促成栽培對芍藥生長開花的影響

姜楠南，房義福，溫立柱，王 媛，孫 音，劉天裕，張義群，徐金光

（1.山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.北京林業(yè)大學(xué) a.花卉種質(zhì)資源創(chuàng)新與分子育種北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.國家花卉工程技術(shù)研究中心；c.園林學(xué)院，北京 100083；3.山東大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 山東 青島 266000；4.山東省林木種苗和花卉站，山東 濟(jì)南 250014；5.菏澤市林業(yè)局，山東 菏澤 274000； 6.山東省藥鄉(xiāng)林場，山東 濟(jì)南 250114）

芍藥Paeonia lactifloraHall.是國際市場上重要的切花和盆栽花卉，具有較高的觀賞和藥用價(jià)值。芍藥自然花期為4月底至5月中上旬，而反季節(jié)促成栽培可使芍藥在1—3月開花。芍藥促成栽培具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和良好的市場前景。

芍藥的花芽分化始于當(dāng)年的6—7月，可持續(xù)至來年的3—4月。其中，10月至來年的3月芍藥處于自然休眠階段，此階段花芽分化仍在緩慢進(jìn)行[1-3]，芍藥促成栽培主要是縮短此階段的時長，具體措施有以下3 種。1）人工低溫處理以提前滿足需冷量。Yeo 等[4]發(fā)現(xiàn)，芍藥品種‘Taebaek’經(jīng)人工低溫處理后，其休眠狀態(tài)被提前打破，開花時間較露天栽培的提早；黃雪[5]發(fā)現(xiàn)，將盆栽‘大富貴’種苗置于0 ～4 ℃下冷藏5 周即可滿足其需冷量。2）采用外源赤霉素處理打破休眠。呂長平等[6]發(fā)現(xiàn)，赤霉素處理可促進(jìn)‘英雄花’和‘金獎紅’芍藥的花芽分化，高濃度赤霉素處理存在一定比例的“秋發(fā)”，但未見成花。3）低溫配合赤霉素處理。呂夢雯[7]研究發(fā)現(xiàn)，赤霉素加自然低溫處理促使‘紫鳳羽’花期提前；成仿云[8]研究發(fā)現(xiàn)，赤霉素加自然低溫處理可促使‘大富貴’提前至4月開花。然而，芍藥的促成栽培常伴隨著芍藥成花率減少等問題的發(fā)生；有關(guān)研究者[5，9-10]發(fā)現(xiàn)，促成栽培芍藥花蕾敗育現(xiàn)象非常普遍；周逸齡等[11]發(fā)現(xiàn)，芍藥生長發(fā)育的各個時期都會出現(xiàn)花蕾敗育的現(xiàn)象，花蕾敗育降低了成花率。本項(xiàng)目組成員[12]認(rèn)為，芍藥敗育蕾與正常蕾在碳、氮營養(yǎng)代謝方面存在差異。雖然很多學(xué)者都發(fā)現(xiàn)芍藥促成栽培存在著較為嚴(yán)重的花蕾敗育現(xiàn)象，但國內(nèi)外對芍藥花蕾敗育原因的研究報(bào)道較少。落葉果樹上存在的僵芽現(xiàn)象[13-14]與芍藥花蕾敗育相似，都表現(xiàn)為花蕾發(fā)育停滯、花蕾干枯。楊盛等[14]發(fā)現(xiàn)，‘玉露香’梨易發(fā)生僵芽，僵芽中鉀（K）元素的含量較正常芽的低；周強(qiáng)等[15]發(fā)現(xiàn)，越橘花芽分化過程中高濃度的磷（P）有益于其成花；此外，鈣（Ca）、硼（B）、硅（Si）、鐵（Fe）、鎂（Mg）、銅（Cu）、鋅（Zn）等微量元素對成花也都有一定的影響[15-20]。植物的生物量體現(xiàn)了植物干物質(zhì)的積累，生物量的分配能夠反映出植物生長的整體狀況。因此，本研究分別采用低溫冷藏、赤霉素、低溫＋赤霉素處理與室外露地越冬共4 種處理進(jìn)行了比較試驗(yàn)，分析了不同處理對芍藥‘大富貴’的營養(yǎng)生長、花器官發(fā)育和生物量分配的影響情況，探析其花蕾敗育的原因，以篩選出較優(yōu)的促成栽培方式，從而為芍藥的促成栽培提供理論依據(jù)。

1 材料方法

1.1 材料及處理

以3年生芍藥品種‘大富貴’為試驗(yàn)材料。于2018年9月挑選長勢一致的種苗上盆，以草炭∶珍珠巖∶蛭石∶腐熟雞糞=5∶2∶2∶1 的混合基質(zhì)為栽培基質(zhì)，試驗(yàn)共設(shè)4 個組，每組栽培20 盆。以試驗(yàn)1 組為對照組，置于室外自然低溫越冬；試驗(yàn)2、3、4 組均為促成栽培組（下稱“處理組”）。處理2組為人工低溫組，2018年10月28 日將‘大富貴’種苗置于0 ～4 ℃的冷庫中，低溫處理5 周后移入溫室中；處理3 組為赤霉素處理組， 2018年10月22—28 日每隔2 d 澆灌100 mg/L 的赤霉素150 mL，共澆450 mL，10月28 日移入溫室中栽培；處理4 組為人工低溫＋赤霉素處理組，先將‘大富貴’種苗置于0 ～4 ℃的溫度條件下處理5 周，然后移入溫室中，分3 次澆灌100 mg/L 的赤霉素溶液450 mL。溫室中的培養(yǎng)條件為：溫度為15 ～30 ℃，濕度為50%～70%。

1.2 測定指標(biāo)及測定方法

在不同試驗(yàn)組的芍藥盛花期，使用卷尺測量每盆芍藥的株高和花的直徑，使用游標(biāo)卡尺測量地上5 cm 處的莖粗，使用SPAD-502 葉綠素儀檢測葉片的SPAD 值，使用天平稱量小葉鮮質(zhì)量、整花鮮質(zhì)量，每組測量5 盆。

在芍藥盛花期統(tǒng)計(jì)其著花量[21]，在芍藥的不同生長發(fā)育階段統(tǒng)計(jì)其敗育蕾數(shù)。

單枝坐蕾數(shù)=每盆的主蕾數(shù)+每盆的側(cè)蕾數(shù)/每盆的坐蕾枝數(shù)；

成花率(%)=每盆的開花數(shù)/每盆的成蕾數(shù)× 100；

總敗蕾率(%)=敗育蕾數(shù)/每盆成蕾數(shù)×100；

各級敗蕾率(%)=各級敗育蕾數(shù)/每盆的成蕾 數(shù)×100。

參考周逸齡對敗育蕾的劃分標(biāo)準(zhǔn)[11]，根據(jù)蕾徑的大小將芍藥敗育花蕾劃分為如下等級并統(tǒng)計(jì)各等級的敗育情況：Ⅰ級敗育蕾的蕾徑為2 ～4 mm；Ⅱ級敗育蕾的蕾徑為4 ～8 mm；Ⅲ級敗育蕾的蕾徑為8 ～17 mm；Ⅳ級敗育蕾的蕾徑≥17 mm。

分別取各促成栽培處理組中的正常蕾和Ⅱ級敗育蕾，于-80 ℃的溫度條件下保存，各處理組等量混樣，用濃硝酸-高氯酸加熱消化法對植物樣品進(jìn)行消化處理，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定其P、K、Ca、Mg、Si、B、Cu、Zn、Fe等元素的含量。

于芍藥盛花期取樣，分別測定全株干質(zhì)量和根、莖、葉、花的干質(zhì)量。采用烘干稱重法測定其干質(zhì)量，105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，稱其干質(zhì)量。每個試驗(yàn)組各隨機(jī)取3 盆進(jìn)行測定，試驗(yàn)數(shù)據(jù)取其（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

分別利用Excel 2007 和SPSS 18.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 促成栽培對芍藥營養(yǎng)生長的影響

對照組和各處理組芍藥各營養(yǎng)器官發(fā)育狀況的調(diào)查結(jié)果見表1。由表1 可知，各處理組芍藥的株高，與對照組相比下降了9.71%～21.3%，且與對照組的差異顯著，處理3、4 組顯著高于處理2 組；各處理組芍藥的莖粗，與對照組相比減少了16.88%～29.9%，且與對照組的差異均顯著；各處理組芍藥的小葉數(shù)目，比對照組的減少了14.79%～26.16%，且與對照組的差異均顯著；各處理組芍藥的小葉鮮質(zhì)量，與對照組相比，下降了9.26%～18.52%，其中，處理3 與其它處理組的差異均顯著；各處理組芍藥的葉片SPAD 值，比對照組的降低了7.99%～16.55%，且與對照組的差異均顯著。

表1 不同試驗(yàn)組芍藥各營養(yǎng)器官發(fā)育狀況的調(diào)查結(jié)果?Table 1 Investigation result of development status of vegetative organs in P.lactiflora in different test groups

2.2 促成栽培對芍藥成花的影響

盛花期對照組和各處理組芍藥成花情況的調(diào)查結(jié)果見表2。由表2可知，處理3的芍藥開花最早，與對照組相比，處理3 的始花期提前了112 d，處理4 的始花期提前了76 d，處理2 的始花期提前了64 d，說明各促成栽培處理均能有效提前芍藥花期，以澆灌100 mg/L 赤霉素450 mL 處理的花期為最早。各促成栽培處理組的枝坐蕾數(shù)比對照組減少了34.92%～65.08%，與對照組的差異均顯著；各處理組的成花率比對照組下降了15.77%～31.21%，與對照組的差異均顯著；各處理組的芍藥花徑比對照組降低了1.09%～14.03%，處理3 組與其他處理組間的差異均顯著；各處理組的芍藥整花鮮質(zhì)量比對照組降低了11.28%～4.9%，與對照間的差異不顯著。

2.3 促成栽培對芍藥生物量分配的影響

盛花期對芍藥根、莖、葉、花等生物量的分配情況進(jìn)行了測定，結(jié)果見表3。各促成栽培處理組芍藥的全株干質(zhì)量均顯著低于對照組，較對照組減少10.37%～15.39%；芍藥根干質(zhì)量占全株干質(zhì)量的百分比，處理2 和處理3 組均顯著高于對照組與處理4 組；芍藥地上部分莖和花的干質(zhì)量占比，處理2 和處理3 組均顯著高于對照組與處理4 組，對照組和各處理組間芍藥葉干質(zhì)量占比的差異均不顯著。

2.4 促成栽培對芍藥花蕾敗育的影響

不同級別的芍藥敗育蕾如圖1 所示。從圖1 中可以看出，不同級別的‘大富貴’敗育蕾的顏色比正常蕾暗淡，發(fā)育遲緩。對照組和各處理組芍藥花蕾敗育情況的調(diào)查結(jié)果見表4。各處理組芍藥的總敗蕾率均高于對照組，處理2 和處理3 組均顯著高于對照組與處理4 組，處理3 組的最高，而對照組的最低；各處理組的Ⅰ級敗蕾率顯著高于對照組 的；處理2、處理3 組的Ⅱ、Ⅲ級敗蕾率均顯著高于對照組與處理4 組的；除對照組外，其它各處理組都沒有發(fā)現(xiàn)Ⅳ級敗育蕾。Ⅰ級敗育蕾的發(fā)生比例最高，占敗育蕾總數(shù)的52.65%～57.55%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級敗育蕾的占比依次減少。

表2 不同試驗(yàn)組芍藥的成花情況Table 2 Flowering status in P.lactiflora in different test groups

表3 不同處理對芍藥生物量的影響Table 3 Effect of different treatments on biomass in P.lactiflora

圖1 不同級別的芍藥敗育蕾Fig.1 Abortion flower buds in P.lactiflora at different grades

2.5 正常蕾與敗育蕾中各種礦質(zhì)元素含量的差異分析

促成栽培芍藥正?；ɡ倥c敗育花蕾中各種礦質(zhì)元素含量差異見圖2。對‘大富貴’花蕾而言，正常花蕾中P、K 元素的含量均高，而敗育蕾中P、K 的含量均低，正常蕾中的P 含量較敗育蕾的高39.74%，而其K 含量較敗育蕾的高34.58%。正常蕾中Mg、Ca、Fe、Cu、Zn、B、Si 的含量均低，而敗育蕾中其含量均高；B、Si 元素在正常蕾與敗育蕾中的含量差異均較大，而Cu、Mg 元素在正常蕾與敗育蕾中的含量差異均較小。

表4 不同試驗(yàn)組芍藥花蕾敗育情況的調(diào)查結(jié)果Table 4 Investigation result of abortion flower bud status in P.lactiflora in different test groups

圖2 正常蕾與敗育蕾中各種礦質(zhì)元素的含量差異情況Fig.2 Differences of each mineral element content between normal and abortion flower buds

3 結(jié)論與討論

3.1 促成栽培試驗(yàn)結(jié)果

與對照組相比，促成栽培各處理組芍藥的株高、莖粗、小葉數(shù)目、單位面積葉綠素含量均降低，枝坐蕾數(shù)、成花率均降低，莖、葉、花及地上部分干質(zhì)量的占比均降低。促成栽培各處理組芍藥的花期較對照組均顯著提前，其中，處理3 組的芍藥花期較對照組提早112 d，可于春節(jié)前及春節(jié)期間投放市場。處理3 組的花期最早，且省卻入冷庫出冷庫等工序，工序簡便，便于操作，節(jié)省人力物力，是1月供花的首選?；◤酱笮?，除處理3 組外，其它處理組與對照組間的差異均不顯著；整花鮮質(zhì)量，促成栽培各處理組與對照組間的差異均不顯著，說明促成栽培對芍藥花質(zhì)量的影響較小，但其坐蕾數(shù)和成花率均顯著降低，說明促成栽培對成花數(shù)量的影響較大。處理4 組的成花質(zhì)量、成花數(shù)量均相對較高，處理4 組是目前生產(chǎn)中的主流促成栽培方式，但其花期比處理3 組的要晚35 d。

3.2 花蕾敗育與養(yǎng)分供給的關(guān)系

各促成栽培處理組的芍藥總敗蕾率均高于對照組，其中Ⅰ級敗蕾率最高，占各處理組敗蕾總數(shù)的52.65%～57.55%。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，Ⅰ級敗育蕾在各處理組的芍藥中多發(fā)生在細(xì)弱的芽及枝條上。周逸齡等[12]認(rèn)為，Ⅰ級敗育蕾的發(fā)生與萌芽生長期的營養(yǎng)不足有關(guān)。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，促成栽培各處理組的芍藥在盛花期的全株干質(zhì)量均顯著低于對照組，且其根干質(zhì)量的占比高，而其地上部分的莖、葉、花干質(zhì)量的占比均低。由此推測，促成栽培在解除芽休眠后，因其生長發(fā)育處于被動啟動狀態(tài)，其芽進(jìn)入了生長期，而其根系的吸收能力、根向莖轉(zhuǎn)運(yùn)營養(yǎng)物質(zhì)的速率均小于其地上部分生長所需，儲藏于根內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)未能及時輸送到地上，造成地下部分根干質(zhì)量的占比高，而地上部分的營養(yǎng)不足，故地上部分營養(yǎng)生長受到影響。芍藥的芽是混合芽，芽鱗開綻后既開花又抽枝長葉[3]，當(dāng)?shù)叵虏糠值臓I養(yǎng)不能及時運(yùn)送到地上部分時，早期花蕾敗育是必然的。

芍藥莖葉生長期之前其生長所需營養(yǎng)來自根，隨著莖、葉的發(fā)育，光合作用提供的養(yǎng)分逐漸增多，然而早期營養(yǎng)不足使得株高、小葉數(shù)目、葉綠素含量均降低，光合產(chǎn)物減少，加上根系營養(yǎng)供給跟不上，導(dǎo)致Ⅱ、Ⅲ級敗育。也有研究者認(rèn)為，芽萌發(fā)前期及萌發(fā)后的一段時間內(nèi)的高溫是導(dǎo)致溫室栽培芍藥Ⅱ級花蕾敗育的主要原因[12-22]。

對照組的芍藥中出現(xiàn)了少量的Ⅳ級敗育蕾，而在促成栽培各處理組的芍藥中均未發(fā)現(xiàn)Ⅳ級敗育蕾。本項(xiàng)目組在芍藥促成栽培的施氮試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，施用高濃度的氮肥可促使芍藥葉片濃綠肥大，而其Ⅳ級敗蕾率較高[23]。芍藥芽萌發(fā)后，其營養(yǎng)生長與生殖生長對養(yǎng)分的需求都極其旺盛，當(dāng)營養(yǎng)生長過旺則會影響生殖生長。Walton[24]發(fā)現(xiàn)，芍藥開花前15 d 花蕾中淀粉含量不斷積累增加。由此推知，Ⅳ級敗育的出現(xiàn)與以淀粉為主的碳水化合物在營養(yǎng)器官分配過多、生殖器官分配過少有關(guān)。與對照組相比，促成栽培各處理組的芍藥因?yàn)榈厣蠣I養(yǎng)供應(yīng)不及時，故其敗育現(xiàn)象發(fā)生早，敗育率高，相應(yīng)地也未出現(xiàn)Ⅳ級敗育現(xiàn)象。

3.3 花蕾敗育與礦質(zhì)元素的關(guān)系

礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)起著十分重要的調(diào)節(jié)作用，礦質(zhì)元素不僅影響植物的營養(yǎng)生長，還對花芽分化有重要作用。試驗(yàn)結(jié)果表明，Mg、Ca、Fe、Cu、Zn、B、Si 元素在敗育蕾中的含量均高于其在正常蕾中的含量，說明芍藥花蕾敗育不是由微量元素缺乏造成的。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，敗育蕾中的P 含量較正常蕾的低39.74%；而K 含量比正常蕾的低34.58%。P、K 在花芽分化中都起著重要作用。有關(guān)研究者在銀杏[25]、毛棉杜鵑[26]中發(fā)現(xiàn)，芽內(nèi)高水平的P 有利于花芽的形成，而缺P 則會引起細(xì)胞分裂素的降低，抑制花芽分化。K 可以增強(qiáng)淀粉合成酶和丙酮酸激酶的活性，促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝，促進(jìn)淀粉、糖的合成與運(yùn)輸[27-29]。P、K元素缺乏加劇了花蕾的敗育。因此，在芍藥萌芽后應(yīng)定期噴施P、K葉面肥，這樣有助于減少芍藥花蕾的敗育率。

本研究因Ⅰ級敗育蕾過小，難以達(dá)到礦質(zhì)元素含量檢測所需取樣量，故未能對敗育發(fā)生最多的Ⅰ級敗育蕾進(jìn)行研究，下一步的研究將增加促成栽培各處理的樣本數(shù)量，以測定各級敗育蕾中各種礦質(zhì)元素及內(nèi)源激素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量，揭示不同生長發(fā)育階段發(fā)生花蕾敗育的主要原因。