4個(gè)品種板栗開(kāi)花習(xí)性與花粉離體萌發(fā)研究

覃 騰，潘曉芳

（廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西南寧 530004）

板栗（Castanea mollissima）為殼斗科（Fagaceae）栗屬落葉喬木，樹(shù)高10～30 m[1]，有300 多種[2]。其果實(shí)有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3]；木材材質(zhì)堅(jiān)實(shí)、紋理通直、抗腐能力強(qiáng)且耐水濕，常用作木樁、枕木、橋板和地板等[4]。我國(guó)板栗種植有悠久的歷史，且分布廣泛，北起遼寧，南至海南[2]。板栗為雌雄異花同株植物，雄花多，雌花少，不同品種的花期不同。板栗花芽可分為完全混合芽和不完全混合芽[5]，具有一定可塑性，在一些條件下可轉(zhuǎn)化[6]。呂守芳等[7]和王廣鵬等[8]的研究表明，化學(xué)調(diào)節(jié)劑能顯著影響板栗花的性別分化和數(shù)量。劉志彥等[9]在廣東省廣州市對(duì)20 個(gè)品種板栗的開(kāi)花物候進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)各品種的開(kāi)花物候期有差異，存在雌花先開(kāi)或雄花先開(kāi)的現(xiàn)象，品種內(nèi)雌、雄花期存在相遇和不相遇的現(xiàn)象。周晶等[10]以燕山紅栗、懷黃和懷九為母本，以燕山早豐、寸栗、遼丹61 號(hào)、遵玉、上豐、石豐、玉豐、紫珀和東陵明珠9 個(gè)板栗良種為父本，研究授粉樹(shù)與花粉活力對(duì)板栗座果的影響，指出花粉活力是影響座果率的關(guān)鍵因子。不同營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)錐栗（C.henryi）的花粉作用效果不同[11]，賴俊聲等[12]指出以400 mg/kg 硼酸溶液為基礎(chǔ)加5.0%～7.5%蔗糖和以5.0%蔗糖溶液為基礎(chǔ)加400 ～900 mg/kg硼酸溶液最適宜錐栗花粉萌發(fā)。曹世剛[13]研究表明萘乙酸、赤霉素、吲哚丁酸和硼酸均能促進(jìn)板栗花粉萌發(fā)，張偉偉等[14]研究表明燕紅品種花粉的萌發(fā)率受培養(yǎng)基組分、pH、轉(zhuǎn)速和培養(yǎng)溫度等條件影響。目前，板栗是廣西隆安縣發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，種植的板栗品種主要是從外省引進(jìn)，開(kāi)展各品種板栗的開(kāi)花習(xí)性和花粉萌發(fā)研究，對(duì)于品種配置、解決板栗空苞和低產(chǎn)等問(wèn)題及提高板栗產(chǎn)量有十分積極的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于廣西南寧市隆安縣古潭鄉(xiāng)定軍村（107°79'E，23°02'N），屬低丘地貌，海拔90 m；屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，濕潤(rùn)多雨，年均氣溫21.7 ℃，最低溫度-0.8 ℃，年均降水量1 310.1 mm，年均蒸發(fā)量1 652.5 mm[15]；土壤為赤紅壤，土層厚度100 cm 以上，pH 值5.4。

供試林分為17年生板栗林，品種有雙季板栗、處暑紅、九家種和封開(kāi)2 號(hào)，樹(shù)高4～7 m，郁閉度0.7，管理措施相同。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 開(kāi)花觀察記錄

2018年11月25日休眠期（芽萌動(dòng)前），每個(gè)品種各選擇3 株生長(zhǎng)一致的健康植株，在每株的樹(shù)冠中上部不同方位（東、西、南、北）各選擇結(jié)果母枝8條，編號(hào)掛牌。從芽萌動(dòng)時(shí)開(kāi)始，每5 天觀察1 次，從開(kāi)始現(xiàn)蕾到終花期每3 天觀察1 次，記錄雄花開(kāi)放時(shí)間、雌花出現(xiàn)時(shí)間、柱頭伸出時(shí)間及可授性時(shí)間。觀察并記錄花期，雄花開(kāi)放期以雄花開(kāi)花5%為始花期Ⅰ，6%～25%為始花期Ⅱ，26%～50%為盛花期Ⅰ，51%～90%為盛花期Ⅱ，小于10%為末花期；雌花開(kāi)放期按雌花可授性劃分，雌花可授性5%為始花期Ⅰ，6%～25%為始花期Ⅱ，26%～50%為盛花期Ⅰ，51%～90%為盛花期Ⅱ，小于10%為末花期。觀察于2019年5月25日結(jié)束。根據(jù)以上觀察，了解各品種內(nèi)和品種間雌花和雄花花期相遇時(shí)間。

1.2.2 統(tǒng)計(jì)花序和純雄花枝與混合花枝數(shù)量

抽出新梢后，從各品種的不同方位隨機(jī)選擇3條新梢，編號(hào)掛牌，3 次重復(fù)。在盛花期，用計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)各品種編號(hào)掛牌枝條中純雄花枝（只有雄花序的結(jié)果枝）、混合花枝（既有純雄花序又有混合花序的結(jié)果枝）、雄花序和雌花序（混合花枝上的雌花序）的數(shù)量。隨機(jī)抽取各品種雄花序30 根，采用鋼卷尺測(cè)量花序長(zhǎng)度（精確至0.1 cm），3 次重復(fù)。

1.2.3 花粉離體萌發(fā)試驗(yàn)

在盛花期分別采集不同品種的花粉，立即帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行花粉萌發(fā)試驗(yàn)。采用固體培養(yǎng)基離體培養(yǎng)法，瓊脂粉為5.8 g/L，添加其他成分配制成13種培養(yǎng)基，滅菌待用，其中處理13 為對(duì)照（CK）（表1）。采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。

用滅菌后的毛筆取花粉，均勻撒在培養(yǎng)基上，貼上標(biāo)簽，蓋上培養(yǎng)皿蓋，將其置于28 ℃全光照的人工培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。采用光學(xué)顯微鏡Nikon E200觀察各品種的花粉萌發(fā)情況，記錄各品種花粉萌發(fā)的數(shù)量。待花粉萌發(fā)至花粉粒癟縮但花粉管未收縮和破裂狀態(tài)時(shí)，統(tǒng)計(jì)花粉萌發(fā)粒數(shù)和花粉總數(shù)。每處理觀測(cè)5個(gè)視野，每個(gè)視野觀察統(tǒng)計(jì)60粒以上花粉，統(tǒng)計(jì)每次的花粉萌發(fā)數(shù)量，計(jì)算花粉萌發(fā)率。

表1 不同培養(yǎng)基配方Tab.1 Different culture medium formulations

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。為滿足數(shù)據(jù)符合隨機(jī)、獨(dú)立和正態(tài)的要求，將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種板栗開(kāi)花習(xí)性

2.1.1 開(kāi)花期

不同品種板栗的開(kāi)花習(xí)性不同。芽萌動(dòng)時(shí)間為封開(kāi)2 號(hào)（2月28日）、雙季板栗（3月7日）、處暑紅和九家種（3月10日）（表2）。開(kāi)始現(xiàn)蕾時(shí)間為封開(kāi)2 號(hào)（3月10日）、雙季板栗（3月25日）、九家種和處暑紅（3月28日），從萌動(dòng)至開(kāi)始現(xiàn)蕾所需時(shí)間為封開(kāi)2 號(hào)11 天，雙季板栗、處暑紅和九家種均為18 天。4 個(gè)品種板栗的雌、雄花期不同，雄花進(jìn)入始花期的時(shí)間順序?yàn)榉忾_(kāi)2 號(hào)、雙季板栗、九家種、處暑紅，雌花進(jìn)入始花期的時(shí)間順序?yàn)榉忾_(kāi)2號(hào)、雙季板栗和九家種、處暑紅。雄花進(jìn)入盛花期的時(shí)間順序?yàn)榉忾_(kāi)2 號(hào)、雙季板栗、九家種、處暑紅，不同品種間最長(zhǎng)相差19 天；雌花進(jìn)入盛花期的時(shí)間順序?yàn)榉忾_(kāi)2 號(hào)、九家種、雙季板栗、處暑紅，不同品種間最長(zhǎng)相差9 天。雄花開(kāi)花結(jié)束的時(shí)間順序?yàn)榉忾_(kāi)2 號(hào)、雙季板栗、九家種、處暑紅；雌花開(kāi)花結(jié)束的時(shí)間順序?yàn)榉忾_(kāi)2 號(hào)、九家種、雙季板栗、處暑紅。不同品種的雌、雄終花期均在5月份。

品種內(nèi)雌、雄花開(kāi)放時(shí)間存在差異。九家種和處暑紅為雌先型，雌花末花期與雄花始花期部分相遇；封開(kāi)2 號(hào)和雙季板栗為雌雄同放型，雌花和雄花花期可相遇。不同品種的雄花花期為15～22天，雌花花期為14～15 天。封開(kāi)2 號(hào)、處暑紅、雙季板栗和九家種的雄花盛花期分別為10、8、7 和6天；九家種和處暑紅的雄花盛花期與4 個(gè)品種的雌花盛花期均不相遇；封開(kāi)2 號(hào)和雙季板栗的雄花盛花期與4 個(gè)品種的雌花盛花期相遇，封開(kāi)2 號(hào)的雄花盛花期與九家種、封開(kāi)2 號(hào)、處暑紅和雙季板栗的雌花盛花期相遇天數(shù)分別為8 、7 、3 和7 天，雙季板栗的雄花盛花期與九家種、封開(kāi)2 號(hào)、處暑紅和雙季板栗的雌花盛花期相遇天數(shù)分別為4 、3 、4和4 天（表3）。

表2 不同品種板栗的花期Tab.2 Florescences of different varieties of C.mollissima(m/d)

續(xù)表2 Continued

表3 雌、雄花期相遇情況Tab.3 Meeting of male and female florescences

2.1.2 純雄花枝、混合花枝和花序

純雄花枝率為封開(kāi)2 號(hào)（52.8%）＞九家種（30.6%）＞處暑紅（27.8%）＞雙季板栗（22.2%），封開(kāi)2 號(hào)顯著高于其他品種（P＜0.05），其他3 個(gè)品種間差異不顯著；混合花枝率為雙季板栗（77.8%）＞處暑紅（72.2%）＞九家種（69.4%）＞封開(kāi)2 號(hào)（47.2%），封開(kāi)2號(hào)顯著小于其他品種（P＜0.05），其他3個(gè)品種間差異不顯著（表4）。

表4 純雄花枝和混合花枝率Tab.4 Rates of pure male and mixed flower branches(%)

雄花序數(shù)量最多的為封開(kāi)2 號(hào)（13.7 個(gè)/枝），最少的是九家種（5.9 個(gè)/枝）（表5）。九家種和封開(kāi)2號(hào)與處暑紅和雙季板栗的雄花序數(shù)量差異極顯著（P＜0.01），九家種與封開(kāi)2 號(hào)也差異極顯著（P＜0.01），處暑紅與雙季板栗差異不顯著（表5）。封開(kāi)2 號(hào)純雄花枝和混合花枝的雄花序數(shù)量與雙季板栗、處暑紅和九家種差異極顯著（P＜0.01）；雙季板栗、處暑紅和九家種的純雄花枝雄花序數(shù)量差異不顯著；九家種的混合花枝雄花序數(shù)量與雙季板栗和處暑紅差異極顯著（P＜0.01），處暑紅與雙季板栗差異不顯著（表6）。各品種的混合花枝雄花序數(shù)量均比純雄花枝雄花序數(shù)量多。

雙季板栗、封開(kāi)2號(hào)、處暑紅和九家種的雄花序長(zhǎng)度分別為17.9、12.5、9.2 和7.0 cm，各品種間均差異極顯著（P＜0.01）。各品種間純雄花序長(zhǎng)度和混合花序長(zhǎng)度均差異極顯著（P＜0.01），各品種的混合花序均比純雄花序短。

雌花序著生于混合花枝頂端的1～2 個(gè)混合花序基部上。雙季板栗、處暑紅、九家種和封開(kāi)2號(hào)的雌花序數(shù)量分別為1.7、1.3、1.2 和0.8 個(gè)/枝，處暑紅與封開(kāi)2 號(hào)差異顯著（P＜0.05），雙季板栗與封開(kāi)2號(hào)差異極顯著（P＜0.01），九家種與封開(kāi)2 號(hào)、處暑紅和雙季板栗差異均不顯著。

表5 雄、雌花序均值Tab.5 Means of male and female inflorescences

表6 雄花序差異分析Tab.6 Difference analysis of male inflorescence

2.2 不同培養(yǎng)基花粉離體萌發(fā)

不同品種板栗的花粉離體培養(yǎng)萌發(fā)率存在差異。13 種不同的培養(yǎng)基中，萌發(fā)率最高的是封開(kāi)2號(hào)（15.49%），最低的是處暑紅（3.73%）（表7）。花粉萌發(fā)率表現(xiàn)為封開(kāi)2號(hào)＞九家種＞雙季板栗＞處暑紅。

在添加0.05 g/L H3BO3、0.01 g/L ZnSO4和0.01～0.05 g/L CaCl?的培養(yǎng)基中，九家種的花粉萌發(fā)率顯著高于CK（P＜0.05）；當(dāng)H3BO3濃度達(dá)0.15 g/L、ZnSO4濃度達(dá)0.15 g/L和CaCl?濃度達(dá)0.15 g/L時(shí)，花粉萌發(fā)率顯著低于CK（P＜0.05）。在10%蔗糖+0.05 g/L CaCl2培養(yǎng)基中，花粉萌發(fā)率最高（23.32%），是CK的2.0倍；在10%蔗糖+0.15 g/L ZnSO4的培養(yǎng)基中最差（3.32%）。

在所有添加了H3BO3、ZnSO4和CaCl?的培養(yǎng)基中，封開(kāi)2 號(hào)的花粉萌發(fā)率均顯著高于CK（P＜0.05），在10%蔗糖+ 0.05 g/L H3BO3培養(yǎng)基中最高（29.99%），是CK 的5.6 倍，其次為10%蔗糖+0.01 g/L ZnSO4培養(yǎng)基（24.27%），是CK 的4.6 倍。

在添加0.05 g/L H3BO3或0.05～0.10 g/L CaCl?的培養(yǎng)基中，處暑紅的花粉萌發(fā)率顯著高于CK（P＜0.05）；當(dāng)ZnSO4濃度達(dá)0.15 g/L、H3BO3濃度在0.01 或0.10 g/L 以上時(shí)，花粉萌發(fā)率顯著低于CK（P＜0.05）。處暑紅花粉萌發(fā)最好的培養(yǎng)基為10%蔗糖+ 0.05 g/L CaCl?，萌發(fā)率為7.11%，比CK高82.78%；最差的是10%蔗糖+0.15 g/L ZnSO4，萌發(fā)率僅為0.67%。

培養(yǎng)基中添加0.01 ～0.15 g/L H3BO3均能促進(jìn)雙季板栗的萌發(fā)，花粉萌發(fā)率均與CK 差異顯著（P＜0.05）。在添加0.01～0.10 g/L ZnSO4和0.01～0.05 g/L CaCl?的培養(yǎng)基中，雙季板栗的花粉萌發(fā)率顯著高于CK（P＜0.05）；在0.15 g/L ZnSO4和0.10～0.15 g/L CaCl?的培養(yǎng)基中，花粉萌發(fā)率低于CK，但差異不顯著。雙季板栗花粉萌發(fā)最好的培養(yǎng)基為10%蔗糖+0.05 g/L H3BO3，萌發(fā)率為12.67%，是CK的3.3 倍；最差的是10%蔗糖+0.15 g/L CaCl?，萌發(fā)率為2.71%。

不同培養(yǎng)基中，花粉平均萌發(fā)率最高的3 個(gè)培養(yǎng)基為10%蔗糖+0.05 g/L H3BO3（15.76%）、10%蔗糖+0.01 g/L ZnSO4（14.08%）和10%蔗糖+0.05 g/L CaCl2（13.89%），比CK 低的處理為10%蔗糖+0.15 g/L ZnSO4（5.62%）和10%蔗糖+0.15 g/L CaCl2（5.43%）。

表7 不同培養(yǎng)基中各品種的花粉萌發(fā)率Tab.7 Pollen germination rates of various varieties in different culture mediums （%）

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)不同品種板栗的芽萌動(dòng)時(shí)間不同，進(jìn)入花期的時(shí)間也存在差異，處暑紅和九家種為雌先型的雌雄花期不遇，封開(kāi)2 號(hào)和雙季板栗為雌雄同放型的雌雄相遇，處暑紅和九家種品種內(nèi)雌雄盛花期不遇，與劉志彥等[9]的研究結(jié)果一致。不同品種板栗的花期均在4月底至5月初，盛花期較短，雄花花期比雌花花期長(zhǎng)，板栗的這一特性與錐栗相似[16]。不同品種板栗的雄花序長(zhǎng)度存在差異，鄭誠(chéng)樂(lè)[17]在研究不同錐栗的雄花序時(shí)也得出相同結(jié)果。各品種的混合花枝雄花序數(shù)量比純雄花枝雄花序數(shù)量多，且混合花序比純雄花序短，這應(yīng)該與板栗品種的生物學(xué)特性有關(guān)，也有人認(rèn)為雌花序抽生能力主要與樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)水平有關(guān)，營(yíng)養(yǎng)條件好時(shí)結(jié)果枝上產(chǎn)生的雌花多[18]。

已有報(bào)道研究果樹(shù)的花粉萌發(fā)，結(jié)果表明培養(yǎng)基成分對(duì)花粉萌發(fā)有影響。辛東華等[19]在對(duì)文冠果（Xanthoceras sorbifolium）的花粉萌發(fā)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，硼和鈣元素對(duì)文冠果的花粉萌發(fā)有明顯促進(jìn)作用，鉬、銅和錳有抑制作用；韓志強(qiáng)等[20]認(rèn)為鋅和鈣對(duì)棗（Ziziphus jujuba）的花粉萌發(fā)具有抑制作用，硼具有促進(jìn)作用；在澳洲堅(jiān)果（Macadamia integrifolia）的培養(yǎng)基中添加0.01 g/L 鋅、0.01 g/L 硼和0.03 g/L鈣有利于花粉萌發(fā)[21]。本研究結(jié)果顯示，0.05 g/L H3BO3能顯著促進(jìn)4 個(gè)品種板栗的花粉萌發(fā)，0.01～0.05 g/L ZnSO4也能顯著促進(jìn)雙季板栗、封開(kāi)2 號(hào)和九家種的花粉萌發(fā)，但高濃度CaCl2（0.15 g/L）和Zn-SO4（0.15 g/L）抑制各品種花粉的萌發(fā)，低濃度CaCl2（0.01～0.05 g/L）促進(jìn)花粉萌發(fā)。這與唐靜等[11]對(duì)錐栗花粉萌發(fā)率的研究結(jié)果類(lèi)似；謝治芳等[22]對(duì)6 個(gè)品種板栗的花粉形態(tài)及萌發(fā)特性進(jìn)行研究，也得出硼酸能促進(jìn)花粉萌發(fā)的結(jié)論。適宜濃度的調(diào)節(jié)劑對(duì)板栗花粉萌發(fā)起到促進(jìn)作用[13]，不同品系板栗的花粉萌發(fā)率存在差異[23]。板栗品種配置時(shí)，品種的選擇很重要，人工輔助促進(jìn)花粉萌發(fā)也很重要，應(yīng)注意選擇最佳的藥物和最適濃度。

封開(kāi)2 號(hào)和雙季板栗是雌雄同放型，品種內(nèi)雌雄花期相遇，且其雄花期與處暑紅和九家種的雌花期相遇。綜合來(lái)看，封開(kāi)2號(hào)可作為雙季板栗、處暑紅和九家種的授粉樹(shù)，雙季板栗也可作為后兩者的授粉樹(shù)。