徐 耀
(安順學(xué)院,貴州 安順 561000)
作為一種多年生鱗莖類植物,石蒜的根系具有耐貯藏的特征,而且生長(zhǎng)具有明顯的季節(jié)性。憑借其色彩艷麗、葉形優(yōu)雅、抗逆性強(qiáng)、生物活性多樣的優(yōu)勢(shì),石蒜在我國(guó)分布較為廣泛,并引起研究者的廣泛興趣。為了進(jìn)一步開發(fā)其應(yīng)用價(jià)值,可以采取冷藏的方式推遲石蒜的花期進(jìn)行抑制栽培,通過(guò)休眠期溫度貯藏,探討不同溫度狀態(tài)下特殊的生物學(xué)特性,掌握其復(fù)雜的根系調(diào)控機(jī)理,形成石蒜花期延后栽培的一手實(shí)踐資料,為后續(xù)栽培調(diào)控及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
野外環(huán)境下的石蒜屬于廣生態(tài)幅植物,一般多生長(zhǎng)于暖濕坡地。全球石蒜分布區(qū)域基本集中于中國(guó)、韓國(guó)、日本等國(guó)家。我國(guó)江蘇、浙江、安徽、湖南、江西等省是石蒜分布的主要區(qū)域。石蒜富含生物堿,花型奇特華麗,屬于須根叢生,具有抗病毒、抗腫瘤的療效功能,藥理作用廣泛。
石蒜的生長(zhǎng)發(fā)育階段除了出葉期、盛葉期、休眠期之外,從根系生長(zhǎng)的視閾分析,還包括開花期、花后無(wú)葉期。原生鱗莖是石蒜的貯藏器官,由種子直接形成,在形態(tài)組織變化中,當(dāng)胚乳營(yíng)養(yǎng)耗盡后,子葉鞘繼續(xù)發(fā)揮作用,真葉分化和發(fā)育后,葉鞘不斷膨大補(bǔ)充,受鱗葉細(xì)胞膨大的影響,鱗莖吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生形態(tài)發(fā)育,隨著地上部分的日益衰老,鱗莖快速肥大,并轉(zhuǎn)移到鱗片葉中。從花芽生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律來(lái)看,葉芽向花芽轉(zhuǎn)化過(guò)程中,直至達(dá)到花芽分化階段。石蒜著生于鱗莖盤,生長(zhǎng)旺盛期在1 年之內(nèi),休眠期表現(xiàn)出活躍狀態(tài),在秋出葉與春出葉階段,新根生長(zhǎng)與季節(jié)性變化相統(tǒng)一。針對(duì)發(fā)育生理貯藏物質(zhì)中的淀粉含量所進(jìn)行的研究表明,碳水化合物的積累依賴于葉和花莖的光合作用,根據(jù)其生長(zhǎng)周期特性,鱗莖的增高和增大離不開淀粉含量的支撐。在生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程中,鱗莖內(nèi)淀粉的積累存在明顯差異,即小淀粉粒和大淀粉粒2種。此外,可溶性糖、還原糖也會(huì)隨著不同的生長(zhǎng)節(jié)律期,產(chǎn)生先增后減的變化。可溶性蛋白在石蒜鱗莖發(fā)育期,受能量代謝以及含量變化波動(dòng),鱗莖生成穩(wěn)步上升趨勢(shì)。在花芽分化方面,休眠、生長(zhǎng)、花芽分化下,細(xì)胞分裂素會(huì)有助于其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),促進(jìn)細(xì)胞的分裂和擴(kuò)大。
本次試驗(yàn)地選取在江西南昌地區(qū),風(fēng)濕潤(rùn)氣候,日照充足,氣溫跨度明顯。在花卉盆栽基地之中,栽培基質(zhì)以及栽培規(guī)格較為統(tǒng)一。形態(tài)指標(biāo)測(cè)定方法按照隨機(jī)區(qū)組進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),總計(jì)設(shè)置4個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)域栽植120盆,在為期1年的時(shí)間里,按照半個(gè)月的間隔對(duì)石蒜盆栽進(jìn)行整株掘起,通過(guò)洗凈晾干、鱗莖、葉片與根系的收集,經(jīng)過(guò)質(zhì)量稱質(zhì)量進(jìn)行掃描測(cè)量。
生理指標(biāo)測(cè)定方法為在1 個(gè)月為周期的時(shí)間內(nèi),對(duì)區(qū)組的石蒜進(jìn)行掘起、晾干和剝鱗,測(cè)定莖內(nèi)可溶性糖、蛋白質(zhì)以及相關(guān)活性。其中可溶性糖含量測(cè)定方法由標(biāo)準(zhǔn)線性方程求出,可溶性蛋白含量測(cè)定方法通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線查得,而SOD和POD 活性測(cè)定方法則分別沿用對(duì)應(yīng)的公式。性狀指標(biāo)考證基于老根、新根和III級(jí)須根。
3.2.1 石蒜的物候特性
南昌地區(qū)的石蒜花期在每年的9 月—10 月,花謝之后會(huì)形成展葉,最后在來(lái)年開春時(shí)候凋落后休眠。針對(duì)葉片生長(zhǎng)規(guī)律,呈現(xiàn)為先增后減的方式,即在9 月—11 月,總凈生長(zhǎng)量占據(jù)主導(dǎo),后續(xù)4個(gè)月速率較緩慢;在2月—5月呈下降趨勢(shì),石蒜葉片全面枯萎。根系的數(shù)量變化規(guī)律同樣具有明顯的季節(jié)性,老根相對(duì)穩(wěn)定,枯死高峰主要集中于每年的5月上中旬。石蒜新根萌發(fā)期則選擇在4月,呈現(xiàn)出“雙波峰”的結(jié)果。此外,根系的長(zhǎng)度變化規(guī)律及根系的構(gòu)型變化規(guī)律均為“增—減—增”趨勢(shì),根系的活力變化規(guī)律為“減—增—減”的趨勢(shì)。
3.2.2 生理內(nèi)含物的變化
可溶性糖是鱗莖生長(zhǎng)的基礎(chǔ),可供植物直接利用。在第1季度,可溶性糖含量亦呈現(xiàn)出上升特征,對(duì)于石蒜鱗莖及開花產(chǎn)生了積極的影響。隨后至7 月達(dá)到最低值,后又迅速上升,在9 月—11 月回落。這表明石蒜的葉片生長(zhǎng)離不開能量供應(yīng),為了增強(qiáng)植物的御寒能力,在低溫的過(guò)程中,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)雖然消耗相對(duì)較低,但是也引發(fā)了水解酶的活性誘導(dǎo)。石蒜鱗莖可溶性蛋白含量在溫度的規(guī)則性變化下,隨著致營(yíng)養(yǎng)回流至鱗莖,造成4 月降至第1 個(gè)谷峰,隨后在11 月迎來(lái)第2 峰值??扇苄缘鞍鬃兓F(xiàn)象證明了溫度下降誘導(dǎo)對(duì)于石蒜的生殖與生長(zhǎng)活動(dòng)具有不可忽視的影響。為此,在休眠期和枯葉期都需要明晰二者之間的關(guān)聯(lián),確保為鱗莖開花提供基礎(chǔ)性保障。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),季節(jié)溫差對(duì)于SOD 活性的影響也極為顯著,甚至關(guān)乎著鱗莖的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。在波動(dòng)狀態(tài)下,SOD活性較弱的季節(jié)為2 月—5 月,而最高值為時(shí)年的9 月。而POD 活性的第 1 谷值為 11 月,第 2 個(gè)峰值為來(lái)年的 5 月,表明SOD 活性與POD 活性與氣溫之間具有極強(qiáng)的相關(guān)性??偠灾[莖與氣溫多呈現(xiàn)為正相關(guān)。
3.2.3 小結(jié)
在石蒜鱗莖生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,其生物量變化與季節(jié)性節(jié)律明顯掛鉤,生物量分配及其比例從展葉期開始,直至綠葉期末達(dá)到最大。而經(jīng)過(guò)了石蒜綠葉期之后,外層鱗片又可以繼續(xù)提供養(yǎng)分。石蒜鱗莖既是生殖生長(zhǎng)期的為營(yíng)養(yǎng)源,亦是展葉期和葉快速生長(zhǎng)期不可或缺的元素。根據(jù)石蒜根系生長(zhǎng)規(guī)律的數(shù)據(jù)顯示發(fā)現(xiàn),在石蒜綠葉期,新根萌發(fā)微乎其微,但是根系的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)卻始終進(jìn)行。直至10 月—12 月,根系生物量都在不斷地增長(zhǎng),而直徑無(wú)明顯差異。為此證明次級(jí)須根的萌發(fā)為主,活力也在逐漸衰減,隨著逐步取代老根,根系交叉數(shù)處于休眠期。受季相氣候的影響,植物的根系生長(zhǎng)量不斷增加。石蒜花的生長(zhǎng)、促進(jìn)開花的最佳溫度為22℃~25℃。在光合作用的條件下,可溶性糖含量開始減少,因?yàn)樾韫┢渖成L(zhǎng),在長(zhǎng)期供應(yīng)石蒜生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中,不僅與花芽分化及開花的代謝息息相關(guān),而且基于其開花的機(jī)理復(fù)雜性特征,在可直接利用的生殖、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)下,呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。此外,SOD、POD 活性變化雖然無(wú)法概括植物整體活動(dòng)的水平,但是,可以反映出生化活動(dòng)的因果關(guān)系。要通過(guò)掌握溫差對(duì)SOD與POD活性的影響,了解鱗莖中生理生化活動(dòng)規(guī)律和特征,進(jìn)而增加組織的抗逆性,促進(jìn)植物體免受傷害。此外,氣溫對(duì)石蒜生長(zhǎng)發(fā)育的影響體現(xiàn)在展葉期和葉快速生長(zhǎng)期中,鱗莖生物量陸續(xù)降低,而在休眠期和開花期中,鱗莖逐漸積累至最大值。隨著溫度的升高,石蒜根系的萌發(fā)越強(qiáng)烈,卻對(duì)于根系的縱向伸長(zhǎng)產(chǎn)生制約。
總之,溫度對(duì)石蒜鱗莖的影響顯而易見,基于其休眠習(xí)性,低于20℃的變溫成為了開花的重要變量,在每年的第2季度對(duì)鱗莖進(jìn)行變溫貯藏,變溫越晚開花率越高;而5℃的低溫處理既會(huì)減少須根數(shù),還會(huì)造成紅花石蒜展葉的延遲。要針對(duì)花芽分化或發(fā)育,根據(jù)石蒜生長(zhǎng)的規(guī)律性,采取適度的變溫對(duì)策,保障其生理的穩(wěn)定性。此外,在休眠期進(jìn)行變溫貯藏,雖然其外部形態(tài)上沒(méi)有明顯變化,但是內(nèi)部生理變化卻不容忽視。本研究結(jié)果表明,通過(guò)冷藏推遲或提前花期具有一定的可行性,適當(dāng)溫差會(huì)間接影響其根系萌發(fā),但推遲的時(shí)間有限。而高溫后再降至適宜溫度,將會(huì)加快石蒜展葉期進(jìn)程,且石蒜休眠期的根系數(shù)量也會(huì)起到相應(yīng)的影響作用。