趙天波，李聰聰，李 情，謝 冰

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院·農(nóng)業(yè)部黃淮海地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新重點開放實驗室 山東泰安 271018）

制種技術(shù)是提高蔬菜種子產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵。瓜類蔬菜的花粉生活力與柱頭活力持續(xù)時間較短，種瓜及種子發(fā)育需消耗大量光合產(chǎn)物，故而如授粉時間及次數(shù)、種瓜坐果節(jié)位及坐果時間（瓜齡）、單株種瓜數(shù)量等制種技術(shù)環(huán)節(jié)均極大影響瓜類蔬菜種子的產(chǎn)量與品質(zhì)。前人對瓜類蔬菜制種技術(shù)的研究表明，種瓜坐果節(jié)位、授粉次數(shù)顯著影響黃瓜種子的品質(zhì)、產(chǎn)量[1]；坐果38 d、后熟10 d的甜瓜種子在保證品質(zhì)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)量最高[2]；黃瓜腰瓜的單果結(jié)籽數(shù)及千粒重最高、根瓜及頂瓜次之[3]。有關(guān)制種技術(shù)影響西葫蘆種子生產(chǎn)的研究也有一定報道。孫守如等[4]研究表明，在30～60 d內(nèi)，種瓜坐果時間越長，西葫蘆單瓜產(chǎn)種量及種子千粒重、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)越高；授粉次數(shù)對西葫蘆種子品質(zhì)影響不顯著，但對種子產(chǎn)量影響顯著[5]。在授粉時間的研究上，西葫蘆種株8：00授粉種子數(shù)量與品質(zhì)均較好；6：00授粉種子數(shù)量大，但種子品質(zhì)差；10：00授粉種子數(shù)量較少，但種子品質(zhì)好[6-7]。朱培賢等[8]研究顯示，種瓜數(shù)量與坐果節(jié)位對種子產(chǎn)量、品質(zhì)影響顯著，以每株留1個種瓜、第2雌花節(jié)留瓜的產(chǎn)種量高、種子品質(zhì)好。實際上，西葫蘆種子產(chǎn)量與品質(zhì)是多種因素共同作用的結(jié)果，但前人只研究了單一因素對西葫蘆種子產(chǎn)量與品質(zhì)的影響。本研究利用正交試驗設(shè)計，綜合考察授粉次數(shù)、種瓜坐果節(jié)位及坐果時間等關(guān)鍵制種技術(shù)環(huán)節(jié)對西葫蘆種子產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在為優(yōu)化西葫蘆制種技術(shù)、進(jìn)一步提高西葫蘆種子產(chǎn)量與品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以本項目選育的西葫蘆自交系‘08-5’為試材，2015年3月下旬播種育苗，3葉1心時定植于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗站塑料大拱棚。試材生育期內(nèi)均按常規(guī)措施進(jìn)行管理。各處理每個單株均留1個種瓜，收獲后均后熟7 d剖瓜取種，種子置通風(fēng)處晾曬干燥。

1.2 試驗設(shè)計

選取西葫蘆制種技術(shù)中3個主要因素即授粉次數(shù)、種瓜坐果節(jié)位與坐果時間進(jìn)行考察，各因素均設(shè) 3個水平。授粉次數(shù)（P）為 1次（6：00進(jìn)行）、2次（6：00、8：00 進(jìn)行）、3 次（6：00、8：00、9：00 進(jìn)行）；種瓜坐果節(jié)位（N）為第2、第3、第4雌花；種瓜坐果時間（T）為 35、40、45 d。其中，坐果時間的統(tǒng)計自授粉日始，至種瓜采收日止。采用3因素3水平L9(33)正交試驗設(shè)計，共9個處理，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)種植5株。待種子晾曬干燥后，統(tǒng)計各處理種子產(chǎn)量指標(biāo)，測定各處理種子品質(zhì)指標(biāo)。

發(fā)芽率/%=（發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100；

發(fā)芽勢/%=（規(guī)定時間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100（規(guī)定時間按3 d計）；

發(fā)芽指數(shù)/%=∑（當(dāng)天發(fā)芽種子數(shù)/發(fā)芽時間）×100；

種子活力指數(shù)=種子胚根質(zhì)量×發(fā)芽指數(shù)。

試驗數(shù)據(jù)均采用Excel 2007進(jìn)行處理并繪圖，用DPS軟件進(jìn)行方差分析及LSD法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 授粉次數(shù)、種瓜坐果節(jié)位及坐果時間對西葫蘆種子產(chǎn)量的影響

2.1.1 正交試驗的直觀分析 由表1可見，單果種子數(shù)最多的處理為P3N2T2，即授粉3次、第3雌花坐果、種瓜坐果40 d；單果種子產(chǎn)量最高、百粒重最大的處理均為P3N1T3，即授粉3次、第2雌花坐果、種瓜坐果45 d。

表1 種子產(chǎn)量指標(biāo)正交試驗結(jié)果

由表2可知，單果種子數(shù)的極差R大小順序為RP＞RT＞RN，單果種子產(chǎn)量、百粒重的極差 R 大小順序均為RT＞RP＞RN。由此可見，3個因素對單果種子數(shù)影響的主次順序為P＞T＞N，即授粉次數(shù)是影響單果種子數(shù)的主要因素，其次為種瓜坐果時間，坐果節(jié)位的影響最小；3個因素對單果種子產(chǎn)量、百粒重影響的主次順序均為T＞P＞N，即種瓜坐果時間是影響單果種子產(chǎn)量、百粒重的主要因素，其次為授粉次數(shù)，坐果節(jié)位的影響最小。

表2 種子產(chǎn)量指標(biāo)正交試驗直觀分析

2.1.2 正交試驗的方差分析 由表3可知，試驗因素貢獻(xiàn)率（因素平方和與總平方和之比）的大小可對因素的重要程度進(jìn)行量化，某一因素的平方和對總平方和的貢獻(xiàn)率愈大，則表示該項因素對該評價指標(biāo)的影響力愈強(qiáng)，下同。F檢驗顯示，因素P對單果種子數(shù)的影響達(dá)極顯著水平，貢獻(xiàn)率高達(dá)84.97%，而因素N、T的影響則不顯著，貢獻(xiàn)率只有1.31%、1.97%；因素P、N對西葫蘆單果種子產(chǎn)量、百粒重的影響均達(dá)顯著水平，其中，因素P的貢獻(xiàn)率分別為21.08%、23.13%，因素N的貢獻(xiàn)率分別為17.82%、17.49%；因素T對單果種子產(chǎn)量、百粒重的影響均達(dá)極顯著水平，貢獻(xiàn)率分別為60.54%、53.63%。綜上可見，授粉次數(shù)極大影響西葫蘆單果種子數(shù)，多次授粉以保證柱頭接受足量花粉，是顯著提高西葫蘆種子產(chǎn)量的基礎(chǔ)；種瓜坐果時間是提高西葫蘆單果種子產(chǎn)量、百粒重的首要因素，進(jìn)而也是提高西葫蘆種子總產(chǎn)量的關(guān)鍵之一。

表3 種子產(chǎn)量指標(biāo)正交試驗方差分析

2.1.3 種子產(chǎn)量指標(biāo)3因素各水平間多重比較 由表4可見，因素P對3個種子產(chǎn)量指標(biāo)的影響是一致的，即P2與P3之間差異不顯著，但二者均與P1差異顯著，說明只授粉1次均不利于西葫蘆3個種子產(chǎn)量指標(biāo)的提高，而授粉2次、3次可顯著提高種子產(chǎn)量，且二者之間差異不顯著。單果種子數(shù)在因素N的3個水平之間差異均不顯著，說明坐果節(jié)位不影響單果種子數(shù)；百粒重、單果種子產(chǎn)量在因素N各水平間的差異表現(xiàn)是一致的，即N1與N2、N3之間差異顯著，而N2與N3之間差異不顯著，說明以第2雌花留種有利于提高百粒重與單果種子產(chǎn)量。單果種子數(shù)在因素T的3個水平間差異不顯著，而百粒重與單果種子產(chǎn)量在因素T的3個水平之間均差異極顯著，說明種瓜坐果時間不影響單果種子數(shù)，但坐果45 d可明顯提高百粒重與單果種子產(chǎn)量。由于3次授粉比2次授粉加大了工作量，提高了制種成本，故提高種子產(chǎn)量的最優(yōu)試驗處理為P2N1T3，即授粉2次、第2雌花坐果、種瓜坐果45 d。

表4 種子產(chǎn)量指標(biāo)3因素各水平LSD多重比較

2.2 授粉次數(shù)、種瓜坐果節(jié)位及坐果時間對西葫蘆種子品質(zhì)的影響

2.2.1 正交試驗的直觀分析 由表5可見，發(fā)芽率最高的處理為P3N1T3、P1N2T3，即授粉次3或1次、第2或3雌花坐果、種瓜坐果45 d；而發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)最高的處理均為P3N1T3，即授粉次3次、第2雌花坐果、種瓜坐果45 d。

表5 種子品質(zhì)指標(biāo)正交試驗結(jié)果

由表6可見，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的極差R大小順序均為RT＞RN＞RP，故3個試驗因素對種子品質(zhì)指標(biāo)影響的主次順序均為T＞N＞P，即種瓜坐果時間是影響西葫蘆種子4個品質(zhì)指標(biāo)的主要因素，其次為坐果節(jié)位，授粉次數(shù)的影響最小。

表6 種子品質(zhì)指標(biāo)正交試驗直觀分析

2.2.2 正交試驗的方差分析 由表7可見，F(xiàn)檢驗顯示，3個試驗因素對西葫蘆種子品質(zhì)影響程度差別較大。其中，因素P對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的影響均不顯著，貢獻(xiàn)率分別為11.33%、8.51%、0.78%、15.48%。因素N對發(fā)芽率影響不顯著，但對發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均有顯著影響，貢獻(xiàn)率分別為30.41%、27.99%、22.86%、30.25%。因素T對發(fā)芽率影響不顯著，對發(fā)芽勢有顯著影響，對發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均有極顯著影響，貢獻(xiàn)率分別為43.46%、52.20%、65.22%、50.91%。由上分析可見，種瓜坐果時間是提高種子品質(zhì)最為關(guān)鍵的因素，坐果節(jié)位次之，授粉次數(shù)影響最小。

表7 種子品質(zhì)指標(biāo)正交試驗方差分析

2.2.3 種子品質(zhì)指標(biāo)3因素各水平間多重比較 由表8可見，4個種子品質(zhì)指標(biāo)在P1、P2、P3間差異均不顯著；發(fā)芽率在因素N的3個水平間均差異不顯著，而發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)在N1與N2、N3間差異顯著，在N2與N3間差異不顯著；發(fā)芽率在因素T的3個水平間均差異不顯著，發(fā)芽勢在因素T的3個水平間均差異顯著，而發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)在因素T的3個水平間均差異極顯著。綜上分析，兼顧制種成本，提高種子品質(zhì)的最優(yōu)試驗處理為 P1N1T3。

表8 種子品質(zhì)指標(biāo)3因素各水平LSD多重比較

3 討論與結(jié)論

為保證種瓜與種子的充分發(fā)育，西葫蘆種株通常只留1個種瓜，所以，單果種子數(shù)是西葫蘆單果種子產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素之一，也是提高西葫蘆種子總產(chǎn)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一。西葫蘆胚珠數(shù)量多，單果種子產(chǎn)量提升潛力很大。本次試驗條件下，授粉次數(shù)是影響西葫蘆單果種子數(shù)的首要因素，其次為種瓜坐果時間，坐果節(jié)位的影響最小，且2次及3次授粉效果極顯著優(yōu)于1次授粉。前人研究發(fā)現(xiàn)[9]，中國南瓜（與西葫蘆同為南瓜屬蔬菜）結(jié)1粒種子需4.8～5.9倍的花粉，多次足量授粉可提高其結(jié)籽率，本試驗結(jié)果與此一致。閆建敏、方凌、朱海山等[10-12]在番茄制種上的研究也取得了類似的結(jié)果。采用2次或3次授粉，每次授粉操作應(yīng)將花粉均勻涂滿柱頭以保證花粉量充足，于早上6：00—9：00完成，此時正值柱頭與花粉粒生活力最旺盛期，可大幅增加受精胚珠的數(shù)量，進(jìn)而可明顯增加發(fā)育成的種子數(shù)量。因此，授粉環(huán)節(jié)在西葫蘆種子生產(chǎn)中至關(guān)重要，依然有進(jìn)一步優(yōu)化的價值。

本試驗結(jié)果顯示，西葫蘆種瓜坐果時間對所測定的幾個種子產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)均有不同程度的影響，尤其對種子百粒重、單果種子產(chǎn)量、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)的影響均極顯著。隨著坐果時間的增加，種瓜、種子均可充分發(fā)育，使種粒飽滿、生活力旺盛。所以，西葫蘆制種時應(yīng)在生產(chǎn)條件允許的情況下，保證種瓜的坐果時間，但也不宜過長。相關(guān)研究[13]表明，種子在種瓜內(nèi)后熟時間過長容易出現(xiàn)瓜內(nèi)種子發(fā)芽的現(xiàn)象。本項目是在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)大拱棚中開展的，該地溫光環(huán)境極其適合西葫蘆的生長，該研究中發(fā)現(xiàn)，西葫蘆種瓜收獲、后熟后若不及時取種，種子極易在種瓜內(nèi)萌發(fā)，失去使用價值，具體萌發(fā)時間因自交系而異，萌發(fā)最早的可短至50 d(坐果時間+后熟時間)。提早萌發(fā)的機(jī)制目前尚不清楚，推測應(yīng)與西葫蘆種子的休眠特性有關(guān)。本試驗種瓜坐果時間選取35、40、45 d，各水平的種瓜收獲后均后熟7 d，是基于滿足種子發(fā)育所需時間、避免種子早萌發(fā)2方面的考慮。有關(guān)西葫蘆種子休眠及提早萌發(fā)特性的機(jī)制將在后續(xù)研究中探討。

以本試驗所設(shè)3個水平來看，要獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的西葫蘆種子，種瓜坐果節(jié)位宜選擇最低的第2雌花節(jié)，第3、4雌花節(jié)坐果與第2雌花坐果差異顯著。較低的雌花節(jié)位留種，有利于種瓜生長發(fā)育中的養(yǎng)分供應(yīng)，并可避免出現(xiàn)后代第1雌花節(jié)位升高的現(xiàn)象，影響早熟性表達(dá)。但第1雌花易因花芽分化異常、坐果時種株尚小而導(dǎo)致果實及種子發(fā)育不良，所以不適宜留種。若制種時某些種株的第2雌花由于各種原因難以利用，從本試驗結(jié)果看，應(yīng)盡量選擇第3、4雌花留種，不宜再選更高節(jié)位的雌花。

綜合正交試驗直觀分析、方差分析與多重比較的結(jié)果，兼顧制種成本，本試驗中，提高西葫蘆種子產(chǎn)量、品質(zhì)的最優(yōu)處理為P2N1T3，即授粉2次、種瓜第2雌花坐果、坐果45 d。