蠶豆人工春化誘導(dǎo)技術(shù)研究

徐兵劃　祁婷　曹玉杰等

摘要：為了探索適宜蠶豆（Vicia faba L.）提早結(jié)莢技術(shù)體系，以大朋一寸蠶豆品種為材料，對蠶豆種子進(jìn)行4、0、- 4 ℃低溫的10、20、30 d春化處理。結(jié)果表明，0 ℃/20 d、0 ℃/30 d低溫處理的蠶豆從播種到青莢采收，其周期與對照相比分別提前60 d和50 d，而4、0、- 4 ℃的10 d低溫處理與對照相比無差異。0 ℃/20 d處理的平均單株青莢數(shù)的增加最為明顯，為57個，其次是0 ℃/30 d為51個，分別比對照增加了17和11個。0 ℃/20 d低溫處理的百顆鮮粒重最高為360 g，而對照組為330 g，提高了約9%。株高除了0 ℃/20 d、4 ℃/20 d偏高以外，其他組相較于對照組無明顯差異。由以上結(jié)果得知，春化處理時間以20 d最好，處理溫度以0 ℃春化的效果最好，4 ℃次之。

關(guān)鍵詞：蠶豆（Vicia faba L.）；人工春化誘導(dǎo)；低溫；大朋一寸

中圖分類號：S643.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）19-4673-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.19.005

Abstract：This study is to explore the establishment of broad bean early-podding technical system. "Dapengyicun" was the material. Broad bean seeds were treated for 10， 20 and 30 days at 4 ℃， 0 ℃ and -4 ℃ for vernalization. The results showed that the periods from sowing to green pod harvest of the 0 ℃/20 d and 0 ℃/30 d treatment were 60 and 50 days shorter than the control， respectively. But the 10 days treatment had no difference with the control. The most significant increase in the average number of pods per plant came with the 0 ℃/20 d treatment， and then the 0 ℃/30 d treatment. The average number of pods per plant of these two treatments was 57 and 51， 17 and 11 more than the control， respectively. One hundred fresh grain weight of 0 ℃/20 d treatment increased most significantly， compared to the control， by about 9%. Plant heights of 0 ℃/20 d and 4 ℃/20 d treatment were higher than the control， and other treatments had no significant difference with control. In conclusion， 20 days would be the best time of vernalization induction. The best vernalization temperature would be 0 ℃， and 4 ℃ the second.

Key words： broad bean（Vicia faba L.）； artificial vernalization； hypothermia； Dapengyicun

蠶豆（Vicia faba L.）又名胡豆、佛豆、羅漢豆等，起源于亞洲西南到非洲北部一帶[1]，一年生或二年生草本植物，是中國最大的食用豆類之一[2，3]。中國蠶豆種植面積、總產(chǎn)量分別占世界的42.76%和46.94%[4]，居世界首位。蠶豆是糧食、蔬菜、飼料和綠肥兼用作物，也是中國南方地區(qū)冬季豆類作物[2]。近年來，隨著蠶豆鮮銷市場的拓展，市場需求量的增加，鮮食蠶豆生產(chǎn)得到了較快發(fā)展，種植效益也日漸顯現(xiàn)。大力發(fā)展菜用蠶豆可以充分利用南方大量的冬閑耕地和冬閑勞力資源來增加農(nóng)民收入、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，同時能改良土壤、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

大多數(shù)冬性一年生或二年生植物在其種子萌動期或營養(yǎng)生長初期都必須經(jīng)過一定時期的低溫春化處理才能開花[5-6]。春化是某些重要基因在特定的條件下按照一定的時空順序、不斷解除阻遏而得到程序性表達(dá)的遺傳控制的生理生化過程[7-9]。國內(nèi)外對種子春化植物小麥和擬南芥研究較多[10-11]，但關(guān)于蠶豆春化作用的研究則很少。

目前中國南方一些地區(qū)，蠶豆的保護(hù)地促成栽培正在逐漸成為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的途徑之一。南通農(nóng)科所在蠶豆人工春化的技術(shù)體系上已經(jīng)取得重要進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)一定的低溫春化處理有利于促進(jìn)蠶豆開花，提早上市，但是該體系在其他地區(qū)仍有待生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)證明。

本試驗(yàn)以大朋一寸為材料（該品種蠶豆商品性狀及植物特性比較優(yōu)良），對萌動的蠶豆種子進(jìn)行不同春化溫度以及不同春化時間處理，研究不同春化時間及春化溫度對蠶豆早熟性及生長狀況的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為大朋一寸，系福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所育成的大粒菜用型蠶豆新品種，2009年通過福建省農(nóng)作物品種審定委員會新品種認(rèn)定。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2013年1月進(jìn)行，選取大小一致、粒型飽滿、無蟲眼的蠶豆，浸種時間為24 h，每12 h淘洗、換水1次。待蠶豆飽脹，無癟、無皺紋、切開斷面無白心、平嘴處皮殼未開裂時結(jié)束浸種。將浸過的蠶豆裝入網(wǎng)袋，放入3%石灰水中，浸泡5 min，然后將其取出用清水沖洗兩遍，瀝干水分，用濕麻袋或棉布包裹，放入培育器中催芽。催芽溫度控制在約20 ℃，濕度在90%以上，露白種子數(shù)達(dá)90%時，送入低溫冷藏箱中春化（圖1）。

在托盤底部放3 層濕紗布，將蠶豆種子分散于濕潤紗布上，上面蓋一層濕毛巾，放入冷藏箱進(jìn)行低溫春化處理。設(shè)9個春化處理組合，分別為-4 ℃/10 d，-4 ℃/20 d，-4 ℃/30 d，0 ℃/10 d，0 ℃/20 d，0 ℃/30 d，4 ℃/10 d，4 ℃/20 d，4 ℃/30 d，每個處理60粒蠶豆。以浸種催芽露白不經(jīng)低溫處理的蠶豆為對照。每天用清水沖洗蠶豆，防止種子發(fā)霉變質(zhì)。春化處理后播種于塑料大棚中，采用常規(guī)栽培管理技術(shù)，根據(jù)蠶豆生長情況，在主莖長到6～7葉，基部1～2個分枝芽時摘心、打去主莖，初花期去分枝，盛花期打頂[12]。豆莢飽滿，豆粒充實(shí)，子粒皮色呈淡綠，種臍尚未轉(zhuǎn)黑時為鮮食蠶豆最佳采收期。

2 結(jié)果與分析

2.1 蠶豆從播種到青莢采收周期的變化

大朋一寸對照組蠶豆從播種到收青莢周期約為170 d。與對照組相比，0 ℃/20 d低溫春化處理采收周期為110 d，相較于對照組提前了60 d左右，而0 ℃/30 d低溫春化處理的青莢采收期為120 d，相較于對照組提前了50 d左右。-4 ℃/20 d和-4℃/30 d低溫處理的青莢采收期分別為140 d和161 d，而-4 ℃/10 d、0 ℃/10 d、4 ℃/10 d處理的青莢采收期分別為168、166、167 d，效果均不明顯。圖2表明，按照春化溫度的不同進(jìn)行比較，低溫春化的效果排序?yàn)? ℃>4 ℃>-4 ℃>CK；按照低溫春化時間的不同進(jìn)行比較，低溫春化效果排序?yàn)?0 d>30 d>10 d>CK。

2.2 低溫春化的植株特征特性比較

2.2.1 蠶豆單株平均青莢數(shù)的比較 從圖3中可以得出，對照組的單株青莢數(shù)為40個，低溫處理0 ℃/20 d的單株青莢數(shù)最高為57個，其次是0 ℃/30 d為51個，分別相較于對照單株增加了17和11個，效果顯著；4 ℃/20 d、4 ℃/30 d處理的平均單株青莢數(shù)分別為50和44個。-4℃/20 d、-4℃/30 d處理的平均單株青莢數(shù)分別為46和40個，-4、0、4 ℃處理10 d的青莢數(shù)分別為40、41和41個，與對照無明顯差異。

2.2.2 蠶豆百顆鮮粒重的比較 從圖4可以看出，對照組的百顆鮮粒重為330 g，低溫處理10 d的蠶豆植株百顆鮮粒重與對照相比無顯著差異，0 ℃/20 d、0 ℃/30 d處理的植株百顆鮮粒重分別為360、350 g；-4 ℃/20 d、-4 ℃/30 d低溫處理的蠶豆植株百顆鮮粒重分別為349、315 g；4 ℃/20 d、4 ℃/30 d處理的蠶豆百顆鮮粒重分別為333和329 g，與對照無明顯差異。

2.2.3 蠶豆株高的比較 圖5表明，對照組蠶豆平均株高為130.0 cm，低溫處理0 ℃/20 d的植株平均株高最高，為136.8 cm，其次為4 ℃/20 d低溫處理的蠶豆平均高度為135.0 cm，處理-4 ℃/10 d、-4 ℃/20 d、-4 ℃/30 d和4 ℃/30 d的平均株高均小于對照株高。

3 討論

3.1 低溫春化時間對春化效果的影響

本研究表明，低溫春化30 d的效果差于低溫春化20 d，其原因可能是由于低溫春化的時間過長，種子活力降低；而春化10 d 時，效果與對照差別不明顯，可能是由于低溫春化時間短，春化積累量不足，種子未完全通過春化。陳華等[13]研究表明春化處理蠶豆種子14 d時，蠶豆幼苗幼葉中SOD、POD、CAT等保護(hù)酶的總體活性最高，對蠶豆的生長有顯著的促進(jìn)作用，隨著春化時間的延長，蠶豆幼苗幼葉中MDA含量增加，標(biāo)志著細(xì)胞膜受損。MDA是細(xì)胞質(zhì)膜脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，其含量高低可反映細(xì)胞膜脂過氧化的水平和膜受傷害的程度[14，15]。王旭等[16]研究表明蠶豆春化溫度3 ℃時，春化10 d蠶豆種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、種子活力均高于春化15 d和未處理的蠶豆種子。其結(jié)果與本研究結(jié)果不同，可能是由于試驗(yàn)蠶豆種子不同，并且其只調(diào)查研究蠶豆種苗期的各參數(shù)，并未研究蠶豆結(jié)莢期的各指標(biāo)參數(shù)。

3.2 低溫春化的溫度對春化效果的影響

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在4 ℃、0 ℃、-4 ℃ 3個溫度梯度中，0 ℃的低溫春化效果最好。有研究表明，低溫對花芽分化的影響并不是簡單的線性關(guān)系，而是一個最適的花芽分化誘導(dǎo)溫度或者溫度范圍[6]。溫度并不是越低越好，過低，雖然達(dá)到了最低有效積溫，但是過低的溫度有可能對幼苗造成凍傷，影響幼苗的生長發(fā)育。

本研究表明，適宜的低溫春化溫度以及時間，可以增加結(jié)莢數(shù)、增加百顆鮮粒重、產(chǎn)量增加明顯。人工低溫春化誘導(dǎo)技術(shù)處理0 ℃/20 d的蠶豆由播種到青莢采收的周期要比常規(guī)播種的蠶豆提前60 d左右，同時蠶豆的數(shù)量和質(zhì)量相比于常規(guī)種植的蠶豆具有優(yōu)越性。因此，利用蠶豆人工低溫春化誘導(dǎo)技術(shù)能夠大幅度提高鮮食蠶豆的經(jīng)濟(jì)效益，增加農(nóng)民的收入。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳 新，袁星星，崔艷艷，等.蠶豆病害研究進(jìn)展[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23（8）：108-112.

[2] 田曉紅，譚洪卓，譚 斌，等.我國主產(chǎn)區(qū)蠶豆的理化性質(zhì)分析[J].糧油食品科技，2009，17（2）：7-12.

[3] 楊俊品，羅菊枝.中國蠶豌豆育種進(jìn)展[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1996（9）：143-146.

[4] 王海飛，關(guān)建平，馬 鈺，等. 中國蠶豆種質(zhì)資源ISSR標(biāo)記遺傳多樣性分析[J]. 作物學(xué)報(bào)，2011，37（4）：595-602.

[5] 胡 巍，侯喜林.植物春化特性及春化作用機(jī)理[J].植物學(xué)通報(bào)，2004，21（1）：26-36.

[6] 劉 磊，劉世琦.植物春化作用條件及機(jī)理研究進(jìn)展[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，14（2）：178-182.

[7] 徐文忠，雍偉東，徐云遠(yuǎn)，等. 利用反義RNA技術(shù)分析春化相關(guān)基因VER17在冬小麥花發(fā)育過程中的功能[J].植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào)，2005，3（1）：71-77.

[8] MICHAELS S D， AM ASIN R M， Loss of flower inglocus cactivity eliminates the late flowering phenotype of FRIG IDA and autonomous pathway mutants bueno tresponsiveness to vernalization[J].Plant Cel，2001，13：935-941.

[9] SHELDON C C， FINNEGAN E J，ROUSE D J，et al. The control of flowering by vernalization[J]. Curr Opin Plant Bio，2000，3：418-422.

[10] 秦 君，董毓琨，王海波.冬小麥春化研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，4（4）：59-63.

[11] 李林海，劉 燕，徐景先.擬南芥等植物的春化分子機(jī)理研究進(jìn)展[J].西北植物學(xué)報(bào)，2006，26（1）：207-210.

[12] 唐維超，劉曉波，包忠賢，等.幾種優(yōu)質(zhì)豆類蔬菜的高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].南方農(nóng)業(yè)，2014（8）：29-32.

[13] 陳 華，鄭晨華，李愛萍，等.春化時間對蠶豆幼苗若干生理生化指標(biāo)的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，27（8）：869-873.

[14] 邱棟梁，張國軍，余 東，等.Cu脅迫對柑桔葉片膜透性及酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26（3）：1008-1013.

[15] 秦天才，阮 捷，王臘嬌.鎘對植物光合作用的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2000（S1）：33-35.

[16] 王 旭，陳艷麗，史小強(qiáng)，等.不同春化天數(shù)對荷蘭豆種子發(fā)芽過程中內(nèi)含物含量的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（8）：88-90.