摘要以櫻桃番茄2葉1心(第3片葉展開(kāi)時(shí))的幼苗放入人工氣候箱模擬亞低溫環(huán)境,研究亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期植株生長(zhǎng)和苗期亞低溫對(duì)櫻桃番茄花芽分化和花序形成的影響,以期為櫻桃番茄苗期管理和優(yōu)化花芽分化提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。結(jié)果表明,亞低溫處理的櫻桃番茄幼苗株高、莖粗、葉面積、葉長(zhǎng)、葉寬、根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系體積、根尖數(shù)與對(duì)照差異顯著,增長(zhǎng)幅度均比對(duì)照小,幼苗生長(zhǎng)緩慢,干物質(zhì)積累量少,葉綠素含量降低,PSⅡ最大光化學(xué)效率降低,抑制櫻桃番茄幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育;苗期亞低溫影響第1、2、3穗花芽分化,致使花芽分化延后、花序數(shù)量增加,改變花序的分蘗能力,始花期推遲12d,第2穗開(kāi)花時(shí)間推遲8d,第3穗開(kāi)花時(shí)間推遲4d,主要影響第1花序數(shù)量,亞低溫脅迫影響櫻桃番茄花芽分化和花序形成。
關(guān)鍵詞櫻桃番茄;亞低溫;生長(zhǎng);花序
中圖分類(lèi)號(hào)S641.2"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A
文章編號(hào)0517-6611(2025)02-0046-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.012
開(kāi)放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
EffectsofSub-lowTemperatureonGrowthandInflorescenceofCherryTomato
ZHAOYun-xiaHUANGLing-dan2,HANDao-jie3etal
(1.InstituteofHorticulture,NingxiaAcademyofAgricultureandForestryScience,Yinchuan,Ningxia750002;2.XingqingDistrictAgriculturalTechnologyPromotionCenter,Yinchuan,Ningxia750002;3.NingxiaRuichenAgriculturalTechnologyDevelopmentLimitedCompany,Yinchuan,Ningxia750002)
AbstractTheseedlingsofcherrytomatowithtwoleavesandoneheart(whenthethirdleafisexpanded)wereplacedinanartificialclimatechambertosimulatethesub-lowtemperatureenvironment.Theeffectsofsub-lowtemperatureonthegrowthofcherrytomatoseedlingsandtheeffectsofsub-lowtemperatureonflowerbuddifferentiationandinflorescenceformationofcherrytomatoseedlingswerestudiedinordertoprovidetheoreticalbasisandpracticalguidanceforthemanagementandoptimizationofflowerbuddifferentiationofcherrytomatoseedlings.Theresultsshowedthattheplantheight,stemdiameter,leafarea,leaflength,leafwidth,rootlength,rootsurfacearea,rootvolumeandroottipnumberofcherrytomatoseedlingstreatedwithsub-lowtemperatureweresignificantlydifferentfromthoseofthecontrol.Thegrowthratewassmallerthanthatofthecontrol,theseedlinggrowthwasslow,thedrymatteraccumulationwasless,thechlorophyllcontentwasreduced,themaximumphotochemicalefficiencyofPSIIwasreduced,andthegrowthanddevelopmentofcherrytomatoseedlingswereinhibited.Thesub-lowtemperatureatseedlingstageaffectedtheflowerbuddifferentiationofthefirst,secondandthirdspikes,resultinginthedelayofflowerbuddifferentiation,theincreaseofinflorescencenumberandthechangeoftillerabilityofinflorescence.Theinitialfloweringstagewasdelayedby12days,thefloweringtimeofthesecondspikewasdelayedby8days,andthefloweringtimeofthethirdspikewasdelayedby4days,whichmainlyaffectedthenumberofthefirstinflorescence.Sub-lowtemperaturestressaffectedflowerbuddifferentiationandinflorescenceformationofcherrytomato.
KeywordsCherrytomato;Sub-lowtemperature;Growth;Inflorescences
番茄原產(chǎn)于熱帶,是一種喜溫的果菜類(lèi)蔬菜作物,具有冷敏感、對(duì)低溫不耐受的特質(zhì),長(zhǎng)時(shí)間處于亞適溫脅迫環(huán)境會(huì)對(duì)番茄植株的生長(zhǎng)和發(fā)育造成不良影響[1]。在番茄冬春茬和春季育苗時(shí)常遭遇低溫和亞低溫危害,這一時(shí)期正值冬春低溫季節(jié),寒潮、倒春寒等氣象災(zāi)害使得大氣溫度驟降,不適的低溫環(huán)境會(huì)阻礙番茄的生長(zhǎng)發(fā)育,抑制番茄植株積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),減緩生理生化速度,損傷植株形態(tài)結(jié)構(gòu),推遲花芽分化,使始花期延遲,花芽質(zhì)量降低,最終導(dǎo)致番茄減產(chǎn)和品質(zhì)下降,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起植株死亡[2]。番茄是一種連續(xù)開(kāi)花、不斷結(jié)果并以果實(shí)作為產(chǎn)品器官的蔬菜作物。果實(shí)的大小、數(shù)量 以及外觀直接影響番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)。番茄在第2~3片真葉展開(kāi)時(shí),第一花序開(kāi)始分化;第4~5片真葉展開(kāi)時(shí),第2花序開(kāi)始分化;第6~7片真葉展開(kāi)時(shí),第3花序開(kāi)始分化[3-4] 。研究表明,苗期 (2~8 片真葉期 ) 亞低溫處理使番茄開(kāi)花期推遲且對(duì)番茄第一花序坐果率有較大影響[5],在一定低溫范圍內(nèi),溫度越低,花芽分化數(shù)增加速度越慢,分化期延長(zhǎng)[6]。但大多研究集中在番茄5~6片葉時(shí)開(kāi)展低溫對(duì)番茄的影響研究,番茄2葉1心時(shí)低溫對(duì)花序的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。
筆者在櫻桃番茄2葉1心時(shí)(第3片葉展開(kāi)時(shí)),將其放到人工氣候箱模擬亞低溫環(huán)境,研究亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期植株生長(zhǎng)的影響,以及苗期亞低溫處理對(duì)櫻桃番茄花芽分化和花序形成的影響,進(jìn)一步探討苗期亞低溫對(duì)番茄花芽分化的影響,為櫻桃番茄苗期管理和優(yōu)化花芽分化提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
以“香妃3號(hào)”櫻桃番茄為試材。
1.2試驗(yàn)方法
選取籽粒飽滿、大小一致的供試種子點(diǎn)播于98穴的穴盤(pán)中,采用常規(guī)穴盤(pán)育苗技術(shù)。于2021年2月11日育苗,待幼苗長(zhǎng)至2葉1心第3葉剛展開(kāi)時(shí),轉(zhuǎn)移到人工培養(yǎng)箱,模擬冬季設(shè)施亞低溫育苗環(huán)境進(jìn)行處理,其他參數(shù)設(shè)定一致,亞低溫晝夜溫度為15/10℃,晝夜周期為12h/12h,光照強(qiáng)度為3000lx,以常溫25/15℃為對(duì)照,共處理15d。將處理15d的櫻桃番茄苗定植到賀蘭園藝產(chǎn)業(yè)園日光溫室,每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致幼苗定植,株距35cm,行距90cm,畦寬70cm,雙行種植,每個(gè)處理各定植36株,觀察番茄植株花芽分化和花序形成的生長(zhǎng)變化。
1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.3.1植株生長(zhǎng)指標(biāo)。
1.3.1.1幼苗地上部分生長(zhǎng)指標(biāo)。
在亞低溫處理的第0、3、6、9、12和15天時(shí),采用直尺測(cè)量株高,即根莖分界點(diǎn)至頂端生長(zhǎng)點(diǎn)之間的高度;用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗,即根莖分界點(diǎn)處植株莖稈的直徑;采摘植株由下往上數(shù)的第3片真葉,放入葉面積分析儀(Yaxin-1241型)中測(cè)定葉片面積、周長(zhǎng)、長(zhǎng)度和寬度。
1.3.1.2幼苗根系系統(tǒng)。
采用萬(wàn)深LA-S系列植物根系分析儀分析根系系統(tǒng),在亞低溫脅迫處理第0、3、6、9、12和15天將植株從穴盤(pán)中連同土壤基質(zhì)和根系完整取出,用自來(lái)水沖洗干凈,使用刀片將植株從幼苗莖和根連接處隔開(kāi),把處理過(guò)的根放入根系分析儀中,對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,在所得數(shù)值中選擇根系表面積、根系體積、根系長(zhǎng)度、分根數(shù)等具有代表性的指標(biāo)進(jìn)行分析。
1.3.1.3幼苗葉綠素。
在亞低溫脅迫處理第0、7和15天,分別測(cè)定功能葉(上數(shù)第2片葉)的葉綠素指標(biāo),各處理隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的10株幼苗進(jìn)行測(cè)量,使用HandyPEA便攜式葉綠素儀測(cè)定葉綠素指標(biāo)。
1.3.1.4幼苗植株干鮮重。
在亞低溫處理第15天,選取生長(zhǎng)勢(shì)一致的10株幼苗,測(cè)定地上部鮮重和地下部鮮重,晾干后測(cè)定地上部干重和地下部干重。
1.3.2 定植后植株生長(zhǎng)指標(biāo)。對(duì)亞低溫15/10 ℃(T)和對(duì)照25/15 ℃(CK)處理的苗,定植后主要對(duì)開(kāi)花時(shí)間、花序類(lèi)型、花序數(shù)量、第1花序花數(shù)、第2花序花數(shù)、第3花序花數(shù)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和記錄,各處理隨機(jī)選取12 株幼苗作為樣本進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法參照中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社《番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[7]。
1.4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Excel2007、SPSS23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,采用Excel作圖。
2結(jié)果與分析
2.1亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期株高的影響
由圖1可知,株高隨著處理時(shí)長(zhǎng)的增加逐漸增高,與對(duì)照相比,亞低溫處理的櫻桃番茄植株生長(zhǎng)速度明顯慢于對(duì)照,植株生長(zhǎng)緩慢;而對(duì)照處理的番茄生長(zhǎng)速度更快,株高的上升幅度更大。在亞低溫脅迫處理3d,株高增長(zhǎng)速度與對(duì)照相比差異較小,為0.27cm,但隨著時(shí)間推移,差距逐漸增大,9d時(shí),亞低溫處理的植株高度顯著低于對(duì)照,15d時(shí),二者差值則達(dá)7.04cm。
2.2亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期莖粗的影響
由圖2可知,從整體上看,莖粗隨著亞低溫處理時(shí)間的增加而逐漸增粗,但亞低溫處理的幼苗莖粗增長(zhǎng)幅度明顯低于對(duì)照;在亞低溫處理3d時(shí),櫻桃番茄幼苗莖粗明顯低于對(duì)照,與對(duì)照相比差0.41mm,處理6d與對(duì)照相比差0.39mm,處理9、12、15d與對(duì)照相比分別差0.57、0.32、0.22mm。
2.3亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期葉綠素和熒光參數(shù)的影響
由圖3可知,亞低溫處理前葉綠素含量較高,隨著亞低溫處理時(shí)間的延長(zhǎng)葉綠素含量降低到6d時(shí)最低,而后逐漸升高;而對(duì)照處理葉綠素含量隨著處理時(shí)間增長(zhǎng)逐漸增加,處理12和15d基本沒(méi)有變化,亞低溫處理的葉綠素含量均與對(duì)照相比較低。
由圖4可知,櫻桃番茄苗期PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)隨著亞低溫處理時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低,而對(duì)照逐漸增加;處理7d時(shí)比未處理前降低0.016,處理15d時(shí)降低0.023;與對(duì)照相比,7和15d時(shí)分別降低0.031和0.033。
2.4亞低溫對(duì)櫻桃番茄植株干鮮重的影響
由表1可知,亞低溫處理15d后,地上部鮮重只有0.39g,而對(duì)照地上部鮮重為2.33g,比亞低溫處理的植株地上部鮮重增加1.94g,對(duì)照地下部鮮重、地上部干重和地下部干重分別比亞低溫處理的植株增加0.08、0.20和0.02g;對(duì)照鮮重和干重分別比亞低溫處理植株增加2.02和0.22g。
2.5亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期第3片葉的影響
由表2可知,亞低溫處理下第3片葉葉面積增長(zhǎng)幅度顯著低于對(duì)照。從理3d起,亞低溫處理下第3片葉葉面積和對(duì)照處理相比差異顯著增加,亞低溫處理下第3片葉的葉面積明顯小于對(duì)照水平;處理3~15d,這一階段亞低溫15/10℃處理的葉面積生長(zhǎng)速度極為緩慢,尤其是在處理中后期與對(duì)照水平的差距不斷增大。由此可知,溫度低對(duì)葉片的正常發(fā)育產(chǎn)生了抑制作用,導(dǎo)致葉面積減少,葉片生長(zhǎng)進(jìn)程變慢。而常溫25/15℃處理的葉片,其葉面積增大速度很快,呈快速上升趨勢(shì),且表型葉片更大;在亞適溫處理下,第3片葉的葉片周長(zhǎng)顯著小于對(duì)照。從處理3d起,亞低溫處理與對(duì)照已表現(xiàn)出差異,6d時(shí),亞低溫處理番茄幼苗第3片葉周長(zhǎng)的增長(zhǎng)幅度明顯低于對(duì)照;9d時(shí),亞低溫處理葉片周長(zhǎng)的增長(zhǎng)幅度顯著低于對(duì)照;在亞低溫處理下,幼苗第3片葉葉片生長(zhǎng)速度更為遲緩。亞低溫處理下葉片長(zhǎng)度和寬度明顯低于對(duì)照。
2.6亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期根系的影響
由圖5~8可知,在亞低溫處理3d時(shí),植株根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系體積、根尖數(shù)的變化不大;亞低溫處理6d后,植株根系生長(zhǎng)明顯受到抑制,與對(duì)照相比差異顯著;隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),亞低溫處理的根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系體積和根尖數(shù)顯著低于對(duì)照,增長(zhǎng)幅度小于對(duì)照。
2.7苗期亞低溫對(duì)櫻桃番茄花序的影響
2.7.1苗期亞低溫對(duì)櫻桃番茄開(kāi)花時(shí)間的影響。
由表3可知,經(jīng)過(guò)亞低溫處理的幼苗,定植后始花期為4月20日,比常溫處理的幼苗始花期推遲12d,第2穗開(kāi)花時(shí)間為4月30日,比常溫處理的幼苗推遲8d,第3穗開(kāi)花時(shí)間為5月11日,比常溫處理的幼苗推遲4d;由于苗期植株受到亞低溫脅迫的作用,致使花芽分化延后,主要影響第1、2、3穗花芽分化,且第一穗影響最大。
2.7.2苗期亞低溫對(duì)櫻桃番茄花序類(lèi)型的影響。
櫻桃番茄花序類(lèi)型主要由基因型決定,但在脅迫條件下也有變化。從表4可以看出,常溫處理苗第1、2、3穗的花序類(lèi)型均為單式花序,但亞低溫處理的苗,定植后發(fā)現(xiàn)第1、2、3穗的花序類(lèi)型為單式花序,分別為75.00%、83.30%和83.30%,多歧花序在第1、2、3穗分別25.00%、16.70%和16.70%,說(shuō)明苗期亞低溫處理對(duì)櫻桃番茄花序的分蘗能力有改變。
2.7.3苗期亞低溫對(duì)櫻桃番茄花序數(shù)量的影響。
由表5可知,前期進(jìn)行過(guò)亞低溫處理的植株,第1穗花序開(kāi)花數(shù)量顯著高于常溫處理,比常溫處理多開(kāi)3.18朵;而第2、3穗花序的開(kāi)花數(shù)量與常溫處理無(wú)顯著差異,分別比常溫處理多開(kāi)1.73和0.54朵。
3討論
郭樹(shù)勛等[8-9]研究表明,低溫危害植物的整個(gè)生長(zhǎng)周期,在播種期會(huì)延長(zhǎng)出苗期,降低出苗率;在幼苗期會(huì)縮短葉長(zhǎng),降低葉面積,減少葉片數(shù);在生殖期則會(huì)推遲植物抽穗,導(dǎo)致花粉不育。該研究通過(guò)亞低溫對(duì)櫻桃番茄苗期株高、莖粗、葉面積分析,表明櫻桃番茄在亞低溫15/10 ℃條件下能夠生長(zhǎng)發(fā)育,但亞低溫影響櫻桃番茄幼苗期的生長(zhǎng)進(jìn)程,植株株高、莖粗、葉面積、葉長(zhǎng)和葉寬均表現(xiàn)增長(zhǎng)緩慢,使得幼苗發(fā)育緩慢,植株苗期的生長(zhǎng)周期延長(zhǎng),表明亞低溫脅迫會(huì)阻礙櫻桃番茄幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育,與前人研究結(jié)果一致。
根系是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要部位之一,根系生長(zhǎng)的好壞是決定植株長(zhǎng)勢(shì)健壯與否的一個(gè)重要指標(biāo)[10]。該研究發(fā)現(xiàn),亞低溫脅迫會(huì)抑制番茄幼苗根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系體積、根尖數(shù)的生長(zhǎng),在一定程度上將會(huì)影響植株地上部的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。原因可能是亞低溫脅迫使植株根系活力下降,根系運(yùn)輸水分和養(yǎng)分的能力降低,吸收和積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少,從而導(dǎo)致植株根系生長(zhǎng)緩慢 [11-12]。亞低溫處理的櫻桃番茄地上部和地下部的干重明顯降低,說(shuō)明亞低溫會(huì)對(duì)番茄幼苗地上部和地下部的物質(zhì)積累產(chǎn)生抑制作用,導(dǎo)致能量供給減少,吸收養(yǎng)分和水分的能力降低,一定程度上損傷了根系機(jī)理,最終導(dǎo)致根系生長(zhǎng)能力減弱。
經(jīng)過(guò)亞低溫處理的幼苗,定植后始花期推遲了12d,第2穗開(kāi)花時(shí)間推遲了8d,第3穗開(kāi)花時(shí)間推遲4d,說(shuō)明亞低溫苗期處理致使花芽分化延后,主要影響第1、2、3穗花芽分化,第1穗影響最大;第1穗花序開(kāi)花數(shù)量顯著高于常溫處理,而第2、3穗花序的開(kāi)花數(shù)量與常溫處理無(wú)顯著差異。櫻桃番茄花序類(lèi)型主要由基因型決定,但苗期亞低溫處理對(duì)櫻桃番茄花序的分蘗能力有改變。
4結(jié)論
低溫處理的櫻桃番茄幼苗株高、莖粗、葉面積、葉長(zhǎng)、葉寬、根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系體積、根尖數(shù)與對(duì)照差異顯著,增長(zhǎng)幅度均比對(duì)照小,幼苗生長(zhǎng)緩慢,干物質(zhì)積累量少,葉綠素含量降低,PSⅡ最大光化學(xué)效率降低,說(shuō)明亞低溫抑制櫻桃番茄幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育;苗期亞低溫影響第1、2、3穗花芽分化,致使花芽分化延后、花序數(shù)量增加,改變花序的分蘗能力,說(shuō)明櫻桃番茄在亞低溫脅迫下影響花芽分化和花序形成。
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