超聲波加保鮮劑復(fù)合處理對(duì)6種荷花切花瓶插的保鮮效果

劉瑩，倪夢(mèng)輝，蘇少文，賀丹,2，劉紅利，劉藝平

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

荷花(Nelumbonucifera)又名蓮花、芙蓉、芙蕖等，屬睡蓮科蓮屬多年生宿根挺水花卉[1].中國(guó)荷花切花的應(yīng)用始于南北朝，作為佛前、宮廷供花及休閑插花，唐朝時(shí)期瓶插荷花就已在民間普及，不斷發(fā)展至今[2].但荷花切花的瓶插壽命很短，通常是2～3 d[3-4].古時(shí)人們常用的保鮮方法有發(fā)絲纏基、填泥封口或沸水燙基等[5].然而荷花瓶插壽命很短是眾所周知的保鮮難題，荷花花朵大，花期短，花瓣易脫落，并且具水生植物發(fā)達(dá)的通氣組織，采后極易失水萎蔫，保鮮難度大，嚴(yán)重制約了荷花鮮切花的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用[6]，導(dǎo)致其無(wú)法如切花月季和百合等流通市場(chǎng).鮮切花保鮮的目的是延長(zhǎng)切花壽命，延緩衰老萎蔫過(guò)程.切花的衰老進(jìn)程最終是通過(guò)內(nèi)在的生理生化指標(biāo)的變化表現(xiàn)出來(lái)的[7-8].因此植物的水分代謝和呼吸作用，細(xì)胞膜透性的變化，糖類、蛋白質(zhì)等的分解及活性氧的代謝等等，是切花保鮮的主要研究指標(biāo)[9].國(guó)內(nèi)外對(duì)月季[10]、牡丹[11]等切花在衰老過(guò)程中的水分平衡、膜透性的變化、酶活性、呼吸強(qiáng)度、乙烯、糖代謝等進(jìn)行了大量的研究，但對(duì)荷花切花的研究卻鮮有報(bào)導(dǎo)[8].荷花切花瓶插期間不開(kāi)放是荷花保鮮研究的一大難題，同時(shí)切花荷花的水分平衡負(fù)值出現(xiàn)早且負(fù)值增加迅速，伴隨著切花花瓣萎蔫和脫落現(xiàn)象.瓶插過(guò)程中水分平衡失調(diào)會(huì)影響切花活性氧代謝，造成花枝不能正常開(kāi)放、僵花和僵蕾現(xiàn)象，縮短切花瓶插壽命，因此保持吸水及失水平衡，是荷花切花保鮮的關(guān)鍵[12-14].超聲波處理可延長(zhǎng)月季、菊花、香石竹[15-17]及蠟梅[17]等切花的瓶插壽命，改善藍(lán)睡蓮濕藏后的水分狀況[18].本研究以6種不同品種荷花為試材，通過(guò)超聲波和保鮮劑復(fù)合預(yù)處理，研究其對(duì)不同品種荷花切花的保鮮效果，為荷花鮮切花保鮮技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試荷花品種粉霞、紅綢、金秋、驚艷18、綠翠牡丹蓮和紫光閣均來(lái)自河南省駐馬店荷花培植研究會(huì)(鄭州基地)，采于2019年7月17日.選擇將要開(kāi)放的花蕾，截取莖長(zhǎng)約40 cm，采收后置于濕潤(rùn)環(huán)境中冷藏保存，3 h后運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)一預(yù)處理.花莖置于去離子水中清洗并切至25 cm，供瓶插試驗(yàn)使用.每個(gè)品種的一半材料用于生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定，另一半的材料用于生理指標(biāo)測(cè)定，每重復(fù)5枝.

1.2 方法

1.2.1 處理方法 在保鮮劑[(5%蔗糖+ 6-BA 5 mg/L+ 8-HQC(8 -羥基喹啉檸檬酸鹽)200 mg/L)]中浸基，并用超聲波(40 kHz，100W)處理20 min為處理組，以去離子水中浸基20 min為對(duì)照組.用此方法分別處理6個(gè)品種，然后用250 mL三角瓶進(jìn)行瓶插，每個(gè)處理10枝切花，加入去離子水250 mL后用保鮮膜封口.將瓶插荷花放到人工氣候室，室溫約30 ℃，光照12 h/d.

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定方法 瓶插期間對(duì)切花進(jìn)行拍照,觀測(cè)記錄開(kāi)放和衰老特征,50%以上花枝花朵萎蔫或花瓣脫落作為瓶插結(jié)束期,計(jì)算瓶插壽命.從瓶插之日起，每天定時(shí)用電子天平測(cè)定荷花切花花枝的失水量和吸水量，計(jì)算水分平衡值，每處理5個(gè)重復(fù)，共測(cè)定5 d.

花枝失水量(g)=(當(dāng)天瓶質(zhì)量+當(dāng)天溶液質(zhì)量+當(dāng)天花枝質(zhì)量)-(后一天瓶質(zhì)量+后一天溶液質(zhì)量+后一天花枝質(zhì)量)

花枝吸水量(g)=(當(dāng)天瓶質(zhì)量+當(dāng)天溶液質(zhì)量)-(后一天瓶質(zhì)量+后一天溶液質(zhì)量)

水分平衡值(g)=吸水量-失水量

花瓣的生理指標(biāo)測(cè)定：采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白含量；蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量；硫代巴比妥酸法測(cè)定MDA含量；NBT最大光還原法測(cè)定SOD活性[19].于瓶插第1天開(kāi)始測(cè)定，每天測(cè)定1次，重復(fù)3次，共測(cè)定4 d.

1.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Office Excel 2007和SPSS 17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.

2 結(jié)果和分析

2.1 瓶插過(guò)程中不同品種荷花切花的開(kāi)放情況

瓶插期間，不同品種荷花切花的花瓣開(kāi)放情況有不同的表現(xiàn)(表1)，試驗(yàn)選用的荷花品種中粉霞和紅綢在瓶插過(guò)程中花瓣未開(kāi)放，金秋、驚艷18、綠翠牡丹蓮和紫光閣瓶插過(guò)程中的開(kāi)花數(shù)量不同.綠翠牡丹蓮和紫光閣相對(duì)其他品種開(kāi)花率較低且開(kāi)放時(shí)間早，后期不再開(kāi)花.金秋和驚艷18開(kāi)花率較高，驚艷18于瓶插第2天開(kāi)始開(kāi)放，進(jìn)入盛開(kāi)期，持續(xù)開(kāi)放2～3 d.

表1 不同品種荷花切花開(kāi)花情況

2.2 瓶插過(guò)程中不同品種荷花切花的衰老情況

荷花切花瓶插壽命普遍較短，不同品種間在衰老特征、衰老程度以及瓶插壽命上差異明顯(表2).所選6個(gè)荷花品種中，驚艷18瓶插壽命最長(zhǎng)，在瓶插4 d開(kāi)始萎蔫，綠翠牡丹蓮瓶插壽命最短，極易落瓣.粉色荷花品種粉霞和驚艷18衰老特征均為僵蕾和萎蔫，黃色荷花品種金秋和綠色荷花品種綠翠牡丹蓮衰老特征均為褐化，而粉色品種荷花與紫色荷花品種紫光閣和紅色荷花品種紅綢均未出現(xiàn)褐化的衰老特征.對(duì)照組金秋于瓶插2.5 d開(kāi)始褐化，花瓣開(kāi)放的同時(shí)從內(nèi)瓣開(kāi)始發(fā)生褐化，處理組金秋于瓶插3.5 d開(kāi)始發(fā)生褐化.紅綢和紫光閣衰老特征均為萎蔫變藍(lán).

2.3 超聲波處理對(duì)荷花切花花枝失水量、吸水量和水分平衡值的影響

由圖1可見(jiàn)，荷花切花在瓶插過(guò)程中的失水量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，瓶插3 d達(dá)最高值.與對(duì)照組相比，處理組瓶插期間荷花品種粉霞、紅綢、綠翠牡丹蓮和紫光閣失水量上升幅度較小，說(shuō)明復(fù)合處理可以抑制水分流失.荷花品種金秋的失水量始終高于其他的荷花品種，同時(shí)處理組的失水量明顯高于對(duì)照組.荷花品種驚艷18處理組的失水量明顯高于對(duì)照組，說(shuō)明復(fù)合處理促進(jìn)了荷花品種金秋和驚艷18水分流失.瓶插期間的吸水量呈現(xiàn)先降低后上升然后下降的趨勢(shì)(圖1).金秋的吸水量始終高于其他品種，瓶插1 d達(dá)到最大值.與對(duì)照組相比，處理組中荷花品種金秋和驚艷18吸水量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，瓶插3 d達(dá)到最大值，表明復(fù)合處理促進(jìn)其水分吸收，而對(duì)其他的荷花品種促進(jìn)效果不顯著.瓶插期間，荷花切花花枝的水分平衡值幾乎均處于小于0的狀態(tài).與對(duì)照組相比，處理組瓶插1 d的水分平衡值顯著提高，且下降趨勢(shì)有一定減緩.與其他品種相比金秋和驚艷18的水分平衡值負(fù)值出現(xiàn)的較晚，處理后金秋的水分平衡值負(fù)值顯著延遲，說(shuō)明金秋和驚艷18能較好地維持花枝的持水能力.

表2 不同品種荷花切花花色、瓶插壽命及衰老特征

圖1 超聲波對(duì)荷花切花失水量、吸水量和水分平衡值的影響Figure 1 Effects of UW+PS on water lose,water uptake and water balance values of lotus cut flowers

2.4 超聲波處理對(duì)荷花切花可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和MDA的含量的影響

可溶性蛋白質(zhì)的含量在瓶插期間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，瓶插2 d達(dá)到最大值，隨后開(kāi)始下降，表明荷花花蕾正處于發(fā)育階段，蛋白質(zhì)仍以合成為主，進(jìn)入開(kāi)花階段后，蛋白質(zhì)含量開(kāi)始下降(表3).結(jié)果顯示，處理組的可溶性蛋白質(zhì)的含量都高于對(duì)照組，但差異不明顯.可溶性糖含量先上升后下降，3 d顯著下降，處理組可溶性糖含量提高，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失較少，瓶插壽命較長(zhǎng)(表4).MDA的含量在瓶插期間呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，處理組的MDA含量低于對(duì)照組，且荷花品種金秋和驚艷18 MDA含量的降低趨勢(shì)最顯著(表5).說(shuō)明超聲波處理能減緩切花花瓣中的MDA積累,延緩衰老，對(duì)金秋和驚艷18兩個(gè)品種的效果較好.

表3 超聲波對(duì)荷花切花可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

表4 超聲波對(duì)荷花切花可溶性糖含量的影響

表5 超聲波對(duì)荷花切花丙二醛含量的影響

2.5 超聲波處理對(duì)荷花切花抗氧化酶SOD活性的影響

由表6可知，隨著瓶插時(shí)間的增加，SOD的活性呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，在瓶插2～3 d達(dá)到峰值.金秋和驚艷18的SOD活性顯著高于其他品種，驚艷18在瓶插3 d活性達(dá)到峰值，其峰值出現(xiàn)最晚.與對(duì)照組相比，處理組SOD活性在一定程度上有所提升，說(shuō)明超聲波處理能夠提高SOD的活性.金秋和驚艷18兩個(gè)品種相比于其他品種SOD活性提高更顯著，說(shuō)明這兩個(gè)品種具更強(qiáng)抗氧化防衛(wèi)機(jī)制.

表6 超聲波對(duì)荷花切花SOD活性的影響

3 討論

大部分荷花切花品種瓶插期間不開(kāi)放，施用外源乙烯及乙烯受體抑制劑(1-MCP)都不能促進(jìn)開(kāi)花[20].本研究中，金秋、驚艷18、綠翠牡丹蓮和紫光閣4個(gè)品種切花荷花在瓶插期間開(kāi)放，粉霞和紅綢瓶插期間未開(kāi)放，與鄭麗[8]研究中供試的荷花品種大部分瓶插期間不開(kāi)放一致.瓶插壽命是衡量一個(gè)切花品種好壞的重要指標(biāo)[21]，而荷花切花的瓶插壽命較短，UW+ PS處理可延長(zhǎng)金秋、驚艷18和紫光閣的瓶插壽命.本研究結(jié)果顯示：驚艷18瓶插期間開(kāi)放率最高，且瓶插壽命最長(zhǎng)，UW+ PS處理延長(zhǎng)金秋瓶插壽命約1.2 d，延緩了花瓣的褐化.賀文婷等[18]對(duì)藍(lán)睡蓮的研究發(fā)現(xiàn)，UW+ PS處理延長(zhǎng)了其切花瓶插的壽命；周彩蓮[13]對(duì)荷花切花的瓶插壽命和觀賞品質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，UW+ PS處理延長(zhǎng)了花朵的瓶插壽命，且一定程度上延緩了花瓣的褐化.這些結(jié)果與本研究中處理組的瓶插壽命高于對(duì)照組的結(jié)果一致.說(shuō)明超聲波加保鮮劑復(fù)合處理能夠延長(zhǎng)荷花切花的瓶插壽命，延緩衰老.

切花在瓶插期間的吸水量和失水量的關(guān)系可用水分平衡值衡量，在水分平衡值大于0時(shí)，切花能保持其新鮮程度[22].鮮切花與母體分離后最主要的問(wèn)題是水分流失，因此減緩水分流失是延長(zhǎng)切花瓶插壽命的關(guān)鍵[23].荷花切花瓶插期間的負(fù)水分平衡特點(diǎn)表示，水分平衡失調(diào)是荷花切花瓶插壽命短的主要原因[13].賀文婷等[18]對(duì)藍(lán)睡蓮切花的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲波處理可改善切花的水分狀況，降低失水量，促進(jìn)吸水[18]，與本研究結(jié)果一致.盛玉輝等[24]對(duì)藍(lán)鳥(niǎo)睡蓮的研究結(jié)果顯示，切花瓶插期間的水分平衡值2 d開(kāi)始接近0或小于0，與本研究結(jié)果一致.年林可等[25]對(duì)牡丹切花的研究結(jié)果顯示，在瓶插期間水分平衡值先上升后下降，且5 d開(kāi)始小于0，與本研究結(jié)果不同.說(shuō)明荷花切花的失水情況為主要問(wèn)題，且水分平衡失調(diào)早于其他鮮切花.

蛋白質(zhì)含量的變化與切花采收時(shí)的發(fā)育程度有一定關(guān)系[10]，各種切花從盛開(kāi)到衰老期間其可溶性蛋白質(zhì)含量均有所下降[26].荷花為蕾期采收花卉，瓶插初期蛋白質(zhì)的合成處于主導(dǎo)地位，花朵開(kāi)放，蛋白質(zhì)分解，含量開(kāi)始下降.可溶性蛋白質(zhì)含量的減少是植物花朵衰敗的重要指標(biāo)之一[27].本研究中，通過(guò)UW+ PS處理，可溶性蛋白質(zhì)含量的下降有一定程度減緩，對(duì)金秋的下降趨勢(shì)影響最大.紅綢、綠翠牡丹蓮和紫光閣的下降程度早于驚艷18，且處理組中減緩可溶性蛋白質(zhì)含量下降的效果不明顯.可溶性糖是重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，切花離體后主要靠消耗儲(chǔ)存的總糖以維持生長(zhǎng)[28]，UW+ PS處理可以提高可溶性糖含量，與睡蓮[24]瓶插期間可溶性糖持續(xù)下降的結(jié)果不同.說(shuō)明切花荷花瓶插1～2 d通過(guò)體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖來(lái)儲(chǔ)存能量，第3天開(kāi)始快速消耗.MDA含量可反映膜質(zhì)的過(guò)氧化程度[29]，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除失衡時(shí)，會(huì)造成自由基積累，導(dǎo)致質(zhì)膜發(fā)生過(guò)氧化，引起MDA含量增加，膜質(zhì)組分發(fā)生改變，造成膜結(jié)構(gòu)受損[30].MDA是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物,其含量的多少直接反映出膜脂過(guò)氧化損傷程度[31].李巧玲等[32]研究發(fā)現(xiàn)香石竹和菊花切花瓶插后第9天以及唐菖蒲瓶插后第4天MDA開(kāi)始上升，晚于本研究中荷花切花瓶插期間的MDA含量在第2天顯著上升[32]，與任鵬舉等[33]對(duì)切花百合研究結(jié)果相似，說(shuō)明荷花和百合切花細(xì)胞膜損害出現(xiàn)更早.金秋和驚艷18瓶插期間的MDA含量的上升明顯低于其他品種，說(shuō)明金秋和驚艷18切花花瓣中的MDA積累較為緩慢，超聲波加保鮮劑復(fù)合處理能減緩其在金秋花瓣中的積累.

切花瓶插過(guò)程中，多種酶活性也隨之發(fā)生變化[34].SOD、POD和CAT是植物抗氧化系統(tǒng)的重要酶，其功能主要是對(duì)自由基的清除、避免細(xì)胞膜的損傷，協(xié)同作用可以將過(guò)氧化物轉(zhuǎn)為無(wú)毒或低毒的物質(zhì)，維持活性氧代謝平衡[35-37].本研究結(jié)果顯示：處理組中荷花瓶插期間抗氧化酶SOD的活性高于對(duì)照組，峰值出現(xiàn)時(shí)間延遲，且在荷花品種金秋和驚艷18中表現(xiàn)最為明顯，說(shuō)明超聲波加保鮮劑復(fù)合處理能夠通過(guò)表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化防衛(wèi)機(jī)制，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)的完整性繼而延遲切花的衰老.

4 結(jié)論

荷花品種金秋和驚艷18的瓶插壽命，瓶插期間的開(kāi)放情況，水分平衡值以及生理指標(biāo)明顯優(yōu)于其他荷花品種.超聲波加保鮮劑處理能夠延長(zhǎng)切花荷花壽命及開(kāi)花情況，且對(duì)品種金秋和驚艷18影響明顯，說(shuō)明超聲波加保鮮預(yù)處理對(duì)荷花切花瓶插過(guò)程中花瓣失水衰老具有一定延緩作用.