植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)南嶺莪術(shù)根莖貯藏和水培開(kāi)花的影響

馮 欣 ，沈荔荔，2，盛愛(ài)武

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院園藝園林學(xué)院，廣東 廣州 510225；2.廣州市名卉景觀科技發(fā)展有限公司，廣東 廣州 510080）

【研究意義】南嶺莪術(shù)（Curcuma kwangsiensisvar.nanlingensisN. Liu et X. Y. Ma）是姜黃屬?gòu)V西莪術(shù)（C. kwangsiensis）的變種［1］，自然花期為4—6月和7—9月［2］。南嶺莪術(shù)株形較矮小，在廣東地區(qū)其地上部通常11月初枯萎，采挖其地下根莖經(jīng)低溫貯藏后可打破休眠，再經(jīng)高溫催芽后，可在水培條件下開(kāi)花，此時(shí)臨近春節(jié)，可利用此花期調(diào)控技術(shù)推廣南嶺莪術(shù)作高品質(zhì)水培年宵花卉［3］。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，南嶺莪術(shù)根莖耐貯藏，貯藏時(shí)間和溫度與其水培期開(kāi)花率相關(guān)，而完成休眠最少需要在13～15 ℃環(huán)境中貯藏30 d［4］。生產(chǎn)上根莖的長(zhǎng)期貯藏對(duì)周年供花有積極意義，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，干藏根莖容易失水、萎縮干扁，包埋濕藏根莖易發(fā)生腐爛，進(jìn)而影響水培期花芽和葉芽的發(fā)育，降低成花品質(zhì)。因此，選擇適宜的長(zhǎng)期貯藏方式和水培方法，提高南嶺莪術(shù)根莖的成花率和成花品質(zhì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)南嶺莪術(shù)根莖的“一次采收處理，周年供花”具有商業(yè)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】球根類花卉在低溫貯藏期間，球根的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生變化，可能影響到成花品質(zhì)。Jayakumar等研究了姜黃（C. longa）的根莖從采收到發(fā)芽前貯藏期間蛋白質(zhì)和RNA含量的變化，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)和RNA合成量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而增加，其穩(wěn)定休眠期為30 d［5］。Ruamrungsri等發(fā)現(xiàn)姜荷花（C.alismatifolia）在貯藏期間根莖和球根的鮮重、氮含量、淀粉含量和可溶性糖含量均下降，根莖中脫落酸含量在貯藏前中期增加，貯藏后期則降低直至萌芽前［6］。劉建新研究則發(fā)現(xiàn)，幾種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)紅火炬郁金（C. petiolata）種球在短期低溫脅迫中具有保護(hù)效果，以6-BA和ABA效果最為突出［7］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是一種與植物激素相類似的、作用于植物生理和生物學(xué)效應(yīng)的物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)和控制植物的生長(zhǎng)發(fā)育和各種生理活動(dòng)，如促使種子和營(yíng)養(yǎng)繁殖器官發(fā)芽、誘導(dǎo)花芽分化、增強(qiáng)植物抗逆力、貯藏保鮮等［8］。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能否對(duì)長(zhǎng)期貯藏的南嶺莪術(shù)根莖起到生理調(diào)節(jié)作用、提高成花率和成花品質(zhì)，是本研究的關(guān)注點(diǎn)?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)南嶺莪術(shù)根莖長(zhǎng)期貯藏和水培開(kāi)花的生理調(diào)節(jié)作用，篩選出適宜的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，為更好地推廣應(yīng)用南嶺莪術(shù)作為新型水培花卉提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

南嶺莪術(shù)根莖采挖自韶關(guān)市樂(lè)昌縣姜黃屬植物種植基地，按照盛愛(ài)武等的方法進(jìn)行根莖分級(jí)和處理：挑選無(wú)腐爛、大小一致的當(dāng)年生2級(jí)（根莖直徑3～4 cm）南嶺莪術(shù)根莖，洗凈并剪去須根，置于800～1 000倍百菌清溶液中浸泡10 min，取出晾干［9］。所用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均為分析純，購(gòu)自廣州翔博生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2016－2019年在仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院廣東省熱帶亞熱帶花卉重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。隨機(jī)挑選洗凈消毒過(guò)的根莖，分別置于TDZ（0.5、2、8 mg/L）、6-BA（10、50、100 mg/L）、GA3（10、15、20 mg/L）、IAA（10、50、100 mg/L） 中 浸泡2 h，然后清洗表皮殘留溶液，并以無(wú)菌水浸泡2 h為對(duì)照（CK），再用潔凈河沙覆蓋根莖，河沙濕度以手握成團(tuán)、松手即散為度，置于13℃冷庫(kù)（SC-316GA型，Haier）中貯藏。共13個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10個(gè)根莖。貯藏期間，每個(gè)處理取出5個(gè)根莖測(cè)定生理指標(biāo)。

另取洗凈消毒過(guò)的根莖，用潔凈河沙覆蓋后直接于13 ℃冷藏室內(nèi)冷藏30 d，再置于人工氣候培養(yǎng)箱（RXZ智能型，寧波江南儀器）催芽30 d，催芽條件為30 ℃、全暗、河沙表面覆蓋保鮮膜以保濕。待芽體長(zhǎng)至1～2 cm時(shí)，取出用不同濃度的 6-BA（1、5、10、15、20 mg/L）和 GA3（1、5、10、15、20 mg/L）溶液對(duì)根莖進(jìn)行培養(yǎng)，每隔7 d補(bǔ)加溶液，保持水培液面深度為根莖高度的1/2，并以無(wú)菌水培養(yǎng)為對(duì)照（CK）。水培期間溫度保持為30℃，光強(qiáng)3 000～4 000 lx，全天光照，相對(duì)濕度70（±10）%。共11個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10個(gè)根莖。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

按趙世杰等［10］方法測(cè)定根莖貯期含水量（30、90、150 d）、電導(dǎo)率（30、60、90、120、150 d）、蛋白質(zhì)含量（30、60、120 d），3次重復(fù)。含水量、蛋白質(zhì)含量變化率的計(jì)算方法為：（最后一次測(cè)量值－首次測(cè)量值）/首次測(cè)量值×100%。

根莖水培期間測(cè)定生長(zhǎng)指標(biāo)，包括現(xiàn)蕾天數(shù)（水培期始至現(xiàn)蕾的時(shí)間）、始花天數(shù)（水培期始至可育苞片內(nèi)第1朵小花開(kāi)放）、花枝長(zhǎng)度（花葶基部到冠苞片頂部的垂直長(zhǎng)度）、花枝粗度（花葶直徑最大處的粗度）。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS Statistics 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)南嶺莪術(shù)根莖長(zhǎng)期貯藏的影響

2.1.1 含水量 南嶺莪術(shù)根莖含水量在長(zhǎng)期貯藏中變化不大，總體呈下降趨勢(shì)。相比對(duì)照，IAA處理南嶺莪術(shù)根莖含水量在貯藏過(guò)程中略微上升，以50 mg/L處理最佳；TDZ處理可以顯著降低貯藏過(guò)程南嶺莪術(shù)根莖的含水量變化，以2 mg/L處理為佳；6-BA處理對(duì)根莖含水量變化的影響隨處理濃度不同而差距較大，50 mg/L處理顯著降低了含水量變化，但100 mg/L處理則加劇了含水量變化；GA3處理整體上加劇了根莖在貯藏中的失水，隨著處理濃度的增大，含水量變化率開(kāi)始降低，20 mg/L處理對(duì)根莖含水量作用較好（表1）。

2.1.2 蛋白質(zhì)含量 從表2可以看出，隨著低溫貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，南嶺莪術(shù)根莖的蛋白質(zhì)含量呈明顯下降趨勢(shì)，從貯后30 d到貯后120 d，各處理蛋白質(zhì)含量變化率均達(dá)60%以上，但不同處理間仍存在差異。相較于對(duì)照，IAA處理蛋白質(zhì)含量變化總體上都更小、以10 mg/L效果最佳，其次是10 mg/L GA3處理對(duì)根莖蛋白質(zhì)含量保護(hù)作用較好，6-BA處理總體上效果較差。

表1 植物生長(zhǎng)調(diào)劑對(duì)貯期南嶺莪術(shù)根莖含水量的影響Table 1 Effects of plant growth regulators on moisture content of rhizome of Curcuma kwangsiensis var. nanlingensis during storage period

2.1.3 電導(dǎo)率 由圖1可知，各處理南嶺莪術(shù)根莖貯藏過(guò)程中電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)總體一致，貯后30～60 d有所上升或下降，到貯后90 d時(shí)電導(dǎo)率急劇上升，再到貯后150 d時(shí)又有部分上升。各處理對(duì)南嶺莪術(shù)根莖電導(dǎo)率的影響在貯后30～90 d表現(xiàn)不明顯，在貯后90～150 d表現(xiàn)出明顯降低作用，其中TDZ處理組以2 mg/L效果最好，6-BA組以10 mg/L處理的綜合效果更好，GA3組以20 mg/L處理較好，IAA組以10 mg/L處理較好。通過(guò)比較根莖電導(dǎo)率發(fā)現(xiàn)，以IAA 10 mg/L處理對(duì)南嶺莪術(shù)根莖電導(dǎo)率的降低作用最為明顯，其次為GA320 mg/L處理，表明該處理對(duì)根莖細(xì)胞膜的保護(hù)性好。

表2 植物生長(zhǎng)調(diào)劑對(duì)貯期南嶺莪術(shù)根莖蛋白質(zhì)含量的影響Table 2 Effects of plant growth regulators on protein content of rhizome ofC.urcuma kwangsiensis var. nanlingensis during storage period

圖1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)貯期南嶺莪術(shù)根莖電導(dǎo)率的影響Fig. 1 Effects of plant growth regulators on conductivity of rhizome of C.urcuma kwangsiensis var. nanlingensis during storage period

2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)南嶺莪術(shù)根莖水培開(kāi)花的影響

GA3和6-BA對(duì)水培期間南嶺莪術(shù)根莖的成花品質(zhì)改善作用各有側(cè)重。表3顯示，從現(xiàn)蕾天數(shù)和始花天數(shù)來(lái)看，6-BA處理使根莖水培的現(xiàn)蕾天數(shù)較對(duì)照提早3～4 d，始花天數(shù)提早2～4 d，以1 mg/L、5 mg/L 6-BA對(duì)促進(jìn)花期提前效果最好；6-BA處理使根莖水培的花枝粗度也較對(duì)照顯著增加，以20 mg/L 6-BA處理的效果最佳，表明6-BA作為南嶺莪術(shù)根莖水培溶液可以加快花芽分化進(jìn)程。

低濃度GA3（1、5、10 mg/L）對(duì)南嶺莪術(shù)花枝長(zhǎng)度的促進(jìn)作用顯著，現(xiàn)蕾天數(shù)和始花天數(shù)提早 1～3 d，而高濃度 GA3（15、20 mg/L）會(huì)抑制花芽分化進(jìn)程，使花期延后，花枝長(zhǎng)度和粗度也相應(yīng)降低（表3）。

表3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)南嶺莪術(shù)根莖水培成花品質(zhì)的影響Table 3 Effects of plant growth regulators on hydroponic flower quality of rhizome of C.urcuma kwangsiensis var nanlingensis

3 討論

在花期調(diào)控研究中，球根類花卉常常通過(guò)低溫貯藏完成休眠而開(kāi)花，貯藏溫度、貯藏時(shí)間、光照、貯藏介質(zhì)等因素都可影響開(kāi)花特性。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，南嶺莪術(shù)根莖在15 ℃低溫下貯藏完成休眠的最短時(shí)間是30 d，當(dāng)?shù)蜏刭A藏時(shí)長(zhǎng)不足時(shí)，根莖水培開(kāi)花率極低，表明其尚未完成休眠；當(dāng)?shù)蜏刭A藏時(shí)間長(zhǎng)于60 d時(shí)，根莖易腐爛，且其開(kāi)花率開(kāi)始降低，花期延后［3-4］。本試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定貯藏期間南嶺莪術(shù)根莖的生理指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)根莖含水量和蛋白質(zhì)含量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而不斷降低，其中含水量降低程度小、蛋白質(zhì)含量迅速下降，與Anuwong 等發(fā)現(xiàn)“姜荷花根莖和球根在貯藏期間干物質(zhì)量迅速下降直到開(kāi)花”［11］的現(xiàn)象一致。表明貯藏期間低溫抑制根莖呼吸作用，根莖的休眠程度在不斷加深，可解釋成花率和花期隨貯藏時(shí)間增加而降低和延后的現(xiàn)象，類似研究還有蔡軍火發(fā)現(xiàn)5℃貯藏石蒜鱗莖時(shí)花期、成花品質(zhì)隨貯藏時(shí)間增加而大幅延后和降低［12］，陳夢(mèng)玲研究發(fā)現(xiàn)百合花期隨低溫貯藏時(shí)間增長(zhǎng)而延后［13］；電導(dǎo)率在貯藏至90 d時(shí)有大幅度升高，根莖的細(xì)胞膜可能在此貯藏時(shí)間點(diǎn)左右遭受較大傷害，導(dǎo)致透性增大，可以認(rèn)為90 d可能是南嶺莪術(shù)根莖貯藏過(guò)程中生理生化發(fā)生突變的一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，貯藏超過(guò)90 d不利于水培開(kāi)花。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)植物的生理影響是多樣的，在種球類花卉低溫貯藏過(guò)程中可能起到打破休眠、保護(hù)種球、調(diào)節(jié)生理代謝、維持細(xì)胞膜穩(wěn)定性的效果。趙莉研究6-BA、GA3和IBA等3種不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)香水百合根莖生長(zhǎng)發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)6-BA 60 mg/L+GA3150 mg/L+IBA 40 mg/L的配比效果最佳，不僅可提前花期，還能改善成花品質(zhì)［14］。本試驗(yàn)研究單一植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)南嶺莪術(shù)根莖長(zhǎng)期貯藏的影響，在含水量保持方面，以IAA處理效果最佳，表明外源IAA的施用使根莖持水能力增強(qiáng)，在貯藏150 d時(shí)甚至出現(xiàn)含水量略微增加的現(xiàn)象，這可能與IAA可增強(qiáng)根莖從貯藏介質(zhì)吸水能力、減弱根莖表皮氣孔蒸騰有關(guān)，有研究表明外源生長(zhǎng)素處理和內(nèi)源生長(zhǎng)素水平的升高都會(huì)抑制氣孔發(fā)育［15］；外源IAA 10 mg/L處理使得南嶺莪術(shù)根莖貯期電導(dǎo)率升高的幅度最小，也說(shuō)明IAA對(duì)細(xì)胞膜起到一定的保護(hù)效果。

張婧等認(rèn)為使用0.05 mg/L 6-BA浸泡唐菖蒲種球2 h或4 h均可使其花期提前［16］，王輝等認(rèn)為在香草蘭花芽分化前期噴施外源6-BA可提高花芽分化率［17］。本試驗(yàn)中6-BA處理使南嶺莪術(shù)根莖水培花期提前，與前人研究結(jié)果一致，但花枝長(zhǎng)度變化并不如低濃度的GA3處理，可能與6-BA和GA3的作用特性有關(guān)，即6-BA可促進(jìn)花芽分化［18］但并不促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，而GA3作為水培溶液最突出的作用是可使花枝伸長(zhǎng)（因?yàn)橹参锴o伸長(zhǎng)的主要原因是細(xì)胞長(zhǎng)度的增加，也有細(xì)胞數(shù)目的增加），赤霉素最明顯的作用是促進(jìn)莖伸長(zhǎng)［19-20］。本試驗(yàn)僅比較了單一植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)南嶺莪術(shù)根莖的影響，復(fù)合施用幾種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的效果是否更好，外源施用是否引起內(nèi)源激素含量變化則還需要進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在南嶺莪術(shù)根莖長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中具有一定保護(hù)作用，綜合含水量、蛋白質(zhì)含量和電導(dǎo)率指標(biāo)的評(píng)價(jià)，以根莖浸泡10 mg/L IAA溶液2 h后長(zhǎng)期貯藏的效果最佳。6-BA和GA3兩種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑作為水培溶液均可促進(jìn)提高南嶺莪術(shù)根莖的成花品質(zhì)，二者各有側(cè)重，以5 mg/L 6-BA處理效果最佳最佳，可促進(jìn)花期提前，且花枝長(zhǎng)度和粗度均有所增加。