不同授粉方式對“臺農1號”百香果果實性狀的影響

徐 麗,馮紅玉,陳 媚,趙亞南,高 玲,楊福孫

(1 海南大學熱帶農林學院,?？?570228;2 中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所,?？?571101)

百香果,又名西番蓮,是典型的熱帶水果,由于其果實香氣豐富,營養價值高,備受消費者青睞[1]。目前,百香果在我國熱帶和亞熱帶地區栽培面積較大,主要栽培品種為紫果種(PassifloraedulisSims)和黃果種(Passifloracaerulea)以及兩者的雜交種[2]。百香果在溫度適宜條件下全年可多次開花,但不同品種自然著果率差異較大。百香果花屬于柱頭探出式雌性異位[3],即花柱伸出花藥外,開花過程伴有花柱彎曲運動;百香果剛開花時,柱頭直立,表面沒有黏液,加上花粉又重又大且有黏性,不具備風媒傳粉的條件,也不在昆蟲拜訪路徑上[4],因此柱頭被授粉的概率較小,大多數品種自然著果率較低。2012年,有學者就認為美洲百香果產量低的主要原因是其自然傳粉成功率低[5],生產上想要提高產量需借助蜜蜂、木蜂傳粉[6-7]或人工輔助授粉[8-10]。

已有報道不同授粉方式影響百香果著果率[11],而人工異花授粉可提高百香果著果率,改善果實品質[12-13]。百香果果實品質除與品種、栽培等條件相關外,也受到授粉方式影響?！芭_農1號”百香果成熟時香氣濃郁,酸甜適中,在廣西、福建、貴州等地大面積種植,是國內目前主栽紫果百香果品種[14]。目前我國百香果電商銷售較為火熱[15],對百香果果實品質和分級提出較高要求。因此,本研究以“臺農1號”百香果為試材,探討不同授粉方式對其果實性狀的影響,以期為百香果設施栽培管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

以“臺農1號”紫果百香果品種為試材,該品種可自花授粉結果。試驗地點在中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所試驗大棚內進行,北緯19.51°,東經109.51°,網室拱棚。2022年10月14日定植栽培,株行距3 m×2 m,共40株。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

設置異株異花授粉、同株異花授粉、自花授粉3種不同人工授粉處理,花粉在花前5 h已具有活力[16-17],異株異花授粉為開花前2 h,用鑷子將當天要開放花去除雄蕊,收集至干凈容器內,每株單獨收集,用干凈毛筆沾取收集到的異株花粉均勻涂抹于異花柱頭上,并套袋做好標記;同株異花授粉為開花前2 h,用鑷子將當天要開放花去除雄蕊,收集至干凈容器內,每株單獨收集,用干凈毛筆沾取收集到的同株花粉均勻涂抹于異花柱頭上,并套袋做好標記;自花授粉為開花前2 h,用鑷子取下當天要開放花上雄蕊,將花藥均勻涂抹于同朵花柱頭上,并套袋做好標記。每個重復選擇20朵完全開放花進行人工授粉,每個處理重復3次,同時記錄授粉當天溫濕度,4 d后統計著果率。

1.2.2 性狀調查

果實成熟轉色70%時采摘,記錄采摘日期。每處理隨機抽取果實20個,使用游標卡尺測定果實縱徑、橫徑,使用萬深掃描儀測定種子長度、寬度;統計單果種子數,稱量單果質量和果殼質量;使用艾拓糖酸度計(PAL-BX/ACID F5)測定可溶性固形物、可滴定酸含量,計算可食率和固酸比?？墒陈?%)=(單果質量-果殼質量)/單果質量×100。

1.2.3 數據分析

采用Excel 2010整理數據,SPSS Statistics 26統計分析,進行單因素方差分析(one-way ANOVA);采用Duncan新復極差進行多重比較,Pearson分析各指標間相關性,OriginPro 2021繪圖。

2 結果與分析

2.1 對著果率的影響

由表1可知,異株異花授粉和自花授粉著果率較高,分別達到98.3%和96.7%,而同株異花授粉著果率較低,僅78.3%,與其他授粉處理的著果率有顯著性差異。

表1 不同授粉方式的“臺農1號”百香果著果率、成熟時間和果實外觀性狀比較

2.2 對果實外觀性狀的影響

由表1可知,不同授粉方式的果實成熟時間以及果實縱橫徑比無顯著性差異,成熟時間84.85～87.75 d,果實縱橫徑比1.18～1.19。不同授粉方式的果實縱徑、橫徑、單果質量存在顯著性差異,自花授粉的果實縱徑、橫徑顯著高于異株或同株異花;3個處理的單果質量從高到低依次為自花授粉>異株異花授粉>同株異花授粉。

2.3 對果實內在品質和種子性狀的影響

由表2可見,不同授粉方式的果實可溶性固形物、可滴定酸含量以及糖酸比差異不顯著,可食率差異顯著。自花授粉和異株異花授粉可食率較高,分別達到57.09%、58.16%,顯著高于同株異花授粉的可食率52.00%。3個處理的單果種子數差異顯著,其中自花授粉最高,其次為異株異花授粉,同株異花授粉最少。不同授粉方式的種子寬度無顯著性差異,平均3.60 mm;種子長度差異顯著,異株異花授粉種子長度顯著低于其他兩個授粉處理。

表2 不同授粉方式的“臺農1號”百香果品質和種子性狀比較

2.4 果實性狀相關性分析

由于圖1可知,異株異花授粉百香果果實外觀性狀間相關性較高,果實縱徑與橫徑呈極顯著正相關(p<0.05,下同),相關系數為0.62;果實橫徑與縱橫徑比呈極顯著負相關(p<0.01,下同)。果實可滴定酸與固酸比呈極顯著負相關。單果種子數與種子長度、種子寬度呈顯著正相關,種子長度與種子寬度呈極顯著正相關。果實外觀性狀與內在品質間,僅果實縱徑與可滴定酸含量呈顯著正相關。果實外觀性狀與種子性狀間也有相關性,單果質量與單果種子數呈正相關,與種子長度、寬度呈極顯著正相關,相關系數分別為0.69、0.61。果實內在品質與種子性狀間,可食率與單果種子數呈極顯著正相關,相關系數為0.66。

注:圓的大小與相關系數呈正相關,圓的顏色深淺與總關聯度呈正相關。圖2至圖3同。

由圖2可知,同株異花授粉的果實單果質量與果實縱徑呈極顯著正相關,與果實橫徑呈顯著正相關;成熟時間與果實縱徑呈極顯著負相關,與果實橫徑呈顯著負相關。果實內在品質間,可食率與單果質量呈極顯著正相關,與可溶性固形物含量呈顯著負相關。種子性狀間,種子寬度與單果種子數呈顯著負相關,與種子長度呈極顯著正相關。果實外觀性狀與內在品質間,單果質量與可食率呈極顯著正相關,成熟時間與可滴定酸含量和固酸比呈極顯著負相關。果實外觀性狀與種子性狀間,僅單果質量與單果種子數呈極顯著正相關。果實內在品質與種子性狀間,可食率與單果種子數呈極顯著正相關。

圖2 同株異花授粉“臺農1號”百香果果實性狀間相關性分析

由圖3可知,自花授粉果實各性狀間具有一定相關性。果實外觀性狀間,單果質量與果實縱徑、橫徑呈極顯著正相關,相關系數分別為0.70、0.89,與成熟時間呈顯著負相關;果實橫徑與縱徑呈極顯著正相關,相關系數為0.74;果實橫徑與成熟時間呈顯著負相關。果實內在品質間,僅可滴定酸含量與固酸比呈極顯著負相關,相關系數為-0.95。種子性狀間,單果種子數與種子寬度呈顯著負相關。果實外觀性狀與內在品質間,可溶性固形物含量與果實縱徑、單果質量呈顯著正相關,與果實橫徑呈極顯著正相關。果實外觀性狀與種子性狀間,果實橫徑與種子寬度呈顯著負相關。果實內在品質與種子性狀間,可食率與單果種子數呈顯著正相關。

圖3 自花授粉“臺農1號”百香果果實性狀間相關性分析

3 討論與結論

紫果百香果是蟲媒傳粉的自交可育物種,自交親和力28%～86%,不同品種自交親和性不同。Rendon等[1]對紫果西番蓮3種不同授粉方式的著果率比較發現,同株異花授粉的著果率(86%)>自花授粉(82%)>異株異花授粉(68%)。本試驗中,異株異花授粉的著果率(98.3%)>自花授粉(96.7%)>同株異花授粉(78.3%),異花授粉和自花授粉的著果率均較高,與Rendon等的研究結果不同。分析推測其主要原因是一方面試驗材料為不同百香果品種,品種間存在差異。另一方面本試驗中同株異花授粉當天最高氣溫達到45.3 ℃,日均氣溫達到31 ℃,均高于異株異花授粉和自花授粉當天溫度,而百香果花期最適宜溫度為20～35 ℃,紫果種最適宜開花著果溫度為20～28 ℃,當日平均氣溫≥30 ℃,最高氣溫≥35 ℃時會對百香果授粉造成影響[16]。王偉雄等[17]認為,日最高氣溫是決定百香果著果率的主要原因,與日平均氣溫無相關關系。因此,推測高溫是造成同株異花授粉著果率顯著低于異株異花授粉和自花授粉著果率的主要原因。

大量研究表明,人工授粉可改善果實品質。據報道,人工異花授粉可提高百香果單果質量、可食率、單果種子數[18],且果汁糖度與果實成熟期呈正相關[13]。本試驗中,3個授粉方式對百香果單果質量和單果種子數有顯著性影響,自花授粉單果質量、可食率和單果種子數最高。不同授粉方式對果實縱橫徑比無顯著性影響,因此不會改變果實形狀。不同授粉方式對果實成熟時間、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比、種子寬度均無顯著性影響,因此基本不改變果實成熟期及風味。Souza等[19]對黃果西番蓮的研究表明,單果質量與種子數、果實縱徑與果實橫徑高度相關。本試驗中,3個授粉方式的單果質量與果實橫徑均呈顯著正相關,果實橫徑與果實縱徑也呈極顯著正相關;異株異花授粉和同株異花授粉果實單果質量與單果種子數呈顯著正相關,自花授粉果實單果質量與單果種子數無顯著相關性。Ishihata等[13]研究表明,百香果果汁糖度與果實成熟期呈正相關;本試驗中同株異花授粉的果實固酸比與成熟時間呈極顯著正相關,與可滴定酸呈極顯著負相關,與Kozai等[18]研究結果一致。異株異花授粉的果實可溶性固形物含量與果實成熟時間無顯著相關性,自花授粉果實可溶性固形物含量與成熟時間呈極顯著負相關,可推測與不同授粉方式有關。本研究分析了3種不同人工授粉方式對百香果果實性狀的影響,為后續改善設施栽培管理,提高百香果產量提供一定參考?；诓煌贩N對環境條件與授粉方式的響應程度不同,下一步將繼續開展不同品種、不同季節花果特征特性的深入研究,為不同品種、不同區域百香果高效優質生產提供精準種植管理提供參考。