牛明旭,鄧佳盺,譚志豪,祖嘯潮,陶書田

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)梨工程技術(shù)研究中心,南京,210095)

梨(Pyrusspp.)是我國原產(chǎn)果樹[1],品種眾多,栽培歷史悠久,分布地區(qū)廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2019年我國梨園面積為94.07萬hm2,梨產(chǎn)量達(dá)到1 731.35萬t[2]。梨是自花授粉不結(jié)實(shí)果樹[3],需要進(jìn)行自然傳粉或者人工授粉[4]。然而,梨樹花朵容易受“倒春寒”[5]、雷雨、大風(fēng)等極端天氣的影響,造成活力下降,導(dǎo)致授粉受精不良。因此,花期縮短及授粉困難是限制梨樹果實(shí)生產(chǎn)的兩個(gè)重要問題。針對延長梨花花期的研究,國外研究比較薄弱[6-7],國內(nèi)研究也少有報(bào)道[8]。目前,植物生長調(diào)節(jié)劑在梨樹花朵上有一定的應(yīng)用,如氨基乙基乙烯基甘氨酸(aminoethoxyvinilglycine,AVG)、N-苯基-N′-1,2,3-噻二唑-5-脲(thidiazuron,TDZ)、調(diào)環(huán)酸鈣(prohexadione calcium,P-Ca)[9]等,但大多數(shù)的效果不太理想。理論上采用乙烯合成抑制劑氨基氧乙酸(AOA)對梨花進(jìn)行處理,可抑制乙烯合成酶活性,避免乙烯的產(chǎn)生,從而延長花朵壽命。筆者通過測定不同濃度AOA處理梨花后花粉的活力及花朵的生活力,篩選出較為理想的能延長梨花花朵壽命且不影響授粉的AOA處理濃度,并以此濃度加入到營養(yǎng)液中對梨盛花期花朵進(jìn)行液體授粉,統(tǒng)計(jì)著果情況,以期為保證梨花期正常授粉和提高著果率提供技術(shù)支持,實(shí)現(xiàn)梨的豐產(chǎn)優(yōu)產(chǎn),滿足市場需求。

1 材料與方法

供試“翠冠”梨樹在江蘇省南京市南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白馬基地,“黃花”梨花粉取自山東青島某公司。

1.1 AOA對花粉活力的影響以10%蔗糖+0.01%硼酸+0.03%葡萄糖酸鈣+0.04%黃原膠作為花粉基本培養(yǎng)基。設(shè)置對照組(基本培養(yǎng)基,不加AOA,CK)和處理組(基本培養(yǎng)基+AOA,AOA設(shè)1、5、10、15和20 mg/L)。取微量“黃花”梨花粉加入到離心管,加入培養(yǎng)液,震蕩搖勻,放入到搖床培養(yǎng)箱(120 轉(zhuǎn)/min,25 ℃)中培養(yǎng)1 h。將培養(yǎng)1 h的花粉均勻涂抹在載玻片上,在電子顯微鏡下觀察拍照,計(jì)數(shù)萌發(fā)的花粉粒占總花粉粒數(shù)的百分比,統(tǒng)計(jì)花粉萌發(fā)率,每處理設(shè)置3次重復(fù)。

1.2 AOA對花朵活力的影響在“翠冠”梨大蕾期,從10株梨樹上精選50枝健壯、長勢一致的帶花枝條。在室內(nèi)(25 ±2 )℃條件下立即復(fù)水,修剪成10 cm左右的枝條,在蒸餾水中將其基部切成楔形,分5組進(jìn)行瓶插,每組設(shè)置3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)瓶插3個(gè)枝條。每瓶培養(yǎng)液均為200 mL,成分為10%蔗糖和0.1%硼砂。瓶插48 h后,分別用不同濃度AOA(1、5、10和15 mg/L)對梨花朵進(jìn)行噴施處理。在梨整個(gè)花期中,每天8:00—9:00觀察花朵的開放情況、萎蔫情況和柱頭活性,統(tǒng)計(jì)花朵開放率及萎蔫率。花朵開放率以開放的花朵數(shù)占總花朵數(shù)的百分比表示,花朵萎蔫率以萎蔫的花朵數(shù)占總花朵數(shù)的百分比表示。每天每個(gè)處理選取3個(gè)花柱頭在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行形態(tài)觀察,統(tǒng)計(jì)花柱頭所處的時(shí)期(時(shí)期1:柱頭表面綠色,濕潤,充滿活力。時(shí)期2:部分柱頭乳突開始死亡,柱頭仍然有活力,但是活力開始下降。時(shí)期3:柱頭和花柱仍然存活,但是柱頭失去活力。時(shí)期4:柱頭和花柱死亡,變干[10]),進(jìn)而確定花柱頭的活力狀況。

1.3 AOA對花粉液體授粉效果的影響在“翠冠”梨盛花期選取10株枝條粗壯、長勢一致的梨樹,分2組(對照組和處理組),每組5株樹,每株樹選取5枝開花枝條進(jìn)行處理。處理組為最佳濃度AOA+10%蔗糖+0.01%硼酸+0.03%葡萄糖酸鈣+0.04%黃原膠,對照組為10%蔗糖+0.01%硼酸+0.03%葡萄糖酸鈣+0.04%黃原膠。在晴天上午8:00—10:00,將“黃花”梨花粉按0.8 g/L加入到培養(yǎng)液中,用250 mL噴壺盛裝后對花朵進(jìn)行噴灑授粉,隨后對花朵進(jìn)行套袋,15 d后摘袋統(tǒng)計(jì)花朵著果率和花序著果率。以摘袋后掛果數(shù)與處理花朵數(shù)之比表示花朵著果率,以摘袋后掛果花序數(shù)與處理花序數(shù)之比表示花序著果率。

采用SPSS 26對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 AOA對花粉活力的影響

隨著AOA濃度上升,花粉活力總體呈下降趨勢。當(dāng)AOA濃度達(dá)到20 mg/L時(shí),花粉萌發(fā)率出現(xiàn)突降,僅為56.89%,與對照和其他濃度處理相比差異性顯著。同時(shí),花粉管的長度隨著AOA處理濃度增加不斷變短,萌發(fā)的花粉數(shù)也不斷降低(見圖1)。

圖1 不同濃度氨基氧乙酸(AOA)處理對梨花粉萌發(fā)的影響

2.2 AOA對梨花開花率的影響

梨花開花率隨著時(shí)間的增長而呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。對照每天花朵開花率高于處理,開花速度高于處理。對照梨花在第4天全部開放,而15 mg/L AOA處理梨花在第6天才全部開放(見圖2)。

圖2 氨基氧乙酸(AOA)處理對梨花開放的影響

2.3 AOA對梨花萎蔫率的影響

梨花萎蔫率隨時(shí)間延長而不斷升高。對照花朵在第11天全部萎蔫;而15 mg/L AOA處理花朵萎蔫率和萎蔫速度較低,在第14天花朵全部發(fā)生萎蔫,經(jīng)過15 mg/L AOA處理的梨花花期可延長3 d(見圖3)。

圖3 氨基氧乙酸(AOA)處理對梨花萎蔫的影響

2.4 AOA對梨花柱頭活力的影響

在整個(gè)花期,每組處理的梨花柱頭活力隨著時(shí)間的延長而呈明顯下降趨勢。在花朵開放的初期階段花柱頭活力變化不明顯,當(dāng)花朵發(fā)生萎蔫時(shí)花柱頭活性降低速度加快。經(jīng)過AOA處理的花柱頭活力均高于對照,15 mg/L AOA處理的效果最好。在第7天,對照花柱頭完全喪失活性(處于時(shí)期4),而15 mg/L AOA處理花柱頭活力處于時(shí)期1至?xí)r期2之間?；ㄖ^活力的高低與AOA處理濃度呈現(xiàn)正比趨勢,15 mg/L AOA處理在第14天花柱頭活性才完全喪失(見圖4)。

圖4 氨基氧乙酸(AOA)處理對梨花柱頭活力的影響

2.5 AOA對梨花液體授粉后著果率的影響

與對照相比,加入15 mg/L AOA的液體授粉處理花序著果率和花朵著果率都提高,其中,花序著果率高32.55百分點(diǎn),花朵著果率高35.52百分點(diǎn)。摘袋后經(jīng)過AOA處理的花朵著果數(shù)明顯增高(見圖5)。

圖5 氨基氧乙酸(AOA)處理對梨花著果的影響

3 討論

在梨花期,梨花枝瓶插后,梨花器官從梨枝及瓶插液中吸收營養(yǎng)供花朵開放所需,隨著瓶插時(shí)間的延長,花朵開放率不斷升高,當(dāng)花朵全部開放之后,梨枝貯存有機(jī)物不斷被利用,并且受植物激素和生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控影響,花朵開始出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象,花朵萎蔫率不斷上升。對照的開花速率高于處理,在第4天花朵完全開放;而經(jīng)過15 mg/L AOA處理之后,第6天花朵全部開放。花朵萎蔫率的情況與開花率呈現(xiàn)相同趨勢。本結(jié)果與丁義峰等[11]對切花牡丹的研究結(jié)果基本一致。對照梨花在第7天全部發(fā)生萎蔫,15 mg/L AOA處理梨花在第14天全部發(fā)生萎蔫。說明,AOA處理梨花瓶插至盛開所需天數(shù)變化不大,但盛開持續(xù)天數(shù)增加明顯,延緩了衰老進(jìn)程,從而延長了梨花活力持續(xù)時(shí)間。這可能與AOA可有效抑制乙烯合成酶活性[12]有關(guān)。

梨花柱頭活力與授粉有著密切關(guān)系,梨花柱頭活力越高表明柱頭接受活性花粉和維持花粉萌發(fā)的性能越高。不同的物種柱頭維持活力的時(shí)間不同。Sanzol等[13-14]研究發(fā)現(xiàn),梨在開花2 d后柱頭才具有可授性[15],梨在授粉時(shí)柱頭外皮會(huì)發(fā)生破裂,柱頭乳突細(xì)胞基底部會(huì)產(chǎn)生分泌物[16],柱頭分泌物可增加柱頭黏著花粉的能力[17],是柱頭適合接受花粉的又一個(gè)表現(xiàn)。本研究表明,在花期經(jīng)過AOA處理的梨花柱頭活力高于對照,對照在第5天花柱頭已經(jīng)喪失可進(jìn)行授粉的能力,然而15 mg/L AOA處理梨花柱頭在第14天喪失活性,柱頭可授性的保持時(shí)間明顯比對照長。說明AOA處理可使花朵和柱頭保持較長時(shí)間的活力,有效提高梨花柱頭有效授粉時(shí)間。這與李勃等[8]對甜櫻桃的研究報(bào)道類似。

液體授粉[18]具有節(jié)省勞動(dòng)力、授粉成功率高的特點(diǎn)。楊芳等[19]比較了3種不同授粉方式對紅富士蘋果著果率的影響,結(jié)果表明液體授粉能顯著提高花序著果率。液體授粉存在不同配方的效果差異較大的問題。齊開杰等[18]發(fā)明了一種節(jié)省成本、提高授粉效率的輕簡化方法,授粉配方為15%蔗糖+0.01%硼酸+0.05%硝酸鈣+0.04%黃原膠。徐振升等[20]對蘋果梨的液體授粉配方進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在液體授粉配方中添加1%梨花粉、20%糖和3%硼酸效果最好。徐安糠等[21]發(fā)現(xiàn),當(dāng)花粉液中的黃原膠、蔗糖和硼酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.04%,10%和0.015%時(shí),“岑軟2號(hào)”和“岑軟3號(hào)”油茶花粉的穩(wěn)定性與生活力可以得到最有效的保持。本研究表明,AOA處理對花粉的活力有所影響,較大濃度的AOA能抑制花粉的萌發(fā)生長;與傳統(tǒng)液體授粉相比,15%蔗糖+0.01%硼酸+0.05%硝酸鈣+0.04%黃原膠+15 mg/L AOA能顯著提高“翠冠”梨成功授粉的幾率,進(jìn)而提高花朵著果率和花序著果率,這與15 mg/L AOA能顯著延長花朵壽命和花柱頭活力時(shí)間有著密切的聯(lián)系。