基肥施用方式对‘珍珠油杏’雌雄蕊发育的影响

雷贵华，代胜棋，张广娜*，石红艳，林祥杰，王 芸，郑亚琴

（1.临沂大学农林科学学院，山东临沂 276005；2.临沂大学药学院，山东临沂 276005；3.临沂大学资源环境学院，山东临沂 276005）

‘珍珠油杏’（American vulgarisLam.）为蔷薇科杏属植物[1]，也称‘石闸珍珠杏’，属实生杏变异品种。花为单生，两性花，颜色为桃红色且带有芳香，是于1985 年山东省泰安市发现的优良品种[2]；经过多年的植物科学实验观察和农业栽培技术研究，现已培育出稳定的珍珠油杏树种，‘珍珠油杏’性状稳定、适应性极强、耐干旱和盐碱、耐贮运、果实品质优良、营养丰富[3]，有较高的商品和经济价值[3-4]。

杏是虫媒花，同一品种自花结实率较低[1]。杏树在生产上普遍存在自然坐果率低、产量不稳定的问题，杏花器官发育不全，树势较弱或贮藏养分不足，造成花器官退化，落花落果严重，因此雌雄蕊发育受到普遍关注，研究认为雌蕊发育类型与果实产量密切相关[5-6]。另外，花粉饱满度、花粉生活力的高低直接影响授粉和受精过程，进而对坐果率产生一定影响[5]。由于‘珍珠油杏’落花落果现象明显，很大程度上影响了‘珍珠油杏’的丰产稳产，坐果率低显著影响了果农的收入，制约了‘珍珠油杏’产业的发展。而秋季采收后施用基肥能够使果树树体营养得到及时补充，促进花芽发育，有利于果树第二年的开花和结果[7]。杜国新等[8]研究了配方施肥对‘珍珠油杏’品质的影响，认为施肥不仅影响‘珍珠油杏’树体的生长，对改善‘珍珠油杏’的果实品质也有促进作用。总之，当前有关‘珍珠油杏’的研究主要集中在引种、丰产和栽培技术等方面[8-10]，关于秋施基肥对‘珍珠油杏’雌雄蕊发育的影响研究较少。鉴于此，本研究探讨了不同的基肥施用量及深度对‘珍珠油杏’雌雄蕊发育的影响，以期更好地指导‘珍珠油杏’的生产。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为‘珍珠油杏’，种植于临沂大学农林科学学院试验基地（35°7′45″N、118°17′16″E）。

有机肥为大豆粉粒发酵肥（有机质≥45%，N＋P2O5＋K2O≥5%），购自天宝生物工程有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平，FA2204N 外校型，上海菁海仪器有限公司；数显卡尺，0～150 mm，中国机械工人科技股份有限公司；生物显微镜，XSP-C204，上海寰熙医疗器械有限公司；精密恒温水浴锅，HH-S11.4，江苏金坛市医疗仪器厂。

1.3 方法

于2020 年10 月底对‘珍珠油杏’施用有机肥，共五个试验处理，其中常规用量为10 kg/株，常规施肥深度为20～40 cm，详见表1。

表1 有机肥施用量及施用深度的实验设计Table 1 Experimental design of different application dosage and application depth of organic fertilizer

1.4 测定方法

‘珍珠油杏’生长发育到盛花期时进行花朵的统计和采样，室内主要进行雄蕊花器结构的测量、花粉饱满度的观察、‘珍珠油杏’花粉生活力和分类雌蕊发育程度的测定。

1.4.1 雄蕊花器结构的测定

于盛花期随机采集‘珍珠油杏’花朵，测量雄蕊花器官指标和百粒花药质量；使用数显卡尺测量每株‘珍珠油杏’的花丝长度、花药大小（长×宽），每个处理采集3株果树，每株采集3 朵，将每朵花中取长度最长的5 根花丝定义为长花丝，记为花丝（长），最短的5 根定义为短花丝，记为花丝（短），通过长短花丝的平均长度比较各处理对雄蕊花丝的影响，各指标取处理间算术平均值；取‘珍珠油杏’的花药，测定长度和宽度，花药称质量后换算为百粒花药质量[10]。

1.4.2 花粉饱满度的观察

取‘珍珠油杏’的少量花粉于载玻片上，在生物显微镜下观察‘珍珠油杏’的花粉，饱满实心的花粉粒为正常发育的花粉，空瘪透明的花粉粒为发育畸形的花粉，可根据花粉的饱满度初步判断花粉的质量。统计非畸形花粉粒数和花粉粒总数，计算花粉饱满度，每个样品观察6个视野[11]。花粉饱满度计算公式见式（1）。

式中，Pf为花粉饱满度，%；NA为非畸形花粉粒数，At为花粉粒总数。

1.4.3 珍珠油杏花粉生活力的测定

采摘‘珍珠油杏’当天开放的花朵，将其收集于硫酸纸袋中带回实验室进行花粉生活力测定。于载玻片上滴一滴蒸馏水，用镊子取5 个花药，用解剖针挑拨均匀，并使花粉散开，加入1～2 滴0.5%TTC 溶液，盖上盖玻片，将载玻片放入保湿培养皿中，然后将其置于28 ℃精密恒温水浴锅中，15 min 后在低倍显微镜（4×16）下观察。能被染成红色的花粉表示具有较强生活力，无色为发育不良无活力的花粉。镜检时重复3 次，每次重复镜检5 个视野[12-13]。花粉生活力计算公式见式（2）。

式中，PV为花粉生活力，%；v为有活力的花粉粒数，At为花粉粒总数。

1.4.4 雌蕊发育程度判断方法

于盛花期统计每株‘珍珠油杏’的花朵数和雄蕊、雌蕊的长度，通过比较雌雄蕊的花蕊长度，判断雌蕊的发育类型（分类依据详见表2）。其中雌高型和等高型雌蕊为完全花，雌低型和雌退型为雌蕊败育[5-6]，以此计算完全花比例。完全花率的计算公式见式（3）。

表2 雌蕊发育类型及判断依据Table 2 Types and the determination basis of pistil development

式中，CFR为完全花率，%；CF为完全花数，Ft为花朵总数。

1.5 数据分析与作图

采用软件Excel 2010 和SPSS 16.0 对所得数据进行整理和统计分析，处理间各指标差异使用单因素方差分析，显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 基肥施用对‘珍珠油杏’雄蕊花器结构的影响

2.1.1 不同施用深度对雄蕊花器结构的影响

不同施用深度对‘珍珠油杏’雄蕊花器官结构的影响如表3 所示。由表知，控制有机肥施用量为10 kg/株，不同施用深度对花丝长度和花药大小均无显著影响，表明花丝长度和花药发育对有机肥施用深度的响应不敏感。而施肥深度对雄蕊百粒花药重影响显著，在施肥深度为0～20 cm 时，百粒花药质量平均为25.5 mg，显著低于其他两组处理的。

表3 不同施用深度下的雄蕊花器指标Table 3 Indicators of stamen apparatus at different application depths

2.1.2 不同施用量对雄蕊花器结构的影响

从表4 可知，控制施肥深度为常规深度20～40 cm，不同施肥量的处理下，短花丝长度、花药大小均无显著差异。当施肥量为15 kg/株时，花丝长度显著高于施肥量为5 kg/株的长度；当施肥量为5 kg/株时，百粒花药质量显著低于施肥量为10 kg/株和15 kg/株的。

表4 不同施用深度下的雄蕊花器指标Table 4 Indicators of stamen apparatus at different application depths

综合表3、4 可以得出，施肥用量和深度对‘珍珠油杏’雄蕊的百粒花药质量影响显著。在施肥深度为0～20 cm、20～40 cm 和40～60 cm 的处理下，百粒花药质量分别为25.5±3.62、51.1±6.24、50.3±2.38 mg，第一个处理百粒花药质量比后两者百粒花药质量减少24.8～25.6mg，后两者无显著差异。在施肥量为5、10、15 kg的处理下，百粒花药质量分别为26.0±5.31、51.1±6.24、48.6±3.20 mg，第一个处理百粒花药质量比后两个处理的百粒花药质量减少22.6～25.1 mg，后两个处理间无显著差异。可见施肥深度不适宜或施肥量不足都会导致‘珍珠油杏’雄蕊花药发育不良。

2.2 基肥施用对‘珍珠油杏’花粉的影响

不同基肥施用处理对‘珍珠油杏’花粉饱满度和花粉生活力的影响如图1、2 所示。图1 表明，当控制有机肥施用量为10 kg，施肥深度不同时，各处理组花粉饱满度和花粉生活力的无显著差异。由图2 可知，当有机肥施用深度为常规深度20～40 cm，施肥量不同时，各处理组花粉饱满度和花粉生活力的差异不显著，说明本研究中不同的施肥量或施肥深度对‘珍珠油杏’的花粉饱满度和花粉生活力没有显著影响。

图1 不同施用深度下的花粉饱满度和花粉生活力Fig.1 Pollen fullness and pollen viability at different application depths

图2 不同施肥量下的花粉饱满度和花粉生活力Fig.2 Pollen fullness and pollen viability at different fertilizer application dosages

2.3 基肥施用对‘珍珠油杏’雌蕊发育的影响

根据对比雌蕊和雄蕊的长度，可以将雌蕊发育程度分为四种类型：雌高型、等高型、雌低型和雌退型[6]。其中雌高型和等高型雌蕊为完全花，雌低型和雌退型雌蕊为败育花。

不同基肥施用处理对‘珍珠油杏’雌蕊发育程度的影响如表5 所示，当基肥施用量一定，施用深度不同时，完全花率均在40%～50%之间；当基肥施用深度一定，施用量不同时，完全花率差异较大，分别为27.45%、40.43%、55.05%，可见，完全花率随基肥施用量的增加而明显增大。

表5 不同基肥施用量对‘珍珠油杏’雌蕊发育程度的影响Table 5 Effect of different basal fertilizer application contents on the degree of ‘Pearl oil apricot’ pistil development

3 讨论

在施肥量为10 kg/株时，施肥深度0～20、20～40、40～60 cm 处理对花丝长度和花药大小均无显著影响，而0～20 cm 处理百粒花药质量显著低于20～40 cm 和40～60 cm 处理，表明常规施肥量下，雄蕊花丝和花药发育对0～60 cm 层施肥深度响应不敏感，但施用深度在20 cm 以下可显著增加雄蕊百粒花药质量。王玉柱[14]研究发现杏树根系主要分布在10～90 cm的土层内，施肥深度在此之内利于根系对养分的吸收，说明基肥施用较浅可能不利于‘珍珠油杏’根系对土壤养分的吸收。而当施肥深度一定时，低施肥量处理（5 kg/株）花丝长度显著低于高施肥量处理（15 kg/株）的花丝长度，低施肥量百粒花药质量显著低于常规施肥量和高施肥量处理，这可能是由于树势较弱或贮藏养分不足易造成花器官退化[5]。综上，该地区土壤贫瘠常规施肥量也不足以满足‘珍珠油杏’雄蕊发育所需。

花粉饱满度和花粉生活力的高低对‘珍珠油杏’的受精和坐果有一定影响，刘宁等[15]认为杏树第二次落花高峰的原因是杏花授粉受精不良，雌蕊授粉受精不良使子房产生的激素不足，间接导致杏树落花落果，除此之外树体营养还与花粉饱满度和花粉生活力有关[5]。本实验不同施肥深度和施肥量处理下，各处理花粉饱满度均在80%～95%之间，花粉生活力均在65%～80%之间，处理间结果均无显著差异，说明在现有施肥处理下施肥深度、施肥量对花粉饱满度和花粉生活力的影响不大。这可能是因为花粉生活力的高低受自身遗传特性影响较大[10,16]。

雌蕊败育会使‘珍珠油杏’减产，研究表明坐果率大小与完全花比例高低有关[6]。张玲等[17]研究得出秋季施肥可提高大扁杏的完全花率，本研究发现秋施基肥施用深度对完全花率的影响较小，而基肥用量对完全花率的影响较大，施肥量为5、10、15 kg 时，完全花率分别为27.45%、40.43%、55.05%，说明基肥施用量的适度增加有利于雌蕊发育。

4 结论

本文通过设置不同的基肥施用量和施用深度处理‘珍珠油杏’，发现基肥施用量和施用深度对‘珍珠油杏’雄蕊花器官结构、花粉饱满度和花粉生活力无显著影响，但是对‘珍珠油杏’的百粒花药质量影响显著，施肥深度超过20 cm 和施肥量增加等措施都有利于‘珍珠油杏’的百粒花药质量的提高；基肥施用量越高‘珍珠油杏’完全花率越大。因此，在‘珍珠油杏’栽培管理中，可以采取适量增加基肥施用量和施肥深度来提高‘珍珠油杏’对养分的吸收效果，促进雌雄蕊发育，从而提高‘珍珠油杏’的坐果率，但是施肥量上限以及完全花率与施肥量的关系问题尚未探明，需要进一步研究。