王 楨，楊柳燕，楊 貞，張永春

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹(shù)研究所/上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201499）

0 引言

西紅花(Crocus sativus)又名藏紅花、番紅花，為鳶尾科番紅花屬多年生球根草本。西紅花人工栽培主要分布在伊朗、西班牙、希臘等地中海國(guó)家。西紅花紅色的干燥柱頭和花柱是一種名貴藥材，具有活血化瘀、涼血解毒、解郁安神的功效[1]，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明其還具有抗高血壓、抗氧化、鎮(zhèn)痛消炎、抗遺傳毒性和細(xì)胞毒性的作用[2-5]。西紅花廣泛應(yīng)用于食品香料、天然染料等行業(yè)，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值居世界藥用植物之首，享有“紅色金子”的美譽(yù)。上海崇明島，作為最早引種西紅花的種植主產(chǎn)區(qū)，在20世紀(jì)80年代成功克服了西紅花本地化栽培的難題，形成了特有的“兩段法”栽培模式[6]。每年12月—次年5月在大田繁育新的子球莖代替母球莖，6—11月于室內(nèi)儲(chǔ)藏并開(kāi)花。由于球莖繁殖率低，目前西紅花生藥產(chǎn)量滿足不了市場(chǎng)的需求，每年需要大量進(jìn)口。

西紅花引種到中國(guó)進(jìn)行大規(guī)模栽培以來(lái)，未見(jiàn)有結(jié)實(shí)的報(bào)道，生產(chǎn)上多采用無(wú)性繁殖的方式，因此球莖大小及健康程度對(duì)其栽培極其重要，會(huì)直接影響后代子球莖和花絲的產(chǎn)量和質(zhì)量。一般認(rèn)為，球莖必須重于8 g才能成花[7]，同時(shí)，單個(gè)球莖越大，開(kāi)花數(shù)越多[8-9]。西紅花的成花數(shù)量隨著母球莖的增大而增加，反之，球莖越小開(kāi)花越少，過(guò)小的球莖則完全不能開(kāi)花[10]。因此，生產(chǎn)中為了得到開(kāi)花大球莖一般會(huì)將已萌發(fā)的側(cè)芽抹除，不僅繁殖系數(shù)低，還導(dǎo)致嚴(yán)重的種球病害等問(wèn)題，成為限制西紅花產(chǎn)業(yè)壯大的主要因素之一。為了提高花絲產(chǎn)量，生產(chǎn)中建議保留2～3個(gè)頂芽[11]。董衛(wèi)明[12]開(kāi)展了種球定量留芽試驗(yàn)，進(jìn)行了大、中、小球分級(jí)，認(rèn)為26～30 g的大種球留3個(gè)芽，18～25 g中球留2芽，18 g以下的小球留1芽，可有效增加種球的個(gè)體質(zhì)量，但是對(duì)自然條件下形成的子球莖數(shù)量及開(kāi)花時(shí)間、開(kāi)花量等未進(jìn)行進(jìn)一步觀測(cè)。

本研究通過(guò)選取不同單球重的西紅花球莖，進(jìn)行抹除及不抹除側(cè)芽的比對(duì)試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)其子球莖數(shù)量、單株球莖總重和均重、頂芽球莖的質(zhì)量和開(kāi)花時(shí)間、開(kāi)花量等，旨在探索培育開(kāi)花大球莖與繁育子球莖之間的平衡點(diǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)大西紅花生產(chǎn)規(guī)模。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

西紅花球莖種植于上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果所青浦白鶴花卉基地。試驗(yàn)于2019年11月—2020年11月進(jìn)行，2019年11月上旬室內(nèi)開(kāi)花結(jié)束后，于基質(zhì)定植，正常水肥管理，2020年5月上旬收獲子球并儲(chǔ)藏于陰涼通風(fēng)干燥處。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

西紅花種球按照單球重分為8～15、16～20、21～25、26～30 g 4個(gè)等級(jí)。每個(gè)等級(jí)各選擇700個(gè)健康的種球，其中，200個(gè)球莖進(jìn)行抹芽處理，種植前萌發(fā)的側(cè)芽全部剔除，只保留主芽；另外500個(gè)球莖不進(jìn)行抹芽處理。每個(gè)處理隨機(jī)分成3個(gè)重復(fù)。于11月中下旬基質(zhì)定植，次年5月上中旬收獲子球并儲(chǔ)藏于陰涼通風(fēng)干燥處，統(tǒng)計(jì)不抹芽處理下側(cè)芽形成子球的數(shù)量，單株子球莖總重、均重及主芽子球莖均重等。

同年，以一個(gè)放滿球莖的托盤（約90～100個(gè)）為計(jì)量單位，分別統(tǒng)計(jì)4個(gè)等級(jí)西紅花球莖的開(kāi)花時(shí)間、開(kāi)花比例和單株開(kāi)花量。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制表，利用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同單球重球莖對(duì)形成子球莖個(gè)數(shù)的影響

如圖1所示，未抹芽情況下，不同單球重球莖繁育的子球莖個(gè)數(shù)的比例均呈現(xiàn)正態(tài)分布曲線。4個(gè)單球重等級(jí)下，繁育的子球莖個(gè)數(shù)所占比例最高的分別為3個(gè)球(26.67%)、4個(gè)球(23.03%)、4個(gè)球(19.35%)、6個(gè)球(18.32%)。只有26～30 g等級(jí)下，有觀測(cè)到11個(gè)球和12個(gè)球，比例均達(dá)到11.5%。

圖1 不抹芽處理下單個(gè)母球莖形成子球莖個(gè)數(shù)的比例

一般情況下，西紅花的頂芽（主芽）和側(cè)芽均能萌發(fā)出葉片，并在基部膨大形成子球莖，因此，球莖越大，芽點(diǎn)越多，能形成子球莖的數(shù)量就越多。西紅花主芽較側(cè)芽粗壯，葉片數(shù)較側(cè)芽多，形成的子球莖質(zhì)量也較大。同時(shí)，圖1結(jié)果也表明，并不是所有的芽點(diǎn)都能萌發(fā)形成子球莖，例如在不剔除側(cè)芽的情況下，4個(gè)單球重等級(jí)球莖都存在只形成2～3個(gè)子球莖的情況，極有可能是均為主芽形成的子球莖，而側(cè)芽未萌發(fā)，或者生長(zhǎng)過(guò)程中側(cè)芽基部未能形成健康的子球莖。

2.2 不同單球重球莖對(duì)子球莖生長(zhǎng)的影響

如表1所示，4個(gè)等級(jí)下，未抹芽的子球莖生物量整體呈增加趨勢(shì)，但單株子球莖均重和主芽子球莖均重整體均呈下降趨勢(shì)。例如，在21～25 g等級(jí)下，產(chǎn)生2～9個(gè)子球莖時(shí)，總子球質(zhì)量呈增加趨勢(shì)，在形成9個(gè)子球時(shí)增加量最多，單株子球莖總重(62.70±6.49)g。但是子球莖數(shù)量增多，會(huì)使主芽子球莖的平均質(zhì)量降低，形成6個(gè)芽時(shí)，主芽子球莖質(zhì)量為(18.02±3.72)g，顯著低于抹芽后形成的主芽球莖質(zhì)量(23.68±3.79)g.；形成5個(gè)芽時(shí)，主芽子球莖質(zhì)量為(20.33±5.45)g，與抹芽后形成的主芽球莖質(zhì)量無(wú)顯著性差異。然而，16～20、21～25 g 2個(gè)等級(jí)下的球莖頂芽數(shù)量和單球開(kāi)花量存在顯著性差異（表2）。因此，21～25 g的球莖保留芽總數(shù)不宜超過(guò)5個(gè)。

表1 母球莖不同留芽數(shù)對(duì)子球莖總重及均重的影響

為得到更多的子球莖，可以適當(dāng)增加側(cè)芽數(shù)，如單球重20 g以上的母球，可以保留芽最多至6個(gè)左右，既能得到更多的子球莖，也不影響新形成的頂芽球莖當(dāng)年開(kāi)花，但是對(duì)花絲產(chǎn)量的影響需要進(jìn)一步觀測(cè)。

2.3 不同單球重球莖對(duì)開(kāi)花的影響

2020年10月底開(kāi)始陸續(xù)有花朵開(kāi)放，第1次盛花期出現(xiàn)在11月8—10日。如表2所示，小于8 g的球莖開(kāi)花比例只有21%，而26～30 g球莖開(kāi)花比例達(dá)到98.9%。說(shuō)明單球重越大，開(kāi)花比例越高。8～15 g與16～20 g球莖的頂芽數(shù)量沒(méi)有顯著性差異，都含有1～2個(gè)頂芽，但是開(kāi)花量存在顯著性差異，分別為(1.60±0.63)和(2.60±0.51)朵，21～25、26～30 g球莖的單株開(kāi)花量分別為(3.87±0.74)、(4.73±0.71)朵，4個(gè)質(zhì)量等級(jí)的球莖單球開(kāi)花量均存在顯著性差異，說(shuō)明單球重越大開(kāi)花量越大。如圖2所示，單球重越大，花初次開(kāi)放的時(shí)間越早，11月10日，26～30 g球莖已進(jìn)入盛花期，而8～15、16～20 g球莖才開(kāi)始有花朵開(kāi)放；同時(shí)單球重小于20 g的球莖存在部分種球不開(kāi)花或只有1個(gè)頂芽開(kāi)花的現(xiàn)象，說(shuō)明西紅花球莖能否開(kāi)花和開(kāi)花量不僅是受球莖大小的影響。

圖2 不同單球重西紅花球莖開(kāi)花情況

表2 不同單球重西紅花球莖開(kāi)花比例及開(kāi)花量

3 結(jié)論

本研究以不同單球重西紅花球莖(8～15、16～20、21～25、26～30 g)為試驗(yàn)材料，在抹芽和未抹芽對(duì)比條件下，觀測(cè)子代球莖的個(gè)數(shù)、單株子球莖總重、均重，及主芽子球莖均重、不同單球重球莖的開(kāi)花比例和開(kāi)花量等，結(jié)果表明，球莖越大，形成子球莖的數(shù)量越多，但是單株子球莖均重和主芽子球莖均重呈整體下降趨勢(shì)；球莖大小與開(kāi)花量呈密切正相關(guān)。8～15 g球莖最好只保留1～2個(gè)頂芽，次年新形成的子球莖能保證開(kāi)花；一般認(rèn)為單球重15 g以上的球莖為開(kāi)花大球莖，其中16～20 g的球莖包括頂芽可以最多保留芽點(diǎn)數(shù)至4個(gè)，新形成的主芽子球莖均重均大于15 g，且無(wú)顯著性差異；21～25 g球莖可以保留芽點(diǎn)數(shù)至5個(gè)，新形成的主芽子球莖均重均大于20 g，且無(wú)顯著性差異；26～30 g球莖可以保留芽點(diǎn)數(shù)至7個(gè)，新形成的主芽子球莖均重大于19 g。保留部分側(cè)芽可以顯著增加子球莖數(shù)量，且保留部分側(cè)芽后新形成的頂芽子球莖與抹除側(cè)芽后形成的子球莖，在質(zhì)量上無(wú)顯著性差異。但是，球莖大小與單朵花產(chǎn)生的花絲質(zhì)量的關(guān)系，即對(duì)花絲產(chǎn)量的影響需要進(jìn)一步觀測(cè)。

4 討論

大多數(shù)地中海地區(qū)國(guó)家，由于氣候特征和栽培模式的差異，西紅花球莖當(dāng)年不采挖直接在種植地越夏開(kāi)花。因此，很多環(huán)境因素會(huì)影響西紅花開(kāi)花和產(chǎn)量。例如，母球莖大小和種植時(shí)間對(duì)產(chǎn)量有顯著性影響[13]；溫度與土壤水分互作作為環(huán)境因子能激活開(kāi)花[14]；土壤介質(zhì)和灌溉量對(duì)西紅花開(kāi)花和球莖產(chǎn)量有顯著影響[15]；此外，種植深度也會(huì)影響其開(kāi)花時(shí)間和產(chǎn)量[16-17]。國(guó)內(nèi)關(guān)于各環(huán)境因素對(duì)西紅花球莖繁育過(guò)程影響的報(bào)道相對(duì)較少，關(guān)于栽培技術(shù)的報(bào)道較多，雖然栽培地域不同，但是標(biāo)準(zhǔn)化的操作步驟是全部剔除側(cè)芽，只保留部分或全部主芽[18-20]。國(guó)內(nèi)普遍采用“兩段法”栽培模式，即室外繁育球莖、室內(nèi)開(kāi)花，因此有學(xué)者開(kāi)始探索溫室內(nèi)栽培對(duì)球莖繁育和花絲質(zhì)量的影響[21]，室內(nèi)溫度對(duì)花芽分化和開(kāi)花的影響[22-23]，以及室內(nèi)不同光周期對(duì)西紅花開(kāi)花和花絲品質(zhì)的影響等[24]。

筆者前期對(duì)西紅花田間栽培階段的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)程和室內(nèi)儲(chǔ)藏階段的花芽分化、開(kāi)花過(guò)程進(jìn)行了觀測(cè)，明確了西紅花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段的形態(tài)學(xué)和生理變化過(guò)程[25]，同時(shí)開(kāi)展了室內(nèi)儲(chǔ)藏期間花芽分化進(jìn)程和溫度影響開(kāi)花的研究等[26]。前期觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，西紅花球莖上的芽點(diǎn)因著生部位不同可分成3種。第1種位于球莖頂端，稱頂芽或花芽，較粗壯，萌發(fā)后能分化成葉和花，次年形成的子球莖可達(dá)到35 g以上。第2種分布在球莖各棕色環(huán)節(jié)上，稱側(cè)芽或葉芽，比頂芽小而細(xì)，萌發(fā)后只能分化成葉，且葉片比主芽葉片少，形成的子球莖一般在15 g以下。第3種著生在球莖的近底部，幾乎不萌發(fā)，稱不萌發(fā)芽。因此，只有頂芽和側(cè)芽能繁殖出子代小球莖，而西紅花母球莖是其開(kāi)花和后代子球莖形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，母球莖大小不僅直接決定了其是否能開(kāi)花以及開(kāi)花數(shù)量，還影響著后代子球莖的質(zhì)量和數(shù)量。李云飛等[11]研究不同留芽數(shù)量對(duì)西紅花生長(zhǎng)的影響，為了提高花絲產(chǎn)量，生產(chǎn)中建議保留2～3個(gè)頂芽。董衛(wèi)明[12]認(rèn)為，26～30 g的大種球留3個(gè)芽，18～25 g中球留2芽，18 g以下的小球留1芽，可有效增加種球的個(gè)體質(zhì)量，但是對(duì)開(kāi)花時(shí)間、開(kāi)花量等未進(jìn)行進(jìn)一步觀測(cè)。以上研究都是從培育大球莖角度出發(fā)，沒(méi)有兼顧提高后代子球莖數(shù)量或繁殖系數(shù)。

根據(jù)筆者的觀察，8 g以下球莖約有20%左右開(kāi)花，且?guī)缀醵贾婚_(kāi)1朵花。一般認(rèn)為，單球重15 g以上的球莖為開(kāi)花大球，含有1～3個(gè)花芽，能產(chǎn)生2～6朵花；單球重越大，開(kāi)花比例越高，開(kāi)花量越大。較大球莖保留部分側(cè)芽可以顯著增加子球莖數(shù)量，且保留部分側(cè)芽后新形成的頂芽子球莖與完全抹除側(cè)芽后形成的子球莖，在質(zhì)量上無(wú)顯著性差異。因此，生產(chǎn)上需根據(jù)生產(chǎn)目的確定留芽數(shù)。為了提高西紅花花絲產(chǎn)量，應(yīng)嚴(yán)格控制母球莖的芽數(shù)，以1～3個(gè)芽為宜，保證有限的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)集中供應(yīng)主芽的生長(zhǎng)及子球莖的快速生長(zhǎng)膨大；較大的球莖(＞20 g)如果適當(dāng)保留幾個(gè)側(cè)芽，既不影響主芽子球莖開(kāi)花及開(kāi)花量，又可以提高單季繁殖系數(shù)，繁育更多子球莖。但是，側(cè)芽數(shù)僅是影響后代子球莖數(shù)量的因素之一，例如開(kāi)花后的栽種時(shí)間、種植密度等均會(huì)影響后代子球莖的數(shù)量以及大、中球莖的比例等，這些均是生產(chǎn)栽培過(guò)程中需要綜合考慮的因素。同時(shí)，在延續(xù)改進(jìn)已有的栽培模式的基礎(chǔ)上，探索大棚連續(xù)栽培或植物工廠模式也可能是今后的研究方向之一。