朱政财,朱报著,李文业,徐 放,王海华,杨会肖
(1.广州市增城区林业和园林科学研究所,广东广州 511300;2.广东省林业科学研究院 广东省森林培育与保护利用重点实验室,广东广州 510520)
鲜切花是从开花植物上切取的带有花、茎和叶的花枝,是制作花篮、花束、花圈、胸针和瓶花的材料[1];进入21世纪以来,中国鲜切花产业呈快速发展态势,2017年种植面积已达6.65 万hm2,贸易额达1.58亿美元[2]。保鲜液可延长鲜切花寿命、增大花型、增加花量,可提高鲜切花的商业价值,对鲜切花产业的生产、销售和多用途应用等具有十分重要的意义。娄喜艳等[3]以非洲菊(Gerbera jamesonii)为试材,以蔗糖和6-苄氨基腺嘌呤为基本成分,添加不同浓度的8-羟基喹啉和硫酸铝等溶液配制含有碳源、抗氧化剂和抑菌剂的保鲜剂,筛选出最佳保鲜剂组合。
美丽异木棉(Chorisia speciosa)又称美丽吉贝、美人树和酒瓶木棉,原产南美洲,是热带和亚热带地区广泛栽培的观赏树种[4];具有花量大、花期长、花色艳和花型美的特点,9—11月开花,开花时绚丽耀目,是广州市道路和风景园林的骨干树种之一[5-6]。有关学者对美丽异木棉的观赏类型[7-8]、遗传资源评价[9]和资源培育[10-12]等方面进行研究,关于其鲜切花保鲜液的研究报道较少。本研究选用蔗糖为有机营养、8-羟基喹啉柠檬酸盐为抗氧化剂和抑菌剂、硝酸钙为氮源和钙源,配制不同的保鲜液进行瓶插试验,比较水分平衡值、花枝鲜重变化率、开花率、切花寿命、花高、花径、相对电导率和过氧化物酶(POD)含量等指标,通过离差标准化方法,筛选效果最佳的实用性保鲜液,以期为美丽异木棉高值利用提供科学依据。
剪取同一株美丽异木棉的花枝,花枝长度(35±3)cm,剪去叶片,用清水浸泡基部5~8 cm。确保每条花枝有3~5 个已露红的花蕾和1~3 个大气球期花蕾,统计花蕾数量;瓶插前,花枝基部20 cm 用2‰多菌灵溶液消毒,瓶插容器为1 200 mL三角瓶。
试验在广东省林业科学研究院育苗温室(113°22′E,23°11′N)内进行。以5、10 和20 g/L 的蔗糖,100、200 和300 mg/L 的8-羟基喹啉柠檬酸盐,100、200 和300 mg/L 的硝酸钙进行3 因素3 水平正交试验设计,以纯净水为对照(CK),开展瓶插试验(表1)。4 次重复,每瓶装1 000 mL 保鲜液,插花枝3 条,用保鲜膜包扎瓶口,防止水分蒸发,瓶插期间室温为21~27 ℃,相对湿度为70%~85%。
表1 美丽异木棉鲜切花保鲜液情况Tab.1 Situation of preservation liquids for fresh cut flowers of C.speciosa
1.3.1 切花寿命和开花率测定
切花寿命为该花枝第一朵花花瓣张开到80%的花出现垂头或萎蔫的时间,共测定9 天。单花寿命为花瓣盛开到萎蔫失去观赏价值的时间。取平均值作为切花和单花寿命。
开花率计算公式为[13]:
1.3.2 水分平衡值和花枝鲜重变化率测定
瓶插当天、3、5 和7 天分别测定1 次“溶液+ 瓶重”和“溶液+瓶重+花枝重”,共测定4次。吸水量为相邻两天的“溶液+瓶重”之差,失水量为相邻两天的“溶液+瓶重+花枝重”之差。
水分平衡值和花枝鲜重变化率计算公式为[13]:
1.3.3 花高和花径测定
瓶插第2 天开始,每天上午用直尺测量花高和花径(精确至0.01 cm),直至花瓣萎蔫失去观赏价值为止,取最大值为该朵花的花高和花径,共测定9天。
1.3.4 相对电导率和POD含量测定
各处理每重复分别取盛开2、4和6天各1朵花,测定花瓣的相对电导率和POD含量,重复测定3次。采用DDS-307 电导率仪测定相对电导率;采用分光法测定POD含量[14]。
采用R 软件进行方差分析,对所有指标性状进行单因素方差分析和Duncan多重比较[15]。
式中,yij表示第i个处理的第j个测量值;μ表示试验均值;Ci表示第i个处理的效应值;eij表示剩余效应。
采用离差标准化法对开花率、单花寿命、切花寿命、花高、花径、花枝鲜重变化率(第6 天与第2 天数据之差)和水分平衡值(第6 天与第2 天数据之差)7个性状进行评价,计算综合评价值。
开花率、单花寿命、切花寿命、花高和花径的评价值计算公式为[16]:
花枝鲜重变化率和水分平衡值的评价值计算公式为:
式中,tk为第k个表型的评价值;为第i个处理的平均观测值;xmax为该表型所有处理的最大平均观测值,xmin为该表型所有处理的最小平均观测值。
瓶插第2 天,不同处理的花瓣均张开,露出雄蕊和雌蕊。不同处理的鲜切花开花率和寿命差异显著(P< 0.05)(表2)。鲜切花开花率为40.00% ~86.96%,平均67.16%;T6 处理最高(86.96%),比CK(63.64%)高36.64%;其次为T1 处理(80.95%),比CK 高27.20%;T8 处理最小(40.00%),比CK 低37.15%。单花寿命为5.32 ~ 7.04 天,平均5.71 天;T6 处理最长(7.04 天),是CK(5.56 天)的1.27 倍;其次为T2 处理(6.12 天),是CK 的1.10 倍;T7 处理最短(5.32 天),比CK 短4.32%。切花寿命为6.75 ~8.60 天,平均7.32 天;T6 处理最长(8.60 天),是CK(7.00 天)的1.23 倍;其次为T7 处理(8.00 天),是CK的1.14 倍;T8 处理最短(6.83 天),比CK 短2.43%。T6处理最优。
表2 不同保鲜液对开花率和寿命的影响Tab.2 Effects of different preservation liquids on flowering rate and life span
不同处理的花枝鲜重变化率差异不显著。除T7 处理外,不同处理的花枝鲜重变化率随时间增加呈减小的趋势(图1)。瓶插第4天,鲜重变化率为正值;瓶插第6 天,除T7 处理外均为负值,说明大多数花开始凋谢,结果与平均单花寿命5.71 天基本吻合。T7处理效果好。
图1 不同保鲜液对花枝鲜重变化率的影响Fig.1 Effects of different preservation liquids on fresh weight change rate of flowering branches
花高和花径是评价花卉观赏价值的重要指标,通常同种植物花高和花径越大,观赏价值越高。不同处理鲜切花的花高和花径存在一定差异。花高为9.93 ~ 11.44 cm,平均10.64 cm;T2 处理最高(11.44 cm),比CK(10.26 cm)高11.50%;其次为T4处理(11.07 cm),比CK高7.89%;T9处理最小(9.93 cm),比CK 矮3.22%(表3)。花径为9.11 ~ 11.52 cm,平均10.54 cm;T2 处理最大(11.52 cm),比CK(9.11 cm)大26.45%;其次为T4 处理(11.44 cm),比CK 大25.58%;CK最小。
表3 不同保鲜液对花高和花径的影响Tab.3 Effects of different preservation liquids on flower length and diameter
随瓶插时间延长,不同处理的鲜切花水分平衡值呈下降趋势(图2)。瓶插第2天,水分平衡值差异显著(P<0.05),T4 处理最高(16.59),显著高于T3、T7、T8和T9处理(P<0.05),比CK(10.10)高64.26%;T9处理最低(4.78),比CK低52.67%。瓶插4天后不同处理间水分平衡值差异不显著。瓶插4天内,水分平衡值均大于0;瓶插第6天,水分平衡值均小于0。
图2 不同保鲜液对水分平衡值的影响Fig.2 Effects of different preservation liquids on water balance value
植物相对电导率增大,预示植物衰老甚至死亡。随着瓶插时间的延长,不同处理的鲜切花相对电导率均变大(表4)。POD 参与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化,老化组织中活性较强,幼嫩组织中活性较弱。瓶插第4 天,不同处理的鲜切花POD含量达最大值。
表4 不同保鲜液对相对电导率和POD含量的影响Tab.4 Effects of different preservation liquids on relative conductivity and POD content
续表4 Continued
选取开花率、单花寿命、切花寿命、花高、花径、鲜重变化率和水分平衡值7个性状对保鲜液进行综合评定。结果显示蔗糖对开花率影响极显著(P<0.001),对单花寿命和切花寿命影响显著(P<0.05);硝酸钙对开花率和切花寿命影响极显著(P<0.001,P< 0.01),对单花寿命影响显著(P< 0.05);蔗糖、8-羟基喹啉柠檬酸盐和硝酸钙对花高、花径、花枝鲜重变化率和水分平衡值均影响不显著(表5)。
表5 保鲜液内不同组分保鲜效果方差分析Tab.5 ANOVA of different components in preservation liquids on fresh-keeping effects
依据7 个性状综合评价不同保鲜液的效果,可知T6处理的综合评价值最大(4.84),T6处理最适合保存美丽异木棉的鲜切花;其次为T7 处理(4.18);T10 处理的综合评价值最小(1.83),保鲜效果最差(表6)。
表6 不同保鲜液7个性状的离差标准化值与综合评价值Tab.6 Min-max normalization and comprehensive evaluation of seven traits of preservation liquids
鲜切花与母体分离后会导致水分缺失、营养物质供应不足和光合能力下降等问题,可通过外供糖源增加营养供应、补充抗氧化剂增强水分流通、增补氮源提高光合能力延长鲜切花的保鲜时间[17-18]。由于生物学特性差异,各种鲜切花需求的糖源、抗氧化剂和氮源等含量一直是研究热点。赵敏等[19]依据鲜切花瓶插寿命、水份平衡值和鲜质量变化率等指标,筛选出3 g/L蔗糖+150 mg/L 8-羟基喹啉+0.6 mg/L食子酸丙酯+50 mmol/L水杨酸等3种适合百合(Lil⁃ium browniivar.viridulum)鲜切花的保鲜剂;王燕等[20]采用蔗糖、柠檬酸、硫酸铝和8-羟基喹啉研究唐菖蒲(Gladiodus gandavensis)鲜切花保鲜剂,得出700 mg/L柠檬酸+250 mg/L硫酸铝+500 mg/L 8-羟基喹啉保鲜效果最佳;而8-羟基喹啉柠檬酸盐的效果在本研究中虽不显著,但已呈现一定相关趋势,后续通过调整浓度可能会筛选出影响鲜切花保鲜的配方。本研究利用离差标准化分析,发现T6处理(20 g/L 蔗糖+ 100 mg/L 8-羟基喹啉柠檬酸盐+200 mg/L硝酸钙)能提高美丽异木棉鲜切花开花率,延长切花寿命,保鲜效果最好。
观花植物的花朵寿命、花高、花径、花期和花型等是评价植物观赏价值的主要指标,在其他指标相近的情况下,单花平均寿命较长、花高和花径较大的植株观赏价值相对较高。本研究发现美丽异木棉鲜切花瓶插后单花平均寿命为5.71 天、平均花高为10.64 cm、平均花径为10.54 cm;张方秋等[8]在露地栽培研究中发现单花平均寿命4~7天、平均花高10.51 cm、平均花径11.91 cm,与本研究结果相近,说明美丽异木棉鲜切花在水培条件下,不会影响其花朵大小。在外源营养物质一定的情况下,花型较小的鲜切花寿命比花型较大的鲜切花长,因为花型较大的鲜切花消耗营养物质较多。郑鹏丽等[13]研究认为合适的保鲜液能使菊花(Chrysanthemum morifolium)保鲜31天,本试验中的鲜切花鲜重变化率和水分平衡值6天后为负值,切花寿命也仅维持9天,差异较大。
硝酸钙能中和土壤中的酸性,最佳施用量可提高作物产量和质量,降低生产成本,在农业上广泛用于基肥、追施、冲施、叶面喷施和无土栽培的营养液中。本试验中的200 mg/L硝酸钙可增大鲜切花的花高和花径,延长切花寿命,也证明钙离子在美丽异木棉花蕾孕育和开花过程中具有重要作用,与朱报著等[12]得到钙离子促进美丽异木棉开花的结果一致。
水分平衡值大于0 才能维持鲜切花基本活力。因植物种类差异,鲜切花水分平衡值小于0 的时间也存在差异,田如英等[21]发现洋桔梗(Eustoma rus⁃sellianum)鲜切花的水分平衡值3 天后小于0;娄喜艳等[3]发现非洲菊鲜切花的水分平衡值8 天后小于0。本试验中,美丽异木棉鲜切花瓶插4天内水分平衡值均大于0;瓶插第6 天均小于0,原因是所需的营养和水供给不足,花枝失水过多,衰老凋谢。水分平衡值下降至多少,美丽异木棉鲜切花才会完全失去开花能力,还需进一步研究。美丽异木棉的鲜切花适合瓶插,瓶插后单花寿命、花高和花径与露地栽培相近,不会影响其观赏价值;T6 处理(20 g/L 蔗糖+100 mg/L 8-羟基喹啉柠檬酸盐+200 mg/L硝酸钙)能提高开花率,延长切花寿命,保鲜效果最好。