一種基於無土栽培的棗樹雜交種子快速成苗的方法與流程
2023-10-04 19:07:09 2
本發明涉及一種利用無土栽培技術進行棗樹雜交種子快速成苗的方法。
背景技術：
雜交育種是最為常用和有效的果樹育種方法之一。棗樹是我國原產特色優勢果樹和第一大乾果樹種。然而，棗樹由於花很小、人工去雄困難，加之座果率只有1%左右且胚敗育嚴重，使得在棗樹上獲得雜交種子的機率只有萬分之一左右。如何快速的將非常難得的雜交種子培養成苗、提早進行雜交子代性狀評價是提高棗樹雜交育種效率的關鍵之一。目前，一般採用沙藏層積法處理雜交種子，翌年春天在露地播種，但此方法的雜交種子出苗率通常只有20%左右，且耗時較長，到成苗開花一般需要2年以上。雖然也可採用胚培養技術獲得棗樹雜交子代苗，但技術複雜，且馴化移栽後的成苗率一般不足10%，也不適宜大規模雜交子代群體的培養成苗。
無土栽培(soilless culture)是指不用天然土壤而用人工配製的基質，在生長期用營養液進行灌溉的栽培方法。由於無土栽培可人工創造良好的根際環境以取代天然土壤環境，可有效防止土壤連作病害及土壤鹽分積累造成的生理障礙，充分滿足植物對礦質營養、水分、氣體等環境條件的需要，栽培用的基本材料還可循環利用，因此具有省水、省肥、省工、環保、高效等優點。目前，無土栽培在蔬菜、花卉等生產上已有廣泛應用，在多年生木本果樹生產上由於技術難度大應用的還不多，關於棗樹的無土栽培技術尚未見報導。若能將無土栽培技術應用到棗樹雜交子代育苗中，結合雜交種子冷藏和催芽處理、苗期營養液科學管理，以及生長、開花結果期營養液精量管理等，可望實現棗樹雜交子代快速成苗和開花結果，從而加速獲得雜交子代群體，進而加快棗樹雜交育種進程。
技術實現要素：
本發明建立了利用無土栽培技術快速培養棗樹雜交苗的方法，將雜交得到的果實冷藏處理，然後取出種子進行浸種催芽處理，在播種、生長、開花結果期均實施溫室無土栽培，實現棗樹雜交種子快速成苗。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：將雜交獲得的果實進行0℃-4℃冷藏處理，之後除去果肉和硬核，剝取出種子，將種子進行浸種催芽處理，然後在溫室條件下播種於草炭和珍珠巖混合基質中，待苗高達到15cm左右時轉移至沙培混合基質中生長、開花結果，可實現雜交翌年7月份約50％雜交子代開花結果。
本發明的具體內容，即基於無土栽培的棗樹雜交種子快速成苗的方法如下：
（1）雜交果實採集和冷藏處理在雜交當年的10月份棗果成熟期採集雜交果實，清洗後放入透氣性包裝袋內，於0-4℃條件下冷藏60d完成雜交種子的後熟作用，冷藏期期間每隔7d檢查清洗果實防止果實發黴。該方法可替代雜交種子的常規層積處理，顯著縮短種子後熟處理時間。
（2）種子浸種催芽取出冷藏處理後的果實，去除果肉，用鉗子夾裂棗核，剝取完整種子。將種子在45℃溫水中浸泡4h，之後常溫浸種24h，28℃恆溫催芽直至50%左右的種子露白，然後播種。
（3）播種及苗期管理將經過催芽的種子點播於裝有草炭：珍珠巖=3:1、含水量60%-70%的混合基質的穴盤中，然後覆膜保溼，在溫室環境下（白天25℃-28℃，夜晚15℃－18℃）育苗。經2-3周苗出齊後，開始噴施1/4濃度營養液，4-5周後噴施1/2濃度營養液，營養液配方見表1。翌年1月下旬至2月上旬，待幼苗高10cm，3-4片真葉後進行定植。
（4）定植在日光溫室內，開長方形栽植槽，深度30cm、寬度40cm，間距1.2m，槽內鋪可滲水地布，填充草炭：粗沙：細沙=2：1：1的沙培基質，並安裝滴灌帶。栽植槽內雙行定植，株距30cm，行距30cm，將幼苗帶基質坨移栽。移栽後滴灌清水，遮陰3-5d緩苗。
（5）生長、開花結果期管理定植2周後開始滴灌營養液（表1），不同生長期營養液濃度及滴灌量見表2。4月中下旬根據外界溫度條件逐步揭開日光溫室棚膜，使雜交苗在露天條件下快速生長及開花結果。
表1 營養液配方表
表2 不同生長時期營養液濃度表
本發明專利的有益效果是，將無土栽培技術應用到棗樹雜交種子的育苗中，通過優化雜交果實冷藏及種子催芽技術、育苗和不同生長階段滴灌用營養液配比濃度等，實現了雜交種子快速成苗開花，並顯著提高了棗樹雜交種子的成苗率和成苗質量。和常規的4月份露地播種次年春天開花相比，採用本方法可提早出苗生長4個月，實現當年開花率達62.5%以上，成苗率也由露地播種的10%提高到30%-50%，從而有效地解決了棗樹雜交種子成苗率低、成苗質量差、雜交後代評價周期長等問題，可大大加速棗樹雜交育種進程、提高育種效率。
附圖說明
圖1 JMS2種核及種子
圖2種子浸種催芽
圖3種子出苗
圖4雜種苗定植槽及基質
圖5雜種苗定植生長情況
圖6雜種苗當年開花情況。
具體實施方式
2015年4月，在新疆生產建設兵團第一師十團苗木中心資源圃開展了棗樹罩網控制雜交，以雄性不育2號（JMS2）為母本設置了MS2×邢16和JMS2×交5兩個雜交組合，同時設置了冬棗和蜂蜜罐棗互為父母本的組合，將不同雜交組合罩於不同的網內。5-7月在網內放置蜜蜂進行傳粉，10月中旬獲得JMS2×邢16雜交組合的果實831個、JMS2×交5雜交組合的果實435個，冬棗×蜂蜜罐雜交組合的果實45個、蜂蜜罐×冬棗雜交組合的果實220個。用溼毛巾擦乾淨果實表面塵土，標記雜交父母本，微微晾乾後放入透氣性塑膠袋，於冰箱0-4℃冷藏處理60d。12月中旬取出冷藏的果實，去除果肉獲得雜交種核，用鉗子夾裂種核剝出完整種子，最終獲得的不同雜交組合的種子數分別為：JMS2×邢16組合502個，其中451飽滿，51個不飽滿；JMS2×交5 組合52個，其中50飽滿，2個不飽滿；冬棗×蜂蜜罐組合20個，蜂蜜罐×冬棗組合10個，均飽滿。將飽滿種子在45℃溫室中浸種4h，常溫下浸種24h，在光照培養箱28℃恆溫催芽24h-28h，約50%種子露白後，準備播種育苗。
將經過催芽處理的飽滿種子，點播於裝有草炭：珍珠巖=3:1、含水量約70%的混合基質的32孔穴盤中，覆膜保溼，於智能溫室環境下（白天22℃-28℃，夜晚8℃-15℃）育苗。經2-3周，苗出齊後開始噴施1/4濃度營養液，4-5周後噴施1/2濃度營養液，營養液配方為改良日本園式配方。2月上旬，苗高10cm，長出3-4片真葉時準備定植。
在日光溫室內開長方形栽植槽，高度30cm，寬度40cm，槽內鋪可滲水地布，填充草炭：粗沙：細沙=2：1:1的基質，安裝滴灌帶。在栽植槽內雙行定植，株距30cm，行距30cm。將前述待定植幼苗帶土坨移栽。移栽後滴灌清水，遮陰3-5d進行緩苗。定植2周後開始滴灌營養液，3-5月份生長期，滴灌1倍濃度營養液，每次滴灌3分鐘至溼透根系，每周滴灌營養液1-2次；4月下旬揭開日光溫室薄膜，進行露天條件下栽培管理。6月進入開花結果期後滴灌2倍濃度營養液，每次滴灌5min至溼透根系，每周滴灌營養液2-3次。對照處理為：2016年4月份將沙藏層積後的JMS2種子100個播種于田間資源圃，正常管理。
2016年4月調查，2個JMS2雜交組合分別出苗258株和34株，出苗率達57%和68%，最終成苗160株和29株，成苗率達35%和58%；冬棗×蜂蜜罐和蜂蜜罐×冬棗組合的出苗率分別為45%和60%。2016年7月，不同雜交組合的雜交苗高均達到50cm左右，其中蜂蜜罐×冬棗組合的雜交子代進入了開花期，其中冬棗開花5株，蜂蜜罐開花5株，其中1株坐果，開花株率達62.5%。對照處理，5月份出苗12株，出苗率為12%，7月份最終得苗僅3株，且長勢較弱。實踐應用證明，利用本發明專利方法可實現棗樹雜交種子的快速成苗。