‘维多利亚’葡萄种子成苗条件的筛选

2023-09-21叶东东戴锋李上云董天宇肖迎珂查紫仙房经贵王晨

中外葡萄与葡萄酒 2023年5期

叶东东，戴锋，李上云，董天宇，肖迎珂，查紫仙，房经贵，王晨

（南京农业大学园艺学院，江苏南京 210095）

葡萄是世界四大水果之一，在我国栽培面积大，分布范围广[1-2]。葡萄种子是杂交育种及品种选育的必需材料，在葡萄育种中起着决定性作用[3]。葡萄种子休眠程度深且时间较长、萌发困难等因素严重制约着种子出苗率及成苗质量，因此根据葡萄品种特性，研究种子的萌发机理及成苗条件非常重要。种子的萌发是种胚的生长冲力打破种壳或其他外围组织阻力的结果[4-5]，探究如何提高种胚生长冲力或降低外围组织阻力是育种的重要研究内容[3]。

在葡萄种子萌发试验中发现，育苗基质良好的通透性是种子内气体能否高效稳定交换的前提，也对种子的发芽质量起着重要作用[6-7]。种子生长发育受自身因素和外部环境因素（温度、空气和水分等）的共同影响[8-9]。温度不仅是种子萌发的重要条件，同时也对种子呼吸起调控作用，由此可知，温度是制约葡萄种子萌发及成苗的关键因子[10]。

种子萌发前期主要是靠自身营养供给其萌发，且对养分需求较大[11]。在种子发芽后，基质中合理施用肥料有助于改善幼苗的营养状况，提高种子成苗率和成苗质量[12]。壮苗指数是衡量植物幼苗质量的重要指标，主要受光照、水分、温度、CO2、肥料及育苗基质理化性质等因素影响[13-16]。利用不同浓度的新型肥料“五谷黄金液”浇灌试验中获取的‘维多利亚’种苗，探究其不同浓度对种子成苗率和成苗质量的影响，为提高葡萄种子成苗质量提供肥料选择依据。

本研究主要从育苗基质、温度和营养液浓度等方面分析对‘维多利亚’葡萄种子萌发及成苗质量的影响，综合筛选适于葡萄种子出苗及成苗的关键技术，为形成葡萄种子高效育苗技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试材采自国家果树资源圃太谷葡萄圃的完熟‘维多利亚’葡萄种子，经破眠处理获取萌芽1～2 mm的种子。

育苗基质有3种：基质1为泥炭土；基质2为商业育苗基质（CK）；基质3为泥炭土、珍珠岩、蛭石、河沙比例为2∶1∶1∶1的自制基质，其中泥炭土（德国K牌）购自广州好吉园艺有限公司，珍珠岩、蛭石、河沙和育苗基质等均购买自南京寿德试验器材有限公司。游标卡尺（广陆原点数显游标卡尺，精度±0.03、0～150 mm，分辨率0.01 mm）购自南京寿德实验器材有限公司。

营养液为新型菌肥“五谷黄金液”，购自河北木美土里科技有限公司，其以大豆为原料，添加纳豆芽孢杆菌及木美土里复合功能菌群，经酶解发酵、浓缩、提纯精制而成。该菌肥聚谷氨酸含量高，同时富含其他微生物代谢产物，如多粘菌素、抗菌肽及多种生物酶，还含有大量高活性有机蛋白小分子、多种氨基酸等有机碳氮源。主要指标：有效活菌数≥1×1010cfu·mL-1，聚谷氨酸≥20 g·L-1，蛋白有机小分子≥10%。

1.2 试验方法

1.2.1 不同基质对葡萄种子出苗的影响

3种基质高压灭菌（或用1%多菌灵均匀喷洒）后倒水混拌均匀（湿度以手抓紧无水滴流下，松开后可散开为宜），装入50穴（单穴直径47 mm，深度50 mm）的育苗盘中。将萌芽1～2 mm的种子（芽向下）播入，3次重复，分别做好标记。置于光照培养箱中培养，条件如下：温度为25 ℃，光周期为12 h/12 h的光暗反应。出苗标志为种子上胚轴及种壳顶出土面并展开2片真叶的现象。萌发的种子播种2 d后，开始每天统计出苗数和死苗数，直至连续3 d无出苗为止。期间统一浇水和管理，试验中因茎基部失水萎缩记为死苗；最后计算种子的出苗率和死苗率，计算公式如下：

1.2.2 不同温度对种子出苗及幼苗生长的影响

将萌芽的种子种植于基质3中，培养箱设置4个温度：23、25、27、30 ℃。操作步骤及方法与1.2.1相同。种植2 d后开始记录出苗数、死苗数，并标记及记录长势一致的苗子上胚轴长度（幼苗出土后，子叶以下至基质面的长度）、茎长（子叶以上部分）、茎粗（上胚轴基部的粗度），直至连续3 d无出苗为止。期间管理措施一致，最后统计出苗率、死苗率，在连续3 d无出苗数时上胚轴生长量（即上胚轴的长度）、胚轴基部的粗度（茎粗，即上胚轴基部的粗度）和茎生长量（即茎长）。

1.2.3 “五谷黄金液”对葡萄种子成苗质量的影响

将萌芽种子种植于基质3中，25 ℃条件下培养。设置9个浓度梯度，即0（清水，CK）、1、5、10、50、100、300、500、1000倍“五谷黄金液”。在种植1个月后，采用不同浓度的菌肥浇灌处理，每孔浇25～30 mL，待穴盘孔的底部无水流出时，再将穴盘放置于光培箱中。浇灌菌肥时，先测定茎粗、上胚轴长和茎长，处理后每隔10 d测一次，连测3次，最后一次测定幼苗根系长、苗的总长（整个幼苗长度）并统计茎粗生长量、上胚轴生长量、茎生长量、成苗率和死苗率。参考128穴育苗盘成苗标准：叶片4～5片，最大叶长10～12 cm，苗龄30～35 d[17]。死苗统计标准与1.2.1相同，相关计算公式如下：

茎粗生长量（mm）= 最后一次茎粗－首次茎粗

上胚轴生长量（cm）= 最后一次的上胚轴长度－首次的上胚轴长度

茎生长量（cm）= 最后一次的茎长－首次茎长

成苗率（%）= 成苗数/种子总数×100

死苗率（%）=死苗数/幼苗总数×100

1.3 数据统计分析

上述数据通过Excel、PowerPoint 2019、SPSS 24和GraphPadPrism 8.0软件进行分析与作图。

2 结果与分析

2.1 不同基质对葡萄种子出苗的影响

由表1可知，在3种不同基质、25 ℃培养条件下，基质3的种子出苗率最高，达93%以上，显著高于基质1和基质2。基质1和基质2处理的种子死苗率显著高于基质3处理，基质1死苗率显著高于基质2；基质3处理的种子死苗率最低，在1%以下，分别为基质1的0.06倍和基质2的0.07倍。在25 ℃培养条件下，基质3的株高、茎粗最高，显著高于其他两种基质。由此可知，在基质3处理条件下，‘维多利亚’葡萄种子出苗质量最佳。

表1 不同基质对种子出苗质量的影响Table 1 Effects of different substrates on the quality of seed emergence

2.2 温度对葡萄种子出苗和幼苗生长发育的影响

2.2.1 不同温度条件下葡萄种子出苗的动态变化

据图1可知，葡萄种子出苗受高温影响极严重，30 ℃条件下出苗较少；23 ℃种子出苗早于25 ℃，且出苗结束也早于25 ℃，但其种子出苗总数低于25 ℃。其中，30 ℃出苗数最低，23 ℃出苗数低于25 ℃和27 ℃，25 ℃下出苗数最高。由此可见，温度过高或过低种植都不利于葡萄种子出苗，但在25～27 ℃条件下，葡萄种子出苗集中、耗时较短。

图1 不同温度条件下葡萄种子出苗数的动态变化Figure 1 Dynamic changes of grape seed emergence number in different temperature conditions

2.2.2 不同温度对葡萄种子出苗质量的影响

从表2可知，不同温度下种子出苗质量存在显著差异。其出苗率和死苗率变化存在一定规律：即25 ℃下，种子出苗质量相关的各项指标大部分为最佳，温度高于或低于25 ℃时，种子出苗质量差。综合分析可知，萌芽的葡萄种子在23～30 ℃均可出苗，其中25 ℃时出苗率最高、苗木最健壮。表现为茎粗生长量最大，明显高于其他处理；而上胚轴生长量最低，显著低于其他处理；且25 ℃时死苗率最低，显著低于其他处理；30 ℃时出苗率最低，死苗率最高。葡萄种子出苗后，在一定温度范围内茎长与温度成正比（30 ℃除外），23 ℃和30 ℃时，茎长生长量最低，显著低于其他处理，且二者间无显著差异；27 ℃时，茎长生长量最高，显著高于其他处理。由此可知，温度过高可能抑制胚的活力，阻碍种子子叶破土出苗，进一步影响葡萄种子成苗的质量。

表2 不同温度对种子出苗质量的影响Table 2 Effect of different temperature on seed emergence quality

2.3 不同浓度“五谷黄金液”对葡萄成苗质量的影响

2.3.1 “五谷黄金液”对葡萄幼苗生长的影响

由表3可知，“五谷黄金液”稀释1倍和5倍时，成苗率为0，显著低于其他处理。稀释300倍时，葡萄幼苗根长、茎粗、茎长及成苗率均达到最好，相关指标均高于其他处理，其中根系最长，达17.33 cm，约为CK的9倍，显著高于其他处理（除10倍和50倍外）；茎粗和茎长均约为CK的2倍。

表3 不同浓度“五谷黄金液”对葡萄幼苗生长的影响Table 3 Effects of different concentrations of "Grain Golden Liquid" on the growth of grape seedlings

2.3.2 “五谷黄金液”对葡萄幼苗成苗率及死苗率的影响

“五谷黄金液”稀释至300倍、500倍和1000倍时，成苗率较高，显著高于他处理，无死苗率。由此可以看出，“五谷黄金液”稀释300倍处理，幼苗生长健壮，成苗质量好，而高浓度的“五谷黄金液”处理后容易引起烧苗致使幼苗死亡。除此之外，在一定浓度范围之内，稀释倍数越高成苗率越高，死苗率越低（稀释为1倍和5倍时除外）。

3 讨论

综合本试验结果和前人研究发现，不同基质对萌芽种子的出苗率有着重要影响，直接影响着后期的成苗质量[18]。结果表明，配比为2∶1∶1∶1（泥炭土、珍珠岩、蛭石、河沙）的基质中，葡萄种子出苗率高达90%以上，成苗率约是泥炭土和商业育苗基质处理的1.35倍，且死苗率最低，这表明葡萄种子出苗对基质的要求类似其他植物[6]，基质的质地、保水能力和透气性对葡萄种子的出苗质量有重要影响[18]。

适宜的温度是种子萌芽成苗的前提和关键因素，在调控种子萌发成苗过程中，对种子内部的生理生化反应起着重要作用；温度直接影响种子内部生理活动相关酶的活性，适宜的温度可促进种子的酶活性变化及生理代谢[19-20]，一定程度上促进种子发芽，提高出苗率，降低死苗率，并影响其出苗质量[21-22]。本研究通过不同温度处理特定基质中葡萄萌芽种子成苗质量的试验发现，25 ℃条件下种子的成苗率最高，死苗率最低；各处理中以25 ℃条件下种子出苗的大部分指标最佳，且出苗后茎粗增加量和茎长生长量较好，表明该温度有利于萌芽葡萄种子的出苗。此外，25 ℃时，种子上胚轴出土后，其茎粗一直高于其他温度的处理，而其上胚轴生长量低于其他处理；但自出土之后其茎长一直处于较高水平，该结果与廖映秀等[23]研究结果类似。27 ℃时，茎长和上胚轴长度最大，出苗率仅次于25 ℃，但茎粗相对较低，说明此温度下幼苗相对细弱。综合可知，25～27 ℃是适宜葡萄种子播种的温度范围，其中25 ℃条件下种子出苗质量最佳。

在葡萄种子破眠与萌发研究中发现，赤霉素处理后的葡萄种子，出苗后上胚轴长、茎伸长、茎粗较细，对后期的成苗质量影响较大[24]。为解决这一问题，该试验在前述研究的基础上，利用新型菌肥“五谷黄金液”开展了施肥处理试验，发现“五谷黄金液”稀释至300倍时，有利于葡萄成苗，且成苗率最高，无死苗现象。“五谷黄金液”稀释1倍和5倍时，‘维多利亚’葡萄幼苗全部死亡，说明浓度过高，幼苗被烧死。该试验证明了“五谷黄金液”稀释300倍处理，幼苗根系发达、茎粗且茎长中庸，成苗质量最佳，为最佳应用浓度。