搅拌均匀，加入3 g 干花粉，观察沉降情况。

方案5：取250 mL 水，加入5%的蔗糖、0.01%的琼脂，搅拌均匀，加入3 g 干花粉，观察沉降情况。

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

1.4 平欧榛子花粉的生命力测定

观察沉降后，选择悬浮时间较长液体，测定花粉的生命力。使用MTT 染色剂对液体花粉进行染色，用滴管吸取少量花粉溶液放入载玻片的凹槽内，滴入1～2 滴提前配制好的MTT 溶液（有毒，需戴手套进行试验操作），然后放入干燥、无光、密闭的空间内，室内温度为25 ℃，反应时间分别为15 min、30 min、45 min、60 min。取出后将载玻片放在电子显微镜（物镜为40 倍）下观测。使用显微镜进行观察，每10 min 观察1 次，每次观察5 个镜头，记录数据。存活率取平均值，存活率计算公式见式（1）。

2 结果与分析

2.1 不同采集枝条方式出粉量和活性的对比

由两组不同的收集枝条进行水培的方案可知，花粉量和花粉的活性有较大区别，具体见图1。

图1 不同采集枝条方式出粉量和活性的对比

由图1 可知，通过水培冷冻10 个月的枝条，获取花粉得到的花粉量较少，并且活性较低。通过水培当季的枝条，可以得到更多花粉和更高的花粉活性。

2.2 不同液体配方对平欧榛子花粉悬浮时间的影响结果

通过6 组不同液体配方对比试验，可以看出不同药品调制的水溶液对花粉悬浊时间有明显影响，见表1。

表1 不同悬浊液对花粉在液体中悬浮时间的影响

由表1 可知，0.4%CMC 溶液作为悬浊液最佳，可以保证花粉悬浮时间最长，120 min 后有少许沉淀，其他配方在10～60 min 完全沉淀。

2.3 平欧榛子花粉在悬浊液中浸泡时间与存活率

用0.4%CMC 溶液作为悬浊液，加入干花粉制作液体花粉，然后对此悬浊液浸泡的花粉进行不同时间的活性测试，每10 min 间隔采样，在电子显微镜下观测，具体结果见表2。

由表2 可知，10 min 后液体花粉活性为92.21%，20 min 后液体花粉活性为84.35%，30 min 后液体花粉活性为74.26%，40 min 后液体花粉活性为66.09%，50 min 后液体花粉活性为65.60%，60 min 后液体花粉活性为65.35%。人工授粉一般在30 min 之内完成，可以保证授粉率。

表2 液体花粉活性观测结果

3 授粉方式

3.1 现有主流授粉目的和方式

人工辅助授粉就是人工帮助植物花粉输送到柱头上，达到提高坐果率的技术，是选择亲本进行杂交的必要手段，是促进植物优质生长的重要技术。目前该技术主要有蜜蜂授粉和人工授粉，使用较多的是人工授粉。

3.2 人工授粉

人工授粉一般采用点授法、杆授法、花粉袋授粉法以及液体喷粉和机械授粉[4]。点授法是最常用的方法，但是容易擦伤柱头，用棉球或者毛笔等沾花粉向雄蕊点粉，沾1 次花粉可连续授3～5 朵花[5]。杆授法是使用顶部有棉球的长杆在树上蘸取花粉，然后授给花粉少或者是没有花粉的雌花。花粉袋授粉法是将花粉加入花粉量2～4 倍的滑石粉，过细筛，使其互相混合均匀，装入纱布袋内，将花粉袋绑在木棍上，用另外的木棍轻轻敲打绑着花粉带的木棍，使花粉掉落洒在雌花上。

3.3 液体花粉授粉

使用液体花粉授粉需要用到喷雾器，溶解液体花粉悬浊液，使用1 剂量并用热水冲开，兑入15 kg 水一并倒入喷雾器内，每壶悬浊液加入3 g 干花粉，摇晃均匀，开始进行液体花粉授粉。需要把液体花粉均匀喷洒到雌花柱头上，达到授粉的目的。1 hm2需要60 壶液体花粉，用量为180 g/hm2。这种方式可以大大减少授粉成本，并且相较于传统授粉方式减少了人工和时间成本。

4 经济效益分析

4.1 平欧榛子使用液体花粉授粉前后经济效益比较

2021 年春季对平欧榛子使用液体花粉授粉后，雌花的授粉率有了明显提高，提高了榛果产量，同时增加了经济效益，具体效益见表3、表4。

由表3 可知，经过液体花粉授粉后的鲜果产量可增加6 000 kg/hm2，经济效益可增加123 200 元/hm2；干果产量可增加1 500 kg/hm2，干果的经济效益可增加75 000 元/hm2。

表3 平欧榛子使用液体花粉授粉前后经济效益比较

4.2 榛子液体花粉经济效益分析

根据试验测定，50 kg 雄花序枝条可产500 g 左右花粉，1 hm2可以采收榛子枝条2 250 kg，可以采收榛子花粉22.5 kg 左右。

由表4 可知，榛子枝条经济效益可达45 000 元/hm2，花粉经济效益可达225 000 元/hm2。

表4 销售榛子花粉的经济效益

5 结论

研究6 种不同液体配方对平欧榛子花粉浸泡时间及浸泡后花粉生命力的影响得出，以0.4%CMC 作为液体花粉的悬浊液最佳，活性时间最长，花粉浸泡30 min 后的存活率为74.26%，浸泡60 min 后液体花粉存活率为65.35%。

由观察可知，虽然大部分雄花序因冷冻时间太久没拉长，但还有少数可以收集花粉。3 d 左右雄花序会开始慢慢拉长，5 d 左右少数雄花序会拉长至原来的2 倍，此时可以看见藏在雄花序中的花粉，是采集花粉的最佳时机。

通过两种不同水培带有大量雄花序枝条制取方法的试验得出，使用当年带有雄花序的枝条水培得到的花粉量远高于冷冻带有雄花序的枝条。同时，当年带有雄花序枝条水培得到的花粉活性远高于冷冻的枝条，每瓶得到的花粉可以达到2 g，活性可以达到90%。

榛子花粉采用人工液体花粉授粉可以提高鲜果产量6 000 kg/hm2，干果产量可增加1 500 kg/hm2。0.4%CMC 溶液不会使榛子花粉细胞的液泡涨破导致花粉失活，既确保了花粉的悬浮时间，也保证了花粉短时间内不会失去活性，满足人工授粉需求。该液体配方可以应用于实际生产中，将取得可观的经济效益。

液体花粉授粉可以有效节约人工成本和时间成本，并且大大提高了授粉率和人工效率，使授粉更加均匀。