郭彩鸽
花朵是植物的六大器官之一。花朵绽放并能维持一定的时间,是植物的生长发育过中自身生理代谢和外界环境之间进行物质交换及能量转移结果[1-3]。如花朵的水分蒸发、C/N 比的减少(碳水化合物和蛋白质的降解,游离氨基酸含量升高)、生物膜的通透性增加、pH值的升高、内源激素的活性升高或者降低、基因及其表达的变化等直接影响着鲜切花的衰老进程[4-7]。鲜切花的保鲜技术正是依据花朵的生理代谢机理,延缓或者加速某些生理过程,延长贮藏期,提高观赏价值和经济价值。目前,鲜切花的保鲜技术主要有。
植物在生长发育和长期适应环境的过程中,形成了不同植物独特的植株形态,即使是同一个品种,在株高、形态、花色、花朵大小等方面也千姿百态,为生产上提供了多样的选择性[8-10]。生产上可以根据目的和用途不同进行挑选,选择出适合保鲜的品种。据赵广球、曹国玉等人对引进的10个月季(R.chinensis)品种萨曼莎、红衣主教、金奖章、坦尼克、索妮亚、梅郎口红、红成功、外交家、红胜利、黄金时代进行研究,其中有萨曼莎、红衣主教、金奖章、坦尼克、索尼亚、梅郎口红六个品种表现较好,筛选出花大、色艳、切花长度适中,产量较高,适合切花保鲜。王鸿昌,刘远星等人对唐菖蒲(Gladiolus hybrids)进行研究,江山美人、苏小妹、慈禧、白玉堂等品种适合华南地区作切花,保鲜时间较长。因此,通过引种、杂交育种、诱变育种、基因工程等育种手段,选择适合当地贮藏保鲜的品种是做好鲜切花保鲜的第一步。为了改良花卉的品质和改变花朵的色泽,和农业上一样,人们也通过基因工程中转基因技术进行研究、开发,并已获得了不少成果。日本三得利公司进行了蓝色的分子转换育种,即将黄烷酮3,5-羟化酶DNA 嵌入到石竹(Dianthus chinensis)中,他们分别在1996年与1997年获得了蓝花的石竹(Dianthus chinensis),在1999年得到了紫色的石竹(Dianthus chinensis)。
植物的生长发育是一个漫长的过程,要达到长期保鲜的目的,必须使植株健壮、花蕾饱满,建立一套从品种选育、栽植管理、收获等环节的保鲜技术。使用生长调节剂如CCC、B9等可以抑制茎、叶的徒长,使植株矮化,节间缩短,粗壮,叶色浓绿等。如PP333能显著抑制菊花(Chrysanthemum)的营养生长,且随着浓度的增加,抑制效应增强,同时PP333对菊花(Chrysanthemum)叶片生长也有抑制效应,它能使叶柄缩短,叶片变小,而叶片厚度和叶绿素含量却明显增加,植株的持水能力增强。在一定的浓度范围内,用DPC(甲哌啶)和 PP333处理重瓣玉簪(Hosta plantaginea Aschers)时,发现重瓣玉簪(Hosta plantaginea Aschers)的净光合作用、蒸腾作用和叶绿素的含量增加,同时光呼吸作用降低,这些变化对延长叶片功能期、推迟衰老,使叶片保持良好的外观非常有益。蒲包花(Calceolariaherbeohybrida)盆栽时,植株较高,若采用PP333处理则能明显地改善蒲包花(Calceolariaherbeohybrida)的株型,使其观赏价值大为提高;另一方面,由于采用生长延缓剂处理后,能推迟开花,花期一致并延长花期。培育健壮的植株是做好鲜切花贮藏保鲜的基础。
要想最大限度的延缓切花衰老,减少流通损耗,保证切花远距离运输的质量,需根据实际情况综合起来应用预冷、保鲜液吸收、聚乙烯膜包装限气(MA)贮运、有害气体吸收、蓄冷剂和聚苯乙烯隔热板保冷等这些保鲜技术,才能达到预期目的。补血草切花采后进行快速真空预冷,并在运输期间采用蓄冷剂致冷和隔热板保冷,可以有效防止其茎翅、茎翼的衰老变黄。
这是切花最有效的保鲜方法。在低温下,内源乙烯释放较少,钝化乙烯结合位点,切花的生命活动微弱,呼吸降低,能量消耗少,从而可避免鲜切花色变、形变和微生物侵袭,提高花卉在流通中的质量,延缓了切花的凋萎过程。不同切花品种要求的贮藏温度不同,一般为2~4℃,85%~95%的湿度条件下的贮藏,但是要依据不同的花卉品种选择适宜的贮藏条件,如菊花(Chrysanthemum)在-0.5~0℃可贮藏28d,白兰花(Michelia alba DC.)在4℃时可贮藏7d,热带切花如卡特兰(Cattleya hybrida)、蝴蝶兰(Phalaenopsis amabilis)热带兰、一品红(Euphorbia pulcherrima)等贮藏温度不能低于10℃,亚热带切花唐昌蒲(Gladiolus hybrids)、茉莉(Jasminum sambac(Linn.)Aiton)等以2-8℃为宜,切花非洲菊(Gerbera jamesonii Bolus)、金鱼草(Antirrhinum majus L.)等用湿藏比干藏好。低温保藏首先要进行真空预冷,在短时间内(约30min)使大量花束释放田间热,达到预冷效果。真空预冷中花束的失水问题可以通过茎基吸水解决,同时也解决了花材茎杆降温速度慢、降温难的问题,但由于水中纳、钙、镁、氟等离子对一些种类的切花有毒害作用,如钠离子对月季(R.chinensis)、香石竹(Dianthus caryophyllus)有害。因此,应尽量使用蒸馏水或去离子水,可增加切花的瓶插寿命。
控制贮藏室内的含氧量为0.5%~1%,二氧化碳含量为0.35%~10%(在此条件下,既不激发无氧呼吸,又不引起生理毒害),并结合低温技术,可以降低鲜切花呼吸速率,减少呼吸底物消耗,抑制乙烯合成。Vivian等人报道,一氧化氮(NO)预处理能减少切花水分丧失。输入氮气也可起到保鲜作用,水仙花(Daffodi)在含氮10%、温度4.5℃的条件下,贮藏3周后花色依然艳丽,枝叶挺拔。用高锰酸钾或活性炭吸收乙烯,也可延缓花蕾褪色。目前较先进的硅胶窗气调法就是利用硅橡胶对CO2和O2具有选择透性 (PCO2/O2=5.3)这一特点,用硅橡胶嵌在包裹切花的聚乙烯薄膜袋上,成为硅胶窗气调袋,抑制高CO2释放,延长切花的贮藏时间。若气调贮藏与低温贮藏结合起来运用,鲜切花的保鲜效果会更好。
将鲜切花贮藏于特制密封贮存室内,室内气压维持在5.33~8千帕(40~60mm汞柱),可减少空气中氧和乙烯的水平低于标准大气压,促使植物体内不同气体向外扩散,降低由氧调节的呼吸与代谢,可延缓切花的衰老。与常压下切花相比,其寿命延长很多。试验证明,唐菖蒲(Gladiolus hybrids)在常压0℃条件下,可存放7~8d,而在60mm汞柱,-2℃至1.7℃条件下可存放30 d;月季(R.chinensis)在夏季常温常压条件下只能存放4d,在40mm汞柱、0℃条件下则可保鲜42d;石竹(Dianthus chinensis)在常压0℃时贮存3周,在低压下可贮存8周,其鲜度不减。
用一定射线照射切花,可改变其生理活性,抑制蒸腾作用,延迟细胞衰老,从而延长切花寿命,能有效地延长切花的保鲜期。有人用2至10戈瑞Co60-γ射线照射月季(R.chinensis)、菊花(Chrysanthemum)、大丽花(Garden Dahlia)等切花,发现其对切花保鲜均有效果。经10戈瑞辐射的月季(R.chinensis)切花,瓶插15d后保鲜率达75%,大丽花(Garden Dahlia)为60%。邹伟民等用Co60-γ射线对玫瑰(Rosa rugosa)、菊花(Chrysanthemum)、大丽花(Garden Dahlia)等进行辐照后瓶插,发现γ射线均有延长切花花期的作用。Co60-γ射线辐照处理,可使切花保鲜期延长7-10d。
切花贮藏前的预处理,贮藏后上市前的催花以及瓶插后的保鲜,主要是使用化学物质,抑制剪口病菌繁殖,促进水分供应,补充营养物质,减少养分消耗,控制气孔关闭,减少蒸发,延缓衰老等。
切花在采收分级后,贮运、瓶插前,可对折口烧焦炭化,杀死折口处细胞和微生物,防止花枝养分下泻,或者将花枝基部插入沸水中,或将花枝末端击碎,如玉兰(Magnolia denudata)、木绣球(Viburnum macrocephalum )、丁 香 (Syringa oblata)、牡丹(Paeonia suffruticosa)、紫藤(Wisteria sinensis(Sims)Sweet)等可将花枝末端一寸左右击碎,能有效的提高贮藏保鲜效果。通过预处理,促进花枝充分吸收水分,提供营养物质,并具有杀菌防腐,降低贮运中乙烯的伤害作用,从而改善切花品质,如月季(R.chinensis)切花经预处理液处理后,“弯茎”发生率和鲜重失重减少、瓶插寿命延长、花茎增大。
5.2.1 糖、杀菌剂 在保鲜剂中加入糖和杀菌剂。蔗糖是最为常用的糖,既为鲜切花提供呼吸底物,补充贮运时呼吸消耗的蔗糖、维持细胞渗透压,又能保护细胞膜特别是线粒体膜结构的完整性,推迟衰老症状的出现,如蛋白质、类脂及核糖核酸的降解,还能竞争性地抑制ACC氧化酶的活性。不同种类、品种切花所需糖的浓度不同,新配2% 的 糖溶液对 玫 瑰 (Rosa rugosa)、菊 花(Chrysanthemum)、百 合 (Lilium brownii var.viridulum)、满天星(Gypsophila)、香石竹(Dianthus caryophyllus)等鲜切花有保鲜作用除蔗糖外,果糖、葡萄糖等也有类似的效果。为了降低微生物对花枝水分平衡的破坏作用,各种切花保鲜剂中通常加入一种以上杀菌剂,8-羟基喹啉(8-HQ)及其柠檬酸盐(8-HQC)为保鲜剂中使用最普遍的杀菌剂,不仅对真菌、细菌有强烈的杀伤作用外,而且能酸化溶液,使茎基切口处单宁物质失活,从而抑制微生物增殖,防止花茎导管生理堵塞,促进花枝吸水。常用的杀菌剂还有多菌灵、克菌丹、次氯酸钠、硫酸铜、硝酸铝等。
5.2.2 无机盐 试验表明,插花前将少许食盐涂在百合(Lilium brownii var.viridulum)、彩叶芋(Caladium bicolor)、桔梗(Platycodon grandiforus),等花枝的切口上,能有效的提高贮藏期。许多无机盐类,如 K+,Ag+,COCl2,Ca(NO3)2等可提高溶液渗透势和花冠细胞膨压,利于维持花枝水分平衡和空间伸展姿态,降低对乙烯的敏感性,延长保藏期。铝离子可诱导气孔关闭,改进水分平衡。硝酸银和硫代硫酸银(STS)可以抑制内源乙烯产生,阻止内源脱落酸含量升高,改善木质部对水分和养分的传导,以及明显的杀菌作用。运输中的菊花(Chrysanthemum)切花,会遭受失水、弱光与震动的影响,用STS预处理,可防止运输中由不良环境造成的影响。STS在保鲜液中,可防止月季(R.chinensis)、金鱼草(Antirrhinum majus L.)、香 豌 豆 (Lathyrus odoratus)、百 合(Lilium brownii var.viridulum)等花的脱落,还可促进鸢尾(Iris tectorum)和小苍兰(Freesia hybrida)切花的开放。
5.2.3 乙烯抑制剂和拮抗剂 目前使用的乙烯抑制剂和拮抗剂主要有STS、AOA、AVG、2,5-NDP、SA、PPOH、1-MCP(1-甲基环丙烯)等。香石竹(Dianthus caryophyllus)等不少切花具有与跃变果实相似的衰老进程,随着呼吸高峰的到来,乙烯释放量达到最大值,继而便走向衰败、死亡。这类鲜切花使用乙烯抑制剂和拮抗剂处理,可降低乙烯的生成量、干扰乙烯的作用,对跃变型切花具明显的保鲜作用。对唐菖蒲(Gladiolus hybrids)等非跃变型切花试验表明,乙烯抑制剂(AOA)处理达不到保鲜效果,反之用IAA处理尽管诱发乙烯的生成,但有明显的保鲜效果。可见,不同种类的植物,对乙烯的反应差异比较大。传统有毒的STS等抑制剂和拮抗剂正再被高效、低毒、低成本的乙烯抑制剂如PPOH、SA、1-MCP等所代替。
5.2.4 有机酸及其盐类 有机酸类物质及其盐类如柠檬酸、苯甲酸钠、抗坏血酸等能降低保鲜液的pH值,抑制微生物的繁殖,减少花枝导管物理堵塞,促进利花枝吸水。此外,苯甲酸钠和抗坏血酸还具有抗氧化作用,可显著延缓切花中蛋白含量下降、膜脂过氧化产物的积累、维持膜结构的完整性,从而达到贮藏保鲜的效果。植酸对绝大多数金属离子具有极强的络合能力,络合力与EDTA相似,每个植酸分子可提供六对氢原子使自由基的电子形成稳定结构,从而代替被保鲜物分子作为供氧分子,避免被保鲜物氧化变质。
5.2.5 植物生长调节剂 植物生长调节剂包括生长促进剂和生长抑制剂。
5.2.6 生长促进剂 细胞分裂素、6-BA、多氯苯甲酸、激动素、生长素、赤霉素等都可用于延缓切花组织中蛋白质、叶绿素的降解,降低呼吸速率,维持细胞的完整性和活力。如6-BA通过拮抗ABA,阻断乙烯生成达到改善切花品质、延缓衰老进程的目的。IAA保鲜剂因切花种类和使用浓度不同具有双重作用,如在唐菖蒲(Gladiolus hybrids)上的作用是延缓衰老,而在唐菖蒲(Gladiolus hybrids)上却是促进衰老;月季花(R.chinensis)上,有的品种促进衰老,有的品种延缓衰老。
5.2.7 植物生长延缓剂 常用的有丁酰肼(B9)、矮壮素等,具有抑制微生物生长,增强逆境抵抗能力,延长切花寿命。如青鲜素在切花贮藏前进行预处理,可以降低组织的呼吸强度,延缓开花。嘧啶醇可延缓牵牛花衰老和褪色。此外,使用石蜡、高级醇、硅树脂等抗蒸腾剂处理切花,可降低植物的蒸腾强度,维持体内水分平衡,增强切花抗旱能力。
现代基因工程特别是转基因技术的介入,为鲜花保鲜开辟了一条全新路径。即将延缓衰老的基因导入花卉植物中,也就是依靠新品种来解决保鲜问题。美国科学家已分离获得与康乃馨(Dianthus caryophyllus)切花衰老有关的编码。乙烯生物代谢过程中有两个关键酶:ACC合成酶(ACS)及ACC氧化酶(ACO)。Keith等(1995)通过导入ACO的才cDNA获得的香石竹(Dianthus caryophyllus)植株表明,含有反义ACO基因的香石竹(Dianthus caryophyllus)植株的乙烯生成被大大抑制,并显著延缓花瓣衰老。可见,通过转基因来调控衰老进程是一个很有意义的途径。
由于鲜切花呼吸作用旺盛,酶活力增强,乙烯生成量不断增加,水分不断蒸发,保鲜有一定困难,目前国内采用干制的方法来延长鲜切花的观赏时间和瓶插寿命。它的工作流程是鲜切花→预冷前处理→轻微脱水→上膜液→干制→复水→鲜切花。
发展我国花卉产业,探索鲜切花保鲜的新技术,提高鲜切花的观赏价值和商品价值,是加快新农村建设和城乡一体化进程的重要途径。针对目前保鲜剂的种类及国外保鲜剂普遍昂贵的现状,研制开发高效、价廉、无毒害的药剂种类,并在生产上寻求使用浓度、处理时间和方法的最佳结合点,将是科研工作者研究的重点。
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