劉揚 李可貴 陳冠銘 陳銀華 劉國民 李宏楊
(1三亞市熱帶農(nóng)業(yè)科學研究院海南三亞572000;2三亞市南繁科學技術研究院海南三亞572000;3海南大學海南海口5702228)
猴面包樹為木棉科(Bombaceae)猴面包樹屬(Adansonia)大型喬木類植物。該屬植物一共有8個種,主要分布于非洲到大洋洲一帶[1]。中國的海南、廣東、廣西、云南、臺灣、福建等地區(qū)引種1個品種,稱為非洲猴面包樹Adansonia dig‐itata,國內(nèi)一般簡稱猴面包樹。猴面包樹樹形奇特,具有較高的觀賞價值,是非常值得開發(fā)利用的熱帶木本植物。作為一種熱帶木本蔬菜樹種,猴面包樹非常適應海南(尤其是瓊南)地區(qū)的熱帶氣候。由于生長速度快,側(cè)枝分支多,葉片幼嫩,風味獨特,營養(yǎng)價值高,有望開發(fā)成特色菜肴,符合海南特色旅游市場需求[2]。隨著人們生活水平的提高,猴面包樹果及其相關健康食品將逐漸進入中國市場,其豐富的營養(yǎng)價值和良好的保健功效將越來越受到人們的重視[3]。猴面包樹一般是通過種子進行繁殖。由于猴面包樹的種殼堅硬厚實,休眠性高,故在播種前如不做預處理,其種子發(fā)芽率往往低于10%[2]。楊曉玲[1]用95%的濃硫酸處理猴面包樹帶果肉的種子6~12 h,播種20 d后發(fā)芽率可達86%~90%。Dovie[4]將去掉果肉的猴面包樹種子用濃硫酸處理15 min,其發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別達98%和86%。Rolli等[5]將種子用98%的硫酸浸泡24 h,用流水洗滌后,用NaHCO3溶液浸泡30 min,以中和剩余的酸;將種子漂洗后,于37℃下在去離子水中溫育24 h,將其放在潤濕的蛭石中發(fā)芽,發(fā)芽率可達67%。起國海等[6]分別用70℃熱水、94℃沸水浸泡至常溫,并用濃硫酸浸泡15 min,最高發(fā)芽率為18.72%,最高發(fā)芽勢為6.20%。N'DOYE等[7]指出,猴面包樹種子萌發(fā)受種子成熟度的顯著影響,完全成熟的種子不容易發(fā)芽。猴面包樹種子發(fā)芽前必須經(jīng)過預處理,才可以提高發(fā)芽率。通過猴面包樹催芽與育苗技術研究,確定適合猴面包樹在三亞地區(qū)育苗的基質(zhì),可解決猴面包樹種子休眠問題,提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢。建立適合三亞地區(qū)的猴面包樹實生苗蔭棚育苗生產(chǎn)流程,為猴面包樹等優(yōu)質(zhì)木本蔬菜和特色熱帶水果在海南的大面積推廣種植奠定技術基礎;同時保障供苗種,為猴面包樹后續(xù)的深度研究提供便利。
1.1.1 供試材料
2017年采集于海口市府城(海南省林科院林木試驗基地內(nèi))的猴面包樹(Adansonia digi‐tata)種子。
1.1.2 試驗地點
三亞市南繁科學技術研究院蘭花大棚,年均氣溫23.8℃。
1.2.1 栽培基質(zhì)篩選
設置5個栽培基質(zhì)處理:處理A,(菜園土∶椰糠=1∶1,V∶V);處理B,泥炭土∶珍珠巖=1∶1(V∶V);處理C,泥炭土∶河沙=1∶1(V∶V);處理D,河沙;處理E,蛭石。每個處理3次重復,每個重復50粒種子。各處理的種子在播種前均不作任何預處理。
1.2.2 浸種水溫試驗
將猴面包樹種子裝在燒杯中,浸泡于不同溫度(30、60、100℃,分別記為2、3、4)的清水中,直至冷卻至室溫,接著再浸泡24 h;對照組種子不做任何處理(未浸種),記為1。將4種不同處理的種子取出后,播種于“菜園土∶椰糠=1∶1,V∶V”(經(jīng)上述試驗篩選得來)的發(fā)芽基質(zhì)中。每個處理3次重復,每個重復50粒。播種后每隔10 d觀察1次種子萌發(fā)情況,并統(tǒng)計已發(fā)芽種子數(shù)量;至播后30 d時統(tǒng)計萌發(fā)率、成活率,株高及根長,并觀察植株生長發(fā)育狀況。
1.2.3 種子播前化學預處理
播種之前,分別選用95%濃硫酸、ABT(3號生根粉)及氫氧化鈉3種化學試劑對猴面包樹種子進行預處理,以空白試驗(不用任何化學試劑作預處理)作為對照組H1。其中,處理H2~H4分別為95%濃硫酸處理6、12和24 h,共3種時間梯度;H5~H7分別為20、40、80 mg/L ABT處理,時間24 h;H8~H10分別為10%、20%和30% NaOH處理,時間24 h;所有處理均在室溫條件下進行。完成預處理后立即將種子洗凈,然后播種于“菜園土∶椰糠=1∶1,V∶V”的栽培基質(zhì)中。每個處理3次重復,每個重復50粒種子。播種后每10 d觀察一次種子萌發(fā)情況,統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù)量;至播后30 d時統(tǒng)計萌發(fā)率(%)、成活率(%)、株高(cm)及平均根長(cm),并觀察植株生長情況。
1.2.4 優(yōu)化試驗
在前期單因素試驗基礎上,進行L9(34)正交優(yōu)化試驗。A(浸種溫度,30、60、100℃);B(95%濃硫酸處理,6、12、24 h);C(ABT溶液濃度,20、40、80 mg/L)。30 d后統(tǒng)計發(fā)芽率和發(fā)芽勢。
1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
采用Excel整理數(shù)據(jù);用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析;采用Duncan新復極差法進行多重比較(p<0.05);用Photoshop軟件處理相關試驗圖片。
不同栽培基質(zhì)對猴面包樹種子萌發(fā)及實生苗的生長發(fā)育均有一定影響。由表1可看出,在播前不對種子作任何預處理,以處理D(河沙)作為育苗基質(zhì),種子的萌發(fā)率(21.33%)和發(fā)芽勢(14.00%)均為最高;但由于河沙缺乏養(yǎng)分,至育苗中后期,死亡率較高,實生苗生長發(fā)育不良,表現(xiàn)為植株矮小,且黃葉和死葉較多(圖1)。處理A(椰糠∶菜園土=1∶1,V∶V)作為育苗基質(zhì),其種子萌發(fā)率(16.00%)和發(fā)芽勢(8.00%)均不如處理D(河沙),但其成活率遠高于河沙,實生苗的株高(8.53 cm)、平均根長(11.37 cm)以及生長狀況都較佳??赡苁翘幚鞟(椰糠:菜園土=1∶1,V∶V)的透氣性雖然不如處理D(河沙),但菜園土及椰糠富含土壤營養(yǎng)和有機質(zhì),且椰糠亦有一定的透氣性,故育苗中后期,處理A的土壤營養(yǎng)和土壤有機質(zhì)條件明顯優(yōu)于處理D(河沙)。
圖1 不同栽培基質(zhì)猴面包樹實生苗生長發(fā)育情況
表1 不同栽培基質(zhì)對猴面包樹種子萌發(fā)與實生苗生長發(fā)育的影響
方差分析表明,以河沙作為基質(zhì)(處理D),其種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢雖明顯優(yōu)于其他基質(zhì),但成活率低,且實生苗的長勢長相在所有處理中最差;處理A(椰糠∶菜園土=1∶1,V∶V)實生苗的成活率、平均株高都優(yōu)于其他各處理,且植株也健壯。
從表2可看出,不同浸種水溫對猴面包樹蔭棚播種育苗中實生苗的各項生長發(fā)育指標均有一定影響。其中,以100℃熱水浸沒種子并冷卻至室溫,再浸泡24 h的處理(處理4),種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高,分別為42.67%和8.67%。從猴面包樹幼苗生長發(fā)育狀況來看,100℃水溫處理效果較佳,平均株高達19.08 cm,平均根長5.01 cm;處理2(30℃)稍次之,平均株高17.44 cm,平均根長5.25 cm。通過方差分析可知,100℃水溫處理,種子發(fā)芽和植株生長發(fā)育狀況均明顯優(yōu)于其他處理。綜上所述,猴面包樹浸種催芽的最佳水溫為100℃。
表2 不同浸種水溫對猴面包樹種子萌發(fā)與實生苗生長發(fā)育的影響
由表3可看出,播種之前用不同種類和不同濃度的化學試劑對猴面包樹種子進行預處理,對種子萌發(fā)及隨后實生苗生長發(fā)育均有一定影響。其中以處 理H3(95%濃 硫 酸 處 理12 h)種 子 萌 發(fā) 率(52.67%)和發(fā)芽勢(40.67%)最高;就平均株高而言,最高的是處理H3;平均根長最長的處理是處理7(80 mg/L ABT 3號溶液浸種24 h),為5.32 cm。從圖2可看出,經(jīng)過化學處理的猴面包樹種子發(fā)芽較整齊,除了NaOH處理的種子,其他處理的猴面包樹實生苗生長都較健壯,其中ABT處理的實生苗根系發(fā)育較好,側(cè)根發(fā)達。
表3 不同化學預處理條件對猴面包樹種子萌發(fā)與實生苗生長發(fā)育的影響
通過方差分析可知,就種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢和平均株高而言,處理3明顯優(yōu)于其他各處理。對于平均根長而言,處理7明顯優(yōu)于其他處理。由表3還可以看出,處理9和處理10與對照(處理H1)相比顯著降低,且植物長勢較差。綜上所述,濃硫酸和ABT溶液處理都有明顯的催芽作用,而高濃度的NaOH溶液則明顯抑制發(fā)芽,80 mg/L ABT 3號溶液能夠促進猴面包樹實生苗根系的生長。本試驗中,最適用于猴面包樹催芽的化學處理方法是處理H3。各處理情況見圖2。
圖2 化學試劑浸種對猴面包樹種子大田催芽的影響
正交試驗結(jié)果(表4)表明,影響猴面包樹種子發(fā)芽率的三因素主次順序為95%濃硫酸處理時間>ABT溶液濃度>浸種水溫,影響主根長度的三因素的主次順序為ABT溶液濃度>浸種水溫>95%濃硫酸處理時間。從發(fā)芽角度考慮,三因素最優(yōu)水平組合為A1B2C3或A2B2C1;從種苗角度來說,株高和根長對其影響較大。從表5可看出,就主根長而言,最佳組合為A1B2C3。方差分析結(jié)果表明,B因素(95%濃硫酸處理時間)對猴面包樹種子發(fā)芽率有顯著影響,A因素(浸種水溫)及C因素(ABT溶液濃度)對其影響較小。C因素對主根長度影響顯著,A因素及B因素對其影響較小。綜合考慮,猴面包樹實生苗蔭棚育苗中,種子的最佳處理方案為A1B2C3,即用30℃水浸泡去果肉的猴面包樹種子24 h,然后用95%濃硫酸酸蝕12 h,將酸液沖洗干凈后,用80 mg/L的ABT溶液處理12 h。
表4 猴面包樹發(fā)芽正交試驗結(jié)果
表5 正交試驗方差分析
浸種催芽的水溫不同,對于種子的萌發(fā)率有明顯的影響。陳翔等[8]采用不同初始溫度不同的水浸泡紅芪(Hedysarum polybotrys)種子,當水溫為60℃時發(fā)芽質(zhì)量最佳,發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)與其他處理差異顯著;但當水溫達80℃時,發(fā)芽量出現(xiàn)下降趨勢。楊春霞等[9]采取60~90℃的熱水對在橡膠園具有良好適生性的12種覆蓋綠肥種子進行處理,每處理間隔5℃。結(jié)果表明:經(jīng)常溫水處理后的柱花草種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率均最高;提高處理溫度均能明顯提高其余11種綠肥種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率。姜清山等[10]報道,用70~80℃的水浸種24 h,可以提高刺槐種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢。魏靜等[11]報道,將猴面包樹種子人工打磨種皮后浸于冷水中3 d,播種后種子的發(fā)芽率達85%~90%;在100℃開水中煮5~7 min也可以增加種子發(fā)芽率。本研究將猴面包樹種子浸泡在不同初始溫度的水中24 h,種子最高發(fā)芽率只能達42.67%;正交試驗結(jié)果表明,水溫對種子發(fā)芽率影響較小。本試驗結(jié)果與魏靜等[11]有所差異,可能與試驗所在地的氣候或者種子的成熟度不同有關。
酸蝕能有效打破猴面包樹種子休眠,提高發(fā)芽率。陳學福等[12]試驗表明,用濃硫酸酸蝕40 min對洋槐種子萌發(fā)效果最佳,發(fā)芽率和發(fā)芽勢達到極顯著效果。張寧等[13]用濃硫酸對荊條種子進行處理,結(jié)果表明,用濃硫酸浸泡荊條種子10 min,可有效破除種子硬殼,提高種子發(fā)芽率,荊條種子發(fā)芽率最高。魏靜等[11]把猴面包樹帶果肉的種子浸泡在濃硫酸中6~12 h,播種20 d后發(fā)芽率可達90%以上;將去掉果肉的種子放在濃硫酸或濃硝酸中浸泡15 min,其發(fā)芽率可分別達到98%和86%。本試驗所用的猴面包樹種子,試驗前已經(jīng)去掉果肉,用95%濃硫酸處理12 h發(fā)芽率最高,達52.67%。
ABT多用于扦插生根。郭其強等[14]研究發(fā)現(xiàn),用100 mg/L的ABT溶液浸泡藏柏和巨柏插穗3 h,能有效提高其生根率,根系發(fā)育狀態(tài)最優(yōu)。何芬等[15]指出,ABT 1號生根粉對金茶花種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢沒有明顯影響。本試驗發(fā)現(xiàn),采用ABT 3號生根粉(萘乙酸含量20%,吲哚乙酸30%)對猴面包樹種子進行催芽有顯著效果,且對其幼苗的根系發(fā)育有明顯促進作用。由此可見,ABT對于不同植物的效果不盡相同[14]。
王紅明等[16]指出,用0.5 mol/L NaOH溶液分別處理2個種源的白刺種子12 h,其發(fā)芽各項指標都最優(yōu),且起始發(fā)芽時間最短,發(fā)芽速度最快,結(jié)果最佳。王瑋等[17]指出,NaOH對梨種子萌發(fā)及生長有明顯影響,且不同品種處理時間不同。本試驗中,隨著NaOH溶液濃度的增加,對猴面包樹種子萌發(fā)率有明顯抑制作用,降低了種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢。當NaOH溶液濃度為10%時,與對照組差異不顯著;當NaOH溶液濃度為20%時,明顯抑制猴面包樹種子發(fā)芽。導致該結(jié)果的原因可能是NaOH溶液對不同植物影響效果不一樣,如需找到合適的處理濃度還需具體植物具體對待。
在本研究中,播前與處理時選用了3種化學試劑進行浸種催芽。其中以95%濃硫酸分別6 h和12 h,以及用80 mg/L ABT 3號生根粉浸泡24 h的催芽效果較好,且彼此間差異不顯著,但明顯優(yōu)于其他處理。正交試驗結(jié)果表明,95%濃硫酸處理及ABT溶液對猴面包樹實生苗育苗影響顯著,最佳組合為:30℃水浸泡去果肉的猴面包樹種子24 h,95%濃硫酸酸蝕12 h,將酸液沖洗干凈后,用80 mg/L的ABT溶液處理12 h。
本試驗結(jié)果表明,同一項單因素條件對于某種(或某一些)考察指標來說可能是最理想的,而對另一種(或另一些)考察指標來說,可能是不理想的,甚至是最差的。例如,就栽培基質(zhì)這一單因素來說,對于種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢這兩項考察指標來說,河沙的栽培效果是所有5種供試基質(zhì)中最優(yōu)的;但就平均株高、平均根長及植株的長勢長相而言,河沙卻是最差的。而配合型基質(zhì)椰糠:菜園土=1∶1(V∶V)的平均株高、平均根長和實生苗長勢長相而言是最好的,但采用這種栽培基質(zhì)的處理,其種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢卻不是最好的。為揚長避短,綜合2種基質(zhì)的優(yōu)點,建議將猴面包樹實生苗的培育分2個階段,且分別在不同的栽培機質(zhì)上進行:前期15 d將種子置于河沙中,利用河沙良好的透氣性,最大限度地提高萌發(fā)率;然后將種子轉(zhuǎn)移到椰糠∶菜園土=1∶1(V∶V)配合型栽培基質(zhì)上,利用該配合型基質(zhì)良好的土壤肥力,培育出優(yōu)質(zhì)的實生苗,直至出圃定植。
綜合考慮本研究中單因素試驗、正交設計試驗結(jié)果及實際推廣工作中的可行性,推薦猴面包樹實生苗培育操作方案如下:以30℃水浸泡去果肉的猴面包樹種子24 h,然后用95%濃硫酸酸蝕12 h,將酸液沖洗干凈后,用80 mg/L的ABT溶液處理12 h,播于裝有配合型基質(zhì)椰糠∶菜園土=1∶1(V∶V)的育苗營養(yǎng)袋中(每袋1枚種子);置于70%遮陽網(wǎng)蔭棚下,每隔1~2 d噴水一次,以使基質(zhì)保持濕潤;按常規(guī)的苗圃水肥管理措施管理至出圃定植。