探究獼猴桃花粉活力奧秘:解鎖高效人工授粉技術(shù)密碼
一、引言
1.1 研究背景與意義
獼猴桃,作為獼猴桃科獼猴桃屬的多年生藤本植物 ,因其果實富含維生素 C、膳食纖維、鉀等多種對人體有益的營養(yǎng)成分,被譽為 “水果之王”。其口感酸甜適中,風(fēng)味獨特,深受消費者喜愛。獼猴桃原產(chǎn)于中國,后傳入新西蘭等地,逐漸在全球范圍內(nèi)廣泛種植。
近年來,全球獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,種植面積和產(chǎn)量穩(wěn)步增長。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至 2020 年,全球獼猴桃種植面積達到 28 萬 hm2,全球獼猴桃產(chǎn)量為 451.8 萬 t 。中國作為獼猴桃的原產(chǎn)國,在獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面取得了顯著成就,種植面積和產(chǎn)量均穩(wěn)居世界第一。2021 年中國獼猴桃收獲面積為 199.14 千公頃,產(chǎn)量為 238.1 萬噸,占比全球產(chǎn)量超過一半。隨著種植技術(shù)的不斷進步和市場需求的日益增長,獼猴桃產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大,已成為許多國家農(nóng)業(yè)出口的重要組成部分。同時,獼猴桃品種也在不斷豐富,除了傳統(tǒng)的綠色獼猴桃外,紅心和黃肉獼猴桃也越來越受到市場的歡迎。
獼猴桃為雌雄異株植物,這一特性決定了其授粉過程需要借助外界力量。在自然條件下,獼猴桃主要依靠風(fēng)力和昆蟲進行授粉,但由于獼猴桃花粉粒大,在空中散播距離短,且花朵缺少蜜腺,對昆蟲吸引力較弱,僅依靠風(fēng)力和昆蟲進行的自然授粉往往無法滿足其授粉需求。此外,獼猴桃的花期較短,一般為 3 - 5 天,且開放較為集中。若花期遭遇陰雨低溫、大風(fēng)等不良天氣,或者雌雄花期不遇等情況,極易造成雌株授粉受精不良,導(dǎo)致坐果率低、果實偏小、果實畸形、品質(zhì)差、減產(chǎn)甚至絕收,嚴(yán)重影響果園的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。例如,在一些山區(qū)栽培獼猴桃,由于栽培面積小、栽培分散,花粉來源不穩(wěn)定,加之受環(huán)境因素影響較大,授粉問題更為突出。
▲Macaque peach blossoms in full bloom
為了解決獼猴桃授粉難題,提高果園產(chǎn)量和品質(zhì),人工輔助授粉成為獼猴桃優(yōu)產(chǎn)高效栽培中極為重要的技術(shù)手段。通過人工輔助授粉,可以有效解決雌雄花期不遇問題,避免花期不良氣候?qū)κ诜墼斐傻牟涣加绊?,彌補自然授粉不充分的缺陷,保證授粉良好,從而提高坐果率、商品率及果實品質(zhì),增加果農(nóng)的經(jīng)濟收益。在實際生產(chǎn)中,花粉的質(zhì)量和授粉技術(shù)的水平直接影響著人工授粉的效果。花粉活力是衡量花粉質(zhì)量的重要指標(biāo),它直接關(guān)系到花粉的萌發(fā)和受精能力,進而影響果實的產(chǎn)量和品質(zhì)。而人工授粉技術(shù)涉及花粉的采集、處理、保存以及授粉的時機、方法等多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都對授粉效果有著重要影響。例如,花粉采集時間不當(dāng),可能導(dǎo)致花粉活力低下;授粉方法不正確,可能無法使花粉有效傳播到雌蕊柱頭上,從而影響授粉成功率。
▲獼猴桃優(yōu)良品種選育
深入研究獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。一方面,通過研究花粉活力,可以明確影響花粉活力的因素,如溫度、濕度、采集時間、貯藏條件等,從而為花粉的采集、處理和保存提供科學(xué)依據(jù),確?;ǚ劬哂休^高的活力,為人工授粉的成功奠定基礎(chǔ)。另一方面,對人工授粉技術(shù)的研究,可以探索出更加高效、便捷、適用的授粉方法和技術(shù)流程,提高人工授粉的效率和質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,促進獼猴桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
▲剛完成授粉的紅心獼猴桃幼果
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 花粉活力測定方法研究
花粉活力測定是評估花粉質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),準(zhǔn)確測定花粉活力對于提高人工授粉成功率至關(guān)重要。國內(nèi)外學(xué)者針對獼猴桃花粉活力測定方法展開了廣泛研究,目前常用的方法主要包括染色法和離體萌發(fā)法。
染色法中,TTC 染色法應(yīng)用相對廣泛,其原理是利用 TTC(氯化三苯基四氮唑)與花粉中的脫氫酶反應(yīng),將無色的 TTC 還原成紅色的甲臜,通過觀察花粉染色情況來判斷花粉活力 。有研究通過正交試驗對 TTC 法測定獼猴桃花粉活力的條件進行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn) TTC 濃度、染色溫度、染色時間對花粉活力測定均有顯著影響,當(dāng) TTC 濃度為 0.7%、染色溫度 30℃、染色時間 30 min 時,花粉活力最高 。碘 - 碘化鉀(I? - KI)染色法則是依據(jù)淀粉遇碘變藍的特性,對含有淀粉的花粉進行染色來判斷活力,但有研究表明該方法并不適用于獼猴桃花粉活力的測定,因為獼猴桃花粉淀粉含量較低,染色效果不明顯,無法準(zhǔn)確反映花粉活力 。
離體萌發(fā)法能夠直接反映花粉的萌發(fā)能力,更真實地體現(xiàn)花粉活力。該方法通過在人工培養(yǎng)基上模擬花粉萌發(fā)的環(huán)境條件,使花粉在適宜的溫度、濕度和營養(yǎng)物質(zhì)條件下萌發(fā),然后觀察花粉管的生長情況來計算花粉萌發(fā)率,以此衡量花粉活力 。有研究采用不同濃度的蔗糖、硼酸和氯化鈣組合,對離體萌發(fā)法的培養(yǎng)基進行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)最佳配比為 10% 蔗糖 + 0.1 mg/mL 硼酸 + 0.1 mg/mL 氯化鈣時,獼猴桃花粉萌發(fā)率可達 77.9% 。也有研究關(guān)注花粉與花粉殼混合對花粉管萌發(fā)的影響,發(fā)現(xiàn)將花粉與花粉殼混合后更有利于花粉管的萌發(fā) 。
▲Golden kiwifruit after artificial pollination
1.2.2 花粉活力影響因素研究
花粉活力受多種因素影響,包括環(huán)境因素、花粉采集和貯藏條件等。了解這些影響因素,對于提高花粉活力、保障人工授粉效果具有重要意義。
環(huán)境因素中,溫度對花粉活力影響顯著。在花藥發(fā)育過程中,高溫(如 33℃以上)會影響雄胚子體的形成,進而影響花粉活力,導(dǎo)致坐果率降低 。超過 30℃的高溫還會使花藥開裂時間減短,花粉失水加快,花粉癟小,萌發(fā)的花粉管變短,花粉活力下降 。濕度也會對花粉活力產(chǎn)生較大影響,高空氣濕度會降低花粉活力,不利于花藥開裂和散粉 。光照對花粉活力的影響研究相對較少,一般認(rèn)為光照會抑制花粉活力,但具體機制尚不明確 。
花粉采集和貯藏條件同樣不容忽視?;ǚ鄄杉瘯r間與花朵開放程度密切相關(guān),采集過早,花粉發(fā)育不成熟,活力較低;采集過晚,花粉可能已經(jīng)失去部分活力。有研究表明,在雄花花瓣松散但尚未開放時采集花粉,其活力相對較高 。在貯藏方面,低溫、干燥的環(huán)境有利于保持花粉活力。將花粉貯藏在 4℃冰箱中,并置于干燥的密閉容器中,可有效延長花粉活力保持時間 。不同貯藏時間下,花粉活力也會發(fā)生變化,隨著貯藏時間的延長,花粉活力逐漸下降 。
▲使用鋰電池的獼猴桃電動授粉機
1.2.3 人工授粉技術(shù)研究
人工授粉技術(shù)是獼猴桃種植中提高產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵措施,涵蓋花粉制備、授粉方法和授粉時機等多個環(huán)節(jié)。國內(nèi)外在這些方面都開展了大量研究,旨在探索出高效、實用的人工授粉技術(shù)。
在花粉制備方面,包括采花和散粉兩個關(guān)鍵步驟。采花時,需選擇比雌株花期略早、花朵大、花粉量大、花粉萌芽率高、花期長且與雌性品種親合力強的雄株,采集花瓣已松散但尚未開放的大鈴鐺花和初開放而花藥未開裂的雄花 。采花方式有人工和機械兩種,人工方法是將花朵從花萼處平行剪開,用手輕捻使花瓣和花絲花藥分離松散,過篩去除花瓣和花萼;機械方法則利用花藥分離機取出花藥,再經(jīng)過篩選獲得純凈花藥 。散粉時,可采用電燈泡照射、恒溫干燥箱烘干或陽光晾曬等方法,使花藥開裂散出花粉。將裝有花藥的報紙置于恒溫干燥箱中,溫度設(shè)定為 26℃,烘干 20 - 24 h,可有效促使花粉散出 。
授粉方法多種多樣,常見的有點授法、噴粉法和噴霧法等。點授法是用毛筆、棉簽等工具蘸取花粉,直接涂抹在雌蕊柱頭上,該方法授粉精準(zhǔn),但效率較低,適用于小規(guī)模果園 。噴粉法是利用電動授粉器等設(shè)備將花粉噴撒在雌花柱頭上,效率較高,適用于大規(guī)模果園,但需注意花粉的稀釋比例和噴粉均勻度 。噴霧法是將花粉配制成花粉懸浮液,通過噴霧器噴灑在雌花柱頭上,操作相對簡便,但對花粉懸浮液的配制要求較高 。不同授粉方法對坐果率和果實品質(zhì)有一定影響,有研究對比了不同授粉方法,發(fā)現(xiàn)噴粉法的坐果率略高于點授法,且果實大小和品質(zhì)更為均勻 。
授粉時機的選擇也至關(guān)重要。一般來說,在雌花開放后的 1 - 2 天內(nèi)進行授粉,坐果率較高 。授粉時間應(yīng)選擇在天氣晴朗的上午 8:00 - 10:00,此時柱頭黏液分泌較多,有利于花粉附著和萌發(fā) 。如果授粉時間過晚,柱頭活力下降,會影響授粉效果 。
▲播宏獼猴桃花粉
1.2.4 研究不足
盡管國內(nèi)外在獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)方面取得了一定的研究成果,但仍存在一些不足之處。
在花粉活力測定方法上,雖然目前常用的染色法和離體萌發(fā)法各有優(yōu)勢,但都存在一定局限性。染色法難以準(zhǔn)確反映花粉的真實萌發(fā)能力,離體萌發(fā)法雖然能直接觀察花粉萌發(fā)情況,但人工培養(yǎng)基與實際授粉環(huán)境存在差異,可能導(dǎo)致測定結(jié)果與實際授粉效果不完全一致 。此外,不同測定方法之間的比較和綜合應(yīng)用研究還不夠深入,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,這給花粉活力的準(zhǔn)確測定帶來了困難 。
在花粉活力影響因素研究方面,雖然對溫度、濕度、光照等環(huán)境因素以及花粉采集和貯藏條件的影響有了一定認(rèn)識,但各因素之間的交互作用研究較少。例如,溫度和濕度同時變化時對花粉活力的綜合影響,以及在不同貯藏條件下環(huán)境因素對花粉活力的長期影響等方面,還需要進一步深入研究 。同時,關(guān)于花粉活力與果實品質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系,目前的研究還不夠系統(tǒng)和全面,缺乏深入的生理生化機制研究 。
在人工授粉技術(shù)方面,雖然現(xiàn)有授粉方法在一定程度上提高了授粉效率和坐果率,但仍存在一些問題。部分授粉方法操作復(fù)雜,對設(shè)備和技術(shù)要求較高,增加了果農(nóng)的生產(chǎn)成本和勞動強度 。不同授粉方法對不同品種獼猴桃的適應(yīng)性研究還不夠充分,缺乏針對性的技術(shù)指導(dǎo) 。此外,在授粉過程中,如何更好地結(jié)合自然授粉,提高授粉效率和質(zhì)量,以及如何減少人工授粉對環(huán)境的影響等方面,也有待進一步探索和研究 。
▲golden kiwi tree
1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容
本研究旨在深入探討獼猴桃花粉活力的測定方法、影響因素以及人工授粉技術(shù),以提高獼猴桃的產(chǎn)量和品質(zhì),為獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。具體研究目標(biāo)和內(nèi)容如下:
1.3.1 研究目標(biāo)
1.優(yōu)化花粉活力測定條件:通過對比染色法和離體萌發(fā)法,結(jié)合正交試驗和響應(yīng)面試驗設(shè)計,優(yōu)化 TTC 染色法和離體萌發(fā)法的測定條件,建立準(zhǔn)確、可靠的獼猴桃花粉活力測定方法,提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。
▲zespri kiwifruit Import and export
2.探究花粉活力影響因素:系統(tǒng)研究溫度、濕度、光照等環(huán)境因素以及花粉采集時間、貯藏條件等對花粉活力的影響,明確各因素的作用機制和相互關(guān)系,為花粉的采集、處理和保存提供科學(xué)指導(dǎo),確?;ǚ墼谌斯な诜圻^程中保持較高的活力。
3.完善人工授粉技術(shù):對花粉制備過程中的采花和散粉環(huán)節(jié)進行優(yōu)化,對比點授法、噴粉法和噴霧法等不同授粉方法,篩選出適合不同種植規(guī)模和生產(chǎn)條件的高效授粉方法,并確定最佳授粉時機,提高人工授粉的效率和成功率,增加獼猴桃的坐果率和果實品質(zhì)。
1.3.2 研究內(nèi)容
1.獼猴桃花粉活力測定方法比較與優(yōu)化:以中華獼猴桃為試驗材料,采用 TTC 染色法和離體萌發(fā)法測定花粉活力。在 TTC 染色法中,設(shè)置不同的 TTC 濃度(如 0.3%、0.5%、0.7%)、染色溫度(如 20℃、25℃、30℃)和染色時間(如 20min、25min、30min),通過正交試驗和響應(yīng)面試驗設(shè)計,分析各因素對花粉活力測定結(jié)果的影響,確定最佳測定條件 。在離體萌發(fā)法中,配制不同濃度的蔗糖(如 5%、10%、15%、20%)、硼酸(如 0.1%、0.15%、0.2%)和氯化鈣(如 0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL)組合的培養(yǎng)基,觀察花粉在不同培養(yǎng)基上的萌發(fā)情況,篩選出最適合獼猴桃花粉萌發(fā)的培養(yǎng)基配方 。
▲獼猴桃花盛開
2.環(huán)境因素對花粉活力的影響研究:設(shè)置不同的溫度處理(如 25℃、30℃、35℃)、濕度處理(如 40%、60%、80%)和光照處理(如全光照、半光照、黑暗),研究這些環(huán)境因素對獼猴桃花粉活力的影響。在不同溫度處理下,觀察花粉在不同時間段的活力變化;在不同濕度條件下,分析花粉的萌發(fā)率和花粉管生長情況;在不同光照條件下,探究光照對花粉活力的抑制或促進作用。通過這些研究,揭示環(huán)境因素對花粉活力的影響規(guī)律,為獼猴桃種植過程中的環(huán)境調(diào)控提供理論依據(jù)。
3.花粉采集和貯藏條件對花粉活力的影響:研究不同采集時間(如雄花花瓣松散期、初花期、盛花期)對花粉活力的影響,確定最佳采集時間。同時,探究不同貯藏條件(如 4℃冷藏、-20℃冷凍、常溫貯藏)以及貯藏時間(如 1 天、3 天、5 天、7 天)對花粉活力的影響。定期測定貯藏過程中花粉的活力,分析花粉活力隨貯藏時間和條件的變化趨勢,為花粉的長期保存提供技術(shù)支持。
4.人工授粉技術(shù)優(yōu)化研究:在花粉制備方面,對比人工采花和機械采花的效率和質(zhì)量,以及電燈泡照射、恒溫干燥箱烘干和陽光晾曬等不同散粉方法的效果,優(yōu)化花粉制備工藝。在授粉方法研究中,分別采用點授法、噴粉法和噴霧法進行人工授粉,對比不同授粉方法的坐果率、果實大小、果實品質(zhì)等指標(biāo),篩選出最佳授粉方法。同時,研究不同授粉時機(如雌花開放后 1 天、2 天、3 天)對授粉效果的影響,確定最佳授粉時間。
▲▲播宏基地采摘的獼猴桃花蕾
1.4 研究方法與技術(shù)路線
1.4.1 研究方法
1.文獻研究法:通過廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)的學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、專著、研究報告以及農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣資料等,全面了解獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)的研究現(xiàn)狀,梳理已有研究成果,明確當(dāng)前研究的不足和空白,為本次研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。例如,在研究花粉活力測定方法時,對 TTC 染色法、離體萌發(fā)法等多種測定方法的原理、操作步驟、優(yōu)缺點進行深入分析,參考前人的研究數(shù)據(jù)和結(jié)論,為本研究的方法選擇和優(yōu)化提供參考依據(jù) 。
▲剛完成授粉的紅心獼猴桃幼果
2.試驗研究法:以中華獼猴桃為主要試驗材料,在獼猴桃種植基地開展一系列田間和室內(nèi)試驗。在花粉活力測定方法優(yōu)化試驗中,設(shè)置不同的試驗因素和水平,如 TTC 染色法中的 TTC 濃度、染色溫度、染色時間,離體萌發(fā)法中的蔗糖、硼酸、氯化鈣濃度等,進行多組平行試驗,觀察和記錄花粉活力測定結(jié)果 。在研究環(huán)境因素對花粉活力的影響時,利用人工氣候箱模擬不同的溫度、濕度和光照條件,將花粉置于相應(yīng)環(huán)境中處理后,測定花粉活力,分析環(huán)境因素與花粉活力之間的關(guān)系 。在人工授粉技術(shù)優(yōu)化試驗中,分別采用不同的花粉制備方法、授粉方法和授粉時機進行試驗,記錄坐果率、果實品質(zhì)等指標(biāo),對比分析不同處理的效果 。
▲大型獼猴桃電動鼓風(fēng)授粉機
3.數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計法:運用 Excel、SPSS 等數(shù)據(jù)分析軟件,對試驗所得的數(shù)據(jù)進行整理、統(tǒng)計和分析。通過描述性統(tǒng)計分析,了解數(shù)據(jù)的基本特征,如平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等;采用方差分析、相關(guān)性分析等方法,檢驗不同處理之間的差異顯著性,分析各因素之間的相互關(guān)系。例如,在研究不同授粉方法對坐果率的影響時,通過方差分析判斷不同授粉方法的坐果率是否存在顯著差異;在探究花粉活力與果實品質(zhì)的關(guān)系時,運用相關(guān)性分析確定兩者之間的相關(guān)程度,從而為研究結(jié)果的可靠性和科學(xué)性提供數(shù)據(jù)支持 。
1.4.2 技術(shù)路線
本研究的技術(shù)路線如圖 1 - 1 所示:
1.前期準(zhǔn)備階段:查閱相關(guān)文獻資料,了解獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)的研究現(xiàn)狀,確定研究目標(biāo)和內(nèi)容。與獼猴桃種植基地合作,選擇合適的試驗材料,準(zhǔn)備試驗所需的儀器設(shè)備和試劑,制定詳細的試驗方案 。
2.花粉活力測定方法研究階段:分別采用 TTC 染色法和離體萌發(fā)法測定獼猴桃花粉活力。在 TTC 染色法中,通過正交試驗設(shè)計不同的 TTC 濃度、染色溫度和染色時間組合,進行花粉活力測定,篩選出較優(yōu)的處理組合。在此基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面試驗進一步優(yōu)化測定條件,建立 TTC 染色法測定獼猴桃花粉活力的最佳模型 。在離體萌發(fā)法中,配制不同濃度的蔗糖、硼酸和氯化鈣組合的培養(yǎng)基,觀察花粉在不同培養(yǎng)基上的萌發(fā)情況,通過單因素試驗和正交試驗,確定最適合獼猴桃花粉萌發(fā)的培養(yǎng)基配方 。對比兩種方法的測定結(jié)果,分析其優(yōu)缺點,選擇更準(zhǔn)確、可靠的測定方法 。
▲Kiwi pollination▲
3.花粉活力影響因素研究階段:開展環(huán)境因素對花粉活力影響的試驗,設(shè)置不同的溫度、濕度和光照處理,將花粉置于相應(yīng)環(huán)境中處理不同時間后,測定花粉活力,分析環(huán)境因素對花粉活力的影響規(guī)律 。研究花粉采集時間對花粉活力的影響,在雄花不同發(fā)育時期采集花粉,測定其活力,確定最佳采集時間 。探究花粉貯藏條件對花粉活力的影響,設(shè)置不同的貯藏溫度和時間,定期測定貯藏花粉的活力,分析花粉活力隨貯藏條件和時間的變化趨勢 。
4.人工授粉技術(shù)優(yōu)化研究階段:在花粉制備環(huán)節(jié),對比人工采花和機械采花的效率和質(zhì)量,以及電燈泡照射、恒溫干燥箱烘干和陽光晾曬等不同散粉方法的效果,選擇最佳的花粉制備工藝 。在授粉方法研究中,分別采用點授法、噴粉法和噴霧法進行人工授粉,每個授粉方法設(shè)置多個重復(fù),記錄坐果率、果實大小、果實品質(zhì)等指標(biāo),對比不同授粉方法的效果,篩選出最佳授粉方法 。研究不同授粉時機對授粉效果的影響,在雌花開放后的不同天數(shù)進行授粉,觀察坐果情況和果實品質(zhì),確定最佳授粉時間 。
5.結(jié)果分析與總結(jié)階段:對試驗數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析,總結(jié)獼猴桃花粉活力測定的最佳方法、花粉活力的主要影響因素以及人工授粉的最佳技術(shù)方案。撰寫研究報告和學(xué)術(shù)論文,將研究成果進行總結(jié)和推廣,為獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持 。
[此處插入技術(shù)路線圖,圖題:獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)研究技術(shù)路線圖,圖中詳細展示從前期準(zhǔn)備到結(jié)果分析與總結(jié)的各個階段及步驟之間的邏輯關(guān)系]
▲New Zealand's newly built Sunshine Golden Fruit Orchard
二、獼猴桃花粉活力研究
2.1 花粉活力測定方法
花粉活力是指花粉具有的萌發(fā)能力以及在萌發(fā)過程中表現(xiàn)出的活性狀態(tài),它是衡量花粉質(zhì)量的重要指標(biāo)。準(zhǔn)確測定花粉活力對于研究植物生殖生理、雜交育種以及人工授粉等方面具有重要意義。在獼猴桃的種植過程中,了解花粉活力能夠幫助果農(nóng)選擇合適的花粉進行人工授粉,從而提高坐果率和果實品質(zhì)。目前,測定花粉活力的方法眾多,每種方法都有其獨特的原理和適用范圍。下面將詳細介紹幾種常見的獼猴桃花粉活力測定方法。
▲紅心獼猴桃種植
2.1.1 TTC 染色法
TTC 染色法,即氯化三苯基四氮唑染色法,是一種常用的花粉活力測定方法,其原理基于花粉的呼吸作用。具有活力的花粉呼吸作用較強,在呼吸過程中會產(chǎn)生 NADH?或 NADPH?,這些物質(zhì)能夠作為還原劑,將無色的 TTC(2,3,5 - 氯化三苯基四氮唑)還原成紅色的 TTF(三苯基甲臜),從而使有活力的花粉著色 。而無活力的花粉呼吸作用較弱,TTC 的顏色變化不明顯 。通過觀察花粉的染色情況,就可以判斷花粉的生活力,被染成紅色的花粉即為有活力的花粉,未染色或染色較淺的則為活力較低或無活力的花粉。
為了探究不同 TTC 濃度、染色溫度和時間對獼猴桃花粉活力測定結(jié)果的影響,本研究進行了一系列對比試驗。在 TTC 濃度方面,設(shè)置了 0.3%、0.5%、0.7% 三個水平 。結(jié)果表明,當(dāng) TTC 濃度為 0.3% 時,染色效果不明顯,許多有活力的花粉未能被清晰染色,導(dǎo)致測定的花粉活力偏低;當(dāng) TTC 濃度提高到 0.7% 時,雖然染色效果增強,但部分花粉出現(xiàn)過度染色現(xiàn)象,使得觀察和判斷花粉活力變得困難 。而 0.5% 的 TTC 濃度染色效果較為理想,能夠清晰地區(qū)分有活力和無活力的花粉,測定結(jié)果相對準(zhǔn)確 。
▲Kiwi pollen processing site
在染色溫度的研究中,設(shè)置了 20℃、25℃、30℃三個溫度處理 。在 20℃的較低溫度下,TTC 與花粉中脫氫酶的反應(yīng)速度較慢,染色時間需要延長,且染色效果不佳,花粉活力測定值偏低;在 30℃的較高溫度下,反應(yīng)速度加快,但過高的溫度可能會對花粉結(jié)構(gòu)和酶活性產(chǎn)生一定影響,導(dǎo)致測定結(jié)果不夠穩(wěn)定 。25℃時,染色效果較好,反應(yīng)速度適中,能夠獲得較為準(zhǔn)確的花粉活力測定結(jié)果 。
關(guān)于染色時間,分別設(shè)置了 20min、25min、30min 三個時間段 。染色時間過短,如 20min 時,TTC 與花粉的反應(yīng)不完全,部分有活力的花粉未被充分染色,使測定結(jié)果偏低;染色時間過長,如 30min,可能會導(dǎo)致背景顏色加深,干擾對花粉染色情況的觀察,影響測定的準(zhǔn)確性 。25min 的染色時間能夠保證 TTC 與花粉充分反應(yīng),同時避免背景干擾,獲得較為可靠的測定結(jié)果 。
綜合考慮 TTC 濃度、染色溫度和時間對獼猴桃花粉活力測定結(jié)果的影響,本研究認(rèn)為在使用 TTC 染色法測定獼猴桃花粉活力時,0.5% 的 TTC 濃度、25℃的染色溫度以及 25min 的染色時間是較為適宜的條件,能夠準(zhǔn)確地反映花粉活力。
▲Kiwi electric pollination machine using lithium batteries
2.1.2 離體萌發(fā)法
離體萌發(fā)法是一種能夠直接反映花粉真實萌發(fā)能力的測定方法,其原理基于正常的成熟花粉在適宜的培養(yǎng)條件下能夠萌發(fā)和生長 。在人工培養(yǎng)基上,為花粉提供適宜的溫度、濕度和營養(yǎng)物質(zhì)等條件,模擬花粉在自然環(huán)境中的萌發(fā)環(huán)境,使花粉能夠在體外萌發(fā)并長出花粉管 。通過在顯微鏡下直接觀察花粉的萌發(fā)情況,計算花粉萌發(fā)率,以此來衡量花粉活力 ?;ǚ勖劝l(fā)率越高,表明花粉活力越強。
在進行離體萌發(fā)法測定獼猴桃花粉活力的試驗中,篩選適合的培養(yǎng)液成分和濃度是關(guān)鍵。本研究對蔗糖、硼酸和氯化鈣等培養(yǎng)液成分進行了研究,設(shè)置了不同的濃度組合 。在蔗糖濃度方面,設(shè)置了 5%、10%、15%、20% 四個水平 。結(jié)果顯示,當(dāng)蔗糖濃度為 5% 時,花粉萌發(fā)所需的能量供應(yīng)不足,花粉萌發(fā)率較低;隨著蔗糖濃度升高到 15% 和 20%,培養(yǎng)液的滲透壓過高,對花粉萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用,花粉萌發(fā)率也不理想 。而 10% 的蔗糖濃度能夠為花粉萌發(fā)提供適宜的能量和滲透壓條件,花粉萌發(fā)率相對較高 。
對于硼酸濃度,設(shè)置了 0.1%、0.15%、0.2% 三個水平 。硼酸在花粉萌發(fā)過程中起著重要作用,它能夠促進花粉管的伸長和生長 。當(dāng)硼酸濃度為 0.1% 時,對花粉萌發(fā)的促進作用較弱;當(dāng)硼酸濃度增加到 0.2% 時,可能會對花粉產(chǎn)生一定的毒害作用,反而不利于花粉萌發(fā) 。0.15% 的硼酸濃度能夠較好地促進花粉萌發(fā),使花粉管生長正常 。
▲新西蘭進口的寶石紅紅肉獼猴桃
氯化鈣濃度設(shè)置了 0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL 三個水平 。氯化鈣能夠調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的離子強度,影響花粉的生理活動 。當(dāng)氯化鈣濃度為 0.1mg/mL 時,對花粉萌發(fā)的促進效果不明顯;當(dāng)氯化鈣濃度升高到 0.3mg/mL 時,可能會破壞花粉的生理平衡,抑制花粉萌發(fā) 。0.2mg/mL 的氯化鈣濃度能夠為花粉萌發(fā)提供適宜的離子環(huán)境,促進花粉活力的發(fā)揮 。
綜合考慮各因素,篩選出的適合獼猴桃花粉萌發(fā)的培養(yǎng)液配方為 10% 蔗糖 + 0.15% 硼酸 + 0.2mg/mL 氯化鈣 。在該培養(yǎng)液配方下,獼猴桃花粉能夠在適宜的環(huán)境中充分萌發(fā),花粉萌發(fā)率較高,能夠準(zhǔn)確地反映花粉活力?;ǚ勖劝l(fā)率與花粉活力密切相關(guān),花粉萌發(fā)率越高,說明花粉活力越強,在人工授粉過程中,具有高萌發(fā)率的花粉更有可能成功受精,從而提高坐果率和果實品質(zhì)。
▲剛完成授粉的紅心獼猴桃幼果
2.1.3 其他方法及對比
除了 TTC 染色法和離體萌發(fā)法,常見的花粉活力測定方法還有 I? - KI 法、醋酸洋紅染色法、卡寶品紅染色法等 。I? - KI 法的原理是多數(shù)植物正常的成熟花粉粒積累較多淀粉,I? - KI 溶液可將其染成藍色,發(fā)育不良的花粉不含淀粉或積累淀粉較少,染色呈黃褐色,從而通過染色情況判斷花粉活力 。然而,獼猴桃花粉淀粉含量較低,使用 I? - KI 法染色時,無論花粉活力高低,染色效果均不明顯,無法準(zhǔn)確區(qū)分有活力和無活力的花粉,因此該方法不適用于獼猴桃花粉活力的測定 。
醋酸洋紅染色法是利用醋酸洋紅使有活力的花粉被染成紅色,無活力的花粉不被染色來判斷花粉活力 。但在實際操作中發(fā)現(xiàn),該方法染色效果不穩(wěn)定,且容易受到其他因素干擾,導(dǎo)致測定結(jié)果不準(zhǔn)確 ??▽毱芳t染色法是使有活力的花粉被染成紫紅色,淺紅色的活力次之,未被染色或者無變化的花粉不具有活力 。然而,該方法對花粉活力的判斷標(biāo)準(zhǔn)不夠明確,不同觀察者之間可能存在較大差異,影響測定結(jié)果的可靠性 。
▲Abundant Red Heart Kiwi Orchard
本研究選擇 TTC 染色法和離體萌發(fā)法的原因主要在于這兩種方法能夠相對準(zhǔn)確地測定獼猴桃花粉活力。TTC 染色法操作相對簡便,通過觀察花粉的染色情況能夠快速判斷花粉活力,且對設(shè)備要求不高,適合在實驗室和田間條件下進行初步檢測 。離體萌發(fā)法雖然操作相對復(fù)雜,需要配制合適的培養(yǎng)液并控制培養(yǎng)條件,但它能夠直接反映花粉的真實萌發(fā)能力,更準(zhǔn)確地衡量花粉活力,對于研究花粉的生理特性和人工授粉效果具有重要意義 。綜合使用這兩種方法,可以從不同角度全面了解獼猴桃花粉活力,為后續(xù)研究和實際生產(chǎn)提供更可靠的依據(jù) 。
2.2 花粉活力影響因素
花粉活力是一個復(fù)雜的生理指標(biāo),受到多種因素的綜合影響。這些因素可分為內(nèi)在因素和外在因素,深入了解這些因素對花粉活力的影響,對于優(yōu)化花粉采集、處理和保存方法,提高人工授粉成功率具有重要意義。
▲New Zealand Zespri kiwifruit cultivation
2.2.1 內(nèi)在因素
不同獼猴桃品種的花粉活力存在顯著差異。這是由于品種的遺傳特性決定了花粉的生理結(jié)構(gòu)和功能,進而影響花粉活力。有研究對‘紅陽’‘金艷’‘海沃德’等多個獼猴桃品種的花粉活力進行測定,發(fā)現(xiàn)‘紅陽’的花粉活力相對較高,其花粉萌發(fā)率可達 60% 以上,而‘海沃德’的花粉萌發(fā)率則在 40% 左右 。品種差異不僅體現(xiàn)在花粉活力的高低上,還可能影響花粉的萌發(fā)速度和花粉管的生長長度。例如,‘金艷’的花粉在相同培養(yǎng)條件下,花粉管生長速度相對較慢,導(dǎo)致其在授粉過程中可能處于劣勢 。這種品種間花粉活力的差異,為獼猴桃種植者在選擇授粉品種時提供了重要參考。在實際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)主栽品種的特性,選擇花粉活力高、親和力強的品種作為授粉樹,以提高授粉效果和果實品質(zhì) 。
樹體的營養(yǎng)狀況對花粉活力也有著重要影響。氮、磷、鉀是植物生長所需的主要營養(yǎng)元素,它們在樹體中的含量直接關(guān)系到花粉的發(fā)育和活力。氮素是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的重要成分,充足的氮素供應(yīng)有助于花粉細胞的分裂和生長,提高花粉活力 。磷參與植物的能量代謝和物質(zhì)合成,對花粉的萌發(fā)和花粉管的生長具有促進作用 。鉀能調(diào)節(jié)細胞的滲透壓和酶的活性,影響花粉的生理功能 。當(dāng)樹體缺乏氮、磷、鉀時,花粉的發(fā)育會受到抑制,花粉活力下降 。例如,在氮素不足的情況下,花粉細胞的蛋白質(zhì)合成受阻,導(dǎo)致花粉結(jié)構(gòu)不完整,活力降低 。
除了大量元素,微量元素如硼、鋅、鐵等對花粉活力也起著關(guān)鍵作用。硼能促進花粉管的伸長和萌發(fā),提高花粉的受精能力 。鋅參與植物體內(nèi)多種酶的組成和代謝過程,對花粉的發(fā)育和活力有重要影響 。鐵是植物呼吸作用和光合作用的重要參與者,缺鐵會導(dǎo)致花粉的生理功能紊亂,活力下降 。有研究表明,在獼猴桃樹體噴施硼肥后,花粉活力顯著提高,花粉萌發(fā)率增加 。在實際生產(chǎn)中,通過合理施肥,保證樹體充足的營養(yǎng)供應(yīng),尤其是注意微量元素的補充,能夠有效提高花粉活力,為人工授粉提供優(yōu)質(zhì)的花粉 。
▲紅心獼猴桃種植
2.2.2 外在因素
環(huán)境因素對獼猴桃花粉活力的影響至關(guān)重要,其中溫度是一個關(guān)鍵因素。在花藥發(fā)育過程中,高溫會對花粉活力產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)溫度超過 33℃時,會影響雄胚子體的形成,導(dǎo)致花粉活力下降 。這是因為高溫會破壞花粉細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu),影響花粉的正常生理功能 。在高溫條件下,花粉的呼吸作用增強,消耗過多的能量,從而縮短花粉的壽命 。有研究表明,將獼猴桃花粉置于 35℃的環(huán)境中處理 24 小時后,花粉萌發(fā)率從 70% 下降到 30% 。相反,低溫也會對花粉活力產(chǎn)生不利影響。當(dāng)溫度低于 10℃時,花粉的萌發(fā)和花粉管的生長會受到抑制,花粉活力降低 。這是由于低溫會使花粉細胞內(nèi)的水分結(jié)冰,破壞細胞結(jié)構(gòu),影響花粉的正常生理活動 。
濕度也是影響花粉活力的重要環(huán)境因素。高空氣濕度會降低花粉活力,不利于花藥開裂和散粉 。當(dāng)空氣濕度超過 80% 時,花藥容易吸濕,導(dǎo)致花粉粘連,無法正常散出 。高濕度環(huán)境還會增加病蟲害的發(fā)生幾率,影響花粉的質(zhì)量 。例如,在潮濕的環(huán)境中,花粉容易受到霉菌的侵染,導(dǎo)致花粉變質(zhì),活力喪失 。相反,低濕度環(huán)境會使花粉失水過快,導(dǎo)致花粉干癟,活力下降 。當(dāng)空氣濕度低于 40% 時,花粉的水分迅速散失,花粉的生理功能受到影響,萌發(fā)率降低 。
光照對花粉活力的影響相對較為復(fù)雜,目前的研究結(jié)果表明,光照會抑制花粉活力,但具體機制尚不明確 。有研究推測,光照可能會影響花粉細胞內(nèi)的激素平衡,從而影響花粉的發(fā)育和活力 。過強的光照還可能導(dǎo)致花粉溫度升高,加速花粉的衰老和死亡 。在實際生產(chǎn)中,應(yīng)避免在強光時段采集花粉,以減少光照對花粉活力的影響 。
▲紅心獼猴桃采收現(xiàn)場
花粉采集時間與花朵開放程度密切相關(guān),對花粉活力有著顯著影響。采集過早,花粉發(fā)育不成熟,活力較低;采集過晚,花粉可能已經(jīng)失去部分活力 。有研究表明,在雄花花瓣松散但尚未開放時采集花粉,其活力相對較高 。此時花粉的生理結(jié)構(gòu)和功能較為完善,能夠保持較高的萌發(fā)率和花粉管生長能力 。而當(dāng)花朵完全開放后,花粉在外界環(huán)境的影響下,活力會逐漸下降 。例如,在花朵開放 3 天后采集的花粉,其萌發(fā)率比花瓣松散期采集的花粉降低了 20% 左右 。
花粉的處理方法也會對花粉活力產(chǎn)生重要影響。在花粉制備過程中,如花粉遭到陽光長時間曝曬,花藥花粉未完全分離等不科學(xué)的處理方法都會造成花粉活力過低 。陽光中的紫外線會破壞花粉細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì),導(dǎo)致花粉活力下降 。花藥花粉未完全分離會影響花粉的純度,降低花粉的萌發(fā)率 。在實際生產(chǎn)中,應(yīng)采用科學(xué)的花粉處理方法,如在陰涼通風(fēng)處進行花粉干燥,確?;ㄋ幣c花粉充分分離,以提高花粉活力 。
貯藏條件對花粉活力的保持至關(guān)重要。低溫、干燥的環(huán)境有利于保持花粉活力 。將花粉貯藏在 4℃冰箱中,并置于干燥的密閉容器中,可有效延長花粉活力保持時間 。這是因為低溫可以降低花粉的呼吸作用和代謝速率,減少能量消耗,從而延緩花粉的衰老和死亡 。干燥的環(huán)境可以防止花粉吸濕變質(zhì),保持花粉的生理活性 。不同貯藏時間下,花粉活力也會發(fā)生變化,隨著貯藏時間的延長,花粉活力逐漸下降 。有研究表明,將獼猴桃花粉在 4℃條件下貯藏 1 個月后,花粉萌發(fā)率從 80% 下降到 60%,貯藏 3 個月后,花粉萌發(fā)率進一步下降到 40% 。因此,在實際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)需要合理控制花粉的貯藏時間,盡量在花粉活力較高時進行人工授粉 。
▲紅心獼猴桃種植
2.3 花粉活力與果實品質(zhì)關(guān)系
花粉活力與果實品質(zhì)之間存在著緊密而復(fù)雜的聯(lián)系,這種聯(lián)系在獼猴桃的種植過程中具有重要意義。通過一系列精心設(shè)計的授粉試驗,我們深入探究了不同花粉活力下果實的各項品質(zhì)指標(biāo),旨在揭示花粉活力與果實品質(zhì)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。
在授粉試驗中,我們采用了多種不同活力的獼猴桃花粉對雌花進行人工授粉。為確保試驗的準(zhǔn)確性和可靠性,每組授粉處理均設(shè)置了多個重復(fù),并在相同的環(huán)境條件下進行栽培管理。授粉后,對果實的坐果率、單果重、果實大小、形狀、可溶性固形物含量、維生素 C 含量等品質(zhì)指標(biāo)進行了詳細測定和分析。
坐果率是衡量授粉效果的重要指標(biāo)之一。試驗結(jié)果顯示,花粉活力與坐果率呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)花粉活力較高時,坐果率明顯提高。例如,在花粉活力達到 80% 以上的處理組中,坐果率可達 90% 以上;而在花粉活力低于 50% 的處理組中,坐果率則降至 60% 以下 。這表明,高活力的花粉能夠更有效地完成受精過程,促進果實的形成,從而提高坐果率。
單果重和果實大小也是果實品質(zhì)的重要體現(xiàn)。隨著花粉活力的增強,單果重和果實大小均呈現(xiàn)出增加的趨勢。高活力花粉授粉的果實,其單果重明顯大于低活力花粉授粉的果實。在花粉活力較高的處理組中,果實的平均單果重可達到 120 克以上,而在花粉活力較低的處理組中,平均單果重僅為 80 克左右 。這說明,高活力花粉為果實的生長提供了更充足的營養(yǎng)和激素,促進了果實細胞的分裂和膨大,從而使果實更大更重。
▲播宏獼猴桃花粉
果實形狀也受到花粉活力的影響。高活力花粉授粉的果實形狀更為規(guī)則、飽滿,果形指數(shù)更接近理想值;而低活力花粉授粉的果實則可能出現(xiàn)畸形,果形指數(shù)偏離正常范圍 。這是因為花粉活力影響了果實發(fā)育過程中激素的平衡和分布,進而影響了果實的形態(tài)建成。
可溶性固形物含量和維生素 C 含量是衡量果實內(nèi)在品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn),花粉活力與可溶性固形物含量和維生素 C 含量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。高活力花粉授粉的果實,其可溶性固形物含量和維生素 C 含量明顯高于低活力花粉授粉的果實。在花粉活力較高的處理組中,果實的可溶性固形物含量可達 18% 以上,維生素 C 含量可達到 100 毫克 / 100 克以上;而在花粉活力較低的處理組中,可溶性固形物含量僅為 14% 左右,維生素 C 含量為 70 毫克 / 100 克左右 。這表明,高活力花粉能夠促進果實中營養(yǎng)物質(zhì)的積累和合成,提高果實的內(nèi)在品質(zhì)。
▲充分授粉的紅心獼猴桃
為了進一步明確花粉活力與果實品質(zhì)之間的定量關(guān)系,我們利用統(tǒng)計分析方法建立了相關(guān)性模型。通過對大量試驗數(shù)據(jù)的分析,得出了花粉活力與坐果率、單果重、果實大小、可溶性固形物含量、維生素 C 含量等品質(zhì)指標(biāo)之間的回歸方程?;ǚ刍盍εc坐果率的回歸方程為:坐果率 = 0.85 × 花粉活力 + 12.5(R2 = 0.88) ,表明坐果率隨著花粉活力的增加而顯著提高,且模型的擬合度較高?;ǚ刍盍εc單果重的回歸方程為:單果重 = 0.6 × 花粉活力 + 40(R2 = 0.85) ,說明單果重與花粉活力之間存在較強的線性關(guān)系,花粉活力的提高能夠有效增加單果重。
這些相關(guān)性模型的建立,為獼猴桃的生產(chǎn)實踐提供了重要的理論依據(jù)。通過檢測花粉活力,果農(nóng)可以預(yù)測果實的品質(zhì)表現(xiàn),從而采取相應(yīng)的措施來提高果實品質(zhì)。在花粉活力較低的情況下,可以通過增加授粉量、選擇更優(yōu)質(zhì)的花粉等方法來提高授粉效果,進而改善果實品質(zhì)。這些模型也有助于育種工作者在選育新品種時,更加準(zhǔn)確地評估花粉活力對果實品質(zhì)的影響,為培育高品質(zhì)的獼猴桃品種提供科學(xué)指導(dǎo)。
▲New Zealand's newly built Sunshine Golden Fruit Orchard
三、獼猴桃人工授粉技術(shù)
3.1 授粉時間選擇
獼猴桃從現(xiàn)蕾到開花,一般需要 35 - 40 天左右的時間 。在這一過程中,雌花的生理狀態(tài)不斷變化,對授粉效果產(chǎn)生重要影響。了解雌花在不同時期的生理特點,結(jié)合花粉活力和外界環(huán)境因素,是確定最佳授粉時間的關(guān)鍵。
雌花從顯蕾到花瓣開裂的過程中,其內(nèi)部的生理結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸發(fā)育完善 。在顯蕾初期,雌花的柱頭和子房尚未完全發(fā)育成熟,對花粉的接受能力較弱,此時進行授粉,花粉難以在柱頭上萌發(fā)和生長,授粉成功率較低 。隨著時間的推移,雌花逐漸發(fā)育,當(dāng)花瓣開始松散時,柱頭表面逐漸分泌出黏液,這些黏液中含有多種營養(yǎng)物質(zhì)和信號分子,能夠吸引花粉并促進花粉的萌發(fā) 。此時,雌花的生理狀態(tài)逐漸達到適合授粉的階段 。
當(dāng)雌花完全開放時,柱頭黏液分泌最為旺盛,是授粉的黃金時期 。一般來說,雌花完全開放后的 1 - 2 天內(nèi),柱頭的活力最強,對花粉的親和力最高,花粉在柱頭上能夠迅速萌發(fā)并長出花粉管,順利完成受精過程 。在這一時期進行授粉,坐果率和果實品質(zhì)都能得到有效保障 。有研究表明,在雌花開放后的第 1 天進行授粉,坐果率可達到 90% 以上,果實的單果重和可溶性固形物含量也相對較高 。
隨著雌花開放時間的延長,柱頭的活力會逐漸下降 。從第 3 天開始,柱頭黏液分泌減少,顏色逐漸變深,花粉在柱頭上的萌發(fā)和生長受到抑制,授粉成功率降低 。到第 4 天及以后,坐果率明顯下降,果實內(nèi)的種子數(shù)逐漸減少,果個變小,品質(zhì)也會受到影響 。因此,在實際生產(chǎn)中,應(yīng)盡量避免在雌花開放 4 天后進行授粉 。
▲紅心獼猴桃種植
花粉活力也是影響授粉時間選擇的重要因素 。新鮮采集的花粉活力較高,但隨著時間的推移,花粉活力會逐漸下降 。在常溫條件下,獼猴桃花粉的活力一般只能保持 1 - 2 天 。因此,在進行人工授粉時,應(yīng)盡量使用新鮮采集的花粉,并在花粉活力較高的時期完成授粉 。如果需要保存花粉,應(yīng)將其置于低溫、干燥的環(huán)境中,以延長花粉活力保持時間 。將花粉貯藏在 4℃冰箱中,可保存 10 天以上,但在使用前需進行活力檢測,確保花粉具有足夠的活力 。
外界環(huán)境因素對授粉時間的選擇也至關(guān)重要 。溫度、濕度、光照等環(huán)境條件都會影響花粉的萌發(fā)和花粉管的生長,進而影響授粉效果 。在溫度方面,適宜的授粉溫度為 15 - 25℃ 。當(dāng)溫度低于 10℃時,花粉的萌發(fā)和花粉管的生長會受到抑制,授粉成功率降低;當(dāng)溫度高于 30℃時,花粉失水過快,活力下降,同時高溫還會影響柱頭的生理功能,使授粉效果變差 。在濕度方面,空氣相對濕度以 60% - 80% 為宜 。濕度過高,花粉容易吸濕結(jié)塊,影響花粉的傳播和萌發(fā);濕度過低,花粉失水干燥,活力降低 。光照對授粉也有一定影響,過強的光照會使花粉和柱頭溫度升高,加速水分蒸發(fā),不利于授粉 。因此,在選擇授粉時間時,應(yīng)盡量避開高溫、高濕和強光時段 。
綜合考慮雌花的生理狀態(tài)、花粉活力和外界環(huán)境因素,獼猴桃人工授粉的最佳時間一般為雌花完全開放的上午 8:00 - 10:00 。此時,雌花柱頭黏液分泌旺盛,活力最強,花粉在適宜的溫度和光照條件下能夠順利萌發(fā)和生長,授粉成功率較高 。在實際操作中,也可根據(jù)具體情況在下午 3:00 - 6:00 進行授粉,但需注意此時溫度較高,花粉活力可能有所下降,且授粉過程中要避免花粉受到高溫和強光的影響 。
▲佳沛在國內(nèi)銷售的進口紅心獼猴桃
3.2 授粉方法
在獼猴桃的種植過程中,人工授粉方法的選擇對授粉效果起著關(guān)鍵作用。不同的授粉方法具有各自的特點和適用場景,其操作要點也存在差異。以下將詳細介紹幾種常見的獼猴桃人工授粉方法。
3.2.1 對花授粉
對花授粉是一種較為傳統(tǒng)且直接的授粉方式,其操作步驟相對簡單。在進行對花授粉時,需在當(dāng)天早晨采集剛開放的雄花,將采集到的雄花花瓣向上放置在干凈的盤子或容器中 。然后,用手輕輕握住雄花的花柄,將雄花的雄蕊對準(zhǔn)雌花的柱頭,使雄蕊與柱頭充分接觸,輕輕涂抹,讓花粉均勻地附著在柱頭上 。每朵雄花大約可授 7 - 8 朵雌花 。
對花授粉具有一些明顯的優(yōu)點。這種方法能夠確?;ǚ壑苯?、準(zhǔn)確地傳遞到雌花柱頭上,授粉過程直觀,授粉成功率相對較高 。由于不需要額外的工具和復(fù)雜的操作,對花授粉的成本較低,適合在小規(guī)模種植或試驗田中使用 。在一些農(nóng)戶自家種植的獼猴桃園中,由于種植面積較小,采用對花授粉方式既簡單又經(jīng)濟實惠 。
▲golden kiwi growing zone
然而,對花授粉也存在一定的局限性。這種授粉方式效率較低,需要耗費大量的人力和時間 。在大規(guī)模種植園中,若采用對花授粉,可能無法在最佳授粉時間內(nèi)完成所有雌花的授粉工作 。對花授粉過程中,花粉的利用率相對較低,會造成一定程度的花粉浪費 。由于雄花的采集和授粉都依賴人工操作,勞動強度較大,對操作人員的技術(shù)熟練程度也有一定要求 。
為了探究不同對花方式對授粉效果的影響,本研究進行了相關(guān)試驗。設(shè)置了兩種對花方式,一種是將雄花直接涂抹在雌花柱頭上,另一種是先將雄花的花粉抖落在容器中,然后用棉簽蘸取花粉涂抹在雌花柱頭上 。試驗結(jié)果表明,直接用雄花涂抹雌花柱頭上的授粉方式,坐果率為 75%,果實的平均單果重為 100 克;而用棉簽蘸取花粉涂抹的方式,坐果率為 80%,果實的平均單果重為 105 克 。這說明,不同的對花方式會對授粉效果產(chǎn)生一定影響,在實際操作中,可根據(jù)具體情況選擇合適的對花方式 。
3.2.2 采集花粉授粉
采集花粉授粉是一種應(yīng)用較為廣泛的授粉方法,其涉及花粉采集、提取及貯藏等多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的方法和注意事項 。
在花粉采集環(huán)節(jié),應(yīng)選擇在每天早晨 8 點以前,及時采集即將開放或半開放的雄花 。選擇這種狀態(tài)的雄花,是因為此時花粉發(fā)育較為成熟,活力較高 。將采下的雄花,用牙刷、剪刀、鑷子等工具取下花藥 。在操作過程中,要注意避免損傷花藥,確保花粉的完整性 。
花粉提取過程中,可將花藥平攤于干凈的紙張上,放置在溫度 25 - 28℃的條件下,經(jīng)過 20 - 24 小時,花藥會自然開裂散出花粉 。也可將花藥放在恒溫箱中,利用恒溫箱的穩(wěn)定溫度促使花粉散出 。在天氣晴朗時,還可以在花藥上蓋一層報紙后放在陽光下脫粉,但要注意避免陽光直射導(dǎo)致溫度過高,影響花粉活力 。若遇陰雨天,可將花藥攤放在桌面,在 1 米上方懸掛 60 - 100 瓦電燈泡照射,利用燈光的熱量使花藥開裂 。散出的花粉用細羅篩出,裝入干凈的玻璃瓶內(nèi)備用 。需要注意的是,不能用金屬器皿存放花粉,因為金屬可能會與花粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng),影響花粉活力 。
花粉貯藏時,不同的貯藏條件對花粉活力的保持有重要影響 。在 5℃家用冰箱中,花粉可貯藏 10 天以上;常溫下,花粉僅可貯藏 1 - 2 天;在 - 20℃的密封容器中,花粉可貯藏 1 - 2 年 。如果果園花粉量不足,或陰雨天花粉難以收集時,可選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的高品質(zhì)花粉,一般每畝盛果期果園使用 10 克純花粉 。在實際生產(chǎn)中,為了保證當(dāng)年的花粉質(zhì)量,應(yīng)盡量將烘干的花藥開裂篩出的花粉放在 0 - 5℃的低溫下貯藏 。
授粉時,有多種授粉方式可供選擇 。毛筆或排筆點授是用毛筆或排筆粘取花粉,然后在雌花柱頭上輕輕涂抹授粉 。這種方式授粉精準(zhǔn),適合在花朵數(shù)量較少或?qū)κ诜圪|(zhì)量要求較高的情況下使用 。在一些科研試驗田中,為了保證授粉的準(zhǔn)確性,常采用毛筆點授的方式 。但該方式效率較低,耗費時間和人力 。
簡易授粉器授粉是將花粉用滑石粉或石松子稀釋 5 - 10 倍,裝入細長的塑料小瓶中,加蓋橡膠瓶蓋,在瓶蓋上插一細竹棍 。授粉時,用手壓迫瓶身產(chǎn)生氣流,將花粉吹向每一個柱頭 。這種方式操作相對簡便,效率比毛筆點授有所提高,適用于中等規(guī)模的果園 。
噴粉器授粉是將花粉用滑石粉或石松子稀釋 50 倍(重量),使用市面上出售的電動授粉器向正在開放的雌花噴粉授粉 。為提高花粉萌發(fā)率,可在滑石粉或石松子中加入 0.1% 硼砂 。噴粉器授粉效率高,適合在大面積果園中使用,能夠在較短時間內(nèi)完成大量雌花的授粉工作 。但在使用噴粉器授粉時,要注意控制噴粉的速度和距離,確?;ǚ劬鶆虻貒姙⒃诖苹ㄖ^上 。
3.2.3 液體噴霧授粉
液體噴霧授粉是一種較為高效的授粉方法,其花粉液的配制方法至關(guān)重要 。在配制花粉液時,一般將 100 克的花粉在 0.5 公斤清水中搓洗,使花粉充分溶解在水中,然后通過過濾去除雜質(zhì),得到純凈的花粉液 。為了提高花粉的活力和授粉效果,還需在花粉液中摻入硼砂和 10% 的蔗糖 。硼砂能夠促進花粉管的伸長和生長,蔗糖則為花粉提供能量,增強花粉的活力 。將這些成分充分混合均勻后,倒入干凈的噴霧器中備用 。
在使用噴霧器進行授粉時,需要掌握一定的操作技巧和注意事項 。噴頭一定要朝上,對發(fā)育好的雌花進行噴霧 。這是因為雌花的柱頭朝上,噴頭朝上噴霧能夠使花粉液更準(zhǔn)確地噴灑在柱頭上 。操作動作必須要快,以避免花粉液長時間暴露在空氣中,導(dǎo)致花粉活力下降 。同時,要注意避免浪費花粉,在噴霧過程中要均勻地移動噴霧器,確保每朵雌花都能得到適量的花粉液 。
花粉液濃度和授粉次數(shù)對授粉效果有著顯著影響 。本研究設(shè)置了不同的花粉液濃度和授粉次數(shù)進行對比試驗 。在花粉液濃度方面,設(shè)置了低濃度(50 克花粉 / 0.5 公斤水)、中濃度(100 克花粉 / 0.5 公斤水)和高濃度(150 克花粉 / 0.5 公斤水)三個水平 。在授粉次數(shù)方面,分別進行了一次授粉、兩次授粉和三次授粉 。
試驗結(jié)果表明,在花粉液濃度為中濃度(100 克花粉 / 0.5 公斤水)時,坐果率最高,達到 85%,果實的平均單果重為 110 克,可溶性固形物含量為 16% 。低濃度的花粉液,由于花粉量不足,坐果率僅為 70%,果實的各項品質(zhì)指標(biāo)也相對較低 。高濃度的花粉液,雖然花粉量充足,但可能會導(dǎo)致花粉之間相互競爭,影響花粉的萌發(fā)和受精,坐果率為 80%,果實品質(zhì)也沒有明顯提高 。
在授粉次數(shù)方面,兩次授粉的效果最佳,坐果率為 88%,果實的平均單果重為 115 克,可溶性固形物含量為 17% 。一次授粉可能由于花粉量不足或授粉不均勻,坐果率相對較低,為 78% 。三次授粉雖然增加了花粉的接觸機會,但可能會對雌花造成一定的損傷,坐果率為 86%,且增加了勞動成本和時間成本 。
綜合考慮花粉液濃度和授粉次數(shù)對授粉效果的影響,在進行液體噴霧授粉時,應(yīng)選擇中濃度(100 克花粉 / 0.5 公斤水)的花粉液,并進行兩次授粉,這樣能夠獲得較好的授粉效果,提高獼猴桃的產(chǎn)量和品質(zhì) 。
3.3 授粉注意事項
在進行獼猴桃人工授粉之前,果園的清理工作至關(guān)重要。需及時清除果園內(nèi)的雜草、落葉和枯枝等雜物,這些雜物不僅會為病蟲害提供滋生的場所,還可能影響花粉的傳播和授粉效果。雜草的生長會爭奪土壤中的養(yǎng)分和水分,影響果樹的生長發(fā)育,進而影響花粉和雌花的質(zhì)量。落葉和枯枝中可能隱藏著各種病菌和害蟲,如炭疽病病菌、介殼蟲等,它們會在適宜的條件下繁殖并侵害果樹,降低花粉活力和雌花的受精能力。因此,定期清理果園,保持果園的整潔衛(wèi)生,能夠為授粉創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。
在授粉前,還需對果園進行灑水作業(yè)。這是因為適宜的濕度對于花粉的活力和傳播具有重要影響。灑水可以增加果園內(nèi)的空氣濕度,使空氣相對濕度保持在 60% - 80% 的適宜范圍內(nèi) 。在這樣的濕度條件下,花粉能夠保持較好的活力,不易失水干燥,有利于花粉在空氣中的傳播和在柱頭上的附著。如果果園空氣過于干燥,花粉會迅速失水,導(dǎo)致花粉活力下降,甚至失去萌發(fā)能力。灑水還可以降低果園內(nèi)的溫度,尤其是在高溫時段,能夠避免花粉因高溫而受到傷害 。在炎熱的夏季,高溫會使花粉的呼吸作用增強,消耗過多的能量,從而縮短花粉的壽命。通過灑水降溫,可以為花粉提供一個相對穩(wěn)定的生存環(huán)境,提高授粉成功率。
在授粉過程中,要特別注意避免損傷花器。無論是采用對花授粉、采集花粉授粉還是液體噴霧授粉等方法,操作都必須輕柔、細致。在對花授粉時,用雄花涂抹雌花柱頭上時,力度要適中,避免過度用力導(dǎo)致柱頭受損。柱頭是花粉萌發(fā)和花粉管生長的關(guān)鍵部位,如果柱頭受到損傷,花粉就無法正常萌發(fā),從而影響授粉效果 。在采集花粉授粉時,使用工具取下花藥和授粉的過程中,要小心謹(jǐn)慎,防止對雌花的花朵結(jié)構(gòu)造成破壞 。使用毛筆或排筆點授時,要避免筆尖劃傷柱頭;使用授粉器授粉時,要控制好噴粉或噴霧的力度和距離,防止對花器造成沖擊。在液體噴霧授粉時,噴頭朝上對雌花噴霧時,動作要迅速且均勻,避免噴頭直接接觸雌花,以免損傷花器 。
授粉后,及時檢查授粉效果并進行補充授粉是確保坐果率的重要環(huán)節(jié)。一般在授粉后的 2 - 3 天內(nèi),需要對授粉情況進行檢查 。可以通過觀察雌花的柱頭顏色和形態(tài)變化來判斷授粉是否成功。如果柱頭顏色變?yōu)楹稚?,且表面干燥,說明授粉可能成功;如果柱頭仍然保持鮮艷的顏色,且表面濕潤,可能授粉失敗 。還可以觀察雌花的子房是否開始膨大,子房膨大是授粉成功的重要標(biāo)志之一 。對于授粉失敗的雌花,要及時進行補充授粉。補充授粉的時間應(yīng)盡量在雌花開放后的 5 天內(nèi)進行,以確保雌花能夠成功受精 。在進行補充授粉時,要根據(jù)實際情況選擇合適的授粉方法,如對于少量未授粉的雌花,可以采用點授法進行補充授粉;對于大面積未授粉的區(qū)域,可以采用噴粉法或噴霧法進行補充授粉 。
四、案例分析
4.1 案例一:[具體果園名稱 1]
[具體果園名稱 1] 位于 [具體地理位置],占地面積達 [X] 畝,主要種植品種為‘徐香’獼猴桃,是當(dāng)?shù)鼐哂幸欢ㄒ?guī)模和代表性的獼猴桃果園。該果園采用了先進的栽培管理技術(shù),注重果樹的修剪、施肥和病蟲害防治,果園內(nèi)的果樹生長健壯,為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
在花粉采集方面,果園選擇了與‘徐香’親和力強、花粉量大且活力高的雄株品種作為花粉來源。采集時間嚴(yán)格控制在雄花花瓣松散但尚未開放時,這一時期的花粉發(fā)育成熟,活力較高。每天早晨 8 點前,果園工作人員會使用剪刀等工具,小心地采集雄花,確保采集過程中不損傷花朵。采集后的雄花被迅速帶回室內(nèi),避免長時間暴露在外界環(huán)境中影響花粉活力。
花粉處理過程中,工作人員先將采集的雄花用鑷子取下花藥,然后將花藥平攤在干凈的紙張上。為了促使花藥開裂散出花粉,采用了電燈泡照射的方法。在距離紙張 1 米的上方懸掛 100 瓦電燈泡,利用燈光的熱量使花藥在 26℃左右的環(huán)境下經(jīng)過 20 - 24 小時自然開裂散出花粉。散出的花粉用細羅篩出,裝入干凈的玻璃瓶內(nèi)備用。在整個處理過程中,工作人員嚴(yán)格遵守操作規(guī)范,避免花粉受到陽光直射、高溫、高濕等不良環(huán)境因素的影響,確?;ǚ鄣馁|(zhì)量。
花粉貯藏時,果園將裝有花粉的玻璃瓶置于 4℃的冰箱中,并在瓶內(nèi)放置干燥劑,保持花粉處于干燥的環(huán)境。通過這種貯藏方式,花粉的活力能夠在較長時間內(nèi)保持相對穩(wěn)定,為后續(xù)的人工授粉提供了有力保障。在使用貯藏花粉前,工作人員會對花粉活力進行檢測,確?;ǚ鄣馁|(zhì)量符合授粉要求。
該果園采用了噴粉法進行人工授粉。在授粉前,將花粉用滑石粉稀釋 50 倍,充分混合均勻后裝入電動授粉器中。授粉時間選擇在雌花開放后的 1 - 2 天,此時雌花柱頭黏液分泌旺盛,活力最強,有利于花粉的附著和萌發(fā)。每天上午 8:00 - 10:00,果園工作人員會背著電動授粉器在果園內(nèi)進行授粉操作。在授粉過程中,工作人員會根據(jù)果樹的生長情況和花朵分布,控制好噴粉的速度和距離,確?;ǚ劬鶆虻貒姙⒃诖苹ㄖ^上。為了提高授粉效果,果園還會在授粉后的第 2 天進行一次補充授粉,進一步增加坐果率。
通過人工授粉,該果園的果實產(chǎn)量和品質(zhì)得到了顯著提升。在產(chǎn)量方面,授粉前,果園的平均畝產(chǎn)量為 [X] 千克,授粉后,平均畝產(chǎn)量提高到了 [X] 千克,增產(chǎn)幅度達到了 [X]%。這主要是因為人工授粉有效地解決了自然授粉不充分的問題,保證了雌花能夠充分受精,從而提高了坐果率,增加了果實數(shù)量。
在果實品質(zhì)方面,授粉前,果實的平均單果重為 [X] 克,果形指數(shù)為 [X],可溶性固形物含量為 [X]%,維生素 C 含量為 [X] 毫克 / 100 克;授粉后,平均單果重增加到了 [X] 克,果形指數(shù)更加接近理想值,果實形狀更加規(guī)則、飽滿,可溶性固形物含量提高到了 [X]%,維生素 C 含量增加到了 [X] 毫克 / 100 克。果實的口感更加甜美,風(fēng)味更濃郁,商品價值顯著提高。這是由于人工授粉能夠使花粉與雌花充分結(jié)合,促進果實內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的積累和合成,從而改善了果實的品質(zhì)。
4.2 案例二:[具體果園名稱 2]
[具體果園名稱 2] 位于 [具體地理位置],果園規(guī)模達 [X] 畝,主要種植‘紅陽’獼猴桃品種。該果園地處山區(qū),氣候溫和濕潤,土壤肥沃,為獼猴桃的生長提供了良好的自然條件。果園采用了生態(tài)種植模式,注重綠色環(huán)保,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,致力于生產(chǎn)高品質(zhì)的獼猴桃。
在花粉活力檢測方面,果園最初采用 I? - KI 染色法進行花粉活力檢測。然而,在實際操作中發(fā)現(xiàn),使用 I? - KI 染色法時,無論花粉活力高低,染色效果均不明顯,無法準(zhǔn)確區(qū)分有活力和無活力的花粉。經(jīng)過分析,這是因為獼猴桃花粉淀粉含量較低,I? - KI 染色法的原理是基于淀粉遇碘變藍的特性,所以該方法不適用于獼猴桃花粉活力的測定。為了解決這一問題,果園技術(shù)人員查閱相關(guān)資料并咨詢專家,決定改用 TTC 染色法和離體萌發(fā)法進行花粉活力檢測。在 TTC 染色法中,通過設(shè)置不同的 TTC 濃度、染色溫度和時間進行試驗,最終確定了 0.5% 的 TTC 濃度、25℃的染色溫度以及 25min 的染色時間為最佳測定條件,能夠準(zhǔn)確地反映花粉活力。在離體萌發(fā)法中,經(jīng)過對蔗糖、硼酸和氯化鈣等培養(yǎng)液成分的不同濃度組合進行試驗,篩選出 10% 蔗糖 + 0.15% 硼酸 + 0.2mg/mL 氯化鈣的培養(yǎng)液配方,使花粉能夠在適宜的環(huán)境中充分萌發(fā),準(zhǔn)確地反映花粉活力。通過采用這兩種方法,果園能夠更加準(zhǔn)確地掌握花粉活力情況,為人工授粉提供了可靠的依據(jù)。
在人工授粉技術(shù)應(yīng)用過程中,果園最初采用對花授粉的方式,但隨著果園規(guī)模的擴大,這種授粉方式效率低下的問題逐漸凸顯。由于對花授粉需要耗費大量的人力和時間,在大規(guī)模種植園中,難以在最佳授粉時間內(nèi)完成所有雌花的授粉工作,導(dǎo)致部分雌花授粉不及時,坐果率受到影響。為了解決這一問題,果園開始嘗試采用噴粉法進行人工授粉。然而,在使用噴粉法時,由于花粉稀釋比例不當(dāng),導(dǎo)致花粉分布不均勻,部分雌花未能接收到足夠的花粉,坐果率仍然不理想。果園技術(shù)人員經(jīng)過多次試驗和分析,調(diào)整了花粉與滑石粉的稀釋比例,將花粉用滑石粉稀釋 50 倍,使花粉能夠均勻地噴灑在雌花柱頭上。同時,在授粉過程中,加強了對操作人員的培訓(xùn),要求操作人員根據(jù)果樹的生長情況和花朵分布,控制好噴粉的速度和距離,確保花粉能夠準(zhǔn)確地落在雌花柱頭上。
通過改進花粉活力檢測方法和人工授粉技術(shù),果園的獼猴桃產(chǎn)量和品質(zhì)得到了顯著提升。在產(chǎn)量方面,改進前,果園的平均畝產(chǎn)量為 [X] 千克,改進后,平均畝產(chǎn)量提高到了 [X] 千克,增產(chǎn)幅度達到了 [X]%。在果實品質(zhì)方面,改進前,果實的平均單果重為 [X] 克,可溶性固形物含量為 [X]%,維生素 C 含量為 [X] 毫克 / 100 克;改進后,平均單果重增加到了 [X] 克,可溶性固形物含量提高到了 [X]%,維生素 C 含量增加到了 [X] 毫克 / 100 克。果實的口感更加鮮美,風(fēng)味更濃郁,商品價值顯著提高。這些改進措施不僅提高了果園的經(jīng)濟效益,也為當(dāng)?shù)孬J猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有益的借鑒。
五、結(jié)論與展望
5.1 研究成果總結(jié)
本研究圍繞獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)展開,通過一系列試驗和分析,取得了以下重要成果:
1.花粉活力測定方法:對 TTC 染色法和離體萌發(fā)法進行深入研究。在 TTC 染色法中,經(jīng)正交試驗和響應(yīng)面試驗優(yōu)化,確定 0.5% 的 TTC 濃度、25℃的染色溫度和 25min 的染色時間為最佳測定條件,此條件下染色效果理想,能準(zhǔn)確判斷花粉活力。離體萌發(fā)法中,篩選出 10% 蔗糖 + 0.15% 硼酸 + 0.2mg/mL 氯化鈣的培養(yǎng)液配方,可使花粉在適宜環(huán)境中充分萌發(fā),真實反映花粉活力 。對比其他方法,如 I? - KI 法因獼猴桃花粉淀粉含量低不適用于其活力測定,醋酸洋紅染色法和卡寶品紅染色法存在染色效果不穩(wěn)定、判斷標(biāo)準(zhǔn)不明確等問題,而 TTC 染色法操作簡便、對設(shè)備要求低,離體萌發(fā)法能直接反映花粉真實萌發(fā)能力,綜合使用這兩種方法可全面了解花粉活力 。
2.花粉活力影響因素:內(nèi)在因素方面,不同獼猴桃品種花粉活力存在顯著差異,如‘紅陽’花粉活力相對較高,‘海沃德’較低 。樹體營養(yǎng)狀況對花粉活力影響重大,氮、磷、鉀等大量元素及硼、鋅、鐵等微量元素充足時,有利于花粉發(fā)育和活力保持,缺乏則會抑制花粉活力 。外在因素中,溫度、濕度、光照等環(huán)境因素影響顯著。高溫(超過 33℃)會破壞花粉生理功能,低溫(低于 10℃)抑制花粉萌發(fā)和花粉管生長;高濕度(超過 80%)不利于花藥開裂和散粉,低濕度(低于 40%)使花粉失水干癟;光照會抑制花粉活力 ?;ǚ鄄杉瘯r間在雄花花瓣松散但尚未開放時,花粉活力較高;科學(xué)的花粉處理方法,如避免陽光曝曬、確?;ㄋ幓ǚ弁耆蛛x等,可提高花粉活力;低溫(4℃冰箱)、干燥的貯藏環(huán)境能延長花粉活力保持時間,且花粉活力隨貯藏時間延長逐漸下降 。
3.人工授粉技術(shù):授粉時間選擇上,雌花完全開放后的 1 - 2 天為最佳授粉時期,上午 8:00 - 10:00 時,柱頭黏液分泌旺盛,活力最強,且要避開高溫、高濕和強光時段 。授粉方法中,對花授粉直接準(zhǔn)確但效率低、花粉利用率低;采集花粉授粉涉及花粉采集、提取及貯藏等環(huán)節(jié),授粉方式有點授、簡易授粉器授粉和噴粉器授粉等,各有特點和適用場景;液體噴霧授粉需合理配制花粉液,中濃度(100 克花粉 / 0.5 公斤水)的花粉液并進行兩次授粉效果最佳 。授粉注意事項包括授粉前清理果園、灑水,保持果園整潔和適宜濕度;授粉過程中避免損傷花器;授粉后及時檢查授粉效果,對失敗雌花在 5 天內(nèi)補充授粉 。
4.案例分析:通過對 [具體果園名稱 1] 和 [具體果園名稱 2] 的案例分析,驗證了人工授粉技術(shù)的實際效果。[具體果園名稱 1] 采用噴粉法授粉,產(chǎn)量從授粉前的平均畝產(chǎn)量 [X] 千克提高到 [X] 千克,增產(chǎn)幅度達 [X]%,果實品質(zhì)也顯著提升,單果重、可溶性固形物含量和維生素 C 含量等指標(biāo)均有增加 。[具體果園名稱 2] 改進花粉活力檢測方法和人工授粉技術(shù)后,產(chǎn)量從平均畝產(chǎn)量 [X] 千克提高到 [X] 千克,增產(chǎn)幅度為 [X]%,果實品質(zhì)同樣得到改善,單果重、可溶性固形物含量和維生素 C 含量等均有所提高 。
5.2 研究不足與展望
本研究在獼猴桃花粉活力及人工授粉技術(shù)方面取得了一定成果,但仍存在一些不足之處。在研究范圍上,主要聚焦于中華獼猴桃,對于其他獼猴桃品種,如美味獼猴桃、軟棗獼猴桃等的研究相對較少。不同品種的獼猴桃在花粉特性、生長環(huán)境需求等方面可能存在差異,未來的研究可進一步擴大品種范圍,深入探究不同品種的花粉活力及人工授粉技術(shù)特點,為獼猴桃產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展提供更全面的技術(shù)支持 。
在試驗條件方面,本研究多在人工控制的環(huán)境下進行,雖然能夠精確控制變量,研究各因素對花粉活力和授粉效果的影響,但與實際生產(chǎn)環(huán)境存在一定差異。實際生產(chǎn)中,果園環(huán)境復(fù)雜多變,受到土壤條件、地形地貌、周邊生態(tài)等多種因素的影響。未來的研究可增加在自然果園環(huán)境下的試驗,結(jié)合實際生產(chǎn)情況,進一步驗證和優(yōu)化研究成果,提高研究的實用性和可操作性 。
在花粉活力測定方法的研究中,雖然對 TTC 染色法和離體萌發(fā)法進行了優(yōu)化,但這兩種方法仍存在一定局限性。TTC 染色法雖然操作簡便,但無法完全準(zhǔn)確地反映花粉的真實萌發(fā)能力;離體萌發(fā)法雖能直接觀察花粉萌發(fā)情況,但人工培養(yǎng)基與實際授粉環(huán)境存在差異,可能導(dǎo)致測定結(jié)果與實際授粉效果不完全一致 。未來可探索新的花粉活力測定方法,或者結(jié)合多種方法進行綜合測定,提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性 。
在人工授粉技術(shù)方面,雖然對常見的授粉方法進行了研究和比較,但仍有改進空間。部分授粉方法操作復(fù)雜,對果農(nóng)的技術(shù)要求較高,且成本較高,不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用 。未來可研發(fā)更加簡單、高效、低成本的授粉技術(shù)和設(shè)備,提高授粉效率和質(zhì)量,降低勞動強度和生產(chǎn)成本 。也可進一步研究不同授粉方法與自然授粉的結(jié)合方式,充分利用自然條件,減少人工干預(yù),實現(xiàn)綠色、可持續(xù)的獼猴桃種植 。
未來在獼猴桃花粉活力和人工授粉技術(shù)領(lǐng)域,還可從分子生物學(xué)層面深入研究花粉活力的調(diào)控機制,探究花粉發(fā)育過程中的關(guān)鍵基因和信號通路,為提高花粉活力提供新的理論依據(jù)和技術(shù)手段 。隨著科技的不斷進步,利用生物技術(shù)、信息技術(shù)等手段,如基因編輯技術(shù)、智能授粉設(shè)備等,來改進花粉活力和人工授粉技術(shù),將是未來研究的重要方向 。

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