促成栽培对芍药生长开花的影响

姜楠南，房义福，温立柱，王 媛，孙 音，刘天裕，张义群，徐金光

（1.山东省林业科学研究院，山东 济南 250014；2.北京林业大学 a.花卉种质资源创新与分子育种北京市重点实验室；b.国家花卉工程技术研究中心；c.园林学院，北京 100083；3.山东大学 生命科学学院， 山东 青岛 266000；4.山东省林木种苗和花卉站，山东 济南 250014；5.菏泽市林业局，山东 菏泽 274000； 6.山东省药乡林场，山东 济南 250114）

芍药Paeonia lactifloraHall.是国际市场上重要的切花和盆栽花卉，具有较高的观赏和药用价值。芍药自然花期为4月底至5月中上旬，而反季节促成栽培可使芍药在1—3月开花。芍药促成栽培具有较高的经济价值和良好的市场前景。

芍药的花芽分化始于当年的6—7月，可持续至来年的3—4月。其中，10月至来年的3月芍药处于自然休眠阶段，此阶段花芽分化仍在缓慢进行[1-3]，芍药促成栽培主要是缩短此阶段的时长，具体措施有以下3 种。1）人工低温处理以提前满足需冷量。Yeo 等[4]发现，芍药品种‘Taebaek’经人工低温处理后，其休眠状态被提前打破，开花时间较露天栽培的提早；黄雪[5]发现，将盆栽‘大富贵’种苗置于0 ～4 ℃下冷藏5 周即可满足其需冷量。2）采用外源赤霉素处理打破休眠。吕长平等[6]发现，赤霉素处理可促进‘英雄花’和‘金奖红’芍药的花芽分化，高浓度赤霉素处理存在一定比例的“秋发”，但未见成花。3）低温配合赤霉素处理。吕梦雯[7]研究发现，赤霉素加自然低温处理促使‘紫凤羽’花期提前；成仿云[8]研究发现，赤霉素加自然低温处理可促使‘大富贵’提前至4月开花。然而，芍药的促成栽培常伴随着芍药成花率减少等问题的发生；有关研究者[5，9-10]发现，促成栽培芍药花蕾败育现象非常普遍；周逸龄等[11]发现，芍药生长发育的各个时期都会出现花蕾败育的现象，花蕾败育降低了成花率。本项目组成员[12]认为，芍药败育蕾与正常蕾在碳、氮营养代谢方面存在差异。虽然很多学者都发现芍药促成栽培存在着较为严重的花蕾败育现象，但国内外对芍药花蕾败育原因的研究报道较少。落叶果树上存在的僵芽现象[13-14]与芍药花蕾败育相似，都表现为花蕾发育停滞、花蕾干枯。杨盛等[14]发现，‘玉露香’梨易发生僵芽，僵芽中钾（K）元素的含量较正常芽的低；周强等[15]发现，越橘花芽分化过程中高浓度的磷（P）有益于其成花；此外，钙（Ca）、硼（B）、硅（Si）、铁（Fe）、镁（Mg）、铜（Cu）、锌（Zn）等微量元素对成花也都有一定的影响[15-20]。植物的生物量体现了植物干物质的积累，生物量的分配能够反映出植物生长的整体状况。因此，本研究分别采用低温冷藏、赤霉素、低温＋赤霉素处理与室外露地越冬共4 种处理进行了比较试验，分析了不同处理对芍药‘大富贵’的营养生长、花器官发育和生物量分配的影响情况，探析其花蕾败育的原因，以筛选出较优的促成栽培方式，从而为芍药的促成栽培提供理论依据。

1 材料方法

1.1 材料及处理

以3年生芍药品种‘大富贵’为试验材料。于2018年9月挑选长势一致的种苗上盆，以草炭∶珍珠岩∶蛭石∶腐熟鸡粪=5∶2∶2∶1 的混合基质为栽培基质，试验共设4 个组，每组栽培20 盆。以试验1 组为对照组，置于室外自然低温越冬；试验2、3、4 组均为促成栽培组（下称“处理组”）。处理2组为人工低温组，2018年10月28 日将‘大富贵’种苗置于0 ～4 ℃的冷库中，低温处理5 周后移入温室中；处理3 组为赤霉素处理组， 2018年10月22—28 日每隔2 d 浇灌100 mg/L 的赤霉素150 mL，共浇450 mL，10月28 日移入温室中栽培；处理4 组为人工低温＋赤霉素处理组，先将‘大富贵’种苗置于0 ～4 ℃的温度条件下处理5 周，然后移入温室中，分3 次浇灌100 mg/L 的赤霉素溶液450 mL。温室中的培养条件为：温度为15 ～30 ℃，湿度为50%～70%。

1.2 测定指标及测定方法

在不同试验组的芍药盛花期，使用卷尺测量每盆芍药的株高和花的直径，使用游标卡尺测量地上5 cm 处的茎粗，使用SPAD-502 叶绿素仪检测叶片的SPAD 值，使用天平称量小叶鲜质量、整花鲜质量，每组测量5 盆。

在芍药盛花期统计其着花量[21]，在芍药的不同生长发育阶段统计其败育蕾数。

单枝坐蕾数=每盆的主蕾数+每盆的侧蕾数/每盆的坐蕾枝数；

成花率(%)=每盆的开花数/每盆的成蕾数× 100；

总败蕾率(%)=败育蕾数/每盆成蕾数×100；

各级败蕾率(%)=各级败育蕾数/每盆的成蕾 数×100。

参考周逸龄对败育蕾的划分标准[11]，根据蕾径的大小将芍药败育花蕾划分为如下等级并统计各等级的败育情况：Ⅰ级败育蕾的蕾径为2 ～4 mm；Ⅱ级败育蕾的蕾径为4 ～8 mm；Ⅲ级败育蕾的蕾径为8 ～17 mm；Ⅳ级败育蕾的蕾径≥17 mm。

分别取各促成栽培处理组中的正常蕾和Ⅱ级败育蕾，于-80 ℃的温度条件下保存，各处理组等量混样，用浓硝酸-高氯酸加热消化法对植物样品进行消化处理，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定其P、K、Ca、Mg、Si、B、Cu、Zn、Fe等元素的含量。

于芍药盛花期取样，分别测定全株干质量和根、茎、叶、花的干质量。采用烘干称重法测定其干质量，105 ℃下杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，称其干质量。每个试验组各随机取3 盆进行测定，试验数据取其（平均值±标准误差）。

1.3 数据处理

分别利用Excel 2007 和SPSS 18.0 软件进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 促成栽培对芍药营养生长的影响

对照组和各处理组芍药各营养器官发育状况的调查结果见表1。由表1 可知，各处理组芍药的株高，与对照组相比下降了9.71%～21.3%，且与对照组的差异显著，处理3、4 组显著高于处理2 组；各处理组芍药的茎粗，与对照组相比减少了16.88%～29.9%，且与对照组的差异均显著；各处理组芍药的小叶数目，比对照组的减少了14.79%～26.16%，且与对照组的差异均显著；各处理组芍药的小叶鲜质量，与对照组相比，下降了9.26%～18.52%，其中，处理3 与其它处理组的差异均显著；各处理组芍药的叶片SPAD 值，比对照组的降低了7.99%～16.55%，且与对照组的差异均显著。

表1 不同试验组芍药各营养器官发育状况的调查结果†Table 1 Investigation result of development status of vegetative organs in P.lactiflora in different test groups

2.2 促成栽培对芍药成花的影响

盛花期对照组和各处理组芍药成花情况的调查结果见表2。由表2可知，处理3的芍药开花最早，与对照组相比，处理3 的始花期提前了112 d，处理4 的始花期提前了76 d，处理2 的始花期提前了64 d，说明各促成栽培处理均能有效提前芍药花期，以浇灌100 mg/L 赤霉素450 mL 处理的花期为最早。各促成栽培处理组的枝坐蕾数比对照组减少了34.92%～65.08%，与对照组的差异均显著；各处理组的成花率比对照组下降了15.77%～31.21%，与对照组的差异均显著；各处理组的芍药花径比对照组降低了1.09%～14.03%，处理3 组与其他处理组间的差异均显著；各处理组的芍药整花鲜质量比对照组降低了11.28%～4.9%，与对照间的差异不显著。

2.3 促成栽培对芍药生物量分配的影响

盛花期对芍药根、茎、叶、花等生物量的分配情况进行了测定，结果见表3。各促成栽培处理组芍药的全株干质量均显著低于对照组，较对照组减少10.37%～15.39%；芍药根干质量占全株干质量的百分比，处理2 和处理3 组均显著高于对照组与处理4 组；芍药地上部分茎和花的干质量占比，处理2 和处理3 组均显著高于对照组与处理4 组，对照组和各处理组间芍药叶干质量占比的差异均不显著。

2.4 促成栽培对芍药花蕾败育的影响

不同级别的芍药败育蕾如图1 所示。从图1 中可以看出，不同级别的‘大富贵’败育蕾的颜色比正常蕾暗淡，发育迟缓。对照组和各处理组芍药花蕾败育情况的调查结果见表4。各处理组芍药的总败蕾率均高于对照组，处理2 和处理3 组均显著高于对照组与处理4 组，处理3 组的最高，而对照组的最低；各处理组的Ⅰ级败蕾率显著高于对照组 的；处理2、处理3 组的Ⅱ、Ⅲ级败蕾率均显著高于对照组与处理4 组的；除对照组外，其它各处理组都没有发现Ⅳ级败育蕾。Ⅰ级败育蕾的发生比例最高，占败育蕾总数的52.65%～57.55%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级败育蕾的占比依次减少。

表2 不同试验组芍药的成花情况Table 2 Flowering status in P.lactiflora in different test groups

表3 不同处理对芍药生物量的影响Table 3 Effect of different treatments on biomass in P.lactiflora

图1 不同级别的芍药败育蕾Fig.1 Abortion flower buds in P.lactiflora at different grades

2.5 正常蕾与败育蕾中各种矿质元素含量的差异分析

促成栽培芍药正常花蕾与败育花蕾中各种矿质元素含量差异见图2。对‘大富贵’花蕾而言，正常花蕾中P、K 元素的含量均高，而败育蕾中P、K 的含量均低，正常蕾中的P 含量较败育蕾的高39.74%，而其K 含量较败育蕾的高34.58%。正常蕾中Mg、Ca、Fe、Cu、Zn、B、Si 的含量均低，而败育蕾中其含量均高；B、Si 元素在正常蕾与败育蕾中的含量差异均较大，而Cu、Mg 元素在正常蕾与败育蕾中的含量差异均较小。

表4 不同试验组芍药花蕾败育情况的调查结果Table 4 Investigation result of abortion flower bud status in P.lactiflora in different test groups

图2 正常蕾与败育蕾中各种矿质元素的含量差异情况Fig.2 Differences of each mineral element content between normal and abortion flower buds

3 结论与讨论

3.1 促成栽培试验结果

与对照组相比，促成栽培各处理组芍药的株高、茎粗、小叶数目、单位面积叶绿素含量均降低，枝坐蕾数、成花率均降低，茎、叶、花及地上部分干质量的占比均降低。促成栽培各处理组芍药的花期较对照组均显著提前，其中，处理3 组的芍药花期较对照组提早112 d，可于春节前及春节期间投放市场。处理3 组的花期最早，且省却入冷库出冷库等工序，工序简便，便于操作，节省人力物力，是1月供花的首选。花径大小，除处理3 组外，其它处理组与对照组间的差异均不显著；整花鲜质量，促成栽培各处理组与对照组间的差异均不显著，说明促成栽培对芍药花质量的影响较小，但其坐蕾数和成花率均显著降低，说明促成栽培对成花数量的影响较大。处理4 组的成花质量、成花数量均相对较高，处理4 组是目前生产中的主流促成栽培方式，但其花期比处理3 组的要晚35 d。

3.2 花蕾败育与养分供给的关系

各促成栽培处理组的芍药总败蕾率均高于对照组，其中Ⅰ级败蕾率最高，占各处理组败蕾总数的52.65%～57.55%。试验中发现，Ⅰ级败育蕾在各处理组的芍药中多发生在细弱的芽及枝条上。周逸龄等[12]认为，Ⅰ级败育蕾的发生与萌芽生长期的营养不足有关。试验中发现，促成栽培各处理组的芍药在盛花期的全株干质量均显著低于对照组，且其根干质量的占比高，而其地上部分的茎、叶、花干质量的占比均低。由此推测，促成栽培在解除芽休眠后，因其生长发育处于被动启动状态，其芽进入了生长期，而其根系的吸收能力、根向茎转运营养物质的速率均小于其地上部分生长所需，储藏于根内的营养物质未能及时输送到地上，造成地下部分根干质量的占比高，而地上部分的营养不足，故地上部分营养生长受到影响。芍药的芽是混合芽，芽鳞开绽后既开花又抽枝长叶[3]，当地下部分的营养不能及时运送到地上部分时，早期花蕾败育是必然的。

芍药茎叶生长期之前其生长所需营养来自根，随着茎、叶的发育，光合作用提供的养分逐渐增多，然而早期营养不足使得株高、小叶数目、叶绿素含量均降低，光合产物减少，加上根系营养供给跟不上，导致Ⅱ、Ⅲ级败育。也有研究者认为，芽萌发前期及萌发后的一段时间内的高温是导致温室栽培芍药Ⅱ级花蕾败育的主要原因[12-22]。

对照组的芍药中出现了少量的Ⅳ级败育蕾，而在促成栽培各处理组的芍药中均未发现Ⅳ级败育蕾。本项目组在芍药促成栽培的施氮试验中发现，施用高浓度的氮肥可促使芍药叶片浓绿肥大，而其Ⅳ级败蕾率较高[23]。芍药芽萌发后，其营养生长与生殖生长对养分的需求都极其旺盛，当营养生长过旺则会影响生殖生长。Walton[24]发现，芍药开花前15 d 花蕾中淀粉含量不断积累增加。由此推知，Ⅳ级败育的出现与以淀粉为主的碳水化合物在营养器官分配过多、生殖器官分配过少有关。与对照组相比，促成栽培各处理组的芍药因为地上营养供应不及时，故其败育现象发生早，败育率高，相应地也未出现Ⅳ级败育现象。

3.3 花蕾败育与矿质元素的关系

矿质元素在植物体内起着十分重要的调节作用，矿质元素不仅影响植物的营养生长，还对花芽分化有重要作用。试验结果表明，Mg、Ca、Fe、Cu、Zn、B、Si 元素在败育蕾中的含量均高于其在正常蕾中的含量，说明芍药花蕾败育不是由微量元素缺乏造成的。试验中发现，败育蕾中的P 含量较正常蕾的低39.74%；而K 含量比正常蕾的低34.58%。P、K 在花芽分化中都起着重要作用。有关研究者在银杏[25]、毛棉杜鹃[26]中发现，芽内高水平的P 有利于花芽的形成，而缺P 则会引起细胞分裂素的降低，抑制花芽分化。K 可以增强淀粉合成酶和丙酮酸激酶的活性，促进蛋白质代谢，促进淀粉、糖的合成与运输[27-29]。P、K元素缺乏加剧了花蕾的败育。因此，在芍药萌芽后应定期喷施P、K叶面肥，这样有助于减少芍药花蕾的败育率。

本研究因Ⅰ级败育蕾过小，难以达到矿质元素含量检测所需取样量，故未能对败育发生最多的Ⅰ级败育蕾进行研究，下一步的研究将增加促成栽培各处理的样本数量，以测定各级败育蕾中各种矿质元素及内源激素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量，揭示不同生长发育阶段发生花蕾败育的主要原因。