水溶肥對促成盆栽伊藤牡丹‘巴茨拉’開花品質(zhì)的影響

王占超，史帥營，高雙成，史國安

(河南科技大學 牡丹學院，洛陽市牡丹生物學重點實驗室 河南洛陽 471023)

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)是原產(chǎn)中國的傳統(tǒng)名花，廣泛應用于地栽、盆栽及切花觀賞，素有“國色天香”之美譽[1]，是國際花卉市場上重要的品種類型。牡丹自然花期一般在春夏之交的4～5月份，花期相對集中，有“養(yǎng)花一年、看花十日”的農(nóng)諺[2]。隨著經(jīng)濟水平的不斷提升，人民對非自然花期觀花的需求日趨強烈，利用物理、化學等調(diào)控措施[3-4]，使牡丹在自然花期時間段以外開花，通常稱其為牡丹周年開花調(diào)控技術[5]，分為促成栽培和延后栽培兩類。而牡丹花芽分化完成后，使牡丹在自然花期之前開花稱為促成栽培[6-7]，春節(jié)年宵花市場上牡丹盆花受到消費者的青睞，占到牡丹盆花銷量的70%左右[7]；通過工程化措施進行人工調(diào)控，使牡丹在自然花期之后開花稱為延后栽培，市場應用比例較低。

在牡丹周年開花調(diào)控生產(chǎn)過程中，牡丹盆花存在著植株生長勢較弱、成花數(shù)量少、花朵較小及花色較淡的問題[8-11]。在傳統(tǒng)的牡丹品種中，多以紫、紅、粉、白品種為主，純正的黃色比較稀缺[12]。黃色牡丹品種在盆花生產(chǎn)中數(shù)量較少，伊藤牡丹(PaeoniaItoh groups)中黃色品種豐富，其中‘巴茨拉’(Bartzella)被公認為最漂亮的黃色新品種[13]?！痛睦ò挈S色純正，花頭直立大而香，株形飽滿，長勢旺盛，抗逆性強，雜種優(yōu)勢明顯[14]，在春節(jié)年宵花市場中有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在牡丹促成栽培中，上盆時間、基質(zhì)配伍、低溫春化時間、溫濕度調(diào)控、水肥管理是影響開花質(zhì)量的重要因素[15-17]。開花數(shù)量與質(zhì)量、枝葉花協(xié)調(diào)性是評價盆栽牡丹效果的主要指標[18-19]，受植株營養(yǎng)狀態(tài)的顯著影響。水溶肥能夠促進非洲菊、康乃馨、百合等的生長發(fā)育，促進花朵增大，改善葉片營養(yǎng)，使葉增厚綠[20-22]。而水溶肥是目前無土栽培上常用的植物養(yǎng)分補充物，具有高效水肥同施的特點[23-24]，可以明顯改善植物的營養(yǎng)狀況，提高其觀賞效果[22]；水溶肥能夠促進容器栽培一串紅、朱頂紅、黃芪的營養(yǎng)和生殖生長，提升生產(chǎn)品質(zhì)[25-27]。目前，有關水溶肥在牡丹盆花上的應用未見報道。本試驗在春季廣州異地促成栽培條件下，研究不同濃度水溶肥對‘巴茨拉’植株生長發(fā)育和開花質(zhì)量的影響，以期為伊藤牡丹盆花水肥一體化促成栽培提供技術支持。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗在廣東省廣州市天河區(qū)中國科學院華南植物園進行(113°21′ E，23°11′ N)，海拔20～30 m，亞熱帶海洋性氣候，高溫多雨，多年平均氣溫21.8 ℃，最高月均溫28.3 ℃，最冷月均溫13.3 ℃，極端低溫0 ℃；光照強烈，年光照達1 945 h，年降水量1 600 mm，但分布不均，干濕季明顯，春季適合牡丹的簡易促成栽培。

1.2 試驗設計

試驗材料由洛陽縱橫園藝有限公司提供，選取大小一致，無病蟲害的3年生‘巴茨拉’嫁接苗，植株平均質(zhì)量1.08 kg，于2020年10月13日裝盆(盆高30 cm，上口徑32 cm，下口徑26 cm)，一株一盆，培養(yǎng)基質(zhì)由草炭土和腐熟有機肥混合而成(堿解氮377.55 mg·kg-1，速效磷104.77 mg·kg-1，速效鉀1 537.26 mg·kg-1，有機質(zhì)411.41 g·kg-1，pH 6.78)，上盆后澆足定植水，擺放于盆養(yǎng)基地，露天條件下進行日常管理。

低溫春化作用完成后，于2021年1月12日運抵廣州，記為促成栽培開始時間。使用英國Solufeed公司水溶肥(大量元素水溶肥，N-P-K=20-20-20+TE，銨態(tài)氮3.9%，酰胺態(tài)氮5.8%，硝態(tài)氮9.9%，水溶性磷19.7%，水溶性鉀19.7%，水溶硼0.05%，螯合銅0.05%，螯合鐵0.10%，螯合鈣1.0%，螯合錳0.05%，螯合鋅0.05%，水溶鉬0.003%)進行灌根處理。在莖伸長初期分別用0、0.8、1.2和1.6 g·L-1(分別記為CK、B1、B2和B3) 進行灌根，共灌根3次，每次間隔2 d，每次每盆澆灌1 L，單株重復。

1.3 生長形態(tài)指標測定

透色期，參照Cheng等[10]方法測定形態(tài)指標，每處理觀測5株，用厘米分度尺測量新枝長、葉柄長度；用數(shù)顯毫米分度尺測量花蕾直徑、新枝粗、莖基粗度。盛花期，測定花朵最大花徑，統(tǒng)計成花數(shù)、敗育數(shù)。參考姜楠楠等[28]、劉春洋等[29]方法，記錄單株首末花開花時間，統(tǒng)計成花率、敗蕾率、根系和莖葉鮮樣質(zhì)量。使用Image J數(shù)字化軟件測定植物葉面積，計算比葉面積、比葉質(zhì)量。試驗地的環(huán)境要素用精創(chuàng)RC-4溫濕度記錄計測定。用NR20XE色差計測定花瓣色度[30]。

1.4 生理指標測定

于早上6:00～8:00從各處理中選取無病蟲害，長勢良好，完全展開葉和盛開期花朵，冰盒保存，帶回實驗室，葉片先用蒸餾水沖洗并用濾紙擦干水分，-80 ℃保存，用于生理指標測定。采用1% HCl甲醇溶劑浸提法測定花瓣花青素和類黃酮含量[31]。葉片和花瓣葉綠素和類胡蘿卜素含量測定采用丙酮乙醇混合溶劑提取法，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍法G-250染色法，可溶性糖含量測定采用蒽酮法[32]?；|(zhì)養(yǎng)分含量參考土壤農(nóng)化分析方法測定。植株用濃H2SO4-H2O2消煮，采用火焰原子吸收法測定全鉀(K)含量，使用AA3型連續(xù)流動分析儀測定植株全氮(N)和全磷(P)含量[33]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Office Excel 2016和SPSS 17.0軟件進行方差分析和顯著性檢驗(鄧肯氏檢驗，α=0.05)。

2 結果與分析

2.1 環(huán)境溫濕度動態(tài)變化及‘巴茨拉’促成栽培發(fā)育進程

圖1顯示，‘巴茨拉’促成栽培過程總時長54 d，萌動到開花時長為32 d，環(huán)境均溫19.6 ℃，平均濕度72.9%?！痛睦俪稍耘嗟钠鹗紩r間為2021年1月12日，當日最低溫度為8.2 ℃，最高溫度22.9 ℃，均溫13.8 ℃，此時花芽深紅，堅硬飽滿長2 cm。2月2日進入萌動期，花芽開始萌動伸長、鱗片開裂，芽頂尖露出，芽長3 cm。2月4日進入莖快速伸長期，新枝長14 cm，此時幼葉紫紅色皺縮，緊貼新枝，不可見花蕾，萌發(fā)期間均溫20.6 ℃，平均濕度74.4%。2月13日進入展葉期，新枝長達25 cm，葉色淡綠，葉緣呈淡紅，莖葉生長速度明顯加快，葉柄傾斜，葉片展開。2月16日進入展葉后期，此時葉緣淺紅，中間淺綠色，葉片伸展，新枝長30 cm，花蕾直徑1 cm。2月22日花蕾進入緊實期，新枝長40 cm，花蕾直徑1.5 cm。3月2日花蕾進入透色期，花蕾直徑2.6 cm，花枝長50 cm，花蕾飽滿，蓬松，外層花瓣開始松動。3月6日進入盛花期，50%花朵開放，花藥完全外露。

2.2 水溶肥濃度對‘巴茨拉’植株生長狀況的影響

水溶肥能夠顯著促進‘巴茨拉’植株生長，并以B2處理效果最佳(表1)。其中，隨著水溶肥濃度的增加，‘巴茨拉’莖葉鮮樣質(zhì)量、根系鮮樣質(zhì)量和植株總鮮樣質(zhì)量均呈現(xiàn)逐漸增加趨勢，但與對照差異不顯著；并各水溶肥處理(B1-B3)植株花枝長度、粗度和莖基粗度均顯著高于對照，又以B2水溶肥處理(1.20 g·L-1)最高，分別比對照顯著增加了21.1%、16.0%和16.4%(P<0.05)。說明適宜濃度的水溶肥對‘巴茨拉’花枝的營養(yǎng)生長有顯著促進作用。

2.3 水溶肥濃度對‘巴茨拉’葉片生長和生理狀況的影響

水溶肥對‘巴茨拉’葉片生長和生理狀況有顯著的調(diào)節(jié)作用(表2)。首先，各水溶肥處理葉片葉綠素含量和類胡蘿卜素含量均顯著高于對照，B2和B3葉片SPAD值也顯著高于對照，其中B2處理(1.2 g·L-1)分別較相應對照顯著提高28.0%、28.6%和8.0%；同時，各水溶肥處理葉片可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量也均顯著高于相應對照，其中B2處理增幅分別為22.9%和9.1%。另外，各水溶肥處理比葉質(zhì)量和葉柄長度大多比對照顯著增大，而比葉面積有降低的趨勢。以上結果說明適宜濃度水溶肥能夠有效改善‘巴茨拉’葉片的碳、氮營養(yǎng)，顯著提高葉片光合色素含量，從而改善‘巴茨拉’葉片的生長狀況。

2.4 水溶肥濃度對‘巴茨拉’花蕾發(fā)育的影響

2.4.1 開花品質(zhì)水溶肥處理對盆栽‘巴茨拉’開花質(zhì)量有顯著影響(表3)。其中，各水溶肥處理花蕾直徑均顯著高于對照，增幅在3.3%～7.7%之間，并以B2處理(1.2 g·L-1)最大；成花率和花蕾敗育率僅在B3處理下與對照差異顯著，但成花率隨著水溶肥濃度增加而提高，花蕾敗育率則隨之降低；敗育花蕾數(shù)在各水溶肥處理下均與對照無顯著差異；成花數(shù)在水溶肥處理及對照之間均無顯著差異。可見，高濃度水溶肥(1.6 g·L-1)處理顯著提高單株成花率和花蕾直徑，并顯著降低花蕾的敗育率；低濃度水溶肥處理對各花蕾指標均無顯著影響。說明水溶肥對促成栽培‘巴茨拉’花蕾發(fā)育的影響主要表現(xiàn)為花蕾直徑的增大。

表1 不同濃度水溶肥處理下‘巴茨拉’植株營養(yǎng)生長情況

表2 不同濃度水溶肥處理下‘巴茨拉’主要葉片養(yǎng)分和生長特征

2.4.2 花朵開放質(zhì)量表4顯示，與對照相比，‘巴茨拉’最大花朵直徑在B2和B3水溶肥處理下分別顯著增大16.0%和11.8%，促成栽培時間在B2處理顯著縮短4.45 d，最佳觀賞期也在B2處理顯著延長5.08 d。而末花開放時間和單花壽命在各處理下均無顯著變化。以上結果提示，適宜濃度的水溶肥能夠提高‘巴茨拉’盆花質(zhì)量和觀賞品質(zhì)。

2.4.3 花瓣色度‘巴茨拉’花瓣為亮黃色。表5表明，B2和B3水溶肥處理顯著提高花瓣明度L*值，并以B2處理最高，明度值較對照顯著提高了3.98% (P<0.05)；隨水溶肥濃度增大，花瓣紅值a*依次顯著降低，而黃度b*值和彩度c*依次升高，且在B2和B3處理下與對照差異均達到顯著水平。期間，花瓣h值變化幅度較小。以上結果表明水溶肥能使‘巴茨拉’花朵顏色更加艷麗，中高濃度水溶肥對花瓣色彩提升較為明顯。

2.4.4 花瓣呈色物質(zhì)含量類黃酮、類胡蘿卜素和葉綠素是‘巴茨拉’花瓣的主要呈色物質(zhì)，它們隨著水溶肥濃度的增加整體呈上升的趨勢，并在B2和B3處理下均與對照差異顯著，此時花瓣類黃酮含量分別比對照提高了28.4%和16.2% (P<0.05)，類胡蘿卜素含量分別顯著提高9.4%和49.1%，而花瓣葉綠素含量分別提高了42.6%和47.7%(表6)。同時，隨著水溶肥濃度的增加，花瓣可溶性糖含量也表現(xiàn)出顯著升高的趨勢，增幅在9.7%～17.6%之間。另外，水溶肥處理卻使花瓣花色素苷不同程度降低。說明水溶肥對提升‘巴茨拉’盛花期花瓣呈色物質(zhì)含量有顯著的調(diào)控作用。

表3 促成栽培條件下水溶肥對‘巴茨拉’花蕾發(fā)育的影響

表4 促成栽培條件下水溶肥對‘巴茨拉’花朵開放質(zhì)量的影響

表5 ‘巴茨拉’盛花期花瓣色度的變化

表6 ‘巴茨拉’盛花期花瓣中色素和可溶性糖含量的變化

2.5 水溶肥濃度對‘巴茨拉’各器官中N、P和K元素含量的影響

N、P和K是植株生長發(fā)育的三大營養(yǎng)元素，通過N、P、K元素含量分析可以了解植物的養(yǎng)分利用與限制狀況。由表7可知，氮元素在‘巴茨拉’植株分布規(guī)律為葉 > 根 > 莖，各水溶肥處理能顯著提高植株全氮的積累，其含量在根、莖、葉器官中均呈現(xiàn)隨施肥濃度的增大而增加的趨勢，且各濃度處理大多與相應對照差異顯著。磷元素在‘巴茨拉’植株中分布規(guī)律與氮元素相同，即葉 > 根 > 莖；隨著水溶肥濃度的增加，全氮分布規(guī)律不一致，全磷含量在根中無顯著變化，在莖中有增加的趨勢，且中高濃度處理(B2和B3)顯著高于對照，而在葉片中則有先升后降的趨勢，并在高濃度處理顯著低于對照。植株全鉀分布規(guī)律為莖 > 葉 > 根，其中根部和莖部全鉀含量有隨水溶肥濃度上升呈現(xiàn)增加的趨勢，且中高濃度處理顯著高于相應對照，而葉片全鉀含量在各處理間均無顯著差異?？梢?，水溶肥可以為盆栽‘巴茨拉’提供三大營養(yǎng)素，且中高濃度對各器官養(yǎng)分積累作用較大。

3 討 論

3.1 水溶肥對盆栽‘巴茨拉’氮、磷、鉀營養(yǎng)的調(diào)控效應

與地栽相比，容器栽培條件下植物根系營養(yǎng)水平和生長空間受限，是其生長的主要影響因素[8, 34]。氮、磷、鉀大量元素在植物的生長發(fā)育和代謝活動中發(fā)揮著重要作用，根系作為養(yǎng)分利用的直接場所，在盆栽植物生長發(fā)育中更為重要[35-38]。研究顯示，適宜氮水平能夠促使植物早花，而高氮和氮饑餓條件則顯示出相反的效果[35]。本試驗結果表明，隨著水溶肥濃度升高，‘巴茨拉’植株各器官氮素含量呈現(xiàn)增加趨勢，水溶肥灌根增加了牡丹‘巴茨拉’根部的無機營養(yǎng)，從而增強植株吸收利用大量元素。目前，水溶肥已經(jīng)成為盆栽植物養(yǎng)分調(diào)控的重要技術手段[24-25]，能夠有效地增加養(yǎng)分供給，提高花卉品質(zhì)及促進提前開花[39-40]，而水溶肥及其微量元素的吸收分配與作用機理有待進一步深入研究。

3.2 水溶肥對盆栽‘巴茨拉’植株和葉片生長的調(diào)控效應

牡丹促成栽培條件下，植株營養(yǎng)器官和生殖器官之間容易出現(xiàn)養(yǎng)分競爭，導致植株生長不良而引起花蕾敗育，出現(xiàn)枝、葉、花生長不協(xié)調(diào)，整體觀賞效果較差[41-42]。水溶肥能夠提高盆栽‘巴茨拉’葉片中葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量，促進有機物代謝活動，加速植株和葉片生長發(fā)育。其中，1.2 g·L-1水溶肥處理使‘巴茨拉’花枝長度與莖基粗度分別比對照提高了21.1%和16.0%，這一結果與水溶肥促進石斛組培苗和香石竹植株的生長[43-44]，以及適宜濃度均衡型水溶肥提高八仙花觀賞效果的結論相一致[39]。

3.3 水溶肥對盆栽‘巴茨拉’花蕾發(fā)育的調(diào)控效應

花朵大小和色澤作為重要的商品屬性，直接決定盆花的商品價值[17-18]。本研究中不同水平水溶肥處理后‘巴茨拉’花蕾直徑顯著增大3.3%～7.7%，1.2 g·L-1處理使花朵直徑增加了16.0%，并顯著縮短促成時間4.45 d。這與300 mg·L-1腐殖酸改善盆栽芍藥開花質(zhì)量結果相似[45]。黃色牡丹花色奇特，類黃酮、類胡蘿卜素及葉綠素是黃色牡丹花瓣呈色的基礎[46-47]。任忠秀等研究表明均衡型水溶肥能提高玫瑰花瓣呈色物質(zhì)含量[48]。本試驗中1.2 g·L-1水溶肥處理‘巴茨拉’花瓣類黃酮、類胡蘿卜素及葉綠素含量分別比對照顯著增加28.4%、9.4%和42.6%，亦增強了其表觀色度值，提高了‘巴茨拉’盆花的商品品質(zhì)。

3.4 ‘巴茨拉’盆花生產(chǎn)中營養(yǎng)調(diào)控策略

合理水肥養(yǎng)分管理能顯著改善牡丹植株整體營養(yǎng)狀態(tài)，提升開花品質(zhì)[39, 43]。目前，牡丹黃色品種反季節(jié)促成栽培技術少見報道，花期調(diào)控理論和技術有待進一步完善提高。本研究施用適宜濃度水溶肥后，顯著改善了盆栽‘巴茨拉’開花品質(zhì)，花蕾成花率可提升13.5%，提前4.5 d開花，延長5.0 d觀賞期，顯著提高花瓣呈色物質(zhì)含量和亮度，使枝條和葉片協(xié)調(diào)，提高了盆花的整體觀賞效果。在‘巴茨拉’促成栽培中，應該進行合理養(yǎng)分管理，使用1.2 g·L-1水溶肥在莖伸長初期能顯著促進早日成花，花色靚麗，顯著提升盆花整體品質(zhì)。因此，在年宵花生產(chǎn)中，使用均衡性水溶肥補充‘巴茨拉’礦質(zhì)營養(yǎng)，以期提高成花質(zhì)量是反季節(jié)生產(chǎn)的重要調(diào)控策略，水溶肥調(diào)控牡丹盆花的養(yǎng)分利用生理機制尚需要深入研究。

致謝：感謝中國科學院華南植物園李濤濤副研究員、謝麗紅博士和尹春曉博士在試驗過程中提供的技術支持；感謝洛陽縱橫園藝有限公司提供試驗種苗材料。