薛晨晨，葉松青，張炯,2，袁星星*，陳新*，王學(xué)軍，吳春芳

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟(jì)作物研究所，江蘇 南京 210014； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095； 3.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 如皋 226541)

大多數(shù)越冬作物需要在種子或者植株生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)歷春化階段[1-3]，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)開花或者需要漫長(zhǎng)的時(shí)間才能開花。蠶豆也是春化作物，全國(guó)各地均有栽培，尤以長(zhǎng)江以南種植較多，江浙是蠶豆種植的主要區(qū)域，中國(guó)是世界蠶豆的主要生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)[4]。傳統(tǒng)的蠶豆栽培是在農(nóng)歷霜降之后播種，植株經(jīng)歷冬天的自然低溫春化，在來(lái)年春天開花結(jié)莢[2-3]。而為了取得更高的經(jīng)濟(jì)效益，增加農(nóng)民的收入，同時(shí)也滿足市場(chǎng)對(duì)鮮食蠶豆的需求，現(xiàn)在農(nóng)戶在8月后就開始播種，因此蠶豆苗就必須經(jīng)過(guò)人工低溫春化處理后才能種植。溫度會(huì)對(duì)蠶豆的生長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生重要的影響[5]。低溫處理能縮短蠶豆出苗到開花的時(shí)間，加快蠶豆開花進(jìn)程，促進(jìn)植株從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變成生殖生長(zhǎng)[1]。國(guó)內(nèi)外對(duì)小麥、十字花科作物、牧草、草莓、大蒜和擬南芥等越冬栽培作物開展了一定的春化研究[6-12]，對(duì)蠶豆的研究還十分有限。本研究通過(guò)對(duì)蠶豆品種蘇蠶8號(hào)低溫春化時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)和摸索，分析低溫處理不同時(shí)間后蠶豆植株生長(zhǎng)速度、開花習(xí)性和分枝習(xí)性的變化，對(duì)進(jìn)一步了解蠶豆春化習(xí)性、完善蠶豆品種栽培新模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為蠶豆品種蘇蠶8號(hào)。

1.2 方法

1.2.1 浸種

選取當(dāng)年新采收的蠶豆種子，大小一致，表面無(wú)病蟲害現(xiàn)象，種子飽滿。將蠶豆種子放于常溫水中，室溫下浸泡24 h，選擇浸泡充分的種子開展下一步試驗(yàn)。

1.2.2 催芽

清水淘洗浸泡后的種子，將種粒裝入雙層種植托盤中，蓋上雙層紗布，催芽溫度為25 ℃，催芽時(shí)經(jīng)常噴水保持紗布濕潤(rùn)，每天用清水洗去蠶豆表面有機(jī)質(zhì)以防止種芽腐爛。催芽5 d后，大部分種粒出芽且芽長(zhǎng)在1 cm左右，開始進(jìn)行春化處理。

1.2.3 春化處理

春化處理在4 ℃低溫環(huán)境中進(jìn)行，采用16 h/8 h光暗處理，每天定期觀察1～2次，保持濕潤(rùn)。對(duì)芽期蠶豆苗進(jìn)行春化處理時(shí)間分別為0(C0)、3 d(C3)、6 d(C6)、9 d(C9)、12 d(C12)、15 d(C15)、18 d(C18)、21 d(C21)、24 d(C24)、27 d(C27)和30 d(C30)，共11個(gè)處理，處理后直接移栽。

1.2.4 移栽

在人工溫室里進(jìn)行移栽，溫度控制為22～25 ℃，光暗條件為16 h/8 h，移栽進(jìn)花盆中，每天定期觀察。從移栽開始計(jì)時(shí)，記錄蠶豆真葉生長(zhǎng)、開花和分枝數(shù)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)記錄終止時(shí)間為移栽后55 d。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)葉片生長(zhǎng)速度的影響

對(duì)不同春化處理下蠶豆植株生長(zhǎng)速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)表明，春化后蠶豆植株的生長(zhǎng)速度明顯增加(圖1)，整體表現(xiàn)為春化處理時(shí)間越長(zhǎng)，植株真葉展開時(shí)間越短。低溫處理30 d后移栽的植株，從第1張真葉至第8張真葉展開的速度都明顯短于未經(jīng)過(guò)春化的植株。比較各處理的第8張葉片展開時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)，隨著處理時(shí)間的不斷增加，對(duì)蠶豆植株生長(zhǎng)速度的影響也不斷加強(qiáng)，蠶豆植株生長(zhǎng)速度逐漸變快。相比春化前，春化處理21 d后生長(zhǎng)速度呈顯著增加(表1)。

圖1 不同春化處理下蠶豆前8片真葉的生長(zhǎng)情況

處理第8張真葉展開時(shí)間/dC024.7±3.6 aC322.0±0.6 abcC622.3±2.3 abcC923.0±2.9 abC1224.7±4.0 aC1521.6±3.1 abcC1824.5±1.0 aC2120.0±1.7 bcC2420.4±2.3 bcC2718.5±0.6 cC3018.4±0.6 c

注：同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫字母表示處理間差異顯著。表2～3同。

雖然所有低溫春化處理后蠶豆苗并未展開第1張真葉，但為了排除春化處理期內(nèi)時(shí)間造成的差異，比較蠶豆第1張真葉展開后到第8張真葉展開所需要的時(shí)間，結(jié)果表明，蠶豆植株生長(zhǎng)的速度和苗期低溫處理的時(shí)間有明顯關(guān)系。低溫春化處理時(shí)間越長(zhǎng)，植株葉片展開速度越快，未處理的蠶豆植株需要20 d以上；春化處理12 d以后生長(zhǎng)速度明顯提高，少于20 d；在春化處理30 d后生長(zhǎng)速度最快，只需要約17 d左右(圖2)。

圖2 不同春化處理時(shí)間對(duì)蠶豆真葉 展開速度的影響

2.2 對(duì)開花時(shí)間的影響

蠶豆開花需要經(jīng)歷春化過(guò)程，而春化時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響蠶豆開花率和開花的時(shí)間。本研究對(duì)不同春化處理后蠶豆植株開花習(xí)性和開花速度統(tǒng)計(jì)顯示(表2)，未春化處理的蠶豆植株在試驗(yàn)結(jié)束前始終未開花，春化處理3 d后的植株只有個(gè)別出現(xiàn)開花現(xiàn)象，春化處理6 d和9 d的蠶豆植株有部分植株出現(xiàn)開花，開花率分別為60%和80%；而春化時(shí)間大于12 d后，全部的試驗(yàn)材料都能開花。同時(shí)，隨著春化處理時(shí)間的變長(zhǎng)，植株從移栽到開花的時(shí)間也逐漸變短。結(jié)果顯示，春化處理12 d就能顯著改變蠶豆植株的開花習(xí)性和提高開花速度。

表2 不同春化時(shí)間處理后蠶豆植株的開花時(shí)間

2.3 對(duì)分枝數(shù)的影響

蠶豆分枝數(shù)的多少直接影響蠶豆植株的產(chǎn)量。本研究對(duì)不同春化處理后蠶豆植株前期分枝習(xí)性開展調(diào)查，調(diào)查時(shí)間為移栽后55 d。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(表3)，隨著春化處理的時(shí)間變長(zhǎng)，蠶豆分枝數(shù)明顯減少；蠶豆春化處理15 d后，植株生長(zhǎng)過(guò)程中分枝數(shù)會(huì)明顯減少，與C0，C3和C6處理結(jié)果呈顯著差異。

表3 不同春化處理下蠶豆的分枝數(shù)

3 討論

低溫春化可促使蠶豆從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變成生殖生長(zhǎng)，而春化處理時(shí)間長(zhǎng)短是影響春化效果的主要因素[1]。蠶豆葉片的生長(zhǎng)和分枝數(shù)的提高是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的重要表現(xiàn)，而開花則是蠶豆生殖生長(zhǎng)的開始。已有研究中蠶豆春化處理后的現(xiàn)象表現(xiàn)不一。有研究顯示，蠶豆分枝數(shù)會(huì)隨著春化時(shí)間的延長(zhǎng)而表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)[13]，這可能和蠶豆品種與統(tǒng)計(jì)時(shí)間有關(guān)。本研究室前期對(duì)多個(gè)來(lái)自全國(guó)不同地區(qū)的蠶豆品種進(jìn)行試驗(yàn)[14]，比較春化后分枝數(shù)的多少顯示，大多數(shù)品種在春化后都會(huì)減少分枝數(shù)，但個(gè)別品種或個(gè)別統(tǒng)計(jì)時(shí)期會(huì)顯現(xiàn)春化處理后分枝數(shù)多于非春化處理。而本研究對(duì)生長(zhǎng)2個(gè)月的試驗(yàn)結(jié)果分析顯示，隨著春化時(shí)間不斷增加，蠶豆植株的分枝數(shù)也逐漸減少。春化15 d后蠶豆植株的分枝數(shù)就明顯減少，與非春化蠶豆植株相比，呈顯著差異。

種植于嚴(yán)格的控溫條件下，未經(jīng)春化處理的蠶豆植株55 d內(nèi)都未出現(xiàn)開花現(xiàn)象；春化處理3～9 d的試驗(yàn)顯示，雖有部分植株開花，但開花時(shí)間較長(zhǎng)；春化處理12 d的結(jié)果顯示，試驗(yàn)植株開花率達(dá)100%，且平均始花時(shí)間為29.75 d，這與陳江輝等[15]部分結(jié)果一致，但其文中顯示未春化蠶豆也能在38 d后開花，這可能與品種有關(guān)，或因大田環(huán)境的溫度不穩(wěn)定造成。本研究用的是嚴(yán)格的溫室控溫條件，直至試驗(yàn)結(jié)束，都未見(jiàn)C0處理的蠶豆植株有開花的跡象。

雖然春化時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)生的春化效應(yīng)越強(qiáng)，但過(guò)多的春化處理有可能影響蠶豆植株的生長(zhǎng)發(fā)育[2]，造成產(chǎn)量的減產(chǎn)。陳華等[16]從蠶豆植株的生理生化指標(biāo)分析認(rèn)為，春化的時(shí)間最好在14 d之內(nèi)，不宜超過(guò)21 d；從采收期，單株莢數(shù)和百粒鮮重進(jìn)行分析，春化處理時(shí)間以20 d左右最好[17]。

本研究結(jié)果顯示，在嚴(yán)格的溫室控溫環(huán)境下，蠶豆在未經(jīng)低溫春化處理的情況下，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)較強(qiáng)，分枝數(shù)較多，葉片生長(zhǎng)緩慢，且不出現(xiàn)開花跡象。而隨著低溫春化的時(shí)間逐漸增加，蠶豆植株葉片生長(zhǎng)速度變快，分枝數(shù)減少，且開花時(shí)間逐漸變短。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，春化12 d后就能達(dá)到30 d內(nèi)快速開花，100%開花率和分枝數(shù)下降不明顯這3個(gè)有利結(jié)果，雖然隨后春化的時(shí)間越長(zhǎng)促花效果越明顯，但營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期過(guò)短，分枝數(shù)變少會(huì)影響蠶豆的產(chǎn)量，同時(shí)春化處理周期過(guò)長(zhǎng)會(huì)增加種植成本。因此，本研究建議蠶豆以低溫春化12 d左右為春化的最佳處理時(shí)間。