貯藏方式對蘿卜抽薹開花的影響

徐文玲 李一鳴 劉賢嫻 劉辰 付衛(wèi)民 牛蘊(yùn)華 王淑芬

關(guān)鍵詞：蘿卜；貯藏方式；抽薹；開花；理化指標(biāo)

在蘿卜傳統(tǒng)育種中，長江以北地區(qū)秋季繁殖的母株大多以埋藏、窖藏、假植或通風(fēng)庫等方式度過冬季低溫階段。這些簡易貯藏方式易受到外界環(huán)境影響，如果貯藏期間的溫度、濕度管理不善，或遇到氣溫偏高、偏低或雨雪過多等特殊年份，母株在窖中會(huì)發(fā)生抽薹或者爛窖等現(xiàn)象，對蘿卜育種工作造成不可挽回的損失。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，冷庫貯藏因其溫度、濕度管理穩(wěn)定易控，且具有不受地區(qū)、季節(jié)限制等優(yōu)點(diǎn)而正逐漸取代傳統(tǒng)的埋藏等簡易貯藏方式。但由于受條件限制，目前生產(chǎn)上冷庫、埋藏、窖藏等多種貯藏方式仍并存，冷庫貯藏仍普遍采用單一不變的低溫管理方式。在春季繁種實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的貯藏方式相比，這種不變的冷庫貯藏的母株繁種優(yōu)勢并不明顯，甚至出現(xiàn)繁種量不如簡易貯藏方式的現(xiàn)象。因此詳細(xì)探明蘿卜冷庫貯藏方式與傳統(tǒng)貯藏方式下抽薹開花特性的差異，解析差異產(chǎn)生的原理，對于制定更加科學(xué)的冷庫貯藏管理措施以充分發(fā)揮其可調(diào)控的優(yōu)勢和蘿卜育種具有重大意義。

蘿卜在花芽分化階段容易受到外界環(huán)境的影響，各項(xiàng)生理指標(biāo)隨著外界環(huán)境的改變出現(xiàn)相應(yīng)的變化。目前關(guān)于外界條件影響蘿卜抽薹、開花的研究主要集中在不同光溫處理等對抽薹、開花時(shí)間及抽薹前后各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的變化等方面。而對蘿卜收獲后貯藏方面的研究，僅限于貯藏過程中肉質(zhì)根品質(zhì)的變化規(guī)律及保鮮貯藏技術(shù)，未見貯藏方式對蘿卜抽薹開花影響方面的研究。為此，本試驗(yàn)以‘濰縣青蘿卜為材料，研究不同貯藏方式對其抽薹、開花時(shí)間及抽薹、開花過程中生理生化指標(biāo)的影響，分析不同貯藏方式下抽薹開花習(xí)性差異產(chǎn)生的原因，以期為充分發(fā)揮冷庫貯藏優(yōu)勢、提高蘿卜繁種產(chǎn)量和質(zhì)量提供技術(shù)和理論參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試蘿卜品種為‘濰縣青。其種子由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所蘿卜課題組提供，于2020年8月25日播種于該所試驗(yàn)基地，11月4日采收母株。采收標(biāo)準(zhǔn)：外形均勻細(xì)長，無病蟲害，生長點(diǎn)完整。采收蘿卜分為3份，每份50個(gè)。每份為1個(gè)處理，共3個(gè)處理。

1.2貯藏試驗(yàn)與定植采樣

倉庫貯藏處理：無陽光照射的背陰處倉庫，無溫度調(diào)控設(shè)備，通風(fēng)良好。蘿卜用尼龍袋分裝碼放。外界溫度降到-5℃左右進(jìn)行覆蓋保溫，溫度回升后（2月11日左右）去掉。

埋藏處理：挖深1.5m、寬1.0m的土坑，將蘿卜放入坑底，頂部覆土約25cm左右（使用土溫傳感器測量溫濕度），外界溫度降到-5℃左右進(jìn)行覆蓋保溫，溫度回升后（2月11日左右）去掉。

冷庫貯藏處理：冷庫為4℃恒溫管理，蘿卜用尼龍袋分裝，碼放于架子上。

貯藏期間溫度測量與計(jì)算：有研究表明一天中4次觀測的算術(shù)平均值可以真實(shí)反映該天的氣溫狀況。每天測定02：00、08：00、14：00、20：00共4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫度，取其平均值。

定植時(shí)間：2021年3月15日在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所試驗(yàn)基地定植。

采樣：分別在蘿卜抽薹前（大田定植后5d）、抽薹期和盛花期取樣。3個(gè)時(shí)期取樣部位均為葉片。每個(gè)處理混合取樣后放置在離心管中，于-80℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3測定指標(biāo)及方法

1.3.1生理指標(biāo)測定可溶性蛋白含量測定參照趙英永等的考馬斯亮藍(lán)G-250比色法，可溶性糖含量測定參照丁雪梅等的硫酸一蒽酮比色法。

1.3.2酶活性測定使用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司試劑盒測定過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性。

1.3.3生長激素含量測定由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院采用酶聯(lián)免疫法測定各內(nèi)源激素含量，包括IAA、ABA和GA3。

1.3.4生長指標(biāo)測定盛花期每個(gè)處理選擇長勢一致的蘿卜植株20棵進(jìn)行標(biāo)記測量。株高使用米尺測量地面到植株頂端的高度，花莖直徑使用游標(biāo)卡尺測量；記錄每個(gè)處理蘿卜現(xiàn)蕾、抽薹以及開花的日期。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 26.0軟件分析處理數(shù)據(jù)，采用Duncan's法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（P<0.05），用Microsoft Excel 2019作圖。

2結(jié)果與分析

2.1貯藏期間不同貯藏方式的溫度變化

由圖1知，從11月中旬收獲后入庫貯藏，到第二年3月中旬定植，歷時(shí)大約4個(gè)月左右。在此期間埋藏、倉庫貯藏處理的溫度變化規(guī)律相似，均經(jīng)歷從高到低再從低緩慢回升的變溫過程，且埋藏溫度一直略低于倉庫貯藏。冷庫貯藏因?yàn)橛锌販卦O(shè)施，溫度上下浮動(dòng)較小，基本都保持在4℃左右。

從埋藏、倉庫貯藏的溫度變化規(guī)律可以看出，貯藏期間的溫度變化可分為3個(gè)階段：第一階段從11月中旬貯藏開始到12月中旬，是一個(gè)溫度下降坡度較大的變溫過程，溫度逐步下降到4℃左右，歷時(shí)大約1個(gè)月；第二階段從12月中旬到2月上旬，溫度變化幅度相對較平緩，處于冬季最冷時(shí)段，貯藏溫度在0～4℃左右，歷時(shí)約2個(gè)月；第三階段從2月中旬到3月中旬定植前，該階段倉庫貯藏和埋藏處理溫度均隨環(huán)境溫度回升而呈升高趨勢，時(shí)間大約1個(gè)月。冷庫貯藏因?yàn)闇囟茸兓容^小，相對于其他兩種貯藏方式，其溫度變化趨勢幾乎為一條直線。

2.2貯藏方式對蘿卜抽薹、開花時(shí)間的影響

由表1知，三種貯藏方式中，倉庫貯藏最早現(xiàn)蕾、抽薹和開花，埋藏次之，冷庫貯藏最晚。冷庫貯藏蘿卜現(xiàn)蕾、抽薹和開花比倉庫貯藏分別延遲10、11d和12d，比埋藏均延遲7d，埋藏比倉庫貯藏分別延遲3、4d和5d。

2.3貯藏方式對蘿卜種株株高和花莖直徑的影響

由表2知，倉庫貯藏蘿卜的種株株高和花莖直徑顯著大于另兩個(gè)處理，其次是埋藏，冷庫貯藏最小。3個(gè)處理間株高差異均顯著，倉庫貯藏的花莖直徑與埋藏、冷庫貯藏差異顯著，埋藏和冷庫貯藏間差異不顯著。

2.4貯藏方式對蘿卜抽薹前后葉片可溶性糖含量的影響

由圖2可知，抽薹前后葉片可溶性糖含量均表現(xiàn)為倉庫貯藏>埋藏>冷庫貯藏，且倉庫貯藏和埋藏處理均顯著高于冷庫貯藏。抽薹前和抽薹期埋藏和倉庫貯藏之間葉片可溶性糖含量差異不顯著，盛花期二者差異顯著。3個(gè)發(fā)育時(shí)期相比，蘿卜葉片可溶性糖含量抽薹期最高，盛花期最低。

2.5貯藏方式對蘿卜抽薹前后葉片可溶性蛋白含量的影響

圖3所示，抽薹前后蘿卜葉片可溶性蛋白含量均是倉庫貯藏高于其他處理，埋藏次之，冷庫貯藏最低，且倉庫貯藏和冷庫貯藏差異顯著。埋藏與冷庫貯藏抽薹前和盛花期葉片可溶性蛋白含量差異顯著，抽薹期差異不顯著。埋藏和倉庫貯藏相比，抽薹前差異不顯著，抽薹期和盛花期差異顯著。3個(gè)發(fā)育時(shí)期相比，葉片可溶性蛋白含量抽薹前最高，盛花期次之，抽薹期最低。

2.6貯藏方式對蘿卜抽薹前后葉片酶活性的影響

由圖4可知，抽薹前后均是倉庫貯藏處理蘿卜葉片CAT活性最高，埋藏次之，冷庫貯藏最低。倉庫貯藏與其他兩種貯藏方式的葉片CAT活性差異顯著，埋藏和冷庫貯藏相比抽薹前和抽薹期差異顯著，盛花期差異不顯著。3個(gè)發(fā)育時(shí)期相比，葉片CAT活性抽薹期最高，盛花期最低。

由圖5可知，在抽薹、開花過程中，倉庫貯藏處理蘿卜葉片SOD活性高于埋藏和冷庫貯藏，埋藏次之，冷庫貯藏活性最低。抽薹前后倉庫貯藏和冷庫貯藏的葉片SOD活性差異均顯著：倉庫貯藏和埋藏抽薹前和抽薹期葉片SOD活性差異顯著，盛花期差異不顯著；埋藏和冷庫貯藏處理3個(gè)發(fā)育時(shí)期葉片SOD活性差異均不顯著。3個(gè)發(fā)育時(shí)期相比，葉片SOD活性均為抽薹期最高，盛花期最低。

2.7貯藏方式對蘿卜抽薹前后葉片激素含量的影響

由圖6A知，不同貯藏方式相比，倉庫貯藏處理3個(gè)發(fā)育時(shí)期的蘿卜葉片ABA含量均高于另外兩個(gè)處理，且差異顯著：埋藏略高于冷庫貯藏，但二者差異不顯著。葉片ABA含量抽薹期最高，盛花期最低。

由圖6B知，不同發(fā)育時(shí)期倉庫貯藏處理蘿卜葉片IAA含量均高于另外兩個(gè)處理，且差異顯著；埋藏略高于冷庫貯藏，抽薹前二者葉片IAA含量差異顯著，抽薹期和盛花期差異不顯著。葉片IAA含量抽薹期最高。

由圖6C可得，不同貯藏處理比較，倉庫貯藏蘿卜葉片GA3含量最高，埋藏次之，冷庫最低。不同發(fā)育時(shí)期倉庫和冷庫貯藏處理的葉片GA3含量均差異顯著：倉庫貯藏與埋藏相比抽薹期和盛花期差異顯著，抽薹前差異不顯著：埋藏和冷庫貯藏則在抽薹前差異顯著，抽薹期和盛花期差異不顯著。

3討論與結(jié)論

前人研究表明，低溫冷庫貯藏的蘿卜母株病株率低，商品外觀、營養(yǎng)品質(zhì)等性狀顯著優(yōu)于簡易貯藏，尤其是在秋冬季溫度異常年份表現(xiàn)優(yōu)勢明顯。但另一方面，在蘿卜育種生產(chǎn)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)，冷庫貯藏存在一些問題：與傳統(tǒng)的簡易貯藏方式相比，冷庫貯藏的同一份育種材料的抽薹開花時(shí)間存在一定差異，不同材料間抽薹開花時(shí)間的變化幅度也不同，且其繁種量低于簡易貯藏。這種現(xiàn)象對育種工作造成一定影響。詳細(xì)探明冷庫與其他傳統(tǒng)貯藏方法對蘿卜抽薹開花影響的差異，揭示差異產(chǎn)生的原因，進(jìn)而改進(jìn)貯藏技術(shù)是本試驗(yàn)的目的。本研究結(jié)果表明，冷庫貯藏比埋藏、倉庫貯藏蘿卜分別延遲開花7d和12d，冷庫貯藏的株高和花莖直徑也低于其他兩種貯藏方式：抽薹前后葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量，CAT、SOD活性及ABA、IAA、GA，含量均以冷庫貯藏最低。綜合以上研究結(jié)果看出，冷庫貯藏蘿卜的各項(xiàng)指標(biāo)低于埋藏和倉庫貯藏。這表明冷庫貯藏蘿卜種株會(huì)延遲抽薹、開花時(shí)間，并且采種株在繁種期間的生長也明顯弱于傳統(tǒng)的簡易貯藏方式。

前人研究表明，植物已經(jīng)進(jìn)化出復(fù)雜的感覺系統(tǒng)來感知環(huán)境溫度變化，并根據(jù)溫度變化優(yōu)化其生長、發(fā)育和繁殖進(jìn)程。植物生長發(fā)育過程中，花期對溫度要求最為嚴(yán)格，低溫脅迫會(huì)引起花期推遲，高溫脅迫則會(huì)使花期提早，溫度過高過低均會(huì)導(dǎo)致花粉敗育等不利現(xiàn)象的發(fā)生。研究表明，氣溫在22～25℃、空氣相對濕度在40%～50%時(shí)最適合授粉、結(jié)莢。山東早春和晚春氣溫變化幅度較大，5月15日以后經(jīng)常出現(xiàn)28℃以上氣溫，甚至連續(xù)出現(xiàn)30℃以上高溫，且干熱風(fēng)較多。這種氣候條件一方面會(huì)影響花粉的育性，不利于蘿卜的授粉和結(jié)莢，另一方面連續(xù)高溫會(huì)促使蘿卜種株花序頂端不再分化新的花蕾，迅速結(jié)束開花過程，而完全進(jìn)入種莢發(fā)育成熟階段，以保證在后期高溫季到來前順利完成種子的發(fā)育過程。因此，從蘿卜抽薹開花到5月中旬這段時(shí)間為最佳授粉結(jié)籽時(shí)間，這段時(shí)間的長度及種株的發(fā)育狀況決定繁種量。本研究表明，冷庫貯藏與傳統(tǒng)貯藏方式相比，延遲了抽薹、開花時(shí)間，導(dǎo)致整個(gè)生殖生長時(shí)間相對縮短，促使蘿卜種株在相對于埋藏和倉庫貯藏方式更短的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)生殖生長過程，其種株高度和花莖直徑均低于其他兩種貯藏方式，最終影響其春季的繁種量。因此可得知，在冬季貯藏過程中未出現(xiàn)管理不善或者異常氣候條件下，蘿卜種株秋收后進(jìn)行冷庫貯藏．其在來年春季繁種中并沒有優(yōu)勢，相反會(huì)因?yàn)榛ㄆ诳s短、采種株長勢弱最終影響繁種量。同時(shí)冷庫貯藏相對于傳統(tǒng)簡易貯藏方式還消耗較多電能，這種高投入、低產(chǎn)出的繁種方式不符合國家倡導(dǎo)的高效節(jié)能原則。因此迫切需要改善當(dāng)前蘿卜冷庫貯藏的管理方式，以提高其種株的繁種率。

三種貯藏方式的種株在田間定植后管理措施相同，出現(xiàn)上述差異的原因或與冷庫貯藏過程中的溫度變化與其他兩種方式不同有關(guān)。為度過冬天漫長的低溫逆境，蘿卜在漫長的進(jìn)化過程中，形成了冬季需感受一定時(shí)間的低溫才能完成春化過程的習(xí)性，并在感受到春季溫度回升這一信號(hào)后才會(huì)進(jìn)一步啟動(dòng)花芽分化程序，從而進(jìn)行抽薹開花，這是蘿卜為適應(yīng)逆境產(chǎn)生的一種自我保護(hù)機(jī)制。埋藏和倉庫貯藏過程中，溫度變化趨勢與外界環(huán)境一致，契合蘿卜長期進(jìn)化過程中形成的抽薹開花所需的自然界變溫過程。而冷庫貯藏溫度一直是4℃左右，相當(dāng)于蘿卜一直處于低溫逆境環(huán)境，雖然定植前也已經(jīng)完成了低溫春化這一過程，但是其感受不到溫度緩慢回升的信號(hào)，某些抽薹、開花、發(fā)育的相關(guān)程序無法啟動(dòng)或啟動(dòng)遲緩，大田定植后其種株在感受到外界環(huán)境較高的溫度刺激才開始啟動(dòng)該程序。因而，冷庫貯藏蘿卜抽薹開花比倉庫貯藏、埋藏方式延遲，其生殖發(fā)育期縮短，導(dǎo)致株高、花莖指標(biāo)值較低，可溶性糖和可溶性蛋白含量、酶活性及激素水平等各項(xiàng)生理指標(biāo)值也較低。

改進(jìn)目前蘿卜種株冷庫貯藏的溫度管理模式，是解決冷庫貯藏對春季繁種不利影響的有效途徑。冷庫貯藏具有溫濕度可調(diào)的優(yōu)勢，可以通過模擬自然界和傳統(tǒng)貯藏方式的溫度變化規(guī)律，整合冷庫貯藏和傳統(tǒng)貯藏的優(yōu)勢，提高繁種量。根據(jù)本研究結(jié)果推測，在蘿卜春季定植前1個(gè)月左右逐步升高冷庫溫度，相當(dāng)于給冷庫貯藏的蘿卜種株加入一個(gè)與傳統(tǒng)貯藏方式相似的升溫信號(hào)刺激，從而在其貯藏后期就可以啟動(dòng)花芽分化程序，定植后就能加快抽薹開花進(jìn)程：另一方面這種管理措施也可以有效節(jié)約能源，達(dá)到國家大力推行的節(jié)能環(huán)保要求。但定植前具體多少天開始變溫管理，能夠使精細(xì)的升溫幅度既可以促進(jìn)定植后早抽薹、開花，又不會(huì)因快速升溫造成貯藏期間抽薹或定植后抽薹過早繼而遇到“倒春寒”產(chǎn)生凍害，是下一步需要研究的內(nèi)容。