砧木嫁接对菊花生理指标及花期的影响

王田田， 朱帅康， 陆晓民

(安徽科技学院 农学院，安徽 凤阳 233100)

菊花(

Chrysanthemum

morifolium

)为菊科菊属多年生宿根草本花卉,具有较高的观赏、药用及食用价值。菊花性喜温凉,不耐水涝,而我国沿淮地区,夏季高温多雨,不利于越夏菊花的栽培及生长,成为区域型菊花产业健康发展的一大障碍。

嫁接能有效地提高植物对逆境及土传病害的抗性,是现代园艺植物工厂化育苗过程提高种苗质量以及优良种苗选育的重要手段之一。砧木的选择是嫁接育苗的重要基础工作,不同的砧木对嫁接植株成活率、抗性及果实品质等有重要的决定作用。

目前,国内外关于菊花嫁接技术及嫁接效应已有较多报道,利用某些蒿属植物嫁接能在一定程度上提高菊花的耐热性,但不同砧木嫁接对越夏栽培菊花的比较研究却鲜有报道。‘皇冠’和‘金背大红’为两种重要的菊花观赏品种,具有开花艳丽、容易塑型的优点,但沿淮地区夏季不良气候严重影响其生长。为此本文选取本地区广泛分布的黄蒿(

Artemisia

scoparia

Waldst.EtKit)、青蒿(

Artemisia

carvifolia

Buch.-Ham. ex Roxb. Hort. Beng.)、艾草(

Artemisia

argyi

H. Lév. & Vaniot)以及生长特性较强的菊科白酒草属植物小飞蓬(

Conyza

Canadensis

L.)为嫁接砧木,以‘皇冠’‘金背大红’两个菊花品种为接穗,探讨不同砧木嫁接对菊花某些生理特性及开花的影响,以期比较不同砧木的应用效果,为‘皇冠’和‘金背大红’筛选合适的嫁接砧木及了解不同砧木嫁接菊花的抗逆境机理奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

‘皇冠’和‘金背大红’菊花材料由安徽科技学院花卉种植基地提供;4种砧木种子由安徽科技学院园艺教研室提供;0～3 mm的河沙扦插基质由安徽省凤阳县醒农生态农业有限公司提供。

1.2 设计与方法

试验共设5个处理:CK,扦插苗;Z1,黄蒿; Z2,青蒿;Z3,艾草;Z4,小飞蓬。于2018年2月上旬在日光温室苗床上播种4种砧木,待3月底长至2～3片真叶时,以园土和腐熟酒糟(2V∶1V)为栽培基质,移栽于11 cm口径的黑色营养钵中,加强苗期管理,于4月20日选取茎基部粗约0.4～0.6 cm 的黄蒿、青蒿、艾草、小飞蓬幼苗为砧木,从健壮的2种菊花母株上分别剪取长5～6 cm,粗0.2～0.4 cm的顶梢作接穗,采用劈接方式进行嫁接。扦插苗于同日从母株上剪取长5～6 cm,粗约0.3 cm的顶梢插于装有干净河沙(已消毒杀菌)的50孔穴盘中,待生根后,亦移栽于装有与嫁接苗所用相同基质的11 cm口径黑色营养钵中。

2018年5月26日统计每种嫁接砧木嫁接成活率,取长势一致的嫁接苗和扦插苗,更换口径为19 cm装有相同栽培基质的红色大塑料盆,换盆后放置于安徽科技学院花卉种植园露天栽培床上,作多头栽培,采用常规管理方式进行管理。试验采用随机区组设计,将2种菊花分为2个试验大区,每个处理10盆,设3重复次。

1.3 数据采集

1.3.1 生长指标测定 于2018年9月15号分别从‘皇冠’和‘金背大红’2个菊花品种的嫁接苗和扦插苗中随机选取3盆并取其3侧枝,测定其茎粗,并统计叶片数;脱盆剥除泥土,用自来水缓慢冲洗干净,用双蒸水再冲洗1次,无菌纸擦去多余水分,晾干后用剪刀将地上与地下部分分开进行干鲜质量得测量。

1.3.2 开花品质测定 记录每个小区每盆菊花的初蕾时期,并统计每盆菊花最大花径及花期。

1.3.3 光合气体参数测定 使用CIRAS-3F便携式光合仪测定净光合速率(P)、胞间CO浓度(C)、蒸腾速率(T)、气孔导度(G),于9月15号08:00-10:00时,从每个处理组随机选取3片叶,叶位为植株上部第5～6片成熟功能叶进行测量。

1.3.4 抗氧化酶活性、丙二醛含量和相对电导率测定测定 9月15号从每个处理组中选取自植株茎基部向上第3～4节的成熟功能叶片,用去离子水洗净后装入封口袋放入冰箱中冷藏备用。叶片相对电导率测定采用陈建勋等的外渗电导法;丙二醛(MDA)含量测定采用李合生的硫代巴比妥酸(TBA)反应法;采用Dhindsa法测定CAT活性;用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定SOD活性,采用愈创木酚氧化法测定POD活性,均为李合生的方法。

1.4 数据分析

试验数据用spss(8.1)软件进行方差分析,并对平均数用 Duncan's新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同砧木嫁接对菊花生长及开花的影响

由表1可知,品种‘皇冠’的4种嫁接苗其侧枝茎粗、叶片数、地下部分鲜质量均显著高于扦插苗,分别比扦插苗高32.24%～74.35%、15.25%～49.11%和10.26%～86.26%,而地下部分干质量仅比扦插苗高2.32%～26.04%,且只有青蒿和小飞蓬嫁接苗与扦插苗存在显著差异。而‘金背大红’4种嫁接苗的侧枝茎粗、叶片数、地下部分鲜质量和地下部分干质量分别比扦插苗提高19.15%～45.77%、9.64%～51.93%、8.59%～69.33%和0.28%～11.96%,其中黄蒿、青蒿嫁接苗除地下部分干质量外,其余3个指标与扦插苗相比均存在显著差异。此外2种菊花的黄蒿嫁接苗其侧枝茎粗、叶片数及地下部分鲜质量均达到最大值,地下干鲜比均为最小值,表明其含水量最大,生理代谢旺盛。而2种菊花的青蒿嫁接苗虽然只有地下部分干质量达到最大值,但嫁接成活率均为最高。

表1 不同砧木嫁接对菊花生长的影响

在开花方面,由表2可知,2个品种菊花的4种嫁接苗均比扦插苗提前现蕾,除小飞蓬外其余3种嫁接苗花期和最大花径与扦插苗相比均达到极显著差异水平(

P

<0.01),而小飞蓬嫁接的花期与扦插苗相比存在显著差异,最大花径也存在极显著差异。‘皇冠’菊的4种嫁接苗其现蕾时期比扦插苗提前1～8 d,花期延长7～21 d,最大花径增大2.99～6.5 cm,‘金背大红’菊的4种嫁接苗其现蕾时期比扦插苗提前7～14 d,花期延长7.34～23 d,最大花径增大2.82～5.32 cm。可见,嫁接能提在一定程度上改善菊花的开花效果,且2个品种菊花均以黄蒿嫁接为最佳。

表2 不同砧木嫁接对菊花开花的影响

2.2 不同砧木嫁接对菊花光合特性的影响

由图1可知，2个品种菊花的4种嫁接苗其净光合速率

P

、胞间CO浓度

C

和蒸腾速率

T

与扦插苗相比存在显著差异(

P

<0.05),气孔导度G除‘金背大红’的小飞蓬嫁接菊与其扦插苗无明显差异外,其余各嫁接苗均显著高于各自扦插苗。无论是‘皇冠’还是‘金背大红’,其黄蒿嫁接苗的

P

值均达到最大,分别比各自扦插苗高220.43%和173.76%,其他3种砧木青蒿、艾草和小飞蓬分别比各自扦插苗高189.78%、116.67%和48.39%,146.53%、100%和76.24%。2个品种菊花4种嫁接苗

G

比各自扦插苗高39.2%～163.2%,17.85%～111.05%,

T

比扦插苗高55.32%～180.85%,44.64%～123.21%,

G

最高的均为黄蒿嫁接菊,其次是青蒿。在胞间CO浓度上‘皇冠’的4种嫁接苗和扦插苗从大到小排序依次为扦插苗>小飞蓬>艾草>黄蒿>青蒿,分别比扦插苗低20.18%、30.82%、38.27%和41.25%,‘金背大红’从大到小排序依次为扦插苗>小飞蓬>青蒿>黄蒿>艾草,分别比扦插苗低23.15%、25.62%、31.55%、32.25%。

图1 不同砧木嫁接对菊花净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率的影响

2.3 不同砧木嫁接对菊花叶片中抗氧化酶活性的影响

从图2可以看出2个菊花品种的4种嫁接苗SOD、POD、CAT活性均显著高于扦插苗。‘皇冠’和‘金背大红’SOD、POD、CAT活性从高到低排序均为艾草>小飞蓬>黄蒿>青蒿>扦插苗,品种‘皇冠’4种嫁接苗SOD活性比扦插苗高19.87%～54.03%,POD活性比扦插苗高36.36%～177.27%,CAT活性值比扦插苗高60.47%～241.86%,‘金背大红’4种嫁接苗SOD活性比扦插苗高8.56%～38.88%,POD活性比扦插苗高80%～240%,CAT活性值比扦插苗高30.3%～209.09%。

图2 不同砧木嫁接对菊花叶片中SOD、POD和CAT酶活性的影响

2.4 不同砧木嫁接对菊花叶片中丙二醛含量和相对电导率的影响

图3中,‘皇冠’和‘金背大红’的4种嫁接苗叶片中丙二醛含量均显著低于扦插苗,从高到低排序均为扦插苗>青蒿>黄蒿>小飞蓬>艾草,分别比扦插苗低16.62%～46.82%和17.25%～59.25%。

图3 不同砧木嫁接对菊花叶片中丙二醛含量和相对电导率影响

2个菊花品种的4种嫁接苗和扦插苗叶片中相对电导率值从高到低排序均为扦插苗>青蒿>黄蒿>小飞蓬>艾草,分别比扦插苗低23.76%～56.57%和28.74%～56.99%,与扦插苗相比均存在显著差异。

3 结论与讨论

朱丽华等发现淹水胁迫下,甜椒嫁接苗的SOD和POD均高于自根苗, MDA和O却显著低于自根苗;周宝利等发现水分胁迫下嫁接茄的相对电导率和MDA含量较自根茄显著下降,叶片的SOD和POD活性与自根茄差异达显著水平;房伟民等的研究表明利用蒿属植物嫁接可以提高菊花抗高温能力的结论;从本试验中2个品种菊的4种嫁接苗SOD、POD、CAT活性表现来看,均显著高于扦插苗,相对电导率和MDA含量明显低于扦插苗,嫁接可以增加抗氧化酶活性水平,另外艾草嫁接苗的抗氧化酶活性最高,小飞蓬次之。

张俊杰等用锥栗作砧木嫁接能提高‘桂栗一号’大果锥栗对光环境的适应范围。刘红晓等研究表明杜鹃红山茶嫁接苗的适应能力强于扦插苗。在本试验中,2个菊花品种四种嫁接苗的净光合速率、气孔导度、均高于扦插苗,胞间CO浓度均比扦插苗低,这可能与嫁接改变了编码光合酶相关基因的表达能力有关,此外光合能力的强弱还受到植株抗性水平的影响。

从生长情况来看,无论是‘皇冠’还是‘金背大红’,其嫁接苗的侧枝茎粗和叶片数、地下干鲜质量以及植株含水量均比扦插苗优异,说明嫁接可利用砧木品种的优良特性,提高了菊花根系对N、P、K等营养元素以及水分的吸收能力,从而促进了其生长和生理代谢。植物开花结果需要一定的外部环镜刺激和内部养分的积累,在本试验中,2个品种菊花的嫁接苗在现蕾时间上比扦插苗分别提前了1～8 d和7～14 d,花期分别延长7～21 d和7.34～23 d,最大花径分别提高2.99～6.5 cm和2.82～5.32 cm,说明通过嫁接能改善菊花的开花品质,这与王希等的研究结论一致。

不同砧木在改善光合作用、促进植物生长、抵御不良环境胁迫方面均存在一定的差异。在本试验中小飞蓬、艾草嫁接苗虽然表现出了较高的抗氧化酶活性,但生长情况、开花品质及嫁接成活率却弱于其他两种砧木,这可能与砧穗的亲和力以及砧木自身的基因型有关。

综上所述,嫁接能在一定程度上提高越夏栽培菊花的抗氧化酶活性,降低丙二醛含量和相对电导率,并改善光合,从而促进菊花生长发育;但不同砧木的嫁接效果不同,在生长势和开花方面综合效果以黄蒿嫁接苗最佳,青蒿次之,在抗性方面以艾草最佳,小飞蓬次之。同时青蒿的嫁接成活率最高,小飞蓬的嫁接成活率最低。在实际生产中,选择菊花嫁接砧木时,除依据本试验几种砧木的嫁接效果外,还要综合考虑地域气候类型以及区域砧木资源的分布情况,合理选择较适宜的菊花嫁接砧木。