聶 梅,王 偉,牛顏冰,呂晉慧
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,山西 太谷 030801;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西 太谷 030801)
地被菊是菊科菊屬多年生宿根草本花卉,株型矮壯,花朵緊密,花期在9—10月[1]。植株的生長發(fā)育,除了受到品種的遺傳特性及自身生理狀態(tài)(年齡、激素)的調(diào)控外,還受外界環(huán)境條件(光、溫、水等)的影響,且不同因子間具有一定的交互作用[2]。菊花必須經(jīng)過一定的營養(yǎng)生長,達到一定的生理年齡,才能感受外界誘導(dǎo),進入生殖生長階段,但植株不同生長年齡對外界誘導(dǎo)感應(yīng)速度不同[3]。因此,了解準確的誘導(dǎo)時期對地被菊生長發(fā)育的影響,對于地被菊大規(guī)模生產(chǎn)中控制生產(chǎn)成本、提高品質(zhì)意義重大。迄今為止,關(guān)于營養(yǎng)生長期長短影響植株生長發(fā)育的研究很多,杜文華[4]、李彥連等[5]研究認為,植物營養(yǎng)生長與生殖生長之間呈現(xiàn)對立統(tǒng)一關(guān)系,陳勝文等[6]、何言章等[7]、DE JONG 等[8]研究發(fā)現(xiàn),植株須達到一定的葉片數(shù)才能響應(yīng)光周期誘導(dǎo),但在菊花方面尚未見系統(tǒng)的報道。因此,探求不同營養(yǎng)生長時間與菊花生長開花的關(guān)系十分必要。
本試驗將地被菊分期遮光進行短日照誘導(dǎo),通過觀測菊花各項生長發(fā)育指標及開花進程,以期探究營養(yǎng)生長時間對菊花生長開花的影響。
供試材料為地被菊俏粉閣扦插苗,2015年11月扦插,2016年6月前進行 3 次摘心處理,保證長勢良好且一致,屬于短日照植物,花期在9月至10月初,適宜溫度為18~25℃。
試驗在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院苗圃進行,土質(zhì)為壤土,肥力均等。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計,共設(shè)置5 個小區(qū),每個小區(qū) 30 株,2016年7月2日定植,緩苗10 d 后,以黑色涂熒遮光布遮光進行光周期處理,遮光時間為每日17:00 至次日8:00(光照和黑暗分別為9,15 h),每隔10 d 處理1 個小區(qū),處理40 d 結(jié)束。以不遮光處理為對照組(表1)。
表1 不同處理方法
1.3.1 俏粉閣根系形態(tài)及生物量測定 光周期處理前一天,各處理植株均測定根系長度、根系數(shù)量(人工計數(shù))、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量。用天平測鮮質(zhì)量,再放入105 ℃干燥箱中干燥15 min,轉(zhuǎn)至75 ℃烘干到恒質(zhì)量后測干質(zhì)量。
1.3.2 俏粉閣株高及冠幅測定 光周期處理后,每隔7 d 隨機選取10 株,測其株高(植株生長點與地面間距離)、冠幅(用十字法分別測量植株南北和東西寬度的平均值)。
1.3.3 俏粉閣開花進程記錄 統(tǒng)計各處理植株的現(xiàn)蕾期(花蕾直徑約為1~2 mm)、露色期(花蕾顯色)、始花期(10%~30%的花朵全開放)、盛花期(50%~70%的花朵完全開放)、末花期(30%的花色褪去且出現(xiàn)衰?。9]。
1.3.4 俏粉閣花朵品質(zhì)的測定 當植株進入盛花期,測定各處理俏粉閣舌狀花長度、花朵數(shù)量、花徑、重瓣性及花粉活力?;ǚ刍盍τ秒x體萌發(fā)法[10]測定。
應(yīng)用軟件Excel 2010 和SPSS 19 進行統(tǒng)計分析,采用Duncan 新復(fù)極差法進行多重比較。
2.1.1 不同營養(yǎng)生長時間對俏粉閣根系形態(tài)及生物量的影響 由表2可知,在光周期處理的前一天,不同處理植株的根系長度、鮮質(zhì)量及干質(zhì)量隨著營養(yǎng)生長時間的增加而逐漸增加,根系數(shù)量隨著營養(yǎng)生長時間的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。其中,各處理植株的根系長度及根系數(shù)量均差異不顯著,T2 處理(營養(yǎng)生長20 d)植株的根系數(shù)量最多。T1處理的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量最低,分別為T4 處理的23%,25%,T4 處理俏粉閣鮮質(zhì)量及干質(zhì)量顯著高于T1,T2 處理(P<0.05),與 T3 處理間差異不顯著。
表2 光周期處理前俏粉閣生長發(fā)育指標比較
2.1.2 不同營養(yǎng)生長時間對俏粉閣株高的影響
由圖1,2 可知,隨著營養(yǎng)生長時間的增加,不同處理俏粉閣株高逐漸增加,各處理株高生長量均呈先升后降趨勢。其中,處理22~28 d 內(nèi),T2,T3,T4 處理俏粉閣的株高生長量達到最大值,顯著高于其他處理(P<0.05)。處理 36~42 d 內(nèi),對照處理俏粉閣株高生長量高達3.59 cm,顯著高于其他處理(P<0.05)。第1~42 天內(nèi),T1 處理俏粉閣株高生長量顯著低于其他處理,處理43 d 后,T1 處理植株的株高生長量與對照差異不顯著,均顯著高于其他處理(P<0.05)。
2.1.3 不同營養(yǎng)生長時間對俏粉閣冠幅的影響從圖3,4 可以看出,隨著營養(yǎng)生長時間的增加,不同處理俏粉閣冠幅逐漸增大,各處理植株的冠幅生長量均呈現(xiàn)先升后降趨勢。其中,各處理植株冠幅的大小依次為:T4>T3>T2>CK>T1。處理1~15 天內(nèi),各處理植株的冠幅生長量差異不顯著。第15~21 天內(nèi),T3,T4 處理冠幅生長量分別為 3.15,4.36 cm,顯著高于其他處理(P<0.05)。第29~35 天內(nèi),T1 處理冠幅生長量達到最大值,對照處理第36~42 d 冠幅生長量高達4.2 cm,顯著高于其他處理(P<0.05)。處理50 d 后,各處理植株的冠幅生長量逐漸增加,均高于生長前期的生長量。
2.2.1 不同營養(yǎng)生長時間對俏粉閣開花進程的影響 由表3可知,不同處理俏粉閣的開花進程不同,花期隨著營養(yǎng)生長時間的增加出現(xiàn)延遲。其中,T2 處理植株的現(xiàn)蕾期分別比T3,T4 處理提前11,18 d,盛花期分別比 T3,T4 處理提前 10,14 d,但T1 處理(營養(yǎng)生長10 d)植株的花期各階段均晚于T2 處理,這與較短的營養(yǎng)生長期有關(guān),過早進行光周期處理,物質(zhì)積累不充足,導(dǎo)致開花晚于T2 處理。不同處理完成整個開花過程的時間差異不顯著,其中,T1 處理耗時24 d,T4 處理開花總時長與對照接近,均少于T2,T3 處理。
表3 不同處理俏粉閣的開花進程
隨著營養(yǎng)生長時間的增加,俏粉閣從定植到花期各階段的間隔時間逐漸減少。其中,T2,T3,T4 處理到達現(xiàn)蕾期的間隔時間一致,均耗時43 d,分別比T1 處理、對照處理少14,32 d。T4 處理到達花期其他階段的間隔時間最短,顯著少于對照、T1 處理(P<0.05),與 T2,T3 處理差異不顯著。
2.2.2 不同營養(yǎng)生長時間對俏粉閣花朵品質(zhì)的影響 由表4可知,俏粉閣盛花期花朵品質(zhì)(除重瓣性外)隨營養(yǎng)生長時間增加而提高。其中,俏粉閣開花量的大小依次為:T4>T3> T2>CK> T1。T4 處理俏粉閣的開花量高達59 朵,與T2,T3 處理間差異不顯著,顯著多于 CK,T1 處理(P<0.05),分別為 CK 和T1 處理開花量的 2.36 倍、2.68 倍。T4 處理俏粉閣舌狀花長度及花徑顯著大于T1,T2 處理(P<0.05),與CK 間差異不顯著。此外,T1 處理俏粉閣的重瓣性為 10.92 層,低于 CK 及 T4 處理,與 T2,T3 處理間差異不顯著。T4 處理花粉活力高達41.3%,顯著高于T1,T2,T3 處理(P<0.05),與CK 間差異不顯著。
表4 不同處理俏粉閣盛花期花朵品質(zhì)比較
植物必須經(jīng)過一定時期的營養(yǎng)生長后,達到一定的生長年齡或處于一定的生理狀態(tài),才能感受到外界信號,進入成花轉(zhuǎn)變[11]。外界信號誘導(dǎo)前,營養(yǎng)生長時間越長,物質(zhì)積累越多,有利于植株的株高增長、冠幅增大。本試驗表明,株高及冠幅均隨著營養(yǎng)生長時間的增加逐漸增大,T4 處理俏粉閣進行為期40 d 的營養(yǎng)生長,植株的根系長度、鮮質(zhì)量及干質(zhì)量最大。張桂茹等[12]、尹寶重等[13]研究表明,短日照誘導(dǎo)促使植株新生葉數(shù)、株高、分枝數(shù)減少,莖稈質(zhì)量降低,對較小葉齡植株作用明顯。這與本試驗結(jié)果基本一致,T1 處理(7月12日)過早進行短日照處理,各項生長指標均低于其他處理。程宏[14]、扶勝蘭[15]、翟麗麗[16]等研究發(fā)現(xiàn),植株的播種期及定植期也是影響植株營養(yǎng)生長時間的重要因素。施建忠等[17]研究認為,植株不同生長期的根冠比對環(huán)境因子的響應(yīng)存在差異。以上研究揭示了營養(yǎng)生長期長短對植株生長的作用受多種因素的制約,本試驗中根系數(shù)量并未隨著營養(yǎng)時間的增加而增加,這可能與植株生長狀況有關(guān),營養(yǎng)生長后期為開花做物質(zhì)儲備,根系生長速度減緩。
在植物生長發(fā)育中,各部分器官的生長都必須經(jīng)歷從緩慢到快速再到緩慢的過程,即呈“S”曲線[1]變化。俏粉閣的株高生長量及冠幅生長量均呈現(xiàn)先增后減的趨勢,符合植物生長發(fā)育的規(guī)律。王希等[18]研究發(fā)現(xiàn),秋菊株高及葉片的最大增長量出現(xiàn)在8月11—20日,短日照處理10~20 d 后生長速率最快。試驗中俏粉閣經(jīng) T2,T3,T4 處理 15~35 d 時株高及冠幅生長量最大,對照處理第43~49 天內(nèi)株高及冠幅增幅最大,與前人研究存在差異,這可能與不同菊花品種的遺傳特性有關(guān)。
植株成花除了受環(huán)境因子的影響,也受內(nèi)在因素的調(diào)控,營養(yǎng)生長時間的長短影響開花進程及花朵發(fā)育狀態(tài)。本試驗結(jié)果表明,營養(yǎng)生長時間增加,花朵品質(zhì)提高,但開花進程出現(xiàn)滯后。T2 處理(7月22日)進行為期20 d 的營養(yǎng)生長,到達花期各階段的間隔時間最短,開花最早,盛花期的花朵品質(zhì)較好。顧釗宇等[19]研究發(fā)現(xiàn),隨著定植期的延遲,植物體的蕾期、初花期、盛花期及末花期均有不同程度的延遲。李振等[20]研究發(fā)現(xiàn),龍膽花進行短日照處理后,營養(yǎng)生長期長,植株進入花期晚,有效開花數(shù)最多。這與本試驗結(jié)果基本一致,營養(yǎng)生長時間越長,植株開花越晚。一旦達到一定的生長年齡,短日照誘導(dǎo)雖使菊花提前開花,但是從定植到花期各階段的間隔時間基本一致。
菊花營養(yǎng)生長階段的物質(zhì)積累用于開花儲備,但過早誘導(dǎo)開花影響花量、花徑等花朵品質(zhì)。陳洪國等[21]研究發(fā)現(xiàn),柳葉銀桂的總生長量最大,開花量也較大。徐祖明等[22]研究表明,松果菊的株高、冠幅與花芽分化進程存在著顯著相關(guān)性。結(jié)合對植株的株高、冠幅等生長指標分析,光周期處理前營養(yǎng)生長時間增加,株高、冠幅、根系長度等增大,盛花期花朵品質(zhì)(開花量、花徑等)也呈現(xiàn)增長趨勢。馬玉磊等[23]研究認為,充足的營養(yǎng)生長才能保證胭脂花正常開花。毛洪玉等[24]研究發(fā)現(xiàn),由于定植期延遲,植株經(jīng)歷較長時間的營養(yǎng)生長階段,花徑增大。以上結(jié)果與本試驗結(jié)論基本一致,T4 處理進行為期40 d 的營養(yǎng)生長,地被菊俏粉閣的開花量、花徑及重瓣型均顯著增加。
地被菊在生長發(fā)育過程中營養(yǎng)生長與生殖生長呈現(xiàn)一定相關(guān)性,俏粉閣營養(yǎng)生長20 d 后進行短日照誘導(dǎo),花期可提前20 d 左右,植株生長速度較快,盛花期花朵品質(zhì)較好。因此,在菊花規(guī)?;a(chǎn)中,適時進行光周期處理,以期在較短的營養(yǎng)生長時間內(nèi)獲得足夠的物質(zhì)積累,可有效促進植株生長及開花,從而達到降低成本并提高觀賞效果的目的。