武瑞瑞，高賢玉，李貴平，何紅艷，李亞男，張曉芳，黃家雄

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南保山 678000）

小粒種咖啡（Coffee arabica）原產(chǎn)于埃塞俄比亞和阿拉伯半島，是云南熱區(qū)主要經(jīng)濟(jì)作物，也是云南在老撾開(kāi)展替代種植的主要經(jīng)濟(jì)作物之一。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2021 年，云南省咖啡種植面積8.13 萬(wàn)hm2，產(chǎn)量14.0 萬(wàn)t，雖然種植面積和產(chǎn)量較上年有所下降，但云南咖啡的面積、產(chǎn)量及出口量依然占全國(guó)98%以上。近幾年云南冬天會(huì)出現(xiàn)低溫天氣，部分地區(qū)出現(xiàn)寒潮天氣，氣溫劇烈下降并伴有雨雪冰凍，其中，局地最低溫度低于-5℃，導(dǎo)致一些農(nóng)作物遭受不同程度損失。如何篩選耐寒性強(qiáng)的咖啡種質(zhì)或提高植株自身的抗冷性成為需要解決的問(wèn)題。

在種子或幼苗時(shí)期，由于發(fā)育水平低，遺傳性狀相對(duì)容易改變，抗寒性也就容易得到提高，例如用低溫處理開(kāi)始萌動(dòng)的種子和幼苗抗寒性比處理長(zhǎng)成植株的要強(qiáng)得多。種子萌發(fā)期遭遇低溫會(huì)導(dǎo)致其萌發(fā)時(shí)間延遲、發(fā)芽率降低，出現(xiàn)小老苗，進(jìn)而影響植株后期的生長(zhǎng)及產(chǎn)量，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)種子萌發(fā)期的抗冷研究不容忽視。

種子萌發(fā)期對(duì)溫度的變化比較敏感，低溫是種子萌發(fā)的障礙因子之一。王飛［1］發(fā)現(xiàn)3 個(gè)棉種在不同天數(shù)、不同低溫鍛煉下，其發(fā)芽率都有所升高，普遍高于對(duì)照材料。姜秀梅［2］利用不同外源物質(zhì)浸泡辣椒種子，發(fā)現(xiàn)一定濃度范圍內(nèi)的浸種處理可不同程度地提高低溫脅迫下辣椒種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)，促進(jìn)種子萌發(fā)?？Х确N子最佳發(fā)芽溫度為15～20℃，本研究通過(guò)對(duì)低溫條件下咖啡種子萌發(fā)特性的研究，比較不同咖啡種子萌發(fā)期的耐低溫能力，以期為篩選抗低溫的種質(zhì)資源提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料均于2019 年12 月采摘制成種子。波邦采自云南保山新寨，卡蒂姆7963 采自云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“熱經(jīng)所”）保山辦公區(qū)，其余品種均采自熱經(jīng)所位于潞江壩的資源圃。種子均用密封袋密封，于常溫下保存，品種編號(hào)、來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 品種信息

1.2 發(fā)芽試驗(yàn)

試驗(yàn)于2020 年5 月在位于保山市的熱經(jīng)所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。采用培養(yǎng)皿紙床發(fā)芽法。培養(yǎng)皿直徑10 cm，內(nèi)鋪3 層濾紙，蒸餾水浸濕。選擇子粒飽滿(mǎn)的種子，先用多菌靈溶液浸泡進(jìn)行消毒，用蒸餾水洗去種子表面殘存的溶液，再用常溫清水進(jìn)行浸種24 h。每個(gè)培養(yǎng)皿中放入30 粒種子，每個(gè)品種6 個(gè)重復(fù)。種子腹溝朝下，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行避光催芽。每天噴灑少量蒸餾水，保持濾紙和種子表面濕潤(rùn)，觀察并記錄發(fā)芽情況。當(dāng)胚根突破種皮記為露白。胚根長(zhǎng)度與種子等長(zhǎng)作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。

催芽31 d 后，每個(gè)品種的3 個(gè)重復(fù)進(jìn)行低溫脅迫。溫度每次下調(diào)3℃，保持3 h，直至下降到4℃，低溫處理2 d。然后溫度每次上調(diào)3℃，保持3 h，直至恢復(fù)到25℃。待種子發(fā)芽后播種于24孔穴盤(pán)基質(zhì)中?；|(zhì)為腐殖土∶沙∶草灰=2∶2∶1（質(zhì)量比）。

1.3 測(cè)量指標(biāo)

1.3.1 發(fā)芽指標(biāo)

發(fā)芽率（%）=最終發(fā)芽種子數(shù)/供試驗(yàn)種子總粒數(shù)×100%

發(fā)芽勢(shì)=規(guī)定時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽種子數(shù)/供試驗(yàn)種子總粒數(shù)×100%（本試驗(yàn)以開(kāi)始發(fā)芽后第7 d 作為計(jì)算發(fā)芽勢(shì)的時(shí)間）

露白率（%）=低溫脅迫前胚根突破種皮的種子數(shù)/供試種子總粒數(shù)×100%

1.3.2 芽苗生長(zhǎng)指標(biāo)。

播種后，仍不“露白”的待供試種子視為不能萌發(fā)。

統(tǒng)計(jì)各個(gè)品種不同狀態(tài)的種苗數(shù)，主要分為種子發(fā)芽階段和幼苗形成階段，標(biāo)志為彎鉤是否完全伸直。種子發(fā)芽階段：胚根期（胚根4～5 mm），彎鉤期。幼苗類(lèi)型分為豆芽苗（下胚軸直立出土，子葉快突破過(guò)殼，但子葉還完好包裹在果殼內(nèi)）、兩葉苗（兩片子葉平整展開(kāi)，心葉還沒(méi)有露出）、兩葉一心苗（兩片子葉平整展開(kāi)，心葉露出可見(jiàn)）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 19.0 進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 露白率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率

從表2 可見(jiàn)，不同品種的露白率和發(fā)芽勢(shì)相差較大，且兩者之間沒(méi)有一致性，露白率最大值和最小值分別是品種4（56.67%）和品種5（8.89%），發(fā)芽勢(shì)最大值和最小值分別是品種1（16.67%）和品種5（0%）。經(jīng)過(guò)低溫處理后，各品種間的發(fā)芽率變化各不相同，品種1 發(fā)芽率增加，其他品種均降低，且降低幅度不同。降低幅度順序是品種6＞5＞4＞7＞2＞3。

表2 咖啡樣品發(fā)芽情況 %

對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行差異性分析，露白率，品種5 最低，品種 1、2、3 和 7 無(wú)顯著性差異，均顯著低于品種 4、6；發(fā)芽勢(shì)，品種 1 最高，品種 5 最低，品種 2、4、6 和 7 無(wú)顯著性差異，品種 2、3、5 和 7 無(wú)顯著性差異。發(fā)芽率，除品種3 外，其他品種低溫處理和對(duì)照組均有顯著性差異；除品種1 外，其他品種的發(fā)芽率均是對(duì)照組＞低溫處理組。

2.2 芽苗狀態(tài)

從表3 看出，低溫處理后，各品種幼苗數(shù)量變化不同。彎鉤期苗，品種1、2、5 和7 經(jīng)低溫處理后的幼苗數(shù)量增加，其他品種的降低；豆芽苗，品種3 經(jīng)低溫處理后的幼苗數(shù)量增加，其他品種的減少；兩葉苗，低溫處理后僅有品種7 有1 棵苗存活，對(duì)照組品種 1、2、7 分別有 1 棵、2 棵和 1 棵；兩葉一心苗，低溫處理后幼苗數(shù)量為0，對(duì)照組品種1 和2 分別有1 棵和2 棵。比較芽苗生長(zhǎng)期幼苗數(shù)量總和，彎鉤期，低溫處理后幼苗總數(shù)與對(duì)照相同；其他時(shí)期均是對(duì)照組＞低溫處理。說(shuō)明低溫脅迫后一定程度上抑制了幼苗的生長(zhǎng)。

表3 不同品種咖啡幼苗類(lèi)型數(shù)量

3 討論和結(jié)論

低溫脅迫對(duì)植物影響大小取決于植物品種、低溫強(qiáng)度、降溫速度以及作用時(shí)長(zhǎng)。種子在低溫條件下的發(fā)芽能力是作物抗冷性高低的一種表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，品種1 經(jīng)過(guò)低溫脅迫后，發(fā)芽率增加，彎鉤期和豆苗期苗數(shù)多于對(duì)照組，說(shuō)明在低溫脅迫后其種子活力增加，發(fā)芽成苗好，種子和幼苗受低溫危害較輕。其他幾個(gè)品種，低溫處理后，種子發(fā)芽率降低，成苗數(shù)少于發(fā)芽數(shù)?？赡苁堑蜏厥古吒軗p，出現(xiàn)壞死，從而影響植株正常的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致生長(zhǎng)遲緩。

種子萌發(fā)不僅與自身生物學(xué)特性有關(guān)，而且與其所處環(huán)境條件密切相關(guān)，如水分、氧氣和溫度等，其中溫度是影響種子萌發(fā)速率及生理生化變化的關(guān)鍵環(huán)境因子［3］。低溫處理組和對(duì)照組發(fā)芽率差異大，說(shuō)明種子萌發(fā)是對(duì)溫度響應(yīng)的結(jié)果。隨溫度降低，同一品種的發(fā)芽率變化趨勢(shì)不同，說(shuō)明發(fā)芽率可能與品種自身的遺傳性有關(guān)，也說(shuō)明不同咖啡品種種子萌發(fā)對(duì)低溫的響應(yīng)不同。閆妍等［4］發(fā)現(xiàn)15℃亞低溫下番茄種子發(fā)芽率與幼苗抗冷性具有較好的一致性，在7 個(gè)咖啡品種中，僅有品種1 受低溫處理后的種子發(fā)芽率高于對(duì)照，說(shuō)明其幼苗耐寒性較好。

低溫處理后，咖啡幼苗的生長(zhǎng)有些遲緩，說(shuō)明低溫在一定程度上會(huì)抑制種子活力，限制植物的正常生長(zhǎng)［5-7］。鑒定品種的抗寒性對(duì)選育耐寒性品種以減少低溫危害有重要意義。

由于種子的萌發(fā)過(guò)程直接影響著后期植物幼苗的生長(zhǎng)和壯苗的培育，因此，植物能否適應(yīng)低溫環(huán)境首先取決于其種子萌發(fā)的質(zhì)量。發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率能夠直觀地體現(xiàn)種子的萌發(fā)速度和萌發(fā)整齊度，反映幼苗潛在的生長(zhǎng)能力和抗逆能力，是評(píng)價(jià)種子萌發(fā)的重要指標(biāo)。