不同消毒处理对大花卷丹百合种子发芽的影响

胡新颖李雪艳王伟东白一光周俐宏杨迎东

(辽宁省农业科学院花卉研究所,辽宁 沈阳 110161)

百合(Liliumspp.)是百合科百合属多年生草本植物,世界著名球根花卉,具有较高的观赏价值和经济价值。种子是百合适应自然界复杂多变的恶劣环境,实现自我保护、繁衍后代的主要载体,由于种子抵御不良环境能力强,传播范围广,能够有效携带亲本遗传信息,杂交后代性状易分离,杂种优势明显,所以利用杂交种子获得实生苗一直是现代百合新品种选育的重要途径。百合基因组庞大,遗传背景复杂,远缘杂交亲和性差,得到有胚种子的难度较大,如何利用好已有种子,提高种子萌芽率、成球率、成花率,使其价值最大化一直是百合育种工作者不断努力的目标。国内外学者针对百合种子萌发做了许多研究,主要集中在打破种子休眠、促进萌发等方面,如采用赤霉素、硝酸钾、乙烯等激素或试剂处理,变温处理,选用适宜栽培基质等来提高种子萌发率[1～9]。笔者在研究中发现百合种子在播种及苗期生长过程中很可能由于自身或基质带菌等原因,感染猝倒病、立枯病、根腐病等病害,导致种子腐烂不发芽或发芽后萎蔫死亡,降低种子成苗率。为了验证相关判断,研究以百合原生种大花卷丹(Liliumleichtliniivar.maximowiczii(Regel) Baker)自然结实种子为试材,在种子播种前进行不同消毒处理,以期筛选出最佳种子播种前消毒配方,优化百合种子播种处理技术,提高育种效率。百合种子播种前开展不同消毒配方筛选的研究未见报道。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019年11月采收的大花卷丹自然结实种子,经拷种,挑选出种胚清晰可见,种胚长度达到成熟胚总长2/3以上的饱满种子。

供试消毒剂包括:咪鲜胺锰盐、多菌灵、霜霉威盐酸盐、恶霉灵、甲基硫菌灵、咯菌腈、申嗪霉素,消毒剂详细信息见表1。

表1 供试消毒药剂主要信息

1.2 试验方法

试验于2020年3月18日进行,采用单因素完全随机试验设计,将杀真菌剂(咪鲜胺锰盐、多菌灵、霜霉威盐酸盐、恶霉灵、甲基硫菌灵、咯菌腈)分别与杀细菌剂申嗪霉素按表2所示浓度配比,共6个处理,每个处理150粒种子,3次重复。各处理种子先用流水冲洗10 min,包在纱布中在清水中浸泡24 h,然后再分别在各处理药剂中浸泡1 h,取出控水,在塑料种植箱内播种。箱内基质厚15 cm,每处理种子播6行,每行25粒,种子上覆基质2 cm,以清水处理为对照。播种后浇透水,种植箱外覆地膜保温保湿,放置于连栋温室。

表2 消毒剂种类及浓度配比

1.3 数据调查与分析

记录种子开始萌发日期,自种子萌发开始,每隔3 d调查1次种子萌发情况,记录种子萌发趋于稳定的日期和最终出苗数,观察种子出苗后真叶生长情况、有无黄叶死苗现象等,秋季叶片全部枯黄后,统计收获籽球情况。经试验观察,播种后85 d时种子萌发趋于整齐,参照郎利新(2015)计算方法,发芽势以播种85 d观察的发芽数为计量标准[10]。

计算各处理种子的萌芽率、发芽势、第一片真叶萌发率、黄叶死苗率及籽球收获率。用DPS数据统计分析软件进行分析。萌芽率(%)=萌发出土种子数/播种种子总数×100%;

发芽势(%)=播种后8 d时萌发的种子数/播种种子总数×100%;

第一片真叶萌发率(%)=播种后100 d内萌发真叶数/萌发种子总数×100%;

黄叶死苗率(%)=黄叶死苗数/萌发种子总数×100%。

籽球收获率(%)=收获籽球数/播种种子总数×100%。

2 结果与分析

2.1 不同消毒处理对百合种子发芽的影响

由各处理萌芽生长的变化趋势(图1)和表3可知,种子在播种17 d后陆续出苗,随后的10 d进入迅速出苗期,萌芽率均较高,接下来21 d为相对平稳期,萌芽率基本保持不变,5月12日开始各处理萌芽数再次迅速增长,6月13日后增长缓慢,6月25日趋于稳定,各处理出苗期基本为97 d。

图1 不同消毒处理种子萌芽变化趋势

由表3可知,6种消毒处理与对照在种子萌发稳定后(6月25日)的萌芽率差异极显著,其中处理4萌芽率最高达到94.0%,处理7(对照)萌芽率最低,为78.0%,处理1、2、6和处理3、4、5的萌芽率也达到了极显著水平。处理4发芽势最高,为89.3%,与处理7和处理1的发芽势差异极显著,与处理2和处理6差异显著。综合比较萌芽率和发芽势两项指标,处理4均优于其它处理。

表3 不同消毒处理百合种子出苗情况

2.2 不同消毒处理对种子发芽后生长的影响

大花卷丹属子叶出土型的单子叶植物,播种后子叶先萌发,子叶柄生长良好并转绿,将种子带到土壤表面,然后长出2～4片真叶[11]。根据播种后100 d调查结果可见(表4),播种后38 d处理5、6、7实生苗首先长出真叶,处理3和处理4播种后46 d长出真叶,第54 d处理2也有真叶长出,而处理1未见真叶萌发。在调查的100 d内,处理7(对照)真叶萌发速度最快,播种后62 d第一真叶萌发率达到24.8%,与其他处理相比差异极显著。处理4和处理5第一真叶萌发率分别为15.6%和18.4%,二者差异不显著,但与其它处理差异显著。

试验发现,在幼苗生长过程中,处理1、2和7出现了黄叶死苗现象,其中处理7(清水对照)的黄叶死亡率达到9.4%,其他处理相比差异极显著,可见,消毒处理对于降低实生苗黄叶死亡率有效,处理3、4、5较处理1、2、3更有利于促进真叶生长,处理1、2对真叶萌发有一定抑制作用。

2.3 不同消毒处理对实生小籽球的影响

秋季,待实生苗地上部叶片枯黄,对各处理小籽球进行采收,收获籽球数和籽球收获率见图2和表4。播种前进行种子消毒的各处理收获小籽球数量均显著高于清水对照,其中处理4收获籽球为141粒,处理5收获籽球数为136粒,两个处理籽球收获率均达到90%以上,与对照差异极显著,对照收获籽球数仅为106粒。可见,播种前消毒处理对于提高实生苗籽球收获率有明显作用,消毒药剂对籽球生长的保护作用是持续的。

图2 不同消毒剂处理实生苗收获籽球数量

表4 不同消毒处理种子发芽后生长情况

3 结论与讨论

本试验采用6种消毒配方在百合原生种大花卷丹种子播种前进行消毒处理,调查了种子萌芽、生长及籽球收获情况,结果表明:播种前对百合种子进行消毒处理,可明显提高种子萌芽率、发芽势和籽球收获率,有效降低实生苗生长过程中黄叶死亡现象。分析认为可能与消毒处理有效灭杀种子本身携带的病原菌,在种子萌发和后期生长过程中减少了病害侵染有关。本实验条件下,处理4:恶霉灵1 000倍液+申嗪霉素1 000倍液消毒处理萌芽率、发芽势、第一真叶萌发率、黄叶死亡率、籽球收获率等各项指标均优于其它处理,可以作为百合种子播种前消毒处理的最佳方案。试验还发现,在种子播种后100 d内,消毒剂处理的种子子叶出土和第一真叶出土较清水对照滞后,清水对照处理的种子第69 d萌芽率达到最高,其它各消毒处理在80 d左右萌芽率达到最高;从第一片真叶开始萌发日期计算,清水处理的种子第24 d真叶萌发率就达到24.8%,其它处理28～48 d真叶萌发率才达到10%以上,处理1在播种后100 d内始终未见第一真叶萌发。这可能是消毒过程中消毒剂对种子细胞或部分组织造成伤害或对其生长发育起到一定抑制作用有关,相关机理还有待于进一步深入研究。