余 蕾,陳芝華,夏朝水
(1.福建省沙縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 365050;2.福建省三明市農(nóng)業(yè)科學研究院)
非洲菊又名扶郎花、太陽花等,是菊科大丁草屬多年生宿根草本花卉[1-3]。株高 30~45 cm,花序高出葉面30 cm左右,頂生花序,花序直徑8~12 cm,花朵碩大,花枝挺拔,花色分別有紅、白、黃、橙、紫等色,花色豐富多彩,花形獨特且優(yōu)美,是制作花籃、花束、藝術(shù)插花的理想材料,且切花率高。非洲菊適宜在疏松肥沃、透氣性強的土壤中生長,適宜溫度10~25℃。溫室栽培單株年可產(chǎn)鮮花28~40支,切花瓶插壽命長,瓶插壽命夏天在7 d左右、冬天可達15~20 d。非洲菊有“扶持郎君,事業(yè)發(fā)達”之寓意,因此在國內(nèi)外市場上十分暢銷,備受消費者的喜愛,是世界五大鮮切花之一。[4-6]
近年來,福建省的非洲菊種植面積逐年增加,特別是清流、連城、長汀、建甌等縣 (市)的栽培面積增長最快,目前種植規(guī)模已經(jīng)達到6667 hm2左右。但是,從目前的栽培品種看,福建省主栽非洲菊品種還是以熱帶草原、大臣、紅艷、大雪菊、香檳、水粉、玲瓏、黃金海岸等為主,很多品種的種性退化嚴重,適應性比較差,導致生產(chǎn)效益降低,甚至因適應性問題造成嚴重的經(jīng)濟損失;在種苗方面,大部分種苗是從云南省、上海市、廣東省購進,運輸成本高,經(jīng)包裝長途運輸后移栽成活率較低。上述問題已經(jīng)成為阻礙福建省非洲菊產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。鑒此,本研究旨在為非洲菊在福建省及類似地區(qū)的推廣種植提供種質(zhì)資源保證。
非洲菊工廠化組培苗生產(chǎn)是一門綜合技術(shù),需要考慮各個方面的因素,本文無法詳盡細述,主要基于生產(chǎn)實踐研究了非洲菊擴繁生產(chǎn)中的三個方面:中間繁殖體繼代培養(yǎng) (繼代培養(yǎng)基配方選擇研究、繼代切割操作、繼代光照條件);壯苗生根培養(yǎng);瓶苗移栽基質(zhì)與育苗方式。
1.1試驗材料
以非洲菊“紅勝利”為材料,所用非洲菊組培苗由福建省三明市農(nóng)業(yè)科學研究院花卉研究所提供;試驗于2013年12月至2015年5月在三明市農(nóng)業(yè)科學研究院花卉研究所進行。
1.2試驗方法
1.2.1繼代增殖培養(yǎng) 將非洲菊組培苗接種于不同的增殖培養(yǎng)基上,進行增殖繼代配方選擇研究,連續(xù)繼代11代,繼代周期20 d,選擇適合長期繼代的增殖配方;選擇3種不同的組培苗切割操作方式組成8個組合,考察切割操作方式對增殖效果、繼代周期和操作效率的影響,選出最佳切割方式;比較不同光照對增殖效果的影響。
1.2.2生根壯苗培養(yǎng) 將壯苗培養(yǎng)后所得的高約3 cm左右、形態(tài)正常的不定芽從芽叢中分離下來,切除芽基部帶有的愈傷組織,種于不同的生根培養(yǎng)基中,pH值6.0、光照2000 lx、每天光照 12 h,兩周后統(tǒng)計生根情況。
1.2.3瓶苗移栽培養(yǎng)
試驗在花卉研究所科研溫室大棚內(nèi)進行。試驗設3個處理,①水床濕潤育苗 (簡稱“濕潤育苗”):采用水床、淺位供水 (肥)、濕潤育苗,泡沫托盤直接放入水床中 (不漂浮),水床營養(yǎng)液的水位自移栽期至2葉1心期保持在2 cm的深度,之后直至出苗期的營養(yǎng)液管理保持干濕交替,即水床基質(zhì)表層見干后,再加營養(yǎng)液至2 cm深;②托盤育苗:不設營養(yǎng)池,育苗托盤直接擺放地面,采取人工噴灑方法供應肥水;③傳統(tǒng)土床育苗 (簡稱“土床育苗”):將試驗苗直接栽種于土床中進行育苗。
濕潤育苗的育苗盤為聚乙烯泡沫托盤,長60 cm、寬40 cm、高6 cm,每個泡沫托盤187穴,每穴容積25 mL。根據(jù)育苗托盤的規(guī)格制作育苗池,用農(nóng)膜鋪在育苗池槽底和四周,防止營養(yǎng)液滲漏。肥料為水培配方營養(yǎng)液,按照漂浮育苗營養(yǎng)液的肥、水比1∶300配制營養(yǎng)液。移栽基質(zhì)為泥炭∶炭化谷殼 =2∶1。
托盤育苗的育苗盤為圓孔黑色塑料托盤,長60 cm、寬33 cm、高4 cm,每個托盤100穴,每穴容積25 mL,移栽基質(zhì)為泥炭∶炭化谷殼=2∶1。
土床育苗采用紅壤土加河沙為基質(zhì)用磚塊壘成。移栽時將試管苗根部的瓊脂洗凈,并用800~1000倍多菌靈浸泡根部1~2 min。
3個處理的其他苗床管理同常規(guī)生產(chǎn);人工澆灌營養(yǎng)液,營養(yǎng)液的成分和濃度3個處理完全一致。12月20日移栽,次年3月出苗。大棚冬季覆雙層薄膜保溫。
2.1繼代增殖培養(yǎng)
2.1.1不同繼代培養(yǎng)基對長期繼代增殖的影響在非洲菊組培擴繁中,其繁殖系數(shù)與成苗素質(zhì)存在一定程度的負相關(guān)。在生產(chǎn)實踐過程中發(fā)現(xiàn),非洲菊在繼代增殖過程中由于長期繼代,其芽苗葉片常常會出現(xiàn)部分玻璃化現(xiàn)象。這正是非洲菊中間繁殖體在大批量長期繼代的大規(guī)模生產(chǎn)中必須加以解決的問題,否則將會造成嚴重的人力、物力浪費。由表1可知,在增殖培養(yǎng)階段以處理3的KT、BA兩種激素交替使用或處理4將KT、BA結(jié)合使用的處理,可有效控制非洲菊玻璃化苗的出現(xiàn),使大批量中間繁殖體在繼代過程中穩(wěn)定增殖。從綜合增殖倍數(shù)和玻璃化苗率來看,作為非洲菊增殖培養(yǎng)基以處理3較為理想,在繼代15代后,仍可有效控制玻璃化苗率在1%左右。
2.1.2不同切割操作對繼代增殖的影響 在做少量試驗研究時,往往很少關(guān)注切割操作對繼代增殖的影響,因為它在量少時變化很細微,但當積少成多擴大到規(guī)模生產(chǎn)時,它所帶來的影響就足以引起關(guān)注了。
表1 不同繼代培養(yǎng)基對長期繼代增殖的影響
從表2中可以看出,非洲菊“去葉”與“不去葉”操作對增殖效果和繼代周期基本不產(chǎn)生影響,但對操作效率影響較大,主要是“去葉”接種可以避免非洲菊葉片互纏而影響接種效率,因而“去葉”操作可以提高繼代轉(zhuǎn)接效率;“單芽”切割不僅操作效率不及“叢芽小塊”切割,而且在增殖效果與繼代周期方面都不及“叢芽小塊”;“去基部愈傷組織”與“留1/2基部愈傷組織”對操作效率不產(chǎn)生影響,但對增殖效果和繼代周期有影響,“留1/2基部愈傷組織”操作可以提高增殖效果并縮短繼代周期,由上可知 :采取“去葉留1/2基部愈傷組織叢芽小塊”的切割方式為非洲菊繼代苗最佳操作方式。
表2 不同切割操作對繼代增殖的影響
2.1.3不同光照條件對繼代增殖效果的影響 組培生產(chǎn)中組培室光照培養(yǎng)是一項高耗能的技術(shù)措施,其成本約占組培實驗室總成本的10.9%,所以在生產(chǎn)中,尋找適合生產(chǎn)要求又節(jié)能的光照條件十分必要。本研究通過對增殖過程中不同光照條件對繼代增殖培養(yǎng)效果的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):與處理2即繼代轉(zhuǎn)接后前3 d不進行光照的處理,其在增殖效果和組培苗長勢方面基本與全光照的處理1(CK)相一致,只是在株高上略微高于處理1,但不徒長、苗體嫩綠健壯;而處理3即繼代轉(zhuǎn)接后前7 d不進行光照的處理,其增殖效果明顯下降,且表現(xiàn)出徒長、稍微黃化不夠嫩綠;處理4即繼代轉(zhuǎn)接后全光照但疊雙層的處理,其增殖效果與對照組也相差不大,但表現(xiàn)徒長和弱苗現(xiàn)象。試驗結(jié)果表明,處理2的光照條件基本滿足了既符合生產(chǎn)需求又具節(jié)能效果的要求。
表3 增殖過程中光照條件對繼代效果的影響
2.2壯苗培養(yǎng)
非洲菊在繼代擴繁過程中,由于長期高激素的培養(yǎng),在進入生根階段前有必要轉(zhuǎn)接到低激素水平的培養(yǎng)基中進行壯苗培養(yǎng),這樣不僅可以減少小芽和弱芽的比率,同時也有利于分離切割,提高工作效率和之后的生根培養(yǎng)。從表4中可以看出,處理3和處理5為平時交替使用的繼代增殖培養(yǎng)基,其小芽比率較高 (15%左右),切割工作效率不高且影響生根效果及出苗時間;而處理1(對照)經(jīng)過培養(yǎng)雖基本都是大芽但增殖倍數(shù)太低,效率不高,無法滿足生產(chǎn);處理2和處理4通過降低細胞分裂素和提高生長素用量,基本達到了壯苗和增殖同步的效果,其中以處理4效果略好于處理2。
2.3生根培養(yǎng)
將經(jīng)過壯苗培養(yǎng)基培養(yǎng)的叢生芽團塊切割,接種到以下4種生根培養(yǎng)基中,比較生根的效果;從表5可知,4種培養(yǎng)基生根效果都比較理想,但從綜合效果看,處理4比其他3種處理生根效果更好,生根時間短、瓶苗出瓶快,可提高培養(yǎng)室的利用效率,有效節(jié)約能耗,且生根效果也比較理想;最后篩選出的最適生根培養(yǎng)基為1/2MS+IAA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+AC 1.0 g/L。
表5 不同生根培養(yǎng)基生根效果
2.4瓶苗移栽培養(yǎng)
育苗2個多月后,對非洲菊3種育苗方式的成品苗長勢情況進行了調(diào)查。由表6可以看出,成品苗地上部長勢在株高、莖粗、葉片數(shù)等方面以土床育苗的長勢最好,濕潤育苗次之,托盤育苗最差。初步分析認為,這主要是由于土床育苗根系不受束縛,主根入土深,后期長勢較好,再則營養(yǎng)液施入土壤中肥力會不斷聚集;但在成品苗的整齊度方面,濕潤育苗較好,成品苗規(guī)格較整齊,而采用其他兩種育苗方式育成的成品苗整齊度表現(xiàn)一般,大小不均;在生根情況方面,采用濕潤育苗方式的種苗在總根數(shù)比托盤育苗平均多1.3條,但與土床育苗相比,采用濕潤育苗和托盤育苗的總根數(shù)明顯多于采用土床育苗方式的,分別多6.6條和5.3條;在育苗成活率方面,濕潤育苗比托盤育苗提高了7個百分點,比傳統(tǒng)土床育苗則提高了11個百分點。采用濕潤育苗方式非洲菊苗的成活率接近90%,究其原因是因為苗期適宜的水分管理 (特別是育苗初期的水分管理)促進了幼苗快速萌動生長,提高了成活率。
表6 不同育苗方式成苗期長勢比較
3.1在增殖培養(yǎng)階段將KT、BA兩種激素交替使用或?qū)T、BA結(jié)合使用比單獨長期使用一種激素,可有效避免由于激素使用不當,過早引起種苗弱化甚至玻璃化,保證大批量中間繁殖體在繼代過程中穩(wěn)定增殖。
3.2切割操作以“去葉留1/2基部愈傷組織叢芽小塊”切割方式為非洲菊繼代苗最佳操作方式,不僅可有效提高操作效率,還可有效縮短繼代周期及提高增殖系數(shù)。
3.3從不同光照條件對繼代增殖系數(shù)的影響原因分析,繼代轉(zhuǎn)接后前3 d轉(zhuǎn)接的組培苗基本還處在恢復期,此時不進行光照對愈傷組織的增殖與分化影響不顯著;而繼代轉(zhuǎn)接后的前7 d不進行光照處理的增殖效果明顯降低,可能與長期沒有光照影響了愈傷組織的增殖與分化有關(guān)。說明繼代轉(zhuǎn)接3 d后的光照有助于愈傷組織的增殖與分化,光照強弱對增殖的影響不顯著但影響組培苗本身的素質(zhì)。繼代轉(zhuǎn)接后前3 d不進行光照、3 d后恢復光照的處理可節(jié)約15%左右的光照耗能,基本滿足了即符合生產(chǎn)需求又具節(jié)能效果的要求。
3.4生產(chǎn)中由于長期多次繼代培養(yǎng),組培苗本身也積累了部分激素,在進入生根前需要降低細胞分裂素和提高生長素用量,進行壯苗培養(yǎng),這樣不僅減少了小芽和弱芽的比率,基本達到了壯苗和增殖同步的效果,同時也有利于分離切割,提高工作效率和之后的生根培養(yǎng)。
3.5生根培養(yǎng)中適宜的培養(yǎng)基為1/2MS+IAA0.5 mg/L+IBA0.5 mg/L+AC1.0 g/L,該配方處理的生根時間短,培養(yǎng)室利用率高,生根效果理想。
3.6采用濕潤育苗方式在冬季育苗特別是在初期(12月20日至次年1月20日)育苗時,由于冬季水的蓄冷作用,可能會出現(xiàn)晝夜基質(zhì)溫度陡然變化的情況,進而影響苗的生長和成活[7-9]。表6結(jié)果表明,3種育苗方式對非洲菊育苗成活率差異顯著,主要原因可能是濕潤育苗的環(huán)境與組培苗瓶苗時期的微環(huán)境比較接近,對組培苗的育苗特別是組培苗育苗前期起到過渡性煉苗的作用,因而組培苗移栽后損耗較少,新葉生長快、成活率高。從非洲菊成品苗的長勢看,采用濕潤育苗方式促進了幼苗的協(xié)調(diào)生長。說明濕潤育苗可以促進根系的生長,有利壯苗的形成。通過對濕潤育苗、托盤育苗、傳統(tǒng)土床育苗的對比試驗,認為濕潤育苗方式綜合表現(xiàn)較好:①濕潤育苗采取了水床淺位供水 (肥),水深僅2 cm,升溫快,降溫很少,有利于提高苗床水溫和基質(zhì)溫度,適合冬季育苗;而托盤育苗采用的是在人工盤上灑水,雖然苗床溫度不易變化,但供水時間和水量不好掌握,影響種苗生長,且費工費時,育苗初期稍有不慎就會給生產(chǎn)帶來很大損失。②濕潤育苗的后期水分管理“見干見濕、干濕交替、濕潤育苗”,不間斷的煉苗,促進了種苗的健壯生長,提高了種苗的整體質(zhì)量;托盤育苗供水(肥)的方式是在盤上噴灑,導致基質(zhì)過實,不易澆透,出現(xiàn)表土濕、下層土干的情況,加上供水不好掌握,時有缺水 (肥)現(xiàn)象[10-12],影響了種苗的生長,導致種苗大小不均,整齊度差。濕潤育苗不僅可及時供應適宜的水 (肥),且由于干濕交替,基質(zhì)通透性良好,根部供氧量充足,大大促進了根系發(fā)育,較好地提高了種苗的整齊度和質(zhì)量。③傳統(tǒng)土床育苗雖然投入的基礎成本比較少,但就育苗成本 (即平均每株苗的育苗成本)而言,不如在規(guī)?;缟蠞駶櫽缬袃?yōu)勢,且土床育苗受土傳病害的影響比較嚴重[13],起苗不僅費時且苗的根系容易受傷而影響緩苗期和移栽成活率。綜合上述分析,推廣非洲菊濕潤育苗技術(shù)可提高非洲菊育苗的集約化程度,省工省力,有利于工廠化生產(chǎn)種苗,值得在生產(chǎn)上進行推廣。
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