史帥營,王占超,史國安
(河南科技大學(xué)牡丹學(xué)院/洛陽市牡丹生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 洛陽 471023)
牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)是芍藥科芍藥屬牡丹組的多年生名貴花卉,因花大色艷,自古以來深受人們的喜愛[1]。長期以來牡丹主要以地栽自然花期觀賞為主,然而隨著人們生活水平的提高,盆栽牡丹的非自然花期觀賞所占比重不斷增大[2]。盆栽牡丹便于運(yùn)輸,且可通過設(shè)施栽培實(shí)現(xiàn)花期的周年調(diào)控,市場(chǎng)份額大幅上升,設(shè)施栽培和花期調(diào)控技術(shù)不斷提高[3]。市場(chǎng)上牡丹盆花存在節(jié)日消費(fèi)的特點(diǎn),以年宵花的銷量最大、價(jià)格更高,是盆栽牡丹銷售的黃金時(shí)期[4]。但牡丹的自然花期短且集中在春末夏初,由于花芽分化規(guī)律的限制主要以一次成花為主,這種花期與需求的錯(cuò)位限制了牡丹反季節(jié)生產(chǎn)的發(fā)展[5]。
根據(jù)花期的需要,將牡丹盆花生產(chǎn)類型分為促成栽培和抑制栽培兩種,使開花時(shí)間早于自然花期的稱為促成栽培,反之則稱為抑制栽培[6],年宵花生產(chǎn)即屬于促成栽培類型。這兩種盆花生產(chǎn)類型的基礎(chǔ)均是通過物理或化學(xué)手段調(diào)控牡丹花芽的休眠[7],其中,物理調(diào)控方法包括光照、溫度、濕度、摘葉等[8-11],化學(xué)調(diào)控措施包括水、養(yǎng)分和植物生長調(diào)節(jié)劑的有效使用[12-16],從而實(shí)現(xiàn)牡丹花期的調(diào)控,以滿足市場(chǎng)需求。
牡丹年宵花生產(chǎn)根據(jù)促成栽培前的生長狀態(tài),可分為臨時(shí)上盆直接促成栽培(FCTPP)和提早盆養(yǎng)后促成栽培(FCPP)兩種方式[17]。前者在春節(jié)前大田起苗后直接上盆進(jìn)行促成栽培,成本低廉,但由于植株生根較差,營養(yǎng)吸收能力弱,低溫春化不易調(diào)控,導(dǎo)致成花率和品質(zhì)不高等問題,市場(chǎng)接受度一般。后者提前一年起苗,上盆后在設(shè)施條件下進(jìn)行正常水肥管理,培養(yǎng)根系,于次年春節(jié)前進(jìn)行促成栽培,盡管管理成本較大,但盆花質(zhì)量高[14],宜于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),逐漸為牡丹反季節(jié)生產(chǎn)企業(yè)所采用。
牡丹盆花質(zhì)量的優(yōu)劣還與促成栽培條件下植株的養(yǎng)分吸收與轉(zhuǎn)化狀況密切相關(guān)[18,19]。有研究表明,硼素能調(diào)控植物糖類代謝,進(jìn)而影響其營養(yǎng)生長與生殖生長[20],而花色素苷的合成與糖類代謝密切相關(guān)[21,22],噴施0.8 mg/mL硼肥可以增加紫葉矮櫻花葉片中花色素苷含量[23],噴施0.6%硼肥可以提高紅葉石楠葉片中的花色素苷含量[24]。但硼素調(diào)控牡丹盆栽開花效果的研究還未見報(bào)道。
本試驗(yàn)選用‘洛陽紅’牡丹為試材,在FCTPP和FCPP兩種促成栽培方式基礎(chǔ)上設(shè)置0.5、2.0 g/L硼砂處理,于鱗芽開始萌動(dòng)時(shí)灌根,比較分析不同促成栽培方式及硼砂灌根對(duì)廣州異地盆花質(zhì)量和植株生長的影響,以期為牡丹反季節(jié)盆花促成栽培提供理論和技術(shù)支持。
試驗(yàn)采用洛陽縱橫園藝公司提供的4年生‘洛陽紅’牡丹嫁接苗。
年宵花促成栽培地為中國科學(xué)院華南植物園盆栽區(qū)(23°10′39.10″N,113°22′17.06″E),屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,盆花促成栽培期間單日最高溫度25.4℃、最低溫度6.5℃,日均溫度16.3℃,相對(duì)濕度69.2%,冬季不需人為加熱即可進(jìn)行牡丹促成栽培。
盆養(yǎng)牡丹采用提早盆養(yǎng)后促成栽培(forced cultivation of potted tree peony,F(xiàn)CPP)和臨時(shí)上盆直接促成栽培(forced cultivation of temporal potted tree peony,F(xiàn)CTPP)兩種方式。FCPP組,于2019年10月選取大小一致的植株挖出,去除根際土,修根后裝入盆徑30 cm的盆中,添加牡丹無土盆養(yǎng)基質(zhì),移入盆養(yǎng)基地進(jìn)行常規(guī)化水肥及病蟲害管理,于2020年12月20日運(yùn)到中國科學(xué)院華南植物園進(jìn)行促成栽培。FCTPP組于2020年12月20日從與FCPP組同田塊培養(yǎng)的反季節(jié)盆花基礎(chǔ)苗中選取大小一致的植株挖出,去除根際土后,一同裝車運(yùn)到中國科學(xué)院華南植物園,修根后臨時(shí)上盆,添加無土盆養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行促成栽培。
在兩種盆養(yǎng)方式基礎(chǔ)上設(shè)置0、0.5、2.0 g/L硼砂(天津鼎盛鑫化工有限公司)處理,記為B0、B0.5、B2.0,于FCPP和FCTPP盆養(yǎng)牡丹鱗芽開始萌動(dòng)時(shí)進(jìn)行灌根,每盆1 L,每處理10盆,單盆重復(fù),放在同一塑料大棚中進(jìn)行統(tǒng)一管理。FCTPP組在顯蕾期涂抹0.125 g/L GA3(上海聯(lián)悅化工有限公司)2次,間隔2 d,萌動(dòng)后摘除花蕾基部幼葉,每花枝留2~3片上部葉;FCPP組不進(jìn)行摘葉和涂抹GA3處理。兩組均按正常的水肥管理。
1.3.1 植株性狀 盆花培養(yǎng)至露色期用游標(biāo)卡尺測(cè)量花蕾直徑;盛花期用游標(biāo)卡尺測(cè)量花朵直徑、新枝粗,用厘米分度尺測(cè)量新枝長,用1%電子天平稱量除花朵以外的地上部鮮重,統(tǒng)計(jì)開花數(shù)、縮蕾數(shù),計(jì)算縮蕾率(縮蕾數(shù)與總蕾數(shù)的比值)?;ê筮x取3株具有代表性的植株,洗凈根部基質(zhì),分別稱取單株的地上部、須根和粗根的鮮質(zhì)量。
從樣品運(yùn)到華南植物園開始計(jì)時(shí)至盆栽第一朵花開放,記為促成栽培盆養(yǎng)期(d);單花最佳觀賞期為從初開期(可以看見雄蕊)至始衰期(花瓣邊沿開始萎蔫)的持續(xù)時(shí)間(h);單株最佳觀賞期為每盆有3朵花進(jìn)入初開期至最后3朵進(jìn)入始衰期的持續(xù)時(shí)間(h)。
1.3.2 生理指標(biāo) 葉綠素的提取與測(cè)定采用混合溶劑法[25],分別測(cè)定645、663 nm的吸光值,計(jì)算葉綠素a、b含量。用NR20XE精密色差儀,測(cè)定花朵第2或第3層花瓣的L*(亮度)、a*(紅度)、b*(藍(lán)度)、c*值(飽和度)?;ㄉ剀蘸繙y(cè)定采用1% HCl-甲醇法[26],以吸光值變化0.1記為1個(gè)花色素苷單位。
可溶性糖和淀粉含量采用蒽酮比色法、可溶性蛋白用考馬斯亮藍(lán)G-250法[27]測(cè)定。硼素采用電感耦合等離子發(fā)射光譜發(fā)生儀進(jìn)行測(cè)定[28]。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行整理,并計(jì)算平均值和離差,用SPSS 17.0對(duì)組間數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn),對(duì)組內(nèi)數(shù)據(jù)用鄧肯氏法進(jìn)行差異顯著性分析。
由表1可知,與FCTPP相比,F(xiàn)CPP能顯著縮短盆養(yǎng)期,B0處理下使‘洛陽紅’牡丹提前2 d開花,硼砂處理下則提前3~4 d開花,與B0處理差異極顯著,但兩硼砂處理間差異不顯著;硼砂灌根對(duì)FCTPP盆養(yǎng)期無顯著影響。可見,提早盆養(yǎng)可以縮短促成栽培盆養(yǎng)期,結(jié)合硼砂灌根的效果更佳。
花朵最佳觀賞期、開花數(shù)、最大花徑、縮蕾率是衡量盆花質(zhì)量的重要指標(biāo)。由表1可知,未用硼砂調(diào)控時(shí),與FCTPP相比,F(xiàn)CPP的單株開花數(shù)和單花最佳觀賞期差異不顯著,但單株最佳觀賞期延長29.39 h,最大花徑增大2.34 cm,縮蕾率降低20.71個(gè)百分點(diǎn)。硼砂灌根可明顯提高FCPP盆花質(zhì)量,比FCTPP顯著延長單株最佳觀賞期56~65 h,增加單株開花數(shù)2~3朵,使縮蕾率降至0~1.85%;但硼砂灌根對(duì)FCTPP盆花質(zhì)量有一定降低作用。綜合來看,F(xiàn)CPP盆養(yǎng)牡丹開花質(zhì)量優(yōu)于FCTPP,其植株開花對(duì)硼砂灌根的響應(yīng)也優(yōu)于后者。
花色和葉色也是考察盆花質(zhì)量的重要指標(biāo)。由表2可知,F(xiàn)CPP盆養(yǎng)牡丹花瓣花色素苷含量比FCTPP高25.36% ~40.37%;硼砂灌根可提高花瓣花色素苷含量,但與B0處理差異不顯著。未經(jīng)硼砂處理時(shí),F(xiàn)CPP的花瓣L*值高于FCTPP,而a*、b*、c*值均低于FCTPP,尤其a*、c*降低顯著;硼砂灌根處理對(duì)FCTPP花瓣總花色素苷無顯著影響,但能顯著提高FCPP的花瓣L*、a*、b*、c*值,且均高于FCTPP。FCPP的葉片葉綠素a、b含量均高于FCTPP,B0處理下分別顯著提高29.11%和29.41%;硼砂灌根處理對(duì)兩種方式盆養(yǎng)牡丹的葉片葉綠素含量影響不顯著。因此,提早盆養(yǎng)可以使牡丹盆花花色更加鮮艷,葉色更加濃綠,硼砂灌根可以提升盆花的整體觀賞效果。
表1 兩種盆養(yǎng)方式及不同濃度硼砂調(diào)控下牡丹盆花開花質(zhì)量的差異
表2 兩種盆養(yǎng)方式及不同濃度硼砂調(diào)控下的牡丹花瓣花色素苷含量、花色和葉片葉綠素含量
表3顯示,F(xiàn)CPP盆養(yǎng)方式可明顯促進(jìn)牡丹植株的發(fā)育,新枝長、新枝粗、地上部鮮重、蕾徑和須根/總根值均高于FCTPP,除蕾徑外均達(dá)差異顯著或極顯著水平。硼砂灌根可增大兩種方式盆養(yǎng)牡丹的蕾徑,F(xiàn)CPP方式B2.0處理與B0處理間差異達(dá)顯著水平,但顯著降低其新枝長和地上部鮮重,對(duì)其他指標(biāo)影響不顯著。表明提早盆養(yǎng)對(duì)牡丹植株的促生效果優(yōu)于臨時(shí)上盆,硼砂灌根有助于增大蕾徑,但對(duì)新枝生長具有抑制作用。
表3 兩種盆養(yǎng)方式及不同濃度硼砂調(diào)控對(duì)牡丹植株發(fā)育的影響
由表4可知,未經(jīng)硼砂調(diào)控時(shí),兩種盆養(yǎng)牡丹植株中的硼素主要分布在粗根和葉片中,花瓣和須根中較少,其含量表現(xiàn)為粗根>葉片>花瓣>須根。硼砂灌根可大幅增加粗根、葉片、花瓣、須根中的硼素含量,尤其對(duì)FCTPP方式的增加效果更顯著,且以2.0 g/L硼砂處理增加顯著,與B0處理相比,F(xiàn)CPP方式下分別提高1.18、9.61、0.72、2.08倍,F(xiàn)CTPP方式下分別提高6.44、2.32、0.56、12.43倍。硼砂灌根后,F(xiàn)CPP的硼素主要集中在葉片中,其次為粗根中,而FCTPP的硼素仍主要集中在粗根中,其次為葉片中,表明FCPP盆養(yǎng)牡丹將硼素向地上轉(zhuǎn)運(yùn)的能力要強(qiáng)于FCTPP。
表5顯示,B0處理下,F(xiàn)CPP盆養(yǎng)牡丹粗根中的可溶性糖含量極顯著低于FCTPP,但淀粉和可溶性蛋白質(zhì)含量高于和極顯著高于FCTPP;FCPP葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量顯著低于FCTPP,可溶性糖含量高于FCTPP但不顯著;花瓣中兩種物質(zhì)的變化與葉片中相反,但差異未達(dá)顯著水平。硼砂灌根,尤其2.0 g/L處理,可顯著提高FCPP盆養(yǎng)牡丹粗根中的可溶性糖含量,顯著降低粗根中的可溶性蛋白質(zhì)和淀粉、葉片中的可溶性糖及花瓣中的可溶性蛋白質(zhì)含量;但0.5 g/L硼砂灌根更有利于FCTPP盆養(yǎng)牡丹花瓣中可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)的積累。表明,兩種盆養(yǎng)方式下牡丹植株的碳、氮營養(yǎng)物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)化特點(diǎn)不同。
表4 兩種盆養(yǎng)方式及不同濃度硼砂調(diào)控下牡丹各器官中硼素含量的差異 (μg/g)
表5 兩種盆養(yǎng)方式及不同濃度硼砂調(diào)控下牡丹各器官中的營養(yǎng)物質(zhì)含量差異 (mg/g)
發(fā)達(dá)的根系是牡丹盆花吸收足夠養(yǎng)分和水分的前提,為其地上部生長、花芽分化及花朵開放奠定物質(zhì)基礎(chǔ)[29,30]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,相比臨時(shí)上盆直接促成栽培(FCTPP),提早盆養(yǎng)后促成栽培(FCPP)的‘洛陽紅’牡丹盆花在經(jīng)過一年的培養(yǎng)后具有發(fā)達(dá)的須根系,可以吸收足夠的水和無機(jī)營養(yǎng)來供地上部生長需要,使植株?duì)I養(yǎng)生長和生殖生長更為協(xié)調(diào),盆花質(zhì)量明顯提高。牡丹地上部生長還受激素水平的調(diào)控,而幼根是產(chǎn)生激素的重要部位[31,32]。FCTPP須根系弱勢(shì)必影響其植株體內(nèi)的激素水平,進(jìn)而影響其盆養(yǎng)牡丹地上部生長。本試驗(yàn)也驗(yàn)證了牡丹盆花生產(chǎn)中“養(yǎng)花先養(yǎng)根”的觀點(diǎn)[33]。
硼素是植物必需的微量營養(yǎng)元素[34],參與植物體內(nèi)糖代謝[35],并與花粉管萌發(fā)、坐果以及花色素苷合成密切相關(guān)[36-41];而缺硼會(huì)嚴(yán)重破壞植物生長和幼嫩組織的新陳代謝[42],導(dǎo)致油菜花而不實(shí)[43],使幾內(nèi)亞鳳仙植株生長受到嚴(yán)重抑制,株高降低,冠幅減小,葉片數(shù)量和開花數(shù)量減少,倒枝叢生狀加劇[44],且缺硼癥狀在高氮磷鉀條件下會(huì)表現(xiàn)得更加明顯[45]。本研究結(jié)果表明,硼砂灌根對(duì)提早培養(yǎng)促成栽培牡丹的影響更為明顯,能夠縮短盆養(yǎng)期,延長最佳觀賞期,增加開花數(shù),提高最大花徑、蕾徑及花瓣花色素苷含量、亮度、紅度、飽和度,降低縮蕾率和花瓣藍(lán)度,可有效提高盆花質(zhì)量。
硼素作用是否高效與植物根系的發(fā)育關(guān)系密切[46,47]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,提早盆養(yǎng)促成栽培的牡丹植株將硼素由根部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的能力強(qiáng),盆花質(zhì)量更好,這可能是因?yàn)樘嵩缗桊B(yǎng)牡丹根系發(fā)育完整,須根更發(fā)達(dá)。但外施硼素的最佳施用方式、時(shí)期、用量及其對(duì)促成栽培條件下盆養(yǎng)牡丹成花質(zhì)量影響的生理機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。
近年牡丹盆花消費(fèi)呈現(xiàn)快速增長的趨勢(shì),尤其年宵花市場(chǎng)需求巨大,廣州具有較大的花市規(guī)模和消費(fèi)群體,是我國溫帶花卉南下生產(chǎn)年宵花的主要城市之一,同時(shí),消費(fèi)者對(duì)盆花質(zhì)量的追求也與日俱增。目前盆花生產(chǎn)上常用的臨時(shí)上盆促成栽培方式雖不需要前期管理,對(duì)場(chǎng)地?zé)o要求,但后期養(yǎng)護(hù)成本高,且成花質(zhì)量差,成品率低。而提早盆養(yǎng)后促成栽培方式雖前期要進(jìn)行設(shè)施栽培,需要較大的場(chǎng)地和配套的生產(chǎn)設(shè)施,但后期管理簡單易操作,僅通過澆水等常規(guī)管理就可獲得高質(zhì)量牡丹盆花,商品性能好。綜合本研究結(jié)果,廣州地區(qū)牡丹年宵花生產(chǎn)采用提早盆養(yǎng)后促成栽培的生產(chǎn)方式為宜,并輔以硼砂灌根,可獲得較長的成花質(zhì)量,后期易管護(hù)。
致謝:感謝中國科學(xué)院華南植物園李濤濤副研究員、尹春曉博士后和謝麗紅博士在牡丹促成栽培試驗(yàn)過程中提供的技術(shù)支持;感謝洛陽縱橫園藝有限公司提供試驗(yàn)種苗及相關(guān)試驗(yàn)材料。