不同授粉方式对观赏海棠座果率及果实品质的影响1)

梅志轩 王改萍

(南京林业大学，南京，210037)

观赏海棠(Malusspp.)是蔷薇科(Rosaceae)苹果属(Malus)植物中果实较小，果径d≤5 cm的一类植物总称[1]。观赏海棠为落叶小乔木，主要分布在北温带，分布区横跨欧亚大陆、北美洲。因其花色美艳，素有“国艳”之美誉。我国是苹果属植物的分布及多样性中心[2]，野生海棠种质资源丰富。国内外工作者通过多年杂交育种、育种改良，培育出众多在花、叶、果各方面观赏性均极佳的品种，极大地丰富了海棠的观赏类型[3]。海棠不仅具有观赏价值，还具有食用、加工、药用等多方面价值[4-5]。由于观赏海棠具有很强的环境适应能力，对日常管理的要求低，所以其在现代园林景观中应用十分广泛[6-8]。

目前国内外对海棠的研究主要集中在育种、分类及遗传多样性、生长及生理特性等方面[9]，几乎没有关于辅助授粉方面的研究。海棠是虫媒传粉植物，在自然条件时，如果传粉期遇到恶劣天气，则需要辅助授粉以保证当年果实产量。以观赏海棠‘红珠宝’、‘超甜时光’、‘百夫长’作为试验材料，设计蔗糖、硼酸的单因素试验及正交试验，以得到最佳的喷雾授粉配比。对目前生产常用的人工点授、喷雾授粉、喷粉授粉[10]3种不同的授粉方式进行比较分析，探究最适合观赏海棠的辅助授粉方式，以解决目前部分优秀观果品种果实产量较小、授粉期遭遇恶劣天气等问题，为日后海棠辅助授粉提供理论、技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为江苏省扬州市江都区仙女镇(119°55′E、32°42′N)南京林业大学海棠种质资源圃6～8年生‘红珠宝’、‘百夫长’、‘超甜时光’海棠嫁接苗的新鲜花粉及优良单株，单株砧木为湖北海棠，株行距2 m×3 m，每行栽植各品种海棠10～30株，所有单株皆已进入结果年。

1.2 花粉的采集

于2019年4月上旬(始花期)上午08:00—10:00采集‘红珠宝’、‘百夫长’大蕾期花朵。采回后用镊子将花药拨出，收集于敞口的硫酸纸盒，室温环境下自然散粉，待散粉完成后收集花粉于离心管中。

1.3 喷雾授粉悬浊液配方测定

采用蔗糖、硼酸的单因素试验，将质量分数为0、5.00%、10.00%、15.00%、20.00%、25.00%、30.00%的蔗糖，质量分数为0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%的硼酸，与1 g花粉混合成200 mL悬浊液，对其中影响因素较大的水平进行L25(52)正交试验。

1.4 授粉方法

以自然授粉作为对照(CK)，设置喷雾授粉、人工点授、喷粉授粉3个处理，挑选4株生长情况相同的海棠单株，于小蕾期对授粉单株进行套袋处理，在盛花期进行授粉，每个处理授粉300朵。

自然授粉：在自然状态下不进行人为干涉，靠风媒、虫媒等进行传播授粉。

人工点授：用毛笔蘸少量花粉轻点需要授粉花朵的柱头，从而进行授粉。

喷雾授粉：按正交试验得到的最佳配置比例调配液体授粉配置液，用超低量喷雾器进行授粉。

喷粉授粉：以m(花粉)∶m(滑石粉)=1∶50进行配置，装于旺果牌授粉器中进行授粉[10]。

1.5 果实座果率统计与品质测定

于子房膨大期(授粉后15 d)记录子房膨大的数量。

座果率=(座果数量/挂牌花朵总数)×100%。

在果实的成熟期(11月中下旬左右)采摘果实，进行果实品质的测定。采用手持测糖仪测定可溶性固形物；蒽酮比色法测定可溶性糖；氢氧化钠滴定法测定有机酸；2，6-二氯靛酚滴定法测定维生素C[11]。

1.6 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行处理并制图；SPSS 19.0软件对数据进行统计分析；单因素方差分析、DUNCAN法对不同处理的相关指标进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 喷雾授粉悬浊液配方对座果的影响

从表1可以看出，蔗糖对海棠座果具有重要影响。不同蔗糖质量分数的喷雾授粉悬浊液中，其座果数、座果率均随着蔗糖质量分数的升高，呈现先升后降的趋势。当蔗糖质量分数为10.00%时，海棠的座果率达到峰值(71.00%)。蔗糖质量分数增高或降低时，座果率均开始下降。由此可知，喷雾授粉中，最佳配比的蔗糖质量分数为10.00%。

表1 不同蔗糖质量分数的座果量

从表2可以看出，硼酸对海棠座果有重要影响。在不同硼酸质量分数的喷雾授粉悬浊液中，其座果数、座果率随着硼酸质量分数的升高，呈现先升后降的趋势。当硼酸质量分数为0.02%时，海棠的座果率达到峰值(65.67%)。硼酸质量分数增高或降低时，座果率均开始出现下降，由此说明，液体授粉中，最佳配比的硼酸质量分数为0.02%。

表2 不同硼酸质量分数的座果量

根据单因素试验结果，将各因素(蔗糖、硼酸)影响较大的水平进行正交试验，寻找两因素的最佳配比。正交试验数据的方差分析结果如表3所示，蔗糖、硼酸在喷雾授粉试验中均起主导作用。质量分数为10.00%的蔗糖与质量分数为0.02%的硼酸是座果率最高的组合，座果率高达84.33%，与其他组合有显著差异，这与单因素试验结果一致。因此，综合单因素试验、正交试验，观赏海棠喷雾授粉的最佳配比为花粉1 g、蔗糖质量分数20.00%、硼酸质量分数0.04%、悬浊液为200 mL。

表3 不同配置液海棠授粉正交试验结果

2.2 不同授粉方法对果实的影响

由表4可以看出，不同的授粉方式在用粉量、工作效率上有显著差异。人工点授所用花粉量最少，只需0.1 g花粉；制作200 mL喷雾授粉悬浮液进行喷雾授粉需要1.0 g花粉；喷粉授粉则需要2.0 g花粉。从所用时间来看，喷雾授粉、喷粉授粉所需时间最短，只要0.2 h，人工点授单人工作则需要3 h。

表4 不同授粉方式用粉量和时间

由表5可知，不同授粉方式对座果率的影响差异显著。其中，人工点授的座果率最高，达98%；喷雾授粉次之，达88.33%，与自然授粉相比，二者皆可以显著提高果实的座果率。喷粉授粉效果最差，座果率仅有57.67%，不如自然授粉。

表5 不同授粉方法的座果率

由表4可知，不同授粉方式处理后所结果实，其可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、维生素C间有一定差异，但与CK相比均无显著差异。

表6 不同授粉方法的果实品质

3 结论与讨论

授粉是果树栽培过程中的重要环节，直接影响座果率、果实发育，最终影响果实品质。自然环境条件时，海棠由于自交不亲和，果实产量难以保证。目前，我国大多数采用配置授粉树及人工辅助授粉、蜜蜂授粉等方式来达到提高海棠果量。其中人工授粉包括人工点授、喷雾授粉、机械喷粉等方式。

蔗糖是大多数植物花粉离体萌发所必需的的重要成分[12-13]，其能在花粉萌发时为花粉管的生长提供营养物质及花粉萌发所需要的渗透压[14]。硼酸是在花粉离体萌发时所需要的另一主要成分[15-16]，其主要作用是参与花粉管顶端细胞壁的形成，对花粉管膜中果胶的合成有重要作用。离体培养中，适宜的硼酸处理可以有效提高花粉萌发率[17-18]。硼的缺失会造成果胶甲酯酶活性的改变，导致酸性果胶质在顶端的大量富集，从而导致花粉管破裂，抑制花粉萌发与花粉管的伸长[19]。有关研究表明蔗糖、硼酸质量分数过高、过低都不利于花粉萌发。詹妮等[20]对大叶相思花粉萌发的研究发现，200 g·L-1蔗糖与300 mg·L-1硼酸的组合最适宜大叶相思花粉的萌发。本研究中，质量分数为10.00%的蔗糖与质量分数为0.02%的硼酸组合时，观赏海棠座果率最高，与詹妮等[20]的试验结果略有差异，分析原因是由于物种不同，花粉萌发条件不同。

观赏海棠属于异花授粉植物，在生产中必需配置授粉树或人工辅助授粉才能正常结果，有些品种不结果或果量小，则需要人工授粉。不同授粉方式对座果的影响差异显著，人工点授效果最佳，喷雾授粉次之，喷粉授粉效果最差，人工点授、喷雾授粉均可提高果实座果率。这与孙彪[10]的研究结果略有偏差，分析原因为不同物种之间授粉特性有所差异，且喷粉授粉更易受风向的影响，从而增加了授粉授精的难度。人工点授虽然对花粉的需求量较小，但是效率低，需要的人工及时间均较多，不适合大面积使用；喷雾授粉、喷粉授粉在很大程度上提升了授粉的效率，大大缩短了工作时间，但是喷粉授粉需要更多的花粉且易受到天气因素的干扰，喷雾授粉需求的花粉量比喷粉法小，装置的装载量较大，更适合大面积使用。综合来看，虽然人工点授能够显著提高海棠的座果率，但是操作起来费工费时；喷雾授粉虽座果率较人工授粉有所降低，但更经济方便，更适合大面积推广。

不同授粉方式对观赏海棠果实品质影响的试验结果表明：3种授粉方式虽然在可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、维生素C这几种果实品质指标上表现有所差异，但是差异并不显著。李鹏[21]关于猕猴桃花粉活力及人工授粉技术的研究表明，不同授粉方法处理后的果实糖度、酸度等品质差异显著；叶开玉等[22]在不同授粉方式对红阳猕猴桃坐果率及果实品质影响的试验表明，不同授粉方式对猕猴桃果实有一定影响，但是差异并不显著，这与授粉的充分程度或授粉品种间差异以及果实发育的营养状况有关。