张军云 刘春 王文智 杨锁宁 杨世先 张建康 张钟 董春富
摘要:【目的】分析切花月季花枝的周年生長发育规律,建立生长发育模型,为切花月季优质高效栽培生产提供参考依据。【方法】以周年生产花枝的切花月季为材料,在观测其物候期和发育过程的基础上,运用Logistic方程对花枝高度实测数据进行曲线拟合,构建其生长发育模型,并对花枝生育期进行阶段划分。【结果】切花月季花枝在冬春季(1—4月和11月—翌年2月)生育期平均为88~104 d,在夏秋季(4—6月、6—8月和8—10月)生育期平均为54~71 d。切花月季花枝的生长发育符合Logistic曲线规律,与花枝实测数据的吻合度较高,生长曲线呈S形。根据Logistic模型结合实际观察情况,可将切花月季花枝生长划分为渐长期、快长期和缓长期,现蕾期处于花枝生长快长期的后期,其中在冬春季的渐长期35~45 d、快长期21~37 d、缓长期19~32 d,在夏秋季的渐长期15~25 d、快长期16~20 d、缓长期12~26 d。【结论】运用Logistic方程可构建切花月季花枝生长发育模型,并将花枝生长划分为渐长期、快长期和缓长期。切花月季花枝在冬春季的生育期明显长于夏秋季,因此生产中对不同生长季节花枝的管理应根据其生长发育天数采取相应的肥水管理措施。
关键词: 切花月季;生长规律;Logistic方程;生长模型
中图分类号: S685.12 文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2019)08-1801-06
Growth rhythm of flower branches in annual
production of cut rose
ZHANG Jun-yun1,2, LIU Chun1*, WANG Wen-zhi2, YANG Suo-ning1,3, YANG Shi-xian2,ZHANG Jian-kang2, ZHANG Zhong 2, DONG Chun-fu4
(1Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 2Yuxi Academy of Agricultural Sciences, Yuxi, Yunnan 653100, China; 3School of Agriculture, Ningxia University,
Yinchuan 750021, China; 4Tonghai Jinhai Agricultural Science and Technology Development Co., Ltd.,
Tonghai, Yunnan 652707, China)
Abstract:【Objective】The growth and development regularity of cut rose flower branches was studied,and the growth and development model was established to provide reference for high quality and efficient cultivation and production of cut rose. 【Method】Using the flower branches of the cut rose as materials,based on the observation of the phenolo-gical period and development,the Logistic equation was used to fit the measured data of the flower branches,the growth and development model was constructed,and the growth and development stages of cut rose were divided. 【Result】The average growth period of cut rose was 88-104 d in winter and spring(January-April and November-February of the fo-llowing year). The average growth period was 54-71 d in summer and autumn(April-June,June-Augustand August-October). The growth and development of cut rose branches were in line with Logistic curve,which fitted well with the measured data and showed a S-shaped growth curve. According to the Logistic model combined with the actual observation,the branch growth of cut rose could be divided into gradual-,fast- and slow-growing periods,and the budding stage was in the late stage of the fast-growing period of flower branches. Among them,in winter and spring the gradual-growing period was 35-45 d,the fast-growing period was 21-37 d,and the slow-growing period was 19-32 d. In summer and autumn,the gradual-growing period was 15-25 d,fast-growing period was 16-20 d,slow-growing period was 12-26 d. 【Conclusion】Logistic equation can be used to construct the growth and development model of cut rose branches,which can be divided into three stages:gradual-growing period,fast-growing period and slow-growing period,and the growth period of winter and spring is obviously longer than summer and autumn. In production,the corresponding fertilizer water management measures of flowering branches in different growth seasons can be conducted according to their growth and development days.
Key words: cut rose; growth rhythm; Logistic equation; growth model
0 引言
【研究意义】云南省自然条件优越,物种资源丰富,与非洲(肯尼亚)、南美洲(哥伦比亚和厄瓜多尔)并称世界三大最适宜花卉生产区,可一年四季持续稳定生产鲜切花。经过三十年的发展,花卉生产已成为云南高原特色现代农业重点产业,其中切花月季是四大切花之一。据统计,2017年云南省切花月季种植面积6593 ha,产量49.7亿枝,占云南省鲜切花总产量的45.1%,占全国切花月季产量的68.5%,云南已成为我国鲜切花种植核心区(吕和君,2018)。在实际生产中,切花月季的花枝生长、产量和质量在不同季节存在明显差异,受节假日消费市场影响,需对花枝生产进行调整以获得最大效益,但因栽培过程中对关键环节的管理技术不过关,管理措施不及时、不到位,通常会错过最佳上市时期,造成花枝质量差、产量低、效益差。因此,建立切花月季周年生产条件下的花枝生长发育模型,对完善月季栽培技术以提高花枝质量和产量满足市场需求具有重要意义。【前人研究进展】国内对切花月季花枝生长规律和品质、高枝修剪的生育期和产量及枝条生长发育规律已开展了大量研究。马新才等(1999)研究发现,北方大棚条件下切花月季枝条的生长曲线均呈S形,从修剪至切花需63 d,据此可控制切花日期。柏新富等(2001)利用Logistic方程y=k/[1+e(a+bt)]探讨切花月季花枝生长量与生长时间的关系,发现花枝生长经历慢—快—慢的生长历程,且生长最快时期在现蕾当天或前一天。张金云和王清羿(2004)研究显示,切花月季品种花枝在年周期生长中有两个高峰期,即4—6月和10月。李树发等(2005)研究表明,通过修剪调控,切花月季的采收周期春季为55~60 d,夏季45~55 d,秋季55~65 d,冬季65~70 d。吴鹏夫等(2013)研究认为,在夏季高温强光条件下月季的花芽发育时间极大缩短,进而可形成较高的产量。张军云等(2017a,2017c)开展切花月季品种红唇花枝生长规律及品质、高枝修剪的生育期及产量研究,结果表明,3—5月修剪的花枝生长周期为44~59 d,不同品种在云南生长开花连续性较强,年可采收5茬。沈施岐(2018)调查3个品种切花月季花枝的生长规律,发现第2茬的生长速率比第1茬快,主要与气候条件有关。【本研究切入点】国内有关切花月季花枝生长发育规律的研究多数是针对其局部生长阶段,且多停留在对花枝生长发育观测分析的表述,而在切花月季周年生产过程中利用不同生长季节花枝的生长量与发育天数建立生长模型的相关研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】测定切花月季花枝生长的高度和生育指标,构建其生长发育Logistic模型,并对花枝生育期进行划分以预测切花周年不同阶段的生长发育状况,为指导月季适时修剪、水肥管理及采收提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 试验地概况 试验于2017—2018年在云南省通海锦海公司种植基地——通海县河西镇(玉溪市通海县属滇中地区)贾梨园大棚内进行,海拔1830 m。试验地理墒时1.7 m开墒,墒面开沟按15000 kg/ha施入有机肥,混匀起墒,墒高60 cm,墒面宽60 cm,沟宽50 cm,株行距12 cm×40 cm,双行定植,高墒压枝栽培,统一采用基地的技术措施进行栽培管理。
1. 1. 2 试验材料 供试材料为当年新植切花月季品种红唇,由云南省通海锦海公司提供。
1. 2 试验方法
自营养枝培育压枝开始一年内对每茬花枝生长发育状况及发育周期进行调查。在种植棚内随机选择3个点(3个重复),每个点选3墒(3个处理),每墒定点调查10株。参考张金云和王清羿(2004)的方法,第1次調查以压枝当天(以后各次调查以采收后统一修剪当天)为花枝发育的起始时间(0 d),每株新发花枝均挂牌记录,按照栽培管理要求统一抹芽保留1~3枝健壮枝条培育花枝;生育期根据花枝长度的生长天数及日生长量进行划分,每周用直尺测量花枝长度1次,观察记录现蕾时期,花朵开放2~3度时进行采收,每茬选取生长天数一致的枝条观测值进行分析并求平均值,以Logistic方程拟合花枝生长曲线(钱兆国等,2004)。
1. 3 统计分析
试验数据采用Excel 2010进行整理,以MATLAB 2014a进行分析和绘图。
通过MATLAB计算常数尺度a、增长率b、最大生长量C和决定系数R2,由此确定Logistic方程y=C/[1+e(a+bt)]。式中,y为株高,t为生长天数。参考邓绍勇等(2013)的方法计算速生始期t1=(a-1.317)/C和速生终期t2=(a+1.317)/C。参考吴纪民等(1992)、龚江等(2014)的方法求最大日生长量(最大日生长速度)vm=-bC/4和生长量最大时间(生长量高峰期)tm=-a/b。
2 结果与分析
2. 1 切花月季的全年生长发育周期
由表1可知,切花月季在云南玉溪滇中地区栽培,一年可生产5茬鲜切花。从总体生产周期和模式来看,冬春季11月—翌年4月共5个月能生产2茬,夏秋季4—10月可生产3茬,分别为1月中旬修剪,修剪后约10 d萌芽,2月中旬开始快速生长,3月初现蕾,4月初采花;之后1周萌芽,5月中旬现蕾,6月初采花;6月中旬统一修剪后1周内萌芽,7月中旬现蕾,8月中旬采收;9月中下旬现蕾,10月底采花;根据花期进行统一修剪后11月中旬萌芽,12月中下旬开始快速生长,1月初现蕾,2月14日(情人节)前采花。按照上述时间进行修剪,可保证全年连续生产切花。从表1还可看出,切花月季在修剪后7~11 d开始萌芽,从萌芽至现蕾最长需56 d,分别在1—4月和11月—翌年2月,其他月份萌芽至现蕾只需21~28 d;在8—10月和11月—翌年2月,现蕾至采收需时较长,分别为36和39 d,其他几个月分别在21~28 d。可见,切花月季的发育周期随季节变化发生明显变化,冬春季生育期较长,为88~104 d,夏秋季生育期较短,为54~71 d。
2. 2 切花月季生长过程及花枝生长曲线的拟合
切花月季全年5个切花生产期花枝的生长动态变化见表2。以花枝发育天数为横坐标、花枝长度为纵坐标,通过MATLAB 2014a作曲线得到切花月季花枝的年生长曲线(图1-A~图1-E)。从图1可看出,切花月季生长过程表现为典型的S形曲线,呈慢—快—慢的变化趋势。
将表2中切花月季花枝各生产期的发育天数(t)和花枝长(y)输入MATLAB 2014a中求Logistic方程y=C/[1+e(a+bt)]的常数尺度a、增长率b、最大生长量C和决定系数R2等参数,并建立生长方程(表3)。由表3可知,切花月季各生长季节Logistic曲线的R2在0.9957~0.9994,表明模型对数据的拟合度非常好,因而回归分析结果可靠。对比图1可看出,以发育天数和花枝长度拟合的切花月季生长曲线与实际观测值吻合度较高,表明拟合度变化趋势一致。
2. 3 切花月季花枝生育期的划分
根据表3结果,结合实际观察情况,可将切花月季花枝生长划分为渐长期(R1)、快长期(R2)和缓长期(R3)3个时期(表4),其中渐长期是指从修剪萌芽开始至花枝稳定生长的持续天数;快长期为从花枝明显生长开始至现蕾后7~10 d的持续天数;之后进入花枝缓长期。
由表2和表4可知,切花月季花枝在冬春季生育期较长,其中在春季1—4月为88 d,在冬季11月—翌年2月为104 d,平均在88~104 d,日均生长量为0.71~1.04 cm,最大日生长速度为1.30~2.56 cm,其中渐长期35~45 d,快长期24~37 d,缓长期19~32 d,3個阶段的持续时间均较长;在夏秋季的生育期明显缩短,平均在54~71 d,日均生长量为1.02~1.36 cm,最大日生长速度为2.43~2.78 cm,其中渐长期15~25 d,快长期16~20 d,缓长期12~26 d,3个阶段的持续时间平均在2~3周,明显短于冬春季,即生长速度明显快于冬春季。切花月季花枝生长量高峰期(生长量最大时间)冬春季分别为54和57 d,实际现蕾期为56和60 d;而夏秋季的生长量高峰期(生长量最大时间)分别为33、23和35 d,实际现蕾期分别为33、28和35 d,说明不同季节切花月季花枝生长速度的峰期均出现在现蕾当天或之前几天,处于快长期的后期,从花枝生长变化情况来看,现蕾期是花枝生长最快时期。
3 讨论
切花月季为直立灌木,一年中侧芽可多次萌发形成花枝,多次开花。本研究中,在滇中地区(云南玉溪)栽培的切花月季一年可生产5茬鲜切花,花枝发育周期随温度变化明显,夏秋季生育期明显缩短,生长速度明显快于冬春季,冬春季生育期较长,与柏新富等(2001)、张金云和王清羿(2004)的研究结果一致。因此,研究切花月季周年花枝生长发育周期可为当地切花月季的茬口控制和产量提高提供技术指导。
建立切花月季生长发育模型的目的是精确把握其花枝全年的生长发育周期和每一季花枝的生长规律,掌握花枝不同生长阶段的关键时间点,通过控制茬口和修剪时间,有效落实栽培技术措施,提高月季切花产量(张军云等,2017a;张超等,2018)。本研究利用Logistic模型可确定切花月季花枝生长发育的速生性,从花枝长度生长的拟合曲线来看,花枝长度生长的变化符合S形曲线,动态生长呈慢—快—慢的变化趋势,从外观形态上看现蕾期是生长最快时期,在生长量高峰期后进入现蕾期,与柏新富等(2001)对切花月季株高动态变化的研究结果一致。
本研究将月季的花枝生长划分为渐长期、快长期和缓长期,通过生长方程求出的t1和t2与花枝生育期转换时形成的两个重要拐点对应,即月季花枝的速生始期和速生终期在月季栽培中也是月季生长的关键时期,与王莹等(2014)对露地栽培百合生长规律的研究结果一致,因此在速生始期(拐点t1)前修剪时应及时施氮肥、补充磷肥以促进花枝提前萌发和培育壮芽,在速生始期至速生终期(t1~t2拐点间)通过增施氮肥、补充磷钾肥以保证花枝快速生长,特别是在现蕾前7~10 d提高氮钾肥施用量以满足月季生长对肥料和水分的需要,更有利于花枝生长,使切花月季的花枝长度符合商业标准(王莲英等,2000),即在实际生产中,切花植株高度不够时可通过加强水肥管理、遮光以促进花枝伸长达标,株高过高时应适当减少氮肥施用量和增加光照防止徒长,预防影响后期花蕾发育(喇燕菲等,2010);进入速生终期至缓长期后(t2拐点)应重点施用磷钾肥以促进生殖生长,适当控水。本研究还发现,现蕾期的切花月季生长较快,植株抵抗力弱,是病害浸染高发阶段,而云南的5—8月为雨季,湿度大、光照不足,极易发生霜霉病和灰霉病(张军云等,2017b),此时需加强对病害的防治。
4 结论
运用Logistic方程对切花月季花枝实测数据进行曲线拟合,可构建其生长发育模型,并将花枝当季生长划分为渐长期、快长期和缓长期3个时期,其中现蕾期处于快生期的后期。切花月季在冬春季的渐长期、快长期和缓长期明显长于夏秋季,因此生产中对不同生长季节切花月季花枝的管理应根据其生长发育所需天数采取相应的肥水管理措施。
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(责任编辑 思利华)