朱帥康, 武艷梅, 高偉南, 葛寧高, 嚴(yán)從生, 陸曉民*
(1.安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,安徽 鳳陽 233100;2.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所,安徽 合肥 230000)
菊花(DendranthemamorifoliumRamat.)作為我國傳統(tǒng)“十大名花”之一,具有分枝能力強(qiáng)、生長勢旺盛、著花繁密、整體花期長、景觀效果好[1]的優(yōu)良特性,因其品種豐富、花朵色彩艷麗、花型千姿百態(tài)而備受人們青睞,現(xiàn)已成為城鄉(xiāng)綠化和美化環(huán)境的優(yōu)良花卉[2],得到廣泛栽培。另外,菊花還可食用,并因其含有黃酮類、糖、氨基酸、揮發(fā)油等,對治療潰瘍性結(jié)腸炎、急慢性咽炎、高血壓、頭暈?zāi)垦?、心悸、疔瘡等疾病具有顯著得效果[3-4]。菊花作為一種多用途植物,在人們的生活的多個(gè)方面都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來,隨著生活水平的提高,人們對花卉的需求量日益增大,因此提高菊花的高產(chǎn)、高質(zhì)、高效栽培技術(shù)具有重大的意義。
激素是植物體內(nèi)的微量信號(hào)分子,對控制植物的整個(gè)生長發(fā)育進(jìn)程起到至關(guān)重要的作用。近年來,國內(nèi)外關(guān)于植物激素調(diào)控作物生長發(fā)育的研究相對較多,如促進(jìn)種子形成與萌發(fā)[5],改善作物光合性能[6-7],提高作物對干旱、高低溫、鹽堿化等逆境的抗性[8-11],表明植物激素在植物穩(wěn)定生長性、對抗不良生長環(huán)境、最終衰老凋亡的整個(gè)生命歷程中具有不可替代的作用。但縱觀這些報(bào)道發(fā)現(xiàn)研究對象多集中于大田、果樹、蔬菜這些農(nóng)作物上,在觀賞植物尤其是菊花方面研究卻很少見。為此本文采用菊花名品“皇冠”嫁接苗及扦插苗為材料,根據(jù)前人研究和預(yù)試驗(yàn),篩選出油菜素內(nèi)酯(BR)、腐胺(Put)、褪黑素(MT)、精胺(Spm)等4種外源激素及其適宜濃度,以清水(CK)為對照,進(jìn)行葉面噴施,通過測定菊花相關(guān)生長、生理指標(biāo),來探究不同外源激素噴施對其生長、生理及光合特性的影響,為探明外源激素調(diào)節(jié)菊花生長機(jī)制以及對培育壯苗、提高抗性等高效栽培技術(shù)提供一定的參考依據(jù)。
“皇冠”菊花,由安徽科技學(xué)院花卉種植基地提供。油菜素內(nèi)酯(美國SIGMA-ALDRICH公司);腐胺(青島雅各化學(xué)試劑銷售有限公司);褪黑素(陜西森弗天然制品有限公司);精胺(南京奧多福尼生物科技有限公司)。
1.2.1 材料處理 嫁接苗培育:于2018年2月上旬在溫室內(nèi)苗床上播種黃蒿,待3月底長至2~3片真葉時(shí),以園土和腐熟酒糟(2∶1,v∶v)為栽培基質(zhì),移栽于口徑11 cm的黑色營養(yǎng)缽中,4月20日選取莖基部為0.4~0.6 cm 的黃蒿為砧木,從健壯的菊花母株上剪取長5~6 cm、粗0.2~0.4 cm的頂梢作接穗進(jìn)行嫁接;扦插苗培育:于4月20日從母株上剪取長5~6 cm、粗0.2~0.4 cm的頂梢,插入裝有已消毒殺菌干凈河沙的50孔穴盤中,待生根后移栽于裝有與嫁接苗所用相同基質(zhì)的11 cm口徑的黑色營養(yǎng)缽中。其他管理均采用常規(guī)管理方式。
1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)5個(gè)處理:CK:清水(對照);A:0.01 mg/L的油菜素內(nèi)酯(BR); B:705 mg/L的腐胺(Put);C:23 mg/L的褪黑素(MT); D:202 mg/L的精胺(Spm)。6月初分別選擇生長相對一致的嫁接苗、扦插苗進(jìn)行試驗(yàn)處理,每隔15天按試驗(yàn)設(shè)計(jì)用噴壺于傍晚均勻地噴施相應(yīng)的溶液,以葉面上密布一層溶液而不滴為度,至9月初共噴7次,每個(gè)處理10盆,設(shè)3次重復(fù)。
2018年9月15號(hào)開始從每處理隨機(jī)選取3盆,每盆隨機(jī)取3個(gè)側(cè)枝,測定其側(cè)枝長度、莖粗,并統(tǒng)計(jì)葉片數(shù);脫盆剝除大部分基質(zhì),用自來水緩慢沖洗干凈后,用蒸餾水再?zèng)_洗1次,擦去多余水分,晾干后用剪刀將地上與地下部分分開進(jìn)行干鮮重的測量。光合氣體參數(shù)的測定于9月15號(hào)上午8∶00~10∶00時(shí)從每個(gè)處理組隨機(jī)選取3片葉測定,測定葉位為植株上部第5~6片成熟功能葉,測定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)。葉綠素含量測定參考李合生95%乙醇研磨提取法,葉片相對電導(dǎo)率測定參考陳建勛等的外滲電導(dǎo)法,丙二醛含量(MDA)測定參考李合生等硫代巴比妥酸(TBA)反應(yīng)法。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 8.1 軟件進(jìn)行方差分析,并對平均數(shù)用 Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。
由表1可知,4種激素噴施'皇冠'菊花后,其地上部分側(cè)枝長度、莖粗、葉片數(shù)均高于于對照。4種激素BR、Put、MT、Spm噴施嫁接苗其側(cè)枝長度分別比清水噴施的增加11.12%、7.53%、5.13%、1.30%;莖粗分別增加2.62%、2.19%、0.44%、0.58%;葉片數(shù)分別增加28.05%、35.37%、6.1%、10.96%。4種激素噴施扦插苗其側(cè)枝長度比噴施清水分別增加11.40%、11.30%、8.18%、8.13%;莖粗分別增加21.94%、13.29%、4.85%、2.11%;葉片數(shù)分別增加24.62%、24.62%、10.77%、12.31%。
在干鮮重指標(biāo)上,BR、Put、MT、Spm噴施嫁接苗地上地下部分干鮮重均比噴施清水有所增加,地上地下總鮮重分別比噴施清水增加22.69%、16.52%、13.31%、4.60%;地上地下總干重分別增加14.72%、12.37%、10.43%、18.55%。4種激素噴施扦插苗其地上地下總鮮重分別比噴施清水增加30.51%、20.98%、16.66%、8.16%;地上地下總干重分別比噴施清水增加16.40%、13.87%、12.96%、7.18%。可見噴施4種外源激素后無論是嫁接苗還是扦插苗均加快了其對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,提高了生長速度。
表1 4種外源激素噴施對“皇冠”菊生長的影響
注:表中數(shù)值為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差。CK:清水噴施(對照);A:油菜素內(nèi)酯(BR);B:腐胺(Put);C:褪黑素(MT);D:精胺(Spm)。下同。
葉綠素是高等植物和其他所有能進(jìn)行光合作用的生物體含有的一類綠色色素,其含量高低通常直接影響著光合能力的強(qiáng)弱[12]。由圖1可以看出,嫁接苗分別噴施了四種激素后,葉綠素含量均顯著高于噴施清水(P<0.05),分別提高了39.21%、28.04%、20.08%和14.06%;而扦插苗分別提高了31.38%、18.33%、14.19%和5.21%,除Spm外,噴施其他3種激素葉綠素含量與清水相比存在顯著差異。
圖1 不同外源激素噴施對'皇冠'菊花葉綠素含量影響
由圖2可知,4種激素BR、Put、MT、Spm噴施嫁接苗其凈光合速率(Pn)均顯著高于使用清水噴施的同種苗(P<0.05),分別比清水提高了66.67%,53.89%、30.56%和22.78%。氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)均高于清水噴施,而胞間CO2濃度(Ci)均比清水噴施的低,Gs分別提高了 78.13%、58.48%、51.12%和18.08%,Tr分別提高了58.43%、43.82%、31.46%和6.74%,Ci分別降低了25.44%、20.59%、13.22%、3.41%,4種激素除Spm,其他3種激素此3項(xiàng)參數(shù)值與清水相比差異顯著。
4種激素噴施扦插苗,Pn分別提高了81.21%、50.83%、25.97%和15.47%,Ci分別減少了18.58%、10.23%、7.47%、4.92%,除Spm外,其余3種激素效果顯著。但4種激素的Tr、Gs值均顯著高于清水,其中,Tr分別提高了50.88%、40.35%、31.58%和28.07%,Gs分別提高了57.54%、33.85%、27.38%和27.38%。
可見噴施激素后,在一定程度上改善了菊花苗氣孔開放程度,提高了凈光合速率,但不同激素噴施的效果不同,以BR噴施對其光合的影響最為顯著。
由圖3可知,嫁接苗、扦插苗分別噴施了4種激素BR、Put、MT、Spm后,與清水相比均降低了葉片中丙二醛含量,噴施嫁接苗分別降低了50.37%、36.88%、21.59%和17.24%,噴施扦插苗分別降低了36.93%、27.39%、18.84%和15.74%,差異顯著性分析發(fā)現(xiàn)Spm噴施嫁接苗與清水相比無顯著差異,BR、Put、MT噴施兩種苗差異顯著(P<0.05)。
在相對電導(dǎo)率方面,4種激素BR、Put、MT、Spm分別噴施嫁接苗、扦插苗,均降低了葉片相對電導(dǎo)率值,BR的效果最為顯著,分別比清水噴施的嫁接苗、扦插苗降低了61.05%、37.22%,噴施Put、MT也分別顯著降低了53.58%、27.87%和38.08%、17.80%,而噴施Spm雖然分別降低了25.33%、10.09%,但對扦插苗而言無顯著差異。
圖3 不同外源激素噴施對'皇冠'菊葉片丙二醛含量和相對電導(dǎo)率影響
綠色植物通過光合作用進(jìn)行有機(jī)物的轉(zhuǎn)化并貯存能量以促進(jìn)植物生長,在這過程中光能的捕捉是由葉綠素和其他光合色素完成的,因此葉綠素含量的高低直接影響著光合作用效果,而逆境脅迫會(huì)加快葉綠素的降解,影響光合作用,造成植物生長不良[13-14]。研究發(fā)現(xiàn),通過對櫻桃番茄[15]、黃瓜幼苗[16]、蘋果幼苗[17]、谷子[18]分別使用油菜素內(nèi)酯、褪黑素、腐胺、精胺處理后,均能提高相應(yīng)作物的葉綠素含量,進(jìn)而促進(jìn)了光合作用,加快了相關(guān)作物的生長速度。在本試驗(yàn)中通過對菊花噴施4種外源激素,不論是嫁接苗還是扦插苗,其葉綠素含量均高于清水噴施的同種苗,進(jìn)而使光合速率也有所改善,這可能與外源激素的使用提高了植物體內(nèi)激素水平,提高了葉綠素合成酶及其他相關(guān)酶的活性,增強(qiáng)了植物體對不良環(huán)境的抗性,減弱了葉綠素的降解作用等因素有關(guān)。此外噴施4種外源激素均提高了兩種菊花苗的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率,降低了胞間CO2濃度,說明4種激素處理還在一定程度上改善了菊花的氣孔開放程度,對菊花的光合有著直接的影響。從兩種菊花苗的生長情況來看,4種激素處理后的扦插苗和嫁接苗其側(cè)枝株高、莖粗和葉片數(shù)、總干鮮重以均比清水噴施的同種苗優(yōu)異,說明4種外源激素處理后,加快了菊花植株對營養(yǎng)元素的吸收及細(xì)胞代謝水平,這可能與上述激素處理改善了菊花的光合特性,以及提高了相關(guān)生理酶活性有直接關(guān)系。
丙二醛( MDA)是細(xì)胞膜脂過氧化作用的產(chǎn)物之一,它的產(chǎn)生能加劇膜的損傷[19],其含量的高低能夠代表膜脂過氧化的程度,含量越高,說明植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度越高,可間接反映植物組織的抗氧化能力的強(qiáng)弱。而相對電導(dǎo)率的變化可以直接反映植物細(xì)胞膜的傷害程度,是衡量植物抗逆性的重要指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果顯示噴施4種激素后,兩種菊花苗的丙二醛含量和相對電導(dǎo)率值均有所降低,從而提高了菊花苗的抗氧化能力及抗逆性,類似研究發(fā)現(xiàn)黃瓜幼苗[20-21]通過噴施外源腐胺或褪黑素可緩解NaCl或高溫脅迫對其生長的抑制,葉片MDA含量以及電解質(zhì)滲漏率顯著下降。此外本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)BR和清水噴施的嫁接苗其丙二醛含量及相對電導(dǎo)率與清水噴施的扦插苗存在差異,說明BR噴施與嫁接之間在抗逆性方面可能還存在一定的交互作用。但有關(guān)外源激素對菊花丙二醛含量和電解質(zhì)滲透率的調(diào)控機(jī)理還需要深入研究。
綜上所述,4種激素葉片噴施菊花與對照清水相比,無論是嫁接苗還是扦插苗均能提高其葉綠素含量,并改善其葉片的氣孔開放程度從而促進(jìn)光合作用,加快生長速度,且能降低葉片丙二醛含量和相對電導(dǎo)率值,增強(qiáng)菊花的抗性,但不同激素處理效果存在著一定的差距,其中以油菜素內(nèi)酯處理兩種菊花苗,在葉綠素含量、光合氣體參數(shù)、丙二醛含量、相對電導(dǎo)率值以及綜合生長情況方面均達(dá)到最佳,所以在處理范圍內(nèi)以油菜素內(nèi)酯的處理效果最優(yōu)。