甜樱桃种子萌芽影响因素研究

李向男,林 健,洪 莉,董 军,陈令会

(1.台州科技职业学院,浙江台州 318020;2.临海市苗圃,浙江临海 317000;3.台州市农业科学研究院,浙江临海 317000)

甜樱桃(PrunusaviumL.)又称车厘子,果实外形艳丽、味道甜美,经济效益高,有“黄金种植业”之称[1],主产区在辽宁、山东、陕西等北方地区,栽培面积和产量均位居世界前列[2]。近年来,随着长三角区域休闲观光农业快速发展,尤其是我国开始实施农业供给侧结构改革,浙江、江苏和上海等南方暖湿地区也在积极地进行甜樱桃引种试栽探索[3]。目前,浙江等南方地区通过避雨遮阴栽培成为甜樱桃种植的热门选地之一[4],但缺乏自主选育的甜樱桃新品种。

实生选种是目前甜樱桃新品种选育的主要方式,而蔷薇科植物种子具有低温休眠特性[5],以抵御其成熟后遇到的不良外界条件。杂交种子一般须经过4～5个月的处理以打破休眠,才能保证播种出苗率[6],因此甜樱桃品种选育周期长、难度大。浙江等南方地区冬季气温高、春季回温快,甜樱桃生长季节长,甜樱桃种子提前萌芽后可以通过小拱棚覆盖保温等方式过冬,春季萌芽快、苗木生长好。如何加快种子萌芽速度、提高种子萌芽率,在冬季来临前提高抵御低温的能力,对于加快新品种选育进程,培育适宜南方暖湿地区的优质甜樱桃新品种具有重要意义。

传统促进种子萌芽的方法是低温层积,层积处理方式以沙藏处理为主,效率低、时间长,极大地延迟选育周期[6-7]。植物生长调节剂可以替代传统的低温层积方法,加快种子萌芽,通常,赤霉素(GA)、乙烯、6-苄基腺嘌呤(6-BA)、激动素(KT)等植物生长调节剂处理对于一些休眠种子破除休眠和萌发有促进作用[8],研究表明,利用赤霉素等植物生长调节剂可以提高果树种子的发芽率及整齐度[9-10]。在前人研究基础上,笔者首次从植物生长调节剂种类及浓度、层积材料、种子储藏时间、种子是否破壳等方面对甜樱桃种子进行萌芽研究,探讨促进甜樱桃种子萌发的方法,以期为甜樱桃育种提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验在台州市农业科学研究院(临海)进行。供试材料为“燕子”“布鲁克斯”“美早”等甜樱桃种子。供试试剂购自BOMEI实验商城,试剂:赤霉素(GA)纯度≥90%,6-苄氨基嘌呤(6-BA)纯度≥99%,吲哚丁酸(IBA)纯度≥98%,激动素(KT)纯度≥99%。

1.2 试验方法于甜樱桃果实完熟期采集果实,去掉其果肉,用清水搓洗数次,在室内通风处自然晾干,4 ℃冰箱保存备用。萌芽率=萌芽数/处理种子数×100%。

1.2.1不同层积材料对带壳甜樱桃种子萌芽率的影响。将带壳甜樱桃种子与不同层积材料以1∶4的比例混合均匀,以常规沙藏层积处理为对照,用50%多菌灵可湿性粉剂杀菌处理后用网袋装好,置于4 ℃冰箱内,每处理100粒种子,重复3次。在贮藏期要经常检查湿度,保持湿度60%～70%,防止种子失水或腐烂。

1.2.2不同浓度GA对带壳甜樱桃种子萌芽率的影响。分别将等量的不同浓度GA溶液与干燥的粗沙混合均匀,湿度保持在60%～70%,将带壳甜樱桃种子与不同浓度GA湿润的层积材料以1∶4的比例混合均匀,以清水处理为对照,用50%多菌灵可湿性粉剂杀菌处理后用网袋装好,置于4 ℃冰箱内,每处理100粒种子,重复3次。

1.2.3不同浓度GA对去壳甜樱桃种子萌芽率的影响。分别将不同浓度GA溶液倒入含有双层滤纸的培养瓶中,待滤纸完全浸透后倒掉多余的溶液,将去壳消毒后的甜樱桃种子用不同浓度的GA溶液浸泡60 min后沥干,放入培养瓶并旋紧瓶盖,以清水浸泡为对照。每处理30粒种子,重复3次,置于4 ℃冰箱内。

1.2.4不同植物生长调节剂及组合对去壳甜樱桃种子萌芽率的影响。采用不同浓度的植物生长调节剂及组合处理去壳的甜樱桃种子,具体方法见“1.2.3”,以清水浸泡为对照。每处理30粒种子,重复3次,置于4 ℃冰箱内。

1.2.5不同储藏时间对甜樱桃种子萌芽率的影响。将刚采集的甜樱桃果实去掉果肉→清水清洗干净→自然晾干后的种子为对照,作为第0天储存的种子,每7 d处理1次。采用1 000 mg/L GA处理不同贮藏时间的种子,具体处理方法见“1.2.3”,研究贮藏时间对种子萌芽的影响。每处理30粒种子,重复3次,置于4 ℃冰箱内。

1.3 播种及管理把萌芽的种子(胚根长度超过种子自身长度,约0.5 cm)播入盛有育苗基质的育苗盘中,放入人工气候箱进行培养,温度18～22 ℃,光照强度0～5 000 lx。播种后定期喷水,直至出苗,并注意通风透气。期间每隔7 d喷施1次50%多菌灵粉剂500倍液,防止发生病害。待实生苗长到10～15 cm进行移栽,栽后及时浇水和遮阴。

1.4 数据分析数据采用Microsoft Office Excel 2007进行统计处理,采用Stst软件[11]进行单因素随机区组试验结果的方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同层积材料对甜樱桃种子萌芽率的影响从表1可以看出,不同层积材料对带壳甜樱桃种子萌芽率产生显著影响。经过120 d处理后,珍珠岩层积萌芽率最高,达14.3%,显著高于粗沙等常规层积材料;其次为育苗基质,萌芽率超过10%;以细沙作为层积材料处理其萌芽率显著低于对照。经过150 d处理后,育苗基质层积萌芽率最高,珍珠岩萌芽率次之,细沙及粗沙处理萌芽率差异不显著。综上所述,珍珠岩、育苗基质等材料可以替代常规粗沙等进行层积处理,而且可以显著提高甜樱桃种子的萌芽率,其容重小、透气性好、保水能力强等优点显著优于传统材料。

表1 不同层积材料对甜樱桃种子萌芽率的影响

2.2 不同浓度GA对带壳甜樱桃种子萌芽率的影响从表2可以看出,不同浓度GA处理对带壳甜樱桃种子萌芽率产生显著影响。经过1 000 mg/L GA处理40 d后,其萌芽率最高,为22.3%,其萌芽率显著高于对照;经过1 000 mg/L GA处理70 d后甜樱桃种子萌芽率显著高于其他处理;处理130 d后,甜樱桃种子萌芽率可达46.3%,而对照在处理130 d后其萌芽仅为14.2%。在处理100 d后,对照萌芽率仍为0,此时2 000 mg/L GA处理种子萌芽率最高,1 000 mg/L GA处理种子萌芽率次之。在处理160 d后,1 000 mg/L GA处理种子萌芽率最高,为46.5%,比对照提高25.1百分点。综上所述,GA处理会对甜樱桃种子萌芽率及萌芽时间产生显著影响,可使甜樱桃种子萌芽率提高,此外还可以使种子提前90 d以上萌芽。

表2 不同浓度GA对带壳甜樱桃种子萌芽率的影响

2.3 不同浓度GA对去壳甜樱桃种子萌芽率的影响由表3可以看出,不同浓度GA处理对去壳甜樱桃种子萌芽率产生显著影响。处理50 d后,1 100 mg/L GA处理甜樱桃种子萌芽率最高,可达86.2%,显著高于对照;GA浓度在500～1 300 mg/L可以显著提高甜樱桃种子萌芽率。处理65 d后,在900 mg/L GA条件下,甜樱桃种子萌芽率可达96.5%,显著高于对照;经过500～1 300 mg/L GA处理,甜樱桃种子萌芽率均大于90.0%。综上所述,GA处理会对去壳甜樱桃种子萌芽率产生显著影响,一定浓度的GA可以显著提高甜樱桃种子萌芽率。

2.4 不同植物生长调节剂及组合对去壳甜樱桃种子萌芽率的影响从表4可以看出,不同种类的植物生长调节剂对去壳甜樱桃种子萌芽率产生显著影响,同一种植物生长调节剂在不同浓度处理下对甜樱桃种子萌芽率的影响也不同。经过1 000 mg/L GA处理14 d后,甜樱桃种子萌芽率显著高于其他处理,萌芽率达43.1%;低浓度GA处理对甜樱桃种子萌芽效果不明显,GA浓度在100～1 000 mg/L对甜樱桃种子萌芽效果好。KT、6-BA+IBA组合处理对甜樱桃种子萌芽有一定效果,低浓度KT单独处理对甜樱桃种子萌芽反而有抑制作用。处理21、28 d后,100～1 000 mg/L GA萌芽率显著高于其他处理,经过1 000 mg/L GA处理28 d后萌芽率最高达86.0%。综上所述,不同种类的植物生长调节剂对去壳甜樱桃种子萌芽率影响不同,GA处理效果高于6-BA+IBA、KT,在一定范围内,其萌芽率随着GA浓度的增加而提高。

表4 不同植物生长调节剂及组合对去壳甜樱桃种子萌芽率的影响

2.5 不同储藏时间对甜樱桃种子萌芽率的影响从表5可以看出,储藏时间对甜樱桃种子萌芽率产生显著影响,随着储藏时间的延长甜樱桃种子萌芽率逐渐降低。新鲜的甜樱桃种子(储存0 d)用激素处理10 d后种子萌芽率可达44.3%,储藏7、14 d后种子萌芽率逐步降低,储藏21 d以后种子萌芽率为0。储存0 d的甜樱桃种子在1 000 mg/L GA处理20、40 d后其萌芽率显著高于储藏7、14、21和28 d的甜樱桃种子的萌芽率。1 000 mg/L GA处理60 d后,储藏时间为28 d的甜樱桃种子萌芽率仍不超过40.0%,而及时处理(储存0 d)的种子萌芽率超过90.0%。综上所述,甜樱桃种子储藏时间会对其萌芽率产生显著影响,随着储存时间延长其种子活性减弱,萌芽率变低,且萌芽时间推迟。

表5 不同储藏时间对甜樱桃种子萌芽率的影响

3 结论与讨论

甜樱桃种子由于种壳较厚,种子当中存在萌发抑制物,且具有一定的休眠期,常规层积处理打破种子的休眠时间长、难度大。该研究采取了一系列措施来研究打破种子休眠、促进种子萌发的方法,对于提高种苗抵御冬季低温能力,促进种苗春季提前萌芽,为甜樱桃种苗繁育、缩短育种周期等具有一定积极意义。

该研究通过对适宜层积处理材料进行研究,发现珍珠岩、育苗基质等材料可用于甜樱桃种子层积处理,其容重小、保水透气良好,而且种子萌芽率较沙子等传统材料优[6],采用育苗基质进行层积处理后,甜樱桃种子萌芽率是粗沙层积处理的3.5倍。粗沙等层积材料保水性、透气性等特性较差,且加水后的粗沙重量较大,操作不便,因此不适宜大规模种子沙藏处理。

该研究通过在层积材料中添加GA,发现可以显著提高种子萌芽率,而且可以使种子提前萌芽。通过层积材料添加一定浓度的GA可以使甜樱桃种子在40 d之内萌芽率超过20%,极大地缩短了甜樱桃种子的萌芽时间,其效率远高于普通的沙藏处理,可以极大地缩短甜樱桃育种进程,而且相对于传统沙藏处理可以明显提高种子萌芽率,减少种子长时间沙藏的死亡率。

研究认为甜樱桃种子壳具有较大的机械阻力可能是造成萌芽率低的原因[9],该研究采用去壳甜樱桃种子+GA处理+组培瓶萌芽的方式,可以有效提高种子萌芽率,其萌芽率最高达96.5%。GA处理浓度在900 mg/L时效果最好,与前人研究结果不一致[9],可能是处理方式不同导致,该研究处理方法更为简便易行。更高的GA浓度对甜樱桃种子萌芽率提高作用不大,与前人研究赤霉素浓度过高则会降低赤霉素对山樱桃种子萌发的促进作用一致[12]。

该试验对6-BA+IBA组合、KT、GA等植物生长调节剂研究发现,6-BA+IBA组合对甜樱桃种子萌芽有一定促进作用,低浓度KT对甜樱桃种子萌芽率的提高几乎没有作用,高浓度KT是否能促进甜樱桃种子萌芽还有待验证,GA浓度增加对甜樱桃种子萌芽率提高有一定效果,但其最佳浓度范围有待进一步确定,1 000 mg/L GA处理对于提高甜樱桃种子萌芽率作用显著。

甜樱桃种子的储藏时间会对种子萌芽率产生较大影响,及时通过1 000 mg/L GA处理后种子萌芽率可达94.7%。经过30 d左右的低温储藏后,其萌芽率仅有最初萌芽率的40.5%,通过对甜樱桃种子及时进行破壳和激素处理,大大提高种子的萌芽率,且缩短种子萌芽时间。

该研究通过对低温层积材料、植物生长调节剂种类、植物生长调节剂浓度以及是否去壳、储藏时间等研究,初步探索出可以显著提高种子萌芽率、缩短种子萌芽时间的方法。该方法是一种打破甜樱桃种子休眠简单可行的方法,为甜樱桃种苗繁育、实生选种等提供一定参考。