授粉次数、种瓜坐果节位与坐果时间对西葫芦种子产量及品质的影响

赵天波，李聪聪，李 情，谢 冰

（山东农业大学园艺科学与工程学院·农业部黄淮海地区园艺作物生物学与种质创新重点开放实验室 山东泰安 271018）

制种技术是提高蔬菜种子产量与品质的关键。瓜类蔬菜的花粉生活力与柱头活力持续时间较短，种瓜及种子发育需消耗大量光合产物，故而如授粉时间及次数、种瓜坐果节位及坐果时间（瓜龄）、单株种瓜数量等制种技术环节均极大影响瓜类蔬菜种子的产量与品质。前人对瓜类蔬菜制种技术的研究表明，种瓜坐果节位、授粉次数显著影响黄瓜种子的品质、产量[1]；坐果38 d、后熟10 d的甜瓜种子在保证品质的基础上，产量最高[2]；黄瓜腰瓜的单果结籽数及千粒重最高、根瓜及顶瓜次之[3]。有关制种技术影响西葫芦种子生产的研究也有一定报道。孙守如等[4]研究表明，在30～60 d内，种瓜坐果时间越长，西葫芦单瓜产种量及种子千粒重、发芽率、发芽势、活力指数越高；授粉次数对西葫芦种子品质影响不显著，但对种子产量影响显著[5]。在授粉时间的研究上，西葫芦种株8：00授粉种子数量与品质均较好；6：00授粉种子数量大，但种子品质差；10：00授粉种子数量较少，但种子品质好[6-7]。朱培贤等[8]研究显示，种瓜数量与坐果节位对种子产量、品质影响显著，以每株留1个种瓜、第2雌花节留瓜的产种量高、种子品质好。实际上，西葫芦种子产量与品质是多种因素共同作用的结果，但前人只研究了单一因素对西葫芦种子产量与品质的影响。本研究利用正交试验设计，综合考察授粉次数、种瓜坐果节位及坐果时间等关键制种技术环节对西葫芦种子产量及品质的影响，旨在为优化西葫芦制种技术、进一步提高西葫芦种子产量与品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以本项目选育的西葫芦自交系‘08-5’为试材，2015年3月下旬播种育苗，3叶1心时定植于山东农业大学园艺试验站塑料大拱棚。试材生育期内均按常规措施进行管理。各处理每个单株均留1个种瓜，收获后均后熟7 d剖瓜取种，种子置通风处晾晒干燥。

1.2 试验设计

选取西葫芦制种技术中3个主要因素即授粉次数、种瓜坐果节位与坐果时间进行考察，各因素均设 3个水平。授粉次数（P）为 1次（6：00进行）、2次（6：00、8：00 进行）、3 次（6：00、8：00、9：00 进行）；种瓜坐果节位（N）为第2、第3、第4雌花；种瓜坐果时间（T）为 35、40、45 d。其中，坐果时间的统计自授粉日始，至种瓜采收日止。采用3因素3水平L9(33)正交试验设计，共9个处理，每处理3次重复，每重复种植5株。待种子晾晒干燥后，统计各处理种子产量指标，测定各处理种子品质指标。

发芽率/%=（发芽种子数/供试种子总数）×100；

发芽势/%=（规定时间内发芽种子数/供试种子总数）×100（规定时间按3 d计）；

发芽指数/%=∑（当天发芽种子数/发芽时间）×100；

种子活力指数=种子胚根质量×发芽指数。

试验数据均采用Excel 2007进行处理并绘图，用DPS软件进行方差分析及LSD法多重比较。

2 结果与分析

2.1 授粉次数、种瓜坐果节位及坐果时间对西葫芦种子产量的影响

2.1.1 正交试验的直观分析 由表1可见，单果种子数最多的处理为P3N2T2，即授粉3次、第3雌花坐果、种瓜坐果40 d；单果种子产量最高、百粒重最大的处理均为P3N1T3，即授粉3次、第2雌花坐果、种瓜坐果45 d。

表1 种子产量指标正交试验结果

由表2可知，单果种子数的极差R大小顺序为RP＞RT＞RN，单果种子产量、百粒重的极差 R 大小顺序均为RT＞RP＞RN。由此可见，3个因素对单果种子数影响的主次顺序为P＞T＞N，即授粉次数是影响单果种子数的主要因素，其次为种瓜坐果时间，坐果节位的影响最小；3个因素对单果种子产量、百粒重影响的主次顺序均为T＞P＞N，即种瓜坐果时间是影响单果种子产量、百粒重的主要因素，其次为授粉次数，坐果节位的影响最小。

表2 种子产量指标正交试验直观分析

2.1.2 正交试验的方差分析 由表3可知，试验因素贡献率（因素平方和与总平方和之比）的大小可对因素的重要程度进行量化，某一因素的平方和对总平方和的贡献率愈大，则表示该项因素对该评价指标的影响力愈强，下同。F检验显示，因素P对单果种子数的影响达极显著水平，贡献率高达84.97%，而因素N、T的影响则不显著，贡献率只有1.31%、1.97%；因素P、N对西葫芦单果种子产量、百粒重的影响均达显著水平，其中，因素P的贡献率分别为21.08%、23.13%，因素N的贡献率分别为17.82%、17.49%；因素T对单果种子产量、百粒重的影响均达极显著水平，贡献率分别为60.54%、53.63%。综上可见，授粉次数极大影响西葫芦单果种子数，多次授粉以保证柱头接受足量花粉，是显著提高西葫芦种子产量的基础；种瓜坐果时间是提高西葫芦单果种子产量、百粒重的首要因素，进而也是提高西葫芦种子总产量的关键之一。

表3 种子产量指标正交试验方差分析

2.1.3 种子产量指标3因素各水平间多重比较 由表4可见，因素P对3个种子产量指标的影响是一致的，即P2与P3之间差异不显著，但二者均与P1差异显著，说明只授粉1次均不利于西葫芦3个种子产量指标的提高，而授粉2次、3次可显著提高种子产量，且二者之间差异不显著。单果种子数在因素N的3个水平之间差异均不显著，说明坐果节位不影响单果种子数；百粒重、单果种子产量在因素N各水平间的差异表现是一致的，即N1与N2、N3之间差异显著，而N2与N3之间差异不显著，说明以第2雌花留种有利于提高百粒重与单果种子产量。单果种子数在因素T的3个水平间差异不显著，而百粒重与单果种子产量在因素T的3个水平之间均差异极显著，说明种瓜坐果时间不影响单果种子数，但坐果45 d可明显提高百粒重与单果种子产量。由于3次授粉比2次授粉加大了工作量，提高了制种成本，故提高种子产量的最优试验处理为P2N1T3，即授粉2次、第2雌花坐果、种瓜坐果45 d。

表4 种子产量指标3因素各水平LSD多重比较

2.2 授粉次数、种瓜坐果节位及坐果时间对西葫芦种子品质的影响

2.2.1 正交试验的直观分析 由表5可见，发芽率最高的处理为P3N1T3、P1N2T3，即授粉次3或1次、第2或3雌花坐果、种瓜坐果45 d；而发芽势、发芽指数、活力指数最高的处理均为P3N1T3，即授粉次3次、第2雌花坐果、种瓜坐果45 d。

表5 种子品质指标正交试验结果

由表6可见，发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数的极差R大小顺序均为RT＞RN＞RP，故3个试验因素对种子品质指标影响的主次顺序均为T＞N＞P，即种瓜坐果时间是影响西葫芦种子4个品质指标的主要因素，其次为坐果节位，授粉次数的影响最小。

表6 种子品质指标正交试验直观分析

2.2.2 正交试验的方差分析 由表7可见，F检验显示，3个试验因素对西葫芦种子品质影响程度差别较大。其中，因素P对发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数的影响均不显著，贡献率分别为11.33%、8.51%、0.78%、15.48%。因素N对发芽率影响不显著，但对发芽势、发芽指数、活力指数均有显著影响，贡献率分别为30.41%、27.99%、22.86%、30.25%。因素T对发芽率影响不显著，对发芽势有显著影响，对发芽指数、活力指数均有极显著影响，贡献率分别为43.46%、52.20%、65.22%、50.91%。由上分析可见，种瓜坐果时间是提高种子品质最为关键的因素，坐果节位次之，授粉次数影响最小。

表7 种子品质指标正交试验方差分析

2.2.3 种子品质指标3因素各水平间多重比较 由表8可见，4个种子品质指标在P1、P2、P3间差异均不显著；发芽率在因素N的3个水平间均差异不显著，而发芽势、发芽指数、活力指数在N1与N2、N3间差异显著，在N2与N3间差异不显著；发芽率在因素T的3个水平间均差异不显著，发芽势在因素T的3个水平间均差异显著，而发芽指数、活力指数在因素T的3个水平间均差异极显著。综上分析，兼顾制种成本，提高种子品质的最优试验处理为 P1N1T3。

表8 种子品质指标3因素各水平LSD多重比较

3 讨论与结论

为保证种瓜与种子的充分发育，西葫芦种株通常只留1个种瓜，所以，单果种子数是西葫芦单果种子产量的重要构成因素之一，也是提高西葫芦种子总产量的关键指标之一。西葫芦胚珠数量多，单果种子产量提升潜力很大。本次试验条件下，授粉次数是影响西葫芦单果种子数的首要因素，其次为种瓜坐果时间，坐果节位的影响最小，且2次及3次授粉效果极显著优于1次授粉。前人研究发现[9]，中国南瓜（与西葫芦同为南瓜属蔬菜）结1粒种子需4.8～5.9倍的花粉，多次足量授粉可提高其结籽率，本试验结果与此一致。闫建敏、方凌、朱海山等[10-12]在番茄制种上的研究也取得了类似的结果。采用2次或3次授粉，每次授粉操作应将花粉均匀涂满柱头以保证花粉量充足，于早上6：00—9：00完成，此时正值柱头与花粉粒生活力最旺盛期，可大幅增加受精胚珠的数量，进而可明显增加发育成的种子数量。因此，授粉环节在西葫芦种子生产中至关重要，依然有进一步优化的价值。

本试验结果显示，西葫芦种瓜坐果时间对所测定的几个种子产量、品质指标均有不同程度的影响，尤其对种子百粒重、单果种子产量、发芽指数及活力指数的影响均极显著。随着坐果时间的增加，种瓜、种子均可充分发育，使种粒饱满、生活力旺盛。所以，西葫芦制种时应在生产条件允许的情况下，保证种瓜的坐果时间，但也不宜过长。相关研究[13]表明，种子在种瓜内后熟时间过长容易出现瓜内种子发芽的现象。本项目是在山东农业大学大拱棚中开展的，该地温光环境极其适合西葫芦的生长，该研究中发现，西葫芦种瓜收获、后熟后若不及时取种，种子极易在种瓜内萌发，失去使用价值，具体萌发时间因自交系而异，萌发最早的可短至50 d(坐果时间+后熟时间)。提早萌发的机制目前尚不清楚，推测应与西葫芦种子的休眠特性有关。本试验种瓜坐果时间选取35、40、45 d，各水平的种瓜收获后均后熟7 d，是基于满足种子发育所需时间、避免种子早萌发2方面的考虑。有关西葫芦种子休眠及提早萌发特性的机制将在后续研究中探讨。

以本试验所设3个水平来看，要获得高产、优质的西葫芦种子，种瓜坐果节位宜选择最低的第2雌花节，第3、4雌花节坐果与第2雌花坐果差异显著。较低的雌花节位留种，有利于种瓜生长发育中的养分供应，并可避免出现后代第1雌花节位升高的现象，影响早熟性表达。但第1雌花易因花芽分化异常、坐果时种株尚小而导致果实及种子发育不良，所以不适宜留种。若制种时某些种株的第2雌花由于各种原因难以利用，从本试验结果看，应尽量选择第3、4雌花留种，不宜再选更高节位的雌花。

综合正交试验直观分析、方差分析与多重比较的结果，兼顾制种成本，本试验中，提高西葫芦种子产量、品质的最优处理为P2N1T3，即授粉2次、种瓜第2雌花坐果、坐果45 d。