不同處理方法對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

王步天 施學東 張鳳英 趙猛 吳斌 葛宇

（1. 云南農業大學熱帶作物學院 云南普洱 665099；2. 云南農業大學農學與生物技術學院云南昆明 650201；3. 中國熱帶農業科學院海口實驗站 海南海口 571101）

哥倫比亞熱情果（Passiflora ligularisJuss.），與現今普遍栽培的紫果百香果（P. edulisSims）和黃果百香果（P. edulisSim. f.flavicarpaDeg.）一樣，同為西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora）植物，又被稱為甜果百香果（Sweet Granadilla）[1]。哥倫比亞熱情果原產于安第斯山脈玻利維亞和委內瑞拉之間，秘魯是主要生產國[1]，適宜在溫度15～18℃，年降水量600～1 000 mm，海拔900～2 700 m 的涼爽亞熱帶地區生長。哥倫比亞熱情果植株不耐熱，能經受短時間的輕霜[1]，植株適合生長在排水良好的壤土，輕粘性土及火山土壤上，土壤pH 為6.1～7.5[1]。由于哥倫比亞熱情果植株不耐熱，其在海南、廣東、廣西、福建等省區無法正常生長結果，現今只在云南省海拔1 500 m 左右的亞熱帶地區有栽培。果實果皮呈橙黃色，果形主要為橢圓形，表皮光滑，果肉透明清香，果肉和果汁甜度相對最高，無紫果種和黃果種百香果果實的酸味，并可散發出荔枝、香蕉、芭樂等多種水果的濃郁香味，富含氨基酸，尤其是VC 和VE 含量較高，是一種不可多得的高檔水果[2-3]。由于果實營養價值高，但栽培面積小、產量少。因此，其果實在網上銷售價格較高，每斤在70～100 元。

目前，國內百香果繁育以播種繁殖和扦插繁殖為主[4-6]。百香果種子休眠期長、萌發時間跨度大，直接播種繁殖結果并不理想[7]。種子休眠是由于物理、化學、機械、生理等單因素或者多個因素引起的[8]。對種子進行相關處理，可以促進種子萌發、提高種子萌發率。前人曾采用物理與化學試劑處理、植物生長調節劑等方法，研究適宜紫果種和黃果種百香果種子萌發的條件[9-11]。為了解不同處理方法對哥倫比亞熱情果種子萌發的影響，以哥倫比亞熱情果種子為試驗材料，研究不同赤霉素濃度、濃硫酸處理時間、蒸餾水浸泡溫度、浸泡時間和種皮機械處理方法下種子發芽的差異，以期獲得適宜哥倫比亞熱情果的發芽條件，為哥倫比亞熱情果種子播種育苗提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

哥倫比亞熱情果成熟種子來源于云南農業大學熱帶作物學院基地。選取無病斑、果實大小一致的哥倫比亞熱情果，切開果實后將包覆有果肉的種子置于兩層紗布間，用水反復搓揉沖洗，使果肉與種子分離，直到種子表面無果肉。挑選飽滿的種子平鋪于干燥通風處晾干并避光保存。

1.2 方法

1.2.1 種子預處理選取飽滿、大小一致的哥倫比亞熱情果種子，用3%高錳酸鉀溶液浸泡10 min后，沖洗種子并備用。將哥倫比亞熱情果種子均勻放置在鋪有1 層濕潤濾紙的培養皿中。培養期間每隔2 d 更換一次濾紙，一直保持濾紙濕潤。每天觀察記錄種子萌發情況，及時挑除霉變的種子。恒溫光照培養箱培養條件為光照強度5 000 lx、溫度32℃，每天光照時間為12 h。

1.2.2 不同濃度赤霉素處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響設置200、400、800 和1 000 mg/L四個外源赤霉素濃度處理12 h，對照為種子在25℃無菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共5 個處理，每個處理3 次重復，每次重復30 粒種子。

1.2.3 不同濃硫酸浸種時間處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響設置0.5、1.0、2.0、5.0、8.0、10.0 和15.0 min 七個濃硫酸浸種時間處理，浸種期間需要不停攪拌，避免種子表皮碳化；然后用清水不斷沖洗，取掉碳化表皮，反復沖洗至沖洗液呈中性，對照為種子在25℃無菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共8 個處理，每個處理3 次重復，每次重復30 粒種子。

1.2.4 不同浸泡溫度處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響設置45、65、85 和100℃四個蒸餾水浸泡處理12 h，加蓋自然冷卻，對照為種子在25℃無菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共5 個處理，每個處理3 次重復，每次重復30 粒種子。

1.2.5 不同浸泡時間處理對種子發芽的影響設置24、36、48 和60 h 四個浸泡時間處理，浸泡溶液為25℃無菌蒸餾水。對照為種子在25℃無菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共5 個處理，每個處理3 次重復，每次重復30 粒種子。

1.2.6 不同物理方式處理種殼對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響設置機械開口、磨砂和全剝殼3 個物理方式處理種殼。機械開口處理為用鑷子把種子尖端破開；磨砂處理為經過 0.18 mm 的細砂紙打磨過且表面出現劃痕的種子；全剝殼為把種皮全部去除。將3 種處理后的種子在25℃無菌蒸餾水下浸泡處理12 h，對照為種子在25℃無菌蒸餾水下浸泡處理12 h。一共4 個處理，每個處理3 次重復，每次重復30 粒種子。

1.2.7 項目測定每天觀察種子發芽情況。發芽標準為種子萌發出胚根，并且長度達到種子長度的50%。

發芽勢：催芽后第15 天測定哥倫比亞熱情果種子發芽勢。發芽勢=（規定天數內發芽種子粒數/供試種子數）×100%。

發芽率：催芽后第30 天測定哥倫比亞熱情果種子發芽率。發芽率=（發芽種子粒數/供試種子數）×100%。

發芽指數Gi= ∑（Gt/Dt）。Dt為發芽時間，Gt為對應發芽時間的發芽粒數。

1.2.8 數據處理試驗數據使用SPSS 12.0 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度赤霉素處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

哥倫比亞熱情果種子的發芽勢、發芽率和發芽指數均隨著赤霉素濃度的升高呈現先升后降的趨勢（表1）。6 個濃度外源赤霉素處理間種子發芽勢、發芽率和發芽指數，均為800 mg/L＞600 mg/L＞400 mg/L＞200 mg/L＞1 000 mg/L＞CK。其中800 mg/L 處理比對照種子發芽勢高出84.44%，發芽率高出68.88%。方差分析表明，800 mg/L 處理組與400 和600 mg/L 兩個處理組之間種子發芽勢和發芽率差異不顯著，但與CK、200 和1 000 mg/L處理組之間差異顯著。因此，赤霉素處理哥倫比亞熱情果種子濃度以800 mg/L 為最佳。

表1 不同濃度赤霉素處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

2.2 不同濃硫酸浸種時間處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

由表2 可知，隨著濃硫酸浸種時間的增加，種子的發芽率、發芽勢和發芽指數呈先增長后降低的趨勢。當濃硫酸浸種時間為1.0 min 時，百香果種子發芽勢達到最高，為41.11%，較對照增加41.11%。當濃硫酸浸種時間為5.0 min 時，百香果種子發芽率和發芽指數達到最高，其中發芽率為73.33%，較對照增加57.77%。Duncan 多重比較分析表明，濃硫酸浸泡哥倫比亞熱情果種子5 min的處理與其它7 組處理之間種子發芽率和發芽指數差異顯著。因此，濃硫酸浸泡哥倫比亞熱情果種子時間以5 min 為宜。

表2 不同濃硫酸浸種時間處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

2.3 不同浸泡溫度處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

隨著浸泡溫度升高，種子的發芽率和發芽指數呈現先增長后降低的趨勢，但對發芽勢沒有任何影響（表3）。當浸泡溫度達65℃，百香果種子發芽率和發芽指數達到最高，其中發芽率為35.56%，較對照增加20.00%。Duncan 多重比較分析表明，浸泡哥倫比亞熱情果種子溫度為65℃的處理與其它4 組處理之間種子發芽率和發育指數差異顯著。因此，浸泡哥倫比亞熱情果種子溫度以65℃為宜。

表3 不同浸泡溫度處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

2.4 不同浸泡時間處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

從表4 可知，隨著浸泡時間的增加，種子的發芽率和發芽指數均呈降低趨勢，但對發芽勢沒有任何影響。當浸泡時間為12 h 時，即對照組處理，百香果種子發芽率最高，為15.56%。Duncan多重比較分析表明，浸泡哥倫比亞熱情果種子12 h 的處理與其它4 組處理之間種子發芽率和發育指數差異顯著。因此，浸泡哥倫比亞熱情果種子時間以12 h 為宜。

表4 不同浸泡時間處理對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

2.5 不同物理方式處理種殼對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

由表5 可知，對于發芽勢指標，全剝殼處理最高，為21.10%，其次是磨砂處理的13.33%，機械開口處理與對照處理均為0。4 個處理在發芽勢和發芽指數之間存在顯著差異，其中全剝殼處理的發芽勢和發芽指數最高，其發芽率達到47.78%，較對照增加32.22%。因此，全剝殼處理哥倫比亞熱情果種子有利于發芽。

表5 不同物理方式處理種殼對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響

3 討論與結論

前人試驗研究表明，西番蓮屬植物種子發芽適宜溫度在28～35℃[11]。因此，本試驗沒有設培養箱溫度梯度試驗，而是根據前人試驗成果把32℃定為培養種子發芽的溫度。光照對植物種子發芽的影響與物種自身有關，有些對光照不敏感[12]，而有些對光照敏感[13-14]。根據前人開展的西番蓮屬植物種子催芽試驗[9-11]，西番蓮屬植物種子萌發對光照并不敏感。因此，本試驗設定的光周期為12 h。

赤霉素會促進成熟的植物種子胚乳破裂，加速種子萌發[11,15-16]。本研究發現，赤霉素濃度為800 mg/L 時，哥倫比亞熱情果種子發芽率最高，達到84.44%。彭楊等[9]采用100 mg/L 赤霉素浸泡紫果種百香果種子，發芽率達到88.67%。顏妙珍等[11]采用不同赤霉素（0，200，400 和800 mg/L）濃度浸泡紫果種百香果種子，發現用400 mg/L 赤霉素浸泡催芽效果最佳，發芽率達到81.11%。上述試驗與本研究最佳赤霉素浸泡濃度存在一定差異，這可能與試驗材料有關，紫果種百香果和哥倫比亞熱情果為同屬不同種植物。本研究還發現，當赤霉素浸泡濃度進一步增高到1 000 mg/L，發芽率驟降，從84.44%降到22.22%。這一現象與前人研究結果相一致，過高的赤霉素浸泡濃度會抑制種子萌發[17-18]。

濃硫酸處理后的種子，其種皮透性會增加，有利于發芽[19]。本試驗發現，當濃硫酸處理時間超過5 min 時，種子的發芽率開始下降，從5 min時的73.33%降到15 min 時的34.44%。原因可能是隨著濃硫酸處理時間增加，種皮腐蝕更嚴重，損害了胚乳和胚，從而影響種子發芽或導致種子死亡，這與顏妙珍等[11]研究結果相似。顏妙珍等[11]發現，當濃硫酸浸種時間為8 min 時，發芽率最高，繼續增加浸種時間，發芽率逐漸降低。本試驗最佳濃硫酸浸種時間短于顏妙珍等[11]試驗結果，原因可能是哥倫比亞熱情果種皮厚度小于紫果百香果種皮厚度，更容易受到濃硫酸浸泡腐蝕。

溫水浸種是常用的催芽方法[20-22]。本研究發現，浸泡溫度處理對哥倫比亞熱情果種子發芽勢沒有任何提升。隨著浸泡溫度升高，種子的發芽率和發芽指數呈現先增后降的趨勢，最佳浸泡溫度為65℃。顏妙珍等[11]在浸泡溫度對紫果種百香果發芽影響試驗中，同樣發現浸泡最佳溫度為65℃，超過65℃會抑制發芽。這可能是由于過高浸泡溫度使試驗材料種胚受傷，影響到種子發芽。此外，本試驗結果表明，浸泡時間處理對哥倫比亞熱情果種子發芽勢沒有任何提升，反而隨著浸泡時間增加，會降低發芽率和發芽指數。這可能是由于增加浸泡時間會產生缺氧環境，最終抑制種子發芽。

種皮是由珠被發育而來，具有保護胚與胚乳的功能，但是有些作物的種子種皮在種子發芽時反而成為一種阻礙，需要通過破損或去掉種皮以提升發芽率[23-25]。本試驗通過不同物理方式處理種殼，提升發芽率，其中全剝殼處理哥倫比亞熱情果種子使發芽率達到最高（47.78%）。這可能是因為哥倫比亞熱情果種皮透水性較低，影響種子里面胚乳和胚芽吸水，造成發芽率低。但是由于全剝殼處理傷到了胚乳和胚芽，最終使發芽率未超過50%。顏妙珍等[11]在采用磨砂和全剝殼處理方式對紫果種百香果發芽影響試驗中，發現通過對紫果百香果種皮磨砂處理，其發芽率達到60.00%，對紫果百香果種皮全剝殼處理，其發芽率達到76.67%。

本研究所有處理中，采用600 和800 mg/L 赤霉素處理均能使哥倫比亞熱情果種子發芽率超過80.00%以上。因此，建議在哥倫比亞熱情果種子播種育苗中使用，以提高出苗整齊度，達到較好的育苗效果。此外，本試驗僅研究了單一因素對哥倫比亞熱情果種子發芽的影響，對組合處理如赤霉素+濃硫酸、赤霉素+濃硫酸+物理處理等還需進一步研究。