氨基氧乙酸(AOA)对梨花期花朵生活力和花后着果率的影响

牛明旭,邓佳盺,谭志豪,祖啸潮,陶书田

(南京农业大学梨工程技术研究中心,南京,210095)

梨(Pyrusspp.)是我国原产果树[1],品种众多,栽培历史悠久,分布地区广泛。据统计,截至2019年我国梨园面积为94.07万hm2,梨产量达到1 731.35万t[2]。梨是自花授粉不结实果树[3],需要进行自然传粉或者人工授粉[4]。然而,梨树花朵容易受“倒春寒”[5]、雷雨、大风等极端天气的影响,造成活力下降,导致授粉受精不良。因此,花期缩短及授粉困难是限制梨树果实生产的两个重要问题。针对延长梨花花期的研究,国外研究比较薄弱[6-7],国内研究也少有报道[8]。目前,植物生长调节剂在梨树花朵上有一定的应用,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)、调环酸钙(prohexadione calcium,P-Ca)[9]等,但大多数的效果不太理想。理论上采用乙烯合成抑制剂氨基氧乙酸(AOA)对梨花进行处理,可抑制乙烯合成酶活性,避免乙烯的产生,从而延长花朵寿命。笔者通过测定不同浓度AOA处理梨花后花粉的活力及花朵的生活力,筛选出较为理想的能延长梨花花朵寿命且不影响授粉的AOA处理浓度,并以此浓度加入到营养液中对梨盛花期花朵进行液体授粉,统计着果情况,以期为保证梨花期正常授粉和提高着果率提供技术支持,实现梨的丰产优产,满足市场需求。

供试“翠冠”梨树在江苏省南京市南京农业大学白马基地,“黄花”梨花粉取自山东青岛某公司。

1.1 AOA对花粉活力的影响以10%蔗糖+0.01%硼酸+0.03%葡萄糖酸钙+0.04%黄原胶作为花粉基本培养基。设置对照组(基本培养基,不加AOA,CK)和处理组(基本培养基+AOA,AOA设1、5、10、15和20 mg/L)。取微量“黄花”梨花粉加入到离心管,加入培养液,震荡摇匀,放入到摇床培养箱(120 转/min,25 ℃)中培养1 h。将培养1 h的花粉均匀涂抹在载玻片上,在电子显微镜下观察拍照,计数萌发的花粉粒占总花粉粒数的百分比,统计花粉萌发率,每处理设置3次重复。

1.2 AOA对花朵活力的影响在“翠冠”梨大蕾期,从10株梨树上精选50枝健壮、长势一致的带花枝条。在室内(25 ±2 )℃条件下立即复水,修剪成10 cm左右的枝条,在蒸馏水中将其基部切成楔形,分5组进行瓶插,每组设置3个重复,每个重复瓶插3个枝条。每瓶培养液均为200 mL,成分为10%蔗糖和0.1%硼砂。瓶插48 h后,分别用不同浓度AOA(1、5、10和15 mg/L)对梨花朵进行喷施处理。在梨整个花期中,每天8:00—9:00观察花朵的开放情况、萎蔫情况和柱头活性,统计花朵开放率及萎蔫率。花朵开放率以开放的花朵数占总花朵数的百分比表示,花朵萎蔫率以萎蔫的花朵数占总花朵数的百分比表示。每天每个处理选取3个花柱头在光学显微镜下进行形态观察,统计花柱头所处的时期(时期1:柱头表面绿色,湿润,充满活力。时期2:部分柱头乳突开始死亡,柱头仍然有活力,但是活力开始下降。时期3:柱头和花柱仍然存活,但是柱头失去活力。时期4:柱头和花柱死亡,变干[10]),进而确定花柱头的活力状况。

1.3 AOA对花粉液体授粉效果的影响在“翠冠”梨盛花期选取10株枝条粗壮、长势一致的梨树,分2组(对照组和处理组),每组5株树,每株树选取5枝开花枝条进行处理。处理组为最佳浓度AOA+10%蔗糖+0.01%硼酸+0.03%葡萄糖酸钙+0.04%黄原胶,对照组为10%蔗糖+0.01%硼酸+0.03%葡萄糖酸钙+0.04%黄原胶。在晴天上午8:00—10:00,将“黄花”梨花粉按0.8 g/L加入到培养液中,用250 mL喷壶盛装后对花朵进行喷洒授粉,随后对花朵进行套袋,15 d后摘袋统计花朵着果率和花序着果率。以摘袋后挂果数与处理花朵数之比表示花朵着果率,以摘袋后挂果花序数与处理花序数之比表示花序着果率。

采用SPSS 26对数据进行显著性检验。

2.1 AOA对花粉活力的影响

随着AOA浓度上升,花粉活力总体呈下降趋势。当AOA浓度达到20 mg/L时,花粉萌发率出现突降,仅为56.89%,与对照和其他浓度处理相比差异性显著。同时,花粉管的长度随着AOA处理浓度增加不断变短,萌发的花粉数也不断降低(见图1)。

图1 不同浓度氨基氧乙酸(AOA)处理对梨花粉萌发的影响

2.2 AOA对梨花开花率的影响

梨花开花率随着时间的增长而呈现明显的上升趋势。对照每天花朵开花率高于处理,开花速度高于处理。对照梨花在第4天全部开放,而15 mg/L AOA处理梨花在第6天才全部开放(见图2)。

图2 氨基氧乙酸(AOA)处理对梨花开放的影响

2.3 AOA对梨花萎蔫率的影响

梨花萎蔫率随时间延长而不断升高。对照花朵在第11天全部萎蔫;而15 mg/L AOA处理花朵萎蔫率和萎蔫速度较低,在第14天花朵全部发生萎蔫,经过15 mg/L AOA处理的梨花花期可延长3 d(见图3)。

图3 氨基氧乙酸(AOA)处理对梨花萎蔫的影响

2.4 AOA对梨花柱头活力的影响

在整个花期,每组处理的梨花柱头活力随着时间的延长而呈明显下降趋势。在花朵开放的初期阶段花柱头活力变化不明显,当花朵发生萎蔫时花柱头活性降低速度加快。经过AOA处理的花柱头活力均高于对照,15 mg/L AOA处理的效果最好。在第7天,对照花柱头完全丧失活性(处于时期4),而15 mg/L AOA处理花柱头活力处于时期1至时期2之间。花柱头活力的高低与AOA处理浓度呈现正比趋势,15 mg/L AOA处理在第14天花柱头活性才完全丧失(见图4)。

图4 氨基氧乙酸(AOA)处理对梨花柱头活力的影响

2.5 AOA对梨花液体授粉后着果率的影响

与对照相比,加入15 mg/L AOA的液体授粉处理花序着果率和花朵着果率都提高,其中,花序着果率高32.55百分点,花朵着果率高35.52百分点。摘袋后经过AOA处理的花朵着果数明显增高(见图5)。

图5 氨基氧乙酸(AOA)处理对梨花着果的影响

在梨花期,梨花枝瓶插后,梨花器官从梨枝及瓶插液中吸收营养供花朵开放所需,随着瓶插时间的延长,花朵开放率不断升高,当花朵全部开放之后,梨枝贮存有机物不断被利用,并且受植物激素和生长调节剂调控影响,花朵开始出现萎蔫现象,花朵萎蔫率不断上升。对照的开花速率高于处理,在第4天花朵完全开放;而经过15 mg/L AOA处理之后,第6天花朵全部开放。花朵萎蔫率的情况与开花率呈现相同趋势。本结果与丁义峰等[11]对切花牡丹的研究结果基本一致。对照梨花在第7天全部发生萎蔫,15 mg/L AOA处理梨花在第14天全部发生萎蔫。说明,AOA处理梨花瓶插至盛开所需天数变化不大,但盛开持续天数增加明显,延缓了衰老进程,从而延长了梨花活力持续时间。这可能与AOA可有效抑制乙烯合成酶活性[12]有关。

梨花柱头活力与授粉有着密切关系,梨花柱头活力越高表明柱头接受活性花粉和维持花粉萌发的性能越高。不同的物种柱头维持活力的时间不同。Sanzol等[13-14]研究发现,梨在开花2 d后柱头才具有可授性[15],梨在授粉时柱头外皮会发生破裂,柱头乳突细胞基底部会产生分泌物[16],柱头分泌物可增加柱头黏着花粉的能力[17],是柱头适合接受花粉的又一个表现。本研究表明,在花期经过AOA处理的梨花柱头活力高于对照,对照在第5天花柱头已经丧失可进行授粉的能力,然而15 mg/L AOA处理梨花柱头在第14天丧失活性,柱头可授性的保持时间明显比对照长。说明AOA处理可使花朵和柱头保持较长时间的活力,有效提高梨花柱头有效授粉时间。这与李勃等[8]对甜樱桃的研究报道类似。

液体授粉[18]具有节省劳动力、授粉成功率高的特点。杨芳等[19]比较了3种不同授粉方式对红富士苹果着果率的影响,结果表明液体授粉能显著提高花序着果率。液体授粉存在不同配方的效果差异较大的问题。齐开杰等[18]发明了一种节省成本、提高授粉效率的轻简化方法,授粉配方为15%蔗糖+0.01%硼酸+0.05%硝酸钙+0.04%黄原胶。徐振升等[20]对苹果梨的液体授粉配方进行了研究,发现在液体授粉配方中添加1%梨花粉、20%糖和3%硼酸效果最好。徐安糠等[21]发现,当花粉液中的黄原胶、蔗糖和硼酸的质量分数分别为0.04%,10%和0.015%时,“岑软2号”和“岑软3号”油茶花粉的稳定性与生活力可以得到最有效的保持。本研究表明,AOA处理对花粉的活力有所影响,较大浓度的AOA能抑制花粉的萌发生长;与传统液体授粉相比,15%蔗糖+0.01%硼酸+0.05%硝酸钙+0.04%黄原胶+15 mg/L AOA能显著提高“翠冠”梨成功授粉的几率,进而提高花朵着果率和花序着果率,这与15 mg/L AOA能显著延长花朵寿命和花柱头活力时间有着密切的联系。

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