葉東東，戴鋒，李上云，董天宇，肖迎珂，查紫仙，房經(jīng)貴，王晨

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，江蘇南京 210095）

葡萄是世界四大水果之一，在我國栽培面積大，分布范圍廣[1-2]。葡萄種子是雜交育種及品種選育的必需材料，在葡萄育種中起著決定性作用[3]。葡萄種子休眠程度深且時間較長、萌發(fā)困難等因素嚴(yán)重制約著種子出苗率及成苗質(zhì)量，因此根據(jù)葡萄品種特性，研究種子的萌發(fā)機(jī)理及成苗條件非常重要。種子的萌發(fā)是種胚的生長沖力打破種殼或其他外圍組織阻力的結(jié)果[4-5]，探究如何提高種胚生長沖力或降低外圍組織阻力是育種的重要研究內(nèi)容[3]。

在葡萄種子萌發(fā)試驗中發(fā)現(xiàn)，育苗基質(zhì)良好的通透性是種子內(nèi)氣體能否高效穩(wěn)定交換的前提，也對種子的發(fā)芽質(zhì)量起著重要作用[6-7]。種子生長發(fā)育受自身因素和外部環(huán)境因素（溫度、空氣和水分等）的共同影響[8-9]。溫度不僅是種子萌發(fā)的重要條件，同時也對種子呼吸起調(diào)控作用，由此可知，溫度是制約葡萄種子萌發(fā)及成苗的關(guān)鍵因子[10]。

種子萌發(fā)前期主要是靠自身營養(yǎng)供給其萌發(fā)，且對養(yǎng)分需求較大[11]。在種子發(fā)芽后，基質(zhì)中合理施用肥料有助于改善幼苗的營養(yǎng)狀況，提高種子成苗率和成苗質(zhì)量[12]。壯苗指數(shù)是衡量植物幼苗質(zhì)量的重要指標(biāo)，主要受光照、水分、溫度、CO2、肥料及育苗基質(zhì)理化性質(zhì)等因素影響[13-16]。利用不同濃度的新型肥料“五谷黃金液”澆灌試驗中獲取的‘維多利亞’種苗，探究其不同濃度對種子成苗率和成苗質(zhì)量的影響，為提高葡萄種子成苗質(zhì)量提供肥料選擇依據(jù)。

本研究主要從育苗基質(zhì)、溫度和營養(yǎng)液濃度等方面分析對‘維多利亞’葡萄種子萌發(fā)及成苗質(zhì)量的影響，綜合篩選適于葡萄種子出苗及成苗的關(guān)鍵技術(shù)，為形成葡萄種子高效育苗技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試材采自國家果樹資源圃太谷葡萄圃的完熟‘維多利亞’葡萄種子，經(jīng)破眠處理獲取萌芽1～2 mm的種子。

育苗基質(zhì)有3種：基質(zhì)1為泥炭土；基質(zhì)2為商業(yè)育苗基質(zhì)（CK）；基質(zhì)3為泥炭土、珍珠巖、蛭石、河沙比例為2∶1∶1∶1的自制基質(zhì)，其中泥炭土（德國K牌）購自廣州好吉園藝有限公司，珍珠巖、蛭石、河沙和育苗基質(zhì)等均購買自南京壽德試驗器材有限公司。游標(biāo)卡尺（廣陸原點數(shù)顯游標(biāo)卡尺，精度±0.03、0～150 mm，分辨率0.01 mm）購自南京壽德實驗器材有限公司。

營養(yǎng)液為新型菌肥“五谷黃金液”，購自河北木美土里科技有限公司，其以大豆為原料，添加納豆芽孢桿菌及木美土里復(fù)合功能菌群，經(jīng)酶解發(fā)酵、濃縮、提純精制而成。該菌肥聚谷氨酸含量高，同時富含其他微生物代謝產(chǎn)物，如多粘菌素、抗菌肽及多種生物酶，還含有大量高活性有機(jī)蛋白小分子、多種氨基酸等有機(jī)碳氮源。主要指標(biāo)：有效活菌數(shù)≥1×1010cfu·mL-1，聚谷氨酸≥20 g·L-1，蛋白有機(jī)小分子≥10%。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同基質(zhì)對葡萄種子出苗的影響

3種基質(zhì)高壓滅菌（或用1%多菌靈均勻噴灑）后倒水混拌均勻（濕度以手抓緊無水滴流下，松開后可散開為宜），裝入50穴（單穴直徑47 mm，深度50 mm）的育苗盤中。將萌芽1～2 mm的種子（芽向下）播入，3次重復(fù)，分別做好標(biāo)記。置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，條件如下：溫度為25 ℃，光周期為12 h/12 h的光暗反應(yīng)。出苗標(biāo)志為種子上胚軸及種殼頂出土面并展開2片真葉的現(xiàn)象。萌發(fā)的種子播種2 d后，開始每天統(tǒng)計出苗數(shù)和死苗數(shù)，直至連續(xù)3 d無出苗為止。期間統(tǒng)一澆水和管理，試驗中因莖基部失水萎縮記為死苗；最后計算種子的出苗率和死苗率，計算公式如下：

1.2.2 不同溫度對種子出苗及幼苗生長的影響

將萌芽的種子種植于基質(zhì)3中，培養(yǎng)箱設(shè)置4個溫度：23、25、27、30 ℃。操作步驟及方法與1.2.1相同。種植2 d后開始記錄出苗數(shù)、死苗數(shù)，并標(biāo)記及記錄長勢一致的苗子上胚軸長度（幼苗出土后，子葉以下至基質(zhì)面的長度）、莖長（子葉以上部分）、莖粗（上胚軸基部的粗度），直至連續(xù)3 d無出苗為止。期間管理措施一致，最后統(tǒng)計出苗率、死苗率，在連續(xù)3 d無出苗數(shù)時上胚軸生長量（即上胚軸的長度）、胚軸基部的粗度（莖粗，即上胚軸基部的粗度）和莖生長量（即莖長）。

1.2.3 “五谷黃金液”對葡萄種子成苗質(zhì)量的影響

將萌芽種子種植于基質(zhì)3中，25 ℃條件下培養(yǎng)。設(shè)置9個濃度梯度，即0（清水，CK）、1、5、10、50、100、300、500、1000倍“五谷黃金液”。在種植1個月后，采用不同濃度的菌肥澆灌處理，每孔澆25～30 mL，待穴盤孔的底部無水流出時，再將穴盤放置于光培箱中。澆灌菌肥時，先測定莖粗、上胚軸長和莖長，處理后每隔10 d測一次，連測3次，最后一次測定幼苗根系長、苗的總長（整個幼苗長度）并統(tǒng)計莖粗生長量、上胚軸生長量、莖生長量、成苗率和死苗率。參考128穴育苗盤成苗標(biāo)準(zhǔn)：葉片4～5片，最大葉長10～12 cm，苗齡30～35 d[17]。死苗統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)與1.2.1相同，相關(guān)計算公式如下：

莖粗生長量（mm）= 最后一次莖粗－首次莖粗

上胚軸生長量（cm）= 最后一次的上胚軸長度－首次的上胚軸長度

莖生長量（cm）= 最后一次的莖長－首次莖長

成苗率（%）= 成苗數(shù)/種子總數(shù)×100

死苗率（%）=死苗數(shù)/幼苗總數(shù)×100

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

上述數(shù)據(jù)通過Excel、PowerPoint 2019、SPSS 24和GraphPadPrism 8.0軟件進(jìn)行分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對葡萄種子出苗的影響

由表1可知，在3種不同基質(zhì)、25 ℃培養(yǎng)條件下，基質(zhì)3的種子出苗率最高，達(dá)93%以上，顯著高于基質(zhì)1和基質(zhì)2。基質(zhì)1和基質(zhì)2處理的種子死苗率顯著高于基質(zhì)3處理，基質(zhì)1死苗率顯著高于基質(zhì)2；基質(zhì)3處理的種子死苗率最低，在1%以下，分別為基質(zhì)1的0.06倍和基質(zhì)2的0.07倍。在25 ℃培養(yǎng)條件下，基質(zhì)3的株高、莖粗最高，顯著高于其他兩種基質(zhì)。由此可知，在基質(zhì)3處理條件下，‘維多利亞’葡萄種子出苗質(zhì)量最佳。

表1 不同基質(zhì)對種子出苗質(zhì)量的影響Table 1 Effects of different substrates on the quality of seed emergence

2.2 溫度對葡萄種子出苗和幼苗生長發(fā)育的影響

2.2.1 不同溫度條件下葡萄種子出苗的動態(tài)變化

據(jù)圖1可知，葡萄種子出苗受高溫影響極嚴(yán)重，30 ℃條件下出苗較少；23 ℃種子出苗早于25 ℃，且出苗結(jié)束也早于25 ℃，但其種子出苗總數(shù)低于25 ℃。其中，30 ℃出苗數(shù)最低，23 ℃出苗數(shù)低于25 ℃和27 ℃，25 ℃下出苗數(shù)最高。由此可見，溫度過高或過低種植都不利于葡萄種子出苗，但在25～27 ℃條件下，葡萄種子出苗集中、耗時較短。

圖1 不同溫度條件下葡萄種子出苗數(shù)的動態(tài)變化Figure 1 Dynamic changes of grape seed emergence number in different temperature conditions

2.2.2 不同溫度對葡萄種子出苗質(zhì)量的影響

從表2可知，不同溫度下種子出苗質(zhì)量存在顯著差異。其出苗率和死苗率變化存在一定規(guī)律：即25 ℃下，種子出苗質(zhì)量相關(guān)的各項指標(biāo)大部分為最佳，溫度高于或低于25 ℃時，種子出苗質(zhì)量差。綜合分析可知，萌芽的葡萄種子在23～30 ℃均可出苗，其中25 ℃時出苗率最高、苗木最健壯。表現(xiàn)為莖粗生長量最大，明顯高于其他處理；而上胚軸生長量最低，顯著低于其他處理；且25 ℃時死苗率最低，顯著低于其他處理；30 ℃時出苗率最低，死苗率最高。葡萄種子出苗后，在一定溫度范圍內(nèi)莖長與溫度成正比（30 ℃除外），23 ℃和30 ℃時，莖長生長量最低，顯著低于其他處理，且二者間無顯著差異；27 ℃時，莖長生長量最高，顯著高于其他處理。由此可知，溫度過高可能抑制胚的活力，阻礙種子子葉破土出苗，進(jìn)一步影響葡萄種子成苗的質(zhì)量。

表2 不同溫度對種子出苗質(zhì)量的影響Table 2 Effect of different temperature on seed emergence quality

2.3 不同濃度“五谷黃金液”對葡萄成苗質(zhì)量的影響

2.3.1 “五谷黃金液”對葡萄幼苗生長的影響

由表3可知，“五谷黃金液”稀釋1倍和5倍時，成苗率為0，顯著低于其他處理。稀釋300倍時，葡萄幼苗根長、莖粗、莖長及成苗率均達(dá)到最好，相關(guān)指標(biāo)均高于其他處理，其中根系最長，達(dá)17.33 cm，約為CK的9倍，顯著高于其他處理（除10倍和50倍外）；莖粗和莖長均約為CK的2倍。

表3 不同濃度“五谷黃金液”對葡萄幼苗生長的影響Table 3 Effects of different concentrations of "Grain Golden Liquid" on the growth of grape seedlings

2.3.2 “五谷黃金液”對葡萄幼苗成苗率及死苗率的影響

“五谷黃金液”稀釋至300倍、500倍和1000倍時，成苗率較高，顯著高于他處理，無死苗率。由此可以看出，“五谷黃金液”稀釋300倍處理，幼苗生長健壯，成苗質(zhì)量好，而高濃度的“五谷黃金液”處理后容易引起燒苗致使幼苗死亡。除此之外，在一定濃度范圍之內(nèi)，稀釋倍數(shù)越高成苗率越高，死苗率越低（稀釋為1倍和5倍時除外）。

3 討論

綜合本試驗結(jié)果和前人研究發(fā)現(xiàn)，不同基質(zhì)對萌芽種子的出苗率有著重要影響，直接影響著后期的成苗質(zhì)量[18]。結(jié)果表明，配比為2∶1∶1∶1（泥炭土、珍珠巖、蛭石、河沙）的基質(zhì)中，葡萄種子出苗率高達(dá)90%以上，成苗率約是泥炭土和商業(yè)育苗基質(zhì)處理的1.35倍，且死苗率最低，這表明葡萄種子出苗對基質(zhì)的要求類似其他植物[6]，基質(zhì)的質(zhì)地、保水能力和透氣性對葡萄種子的出苗質(zhì)量有重要影響[18]。

適宜的溫度是種子萌芽成苗的前提和關(guān)鍵因素，在調(diào)控種子萌發(fā)成苗過程中，對種子內(nèi)部的生理生化反應(yīng)起著重要作用；溫度直接影響種子內(nèi)部生理活動相關(guān)酶的活性，適宜的溫度可促進(jìn)種子的酶活性變化及生理代謝[19-20]，一定程度上促進(jìn)種子發(fā)芽，提高出苗率，降低死苗率，并影響其出苗質(zhì)量[21-22]。本研究通過不同溫度處理特定基質(zhì)中葡萄萌芽種子成苗質(zhì)量的試驗發(fā)現(xiàn)，25 ℃條件下種子的成苗率最高，死苗率最低；各處理中以25 ℃條件下種子出苗的大部分指標(biāo)最佳，且出苗后莖粗增加量和莖長生長量較好，表明該溫度有利于萌芽葡萄種子的出苗。此外，25 ℃時，種子上胚軸出土后，其莖粗一直高于其他溫度的處理，而其上胚軸生長量低于其他處理；但自出土之后其莖長一直處于較高水平，該結(jié)果與廖映秀等[23]研究結(jié)果類似。27 ℃時，莖長和上胚軸長度最大，出苗率僅次于25 ℃，但莖粗相對較低，說明此溫度下幼苗相對細(xì)弱。綜合可知，25～27 ℃是適宜葡萄種子播種的溫度范圍，其中25 ℃條件下種子出苗質(zhì)量最佳。

在葡萄種子破眠與萌發(fā)研究中發(fā)現(xiàn)，赤霉素處理后的葡萄種子，出苗后上胚軸長、莖伸長、莖粗較細(xì)，對后期的成苗質(zhì)量影響較大[24]。為解決這一問題，該試驗在前述研究的基礎(chǔ)上，利用新型菌肥“五谷黃金液”開展了施肥處理試驗，發(fā)現(xiàn)“五谷黃金液”稀釋至300倍時，有利于葡萄成苗，且成苗率最高，無死苗現(xiàn)象?！拔骞赛S金液”稀釋1倍和5倍時，‘維多利亞’葡萄幼苗全部死亡，說明濃度過高，幼苗被燒死。該試驗證明了“五谷黃金液”稀釋300倍處理，幼苗根系發(fā)達(dá)、莖粗且莖長中庸，成苗質(zhì)量最佳，為最佳應(yīng)用濃度。

4 結(jié)論

該試驗建立了一套適宜萌發(fā)葡萄種子成苗的較佳技術(shù)方案，即利用2∶1∶1∶1比例的泥炭土、珍珠巖、蛭石、河沙自制基質(zhì)，25 ℃培育，并于出苗后1個月，施以稀釋300倍的“五谷黃金液”，可實現(xiàn)葡萄種子高效出苗及成苗，為葡萄種子高效育苗提供重要指導(dǎo)。