不同赤霉素浓度及播种基质对猕猴桃种子萌发的影响
(西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌712100)
摘要:为筛选猕猴桃种子萌发最佳条件,提高萌发速率,缩短育苗时间,以‘脐红’‘金福’为材料,研究不同赤霉素浓度及播种基质对猕猴桃种子萌发的影响。结果表明,促进‘脐红’种子萌发的最佳播种基质为蛭石,赤霉素浓度为500mg/L的发芽率最高,为97%,发芽势为84%。该浓度下种子发芽率、发芽势比其他处理、对照下的发芽率提高2%~39%,发芽势提高3%~33%。促进‘金福’种子萌发宜选择的播种基质为蛭石,赤霉素浓度为250mg/L,其发芽率和发芽势均比其他处理浓度和对照高,分别提高12%~71%、8%~77%。
猕猴桃属于猕猴桃科(Actinidiaceae)猕猴桃属(Actinidia),其营养价值高,风味独特,深受消费者的喜欢[1]。种苗是猕猴桃产业发展的重要基础,猕猴桃新建园对种苗需求量较大,现阶段种苗繁育存在育苗手段落后、苗木质量参差不齐等诸多问题,严重制约猕猴桃产业发展[2]。
‘脐红’树势强旺,容易结果,一般定植嫁接后第2年开始结果,坐果率高,丰产,无采前落果现象[3]。‘金福’是一个优质的绿肉晚熟猕猴桃新品种,具有耐贮运、丰产、抗逆性强等特性[4]。开展猕猴桃种子相关试验,既是品种选育的需要,又是壮苗培育的需要[5]。目前对‘金福’‘脐红’2个猕猴桃品种种子萌发试验研究较少,为此开展本研究,以期为猕猴桃育苗和缩短品种培育时间提供技术依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验于西北农林科技大学眉县猕猴桃试验站实验室进行,试验地位于猕猴桃主产区陕西秦岭北麓的眉县,地处108°00′E、34°13′N,平均海拔630m,年均降水量609mm、年平均气温12.9℃,无霜期220d。
1.2试验材料
以‘金福’‘脐红’种子为试材。以滤纸、蛭石、石英砂作为催芽播种基质。以上海同瑞生物科技有限公司生产的75%的赤霉素(酸)结晶粉进行种子处理,用酒精溶化结晶粉。
1.3试验方法
1.3.1赤霉素浓度设置。
试验设置5个浓度梯度。先称取100mg赤霉素,加入30mL酒精溶解,加入纯水定容至100mL,获得1000mg/L浓度的赤霉素溶液,加纯水分别稀释为750mg/L、500mg/L、250mg/L,以纯水不加赤霉素0mg/L作对照,放于5℃阴凉地方备用。
1.3.2播种基质类型。选择双圈定性中速滤纸、粒径为1~3mm蛭石、20~40目石英砂为催芽播种基质。将石英砂清洗干净,滤纸、蛭石、石英砂经高温灭菌。滤纸剪成培养皿(90mm)大小的圆形平铺在玻璃培养皿中,每个培养皿铺2层。将灭菌后的蛭石和石英砂分别加入培养皿,加至距培养皿边沿0.5cm。
1.3.3种子处理。从1±0.5℃冷库中取出存放3个月以上的‘脐红’和‘金福’猕猴桃果实进行洗种,并将洗净种子晾干备用。将颗粒饱满的种子分装在离心管,每个离心管内种子播于一培养皿为一个处理。试验选择3种播种基质,5个浓度梯度,共15个处理,每个处理100粒种子,重复3次。分别吸取不同浓度的赤霉素溶液加入盛有种子的离心管中,处理24h。处理过的种子用蒸馏水冲洗5~6次,将冲洗后的种子掏出放在滤纸上吸干表面水分,分别播于培养皿中。
1.3.4测定指标。以猕猴桃种子露白1.5~2.0mm为萌发标准,萌发后每天用尼康D610相机拍摄并统计种子发芽情况。种子发芽率(%)=发芽种子数/供试种子数×100,发芽势(%)=发芽高峰期发芽种子数/供试种子数×100。
1.3.5数据处理与分析。采用Excel软件进行数据统计并作图,数据分析使用GraphPadPrism8.4.3数据处理系统软件。
2结果与分析
2.1不同赤霉素浓度及播种基质对‘脐红’种子萌发的影响
不同浓度赤霉素处理‘脐红’种子在不同播种基质中差异显著。如图1A、B、C所示,从第6d起分别在滤纸、石英砂、蛭石中赤霉素的浓度为250mg/L、500mg/L、750mg/L、1000mg/L的种子发芽率显著高于纯水对照。随着时间的延长,在滤纸中浓度为750mg/L表现发芽率最高,浓度为500g/L的次之。在石英砂中浓度为500mg/L的表现发芽率最高。在蛭石中除第8d浓度为500mg/L的发芽率低于浓度为750mg/L的,其他天数均为一致。
如图2D所示,滤纸中不同浓度赤霉素处理‘脐红’种子发芽率为64%~94%,浓度为500mg/L、750mg/L发芽率最高,均为94%;石英砂中不同浓度赤霉素处理‘脐红’种子发芽率为67%~97%,浓度为500mg/L发芽率最高,达97%;蛭石中不同浓度赤霉素处理‘脐红’种子发芽率为58%~97%,浓度为500mg/L发芽率最高,为97%。在滤纸、石英砂、蛭石中纯水对照的发芽率均表现最差,
发芽率最低。
如图2E所示,各播种基质中除滤纸外为1000mg/L浓度的发芽势最差。在滤纸中,浓度为250mg/L发芽势最高为91%,在石英砂中,浓度为0~500mg/L之间随浓度增加发芽势也在增加,浓度高于500mg/L时发芽势表现下降趋势。在蛭石中,浓度为0~750mg/L之间,随着浓度增大发芽势增加,浓度为750mg/L发芽势最高为88%,与滤纸中浓度为250mg/L发芽势差异不显著,但与其他各浓度处理差异显著。
综上,应用赤霉素处理‘脐红’种子可明显提高种子的发芽率和发芽势。为获得较高发芽率,滤纸中应选浓度为750mg/L,石英砂中应选浓度为500mg/L,蛭石中应选浓度为500mg/L。滤纸中浓度为750mg/L的发芽势显著低于浓度为250mg/L,石英砂中浓度为500mg/L的发芽势最高,蛭石中浓度为750mg/L发芽势最高,但与浓度为500mg/L的差异不显著,与石英砂中浓度为500mg/L的发芽势差异显著。选择播种基质为蛭石浓度为500mg/L,可同时获得较高发芽率和发芽势。
2.2不同赤霉素浓度及播种基质对‘金福’种子萌发的影响
不同赤霉素浓度处理‘金福’种子发芽率差异显著。如图3A所示,滤纸中各浓度处理种子第4d开始萌发,随着浓度的增加,发芽率明显降低。随着时间增加,第6d浓度为250mg/L的发芽率高于浓度为0mg/L对照处理,其他处理发芽率均低于浓度为0mg/L。如图3B所示,石英砂中从第4d浓度为0mg/L的种子开始萌发,随着时间的增加,只有浓度为250mg/L的发芽率高于浓度0mg/L的对照处理,其他浓度处理均低于0mg/L的。
如图3C所示,蛭石中各浓度赤霉素处理种子从第2d开始萌发,第4d浓度为0mg/L对照处理发芽率显著高于其他4个浓度处理,第5d之后浓度为250mg/L发芽率明显高于对照0mg/L,浓度为1000mg/L种子发芽率始终低于对照处理0mg/L,第8d发芽率高于对照0mg/L的处理浓度为250mg/L、500mg/L、750mg/L,浓度为250mg/L发芽率最高,表现最好。
如图4D所示,滤纸中加赤霉素各浓度发芽率均低于纯水对照0mg/L。石英砂中浓度为250mg/L发芽率显著高于对照处理及其他处理,发芽率最高为81%。蛭石中浓度为250mg/L发芽率最高为93%,显著高于其他处理及对照,与石英砂中浓度为250mg/L的存在显著差异,不同播种基质中浓度为250mg/L发芽率最高。
如图4E所示,滤纸中浓度为0mg/L的发芽势最高,石英砂中浓度为250mg/L的发芽势最高,蛭石中浓度为250mg/L的发芽势最高,为91%,浓度为500mg/L的发芽势为83%。蛭石中浓度为250mg/L的发芽势均显著高于滤纸及石英砂的各处理。
综上,‘金福’种子宜选择播种基质为蛭石,赤霉素浓度为250mg/L可获得较高发芽率及发芽势。
2.3猕猴桃种子萌发及表型观察
为验证第1次试验结果,安排了第2次试验。如图5B、C所示,选择滤纸、石英砂、蛭石作为催芽播种基质,2次试验结果基本一致。并对种子萌发过程进行统计拍摄记录,因‘脐红’和‘金福’种子表型拍摄差异不明显,图A为‘金福’种子萌发过程,在第2d种皮裂开,从第3d之后,明显看出种子突破种皮不断生长,发生变化。通过试验选出最适种子萌发基质和赤霉素浓度,如图5D所示,种子可大量萌发。
3结论与讨论
赤霉素有打破休眠促进种子萌发的作用,适宜的条件非常重要。试验用赤霉素处理猕猴桃种子,有效提高种子发芽率及发芽势。赤霉素处理‘脐红’种子选择基质为蛭石、浓度为500mg/L可获得较高发芽率和发芽势。该浓度下种子发芽率比滤纸、石英砂、蛭石中其他处理和对照的发芽率提高2%~39%,发芽势提高3%~33%。处理‘金福’种子宜选择播种基质为蛭石、赤霉素浓度为250mg/L,其发芽率和发芽势均比滤纸、石英砂对应处理浓度高。蛭石中该浓度发芽率比其他浓度处理和对照提高12%~71%,发芽势提高8%~77%。
本研究结论和前人研究结果不尽一致,其原因可能是选择猕猴桃品种、使用赤霉素浓度及生产厂家规格及试验环境条件差异等。种子萌发大多采用双层滤纸做萌发床,但在培养过程需不断喷水保持萌发床湿润,增加了工作量,在一定程度上影响种子萌发[6]。赵娜等[7]研究草炭与珍珠岩混合基质配比30%的表土利于种子萌发,采用纯基质能显著提高种子发芽率且增大发芽势,萌发效果优于滤纸。
周晓慧等[8]探究基质对珍稀濒危植物四川牡丹种子萌发的影响表明,不同基质的种子生根率有极大差异,草炭土生根效果显著高于沙土,这与基质理化性质有关,并且草炭土疏松保水性优于沙土,蛭石物理性状同草炭土。试验结果表明选择蛭石效果最佳与研究结果相符。荆泉凯[9]指出赤霉素对种子萌发有促进作用,且随其他条件的改变,所对应的最佳,赤霉素浓度有差异[10]。在一定浓度范围内应用赤霉素可提高种子发芽率[11-13],也有研究发现,赤霉素对天山樱桃种子的萌发有一定的抑制作用[14]。
李红莉等[15]研究赤霉素对东北软枣猕猴桃种子萌发的影响,发现随着浓度的增大其促进萌发的作用越强,当赤霉素浓度为750mg/L时,促进作用最大,再增加浓度,表现促进效果不明显,说明并非赤霉素浓度越高越好。试验结果选择最佳赤霉素浓度与相关文献[16]的研究结果有相似之处,也有不同。‘脐红’种子选择基质为蛭石、赤霉素浓度为500mg/L的发芽率最高为97%,发芽势为84%。‘金福’种子选择基质为蛭石、赤霉素浓度为250mg/L的发芽率最高为93%,发芽势为91%。