非洲菊保鮮技術及其彎莖影響因子研究進展

陳晨甜　呂長平　陳　建

摘 要:本文從低溫貯藏、氣調貯藏、能源物質、保鮮劑及植物激素等方面綜述了目前非洲菊保鮮技術研究進展,并介紹了水分狀況、機械組織和疏導組織狀況以及乙烯等影響非洲菊彎莖形成的因子,簡要討論了非洲菊鮮切花保鮮中存在的一些問題,并對今后的研究方向進行了展望。

關鍵詞:非洲菊;彎莖;保鮮;進展

非洲菊(Gerbera jamesonii)又稱扶郎花,是菊科大丁草屬多年生常綠宿根草本花卉,原產于南非。非洲菊觀賞價值較高,以花色繁多、花姿獨特、花枝挺拔著稱,其花序水插保鮮期長,是世界五大切花之一。

1 非洲菊切花保鮮技術研究進展

一般切花保鮮技術包括物理保鮮技術、化學保鮮技術等。近10年來,隨著非洲菊鮮切花在切花銷售中占的比例逐年上升,各研究機構對其保鮮的研究愈來愈頻繁。

1.1物理保鮮

1.1.1低溫貯藏。冷藏是鮮切花貯藏中最常用的一種方法。低溫能有效控制微生物的生長,抑制乙烯的產生,延緩呼吸,降低能量消耗。韋三立[1]等指出,低溫環境對于絕大多數花卉而言,均能有效地增加其貯藏壽命。馮會[2]認為,低溫保鮮技術是在不造成低溫傷害的前提下,降低溫度以達到抑制呼吸、延緩切花開花和衰老的目的。

鮮切花的低溫冷藏分為干藏和濕藏2種。尹俊梅[3]等試驗證明,非洲菊適合在4℃以下套袋濕藏保鮮;而對于10d以內的短期貯藏,冷藏溫度在4~8℃都是合適的。此外,用塑料薄膜包住花頭,可減緩切花的蒸騰作用,避免切花過快失水發生萎蔫。

1.1.2氣調貯藏保鮮。氣調貯藏保鮮是通過精確控制氣體(主要是CO2和O2)成分,來貯存植物器官的方法。通過增加CO2濃度,減少O2濃度和去除有害氣體,結合低溫環境,抑制切花呼吸,從而使其代謝過程減慢。目前,歐洲一些國家用先進的裝置和設備進行切花保鮮,如切花保鮮柜、切花保鮮封口瓶、切花保鮮塑料包裝袋、充氧保鮮花瓶、切花保鮮網袋等,亦可延緩切花衰老。

另外,包裹、低壓貯藏、電磁輻射、空氣放電及超聲波等物理保鮮方法已廣泛應用于切花保鮮的處理,但未見這些方法應用于非洲菊保鮮方面的研究報道。

1.2化學保鮮

非洲菊鮮切花采收后一般先通過預冷處理再放入化學保鮮劑中進行貯藏保鮮。鮮切花預冷是指通過人工措施將鮮切花的溫度迅速降到所需溫度的過程。目前,國內外采用的預冷方式有冷庫空氣預冷、強制通風預冷、壓差通風預冷和真空預冷等。保鮮劑可分為預處理液、催花液和保持液,主要成分有糖、無機鹽、殺菌劑、乙烯抑制劑和拮抗劑、有機酸、植物生長調節物質等。

1.2.1能源物質。非洲菊切花保鮮劑配方多數含有蔗糖,蔗糖處理是提升非洲菊切花品質常用的方法。Mayak等認為,蔗糖可提高組織內CO2的濃度,競爭性抑制了乙烯的作用而延長切花的瓶插壽命。向桂福[4]等研究認為,當蔗糖濃度為10%時,非洲菊保鮮時間最長,這與盛愛武[5]等的研究結果一致。但王榮華[6]等卻認為,用10%蔗糖處理的切花保鮮期最短,且花枝折梗現象嚴重。幸宏偉[7]等用含25g/L蔗糖保鮮劑對非洲菊“百琳塔”品種進行處理,發現可延長其保鮮期,且觀賞性保持較好。江月玲[8]等證明新鮮蜂王漿可有效地延緩非洲菊切花衰老。張林青[9]等研究發現,用0.5‰濃度的殼聚糖處理非洲菊切花,能延長切花壽命。

1.2.2無機鹽。張華等認為:含K、Ca、Co、Al、Ag等元素的無機鹽均能增加溶液的滲透勢和細胞的膨壓,有利于維持花的水分平衡。K+,Ca2+兩種離子均能增加瓶插液的滲透勢和花瓣細胞的膨壓,改善切花的水分平衡狀況。

章玉平[10]等研究報道單獨使用Ca2+或K+以及K+與Ca2+混合使用,均可顯著減輕非洲菊的“彎莖”現象,但Ca2+的作用優于K+。陳丹生[11]等研究認為,用CaCl2溶液瓶插非洲菊切花可使切花的瓶插壽命延長。賈春蕾[12]也認為,K2HPO4、CaCl2能較好地改善非洲菊的彎莖現象。潘遠智[13]等試驗結果表明:在非洲菊切花彎莖調節上,K+在調節水分狀況和保持鮮重方面優于Co+,Co+在可溶性蛋白質、花青素和粗纖維含量的調節上優于K+。張潔[14]等在研究中也發現,含CaCl2的保鮮液能明顯提高非洲菊切花的抗彎莖能力。邸葆[15]等對非洲菊“大臣”的研究中發現,硫酸鋁能保證花梗堅挺,提高抗彎莖能力。另外,管清剛[16]等研究認為,硫酸鋁與硫酸鉀低濃度處理非洲菊品種‘California明顯比高濃度處理的瓶插壽命長,且硫酸鉀優于硫酸鋁。段萍[17]等試驗證明,含硝酸銀的保鮮劑對非洲菊的保鮮效果較明顯,但瓶插壽命一般,其抗彎莖效果也較差,Ag+有被光氧化成沉淀物而堵塞花莖輸導組織的現象。

1.2.3殺菌劑。8-HQ(8-羥基喹啉)、8-HQC(8-羥基喹啉檸檬酸)、8-HQS(8-羥基喹啉硫酸鹽)是切花保鮮劑中使用較為普遍的殺菌劑,對真菌、細菌等有強烈的殺傷力和抑制作用,使莖基切口處的單寧類物質失活,抑制細菌的增殖,從而防止導管堵塞。目前,非洲菊保鮮劑的配方中基本都采用了這三種殺菌劑。用殺菌劑處理的非洲菊切花能明顯減輕瓶插過程中花莖的腐爛問題,延長瓶插壽命。另外,還有將青霉素應用到非洲菊切花保鮮上的報道。

1.2.4乙烯抑制劑和拮抗劑。Ag+、STS(硫代硫酸銀)、AOA(氨氧乙酸)、乙醇、AVG(氨氧乙基乙烯基甘氨酸)、放線菌酮等均可降低乙烯的生成量和干擾乙烯生成。有實驗表明,非洲菊對外源活性氧的效應大于乙烯,適當濃度的活性氧清除劑能緩解對非洲菊呼吸的抑制,延緩非洲菊衰老。盛愛武[18]等研究發現,50mg/L的STS可顯著延長‘Nevada、‘Jamilla、‘Ruby Red、‘unda4個品種非洲菊切花的瓶插壽命,減輕彎莖現象。據報道,康乃馨、非洲菊等切花采后用NO(一氧化氮)處理,可增強其保水能力,延長壽命。

1.2.5植物生長調節劑。切花衰老與體內激素水平的平衡密切相關,6-BA(6-芐基腺嘌呤)、B9(比久)、CCC(矮壯素)、S-3307(烯效唑)、MET(多效唑)等生長調節物質對切花保鮮有較好效果。羅紅藝[19]等報道,含多效唑的保鮮劑對非洲菊切花保鮮具有一定效果,可達到延長瓶插壽命,提高觀賞品質的目的。葛皓[20]等也研究指出用50mg/L濃度MET對非洲菊供試品種‘Cora采用根部定量淋施處理能有效地提高其瓶插壽命。李蕓瑛[21]等研究表明,用S-3307處理能使非洲菊切花的瓶插壽命延長,彎莖率降低。

近年來,6-BA已廣泛應用于非洲菊的切花保鮮。羅紅藝[19]等研究指出,含B9和CCC的保鮮劑可以延長非洲菊切花瓶插壽命,且效果優于6-BA。景紅娟[22]研究發現50mg/L B9保鮮效果最好,非洲菊瓶插壽命最長。另外,也有將竹醋液應用到非洲菊鮮切花保鮮方面的報道。

1.2.6有機酸。有機酸可降低pH值,抑制菌類繁殖,促進花枝吸水。常用的有檸檬酸、苯甲酸、抗壞血酸、水楊酸等。景紅娟[22]研究指出含水楊酸的保鮮劑比含苯甲酸的保鮮劑對非洲菊保鮮效果要好。另外,含抗壞血酸的保鮮劑也可延緩非洲菊切花壽命,但效果沒有含水楊酸的保鮮劑好。

2 非洲菊彎莖形成影響因子

非洲菊切花瓶插后期花莖常發生不規則彎曲現象(常稱彎莖)。據Wilberg[23]報道,非洲菊彎莖的部位常常發生在距花軸基部3/4的部位,廖立新[24]認為非洲菊彎莖部位多發生在距花冠基部8～12cm莖段處。Yoon Haesook等發現,花序大而重、花莖細弱的非洲菊品種采后易發生“彎莖”現象。馮會[2]研究發現非洲菊不同品種間抗彎莖的能力差異明顯,粉紅品種‘Fiona不易發生彎莖現象。彎莖的產生嚴重影響了非洲菊的觀賞價值,因此,研究非洲菊切花彎莖問題對其延長保鮮壽命,提高觀賞價值都具有十分重要的意義。

2.1水分狀況

由各種因素引起的水分代謝失調是導致切花衰老凋萎的重要原因。切花瓶插壽命取決于吸水和失水間的平衡關系,蒸騰作用是切花失水的主要方式。Marousky[25]觀察到提高切花的吸水力可以延長切花的壽命。如果切花水分平衡失調,便會出現花頭下垂、花莖彎折并逐漸萎蔫的現象,這是制約非洲菊切花大規模生產的一個重要因素。

2.2機械組織和疏導組織狀況

廖立新[24]等認為,非洲菊彎莖發生的主要原因是:中部莖段粗纖維含量低于下部,而衰老速度快于上部;下部莖段較上、中部莖段含水量低,可能與其機械組織發達有關。有關學者指出,非洲菊的“彎脖”,“折莖”主要是由于其花序梗木質化強度不夠。陳丹生[11]也認為非洲菊切花花莖易折斷是花莖硬度不充分。Burdett對月季“彎莖”的原因中指出其重要原因之一是切花葉片和花蕾所需水分由花蕾下相對幼嫩的莖組織提供,莖組織失水使細胞膨脹度下降,在花蕾重力作用下而發生彎曲。馮會[2]認為非洲菊品種之間彎莖的差異性可能是由于輸送水分能力強弱不同造成的。

Paliyath[26]認為切花衰老是由于花莖的堵塞引起花瓣組織內部缺水,加速了切花的衰老。近年來的研究表明,非洲菊易彎莖是由于微生物堵塞了導管,引起上端組織水分缺乏所致,瓶插后期花莖下端有微生物積聚、發霉和腐爛現象。

2.3碳水化合物

切花體內碳水化合物含量是決定切花壽命的主要因素,切花采切后瓶插期間,碳水化合物總體呈下降趨勢。對于某些莖桿肥厚、中部空洞很小的非洲菊品種來說,花莖中上部位在采摘前常會發生莖桿斷裂的現象,這是由于碳水化合物積累不足,溫濕度變化劇烈,莖桿中生長迅速的細胞突然間失水而膨壓消失引起的。高勇[27]在研究月季的過程中發現月季采收后1~2天內花瓣中淀粉迅速分解,之后維持相對穩定的水平,衰老階段葉片細胞的淀粉粒完全消失。

2.4蛋白質

Halevy和Mayak認為,蛋白質含量下降是植物衰老的一個重要指針。葛皓[20]在研究中發現‘Red-Tube、‘Cora、‘Delphi3個品種的非洲菊花序梗從盛開到衰老期間可溶性蛋白含量均有所下降。蔡永萍等對唐菖蒲的研究也表明:其瓶插過程中出現“彎頭”也與其花葶內可溶性蛋白含量變化有關。另外,張潔[14]等通過對非洲菊切花易彎莖品種‘Sondance的試驗結果表明,在非洲菊切花瓶插衰老過程中,細胞壁物質的分解以及細胞壁水解酶活性的快速提高是造成非洲菊切花彎莖的主要生理原因。

2.5乙烯

一般切花衰老可分為乙烯敏感性或乙烯不敏感性兩種類型。乙烯與切花衰老的關系密切。近年來的研究表明:非洲菊屬于對乙烯不敏感的切花,非洲菊對外源乙烯的敏感性較低,乙烯處理只有微弱的傷害,瓶插壽命縮短10%左右。但也有報道指出非洲菊對乙烯的敏感性與其品種有關。Mencarelli[28]認為,非洲菊切花的“彎莖”受乙烯調控,與水分脅迫導致的衰老相關。

盛愛武[18]等實驗證明,不同非洲菊品種采后生理生化變化有差異,高濃度乙烯可使所有品種瓶插壽命縮短,彎莖加劇。但低濃度乙烯對某些品種有顯著的傷害作用,這些屬乙烯敏感型品種;但低濃度乙烯對某些品種卻無明顯影響,這些屬乙烯不敏感型品種。 吳嵐芳[29]等認為,非洲菊是乙烯非敏感型、呼吸非躍變性切花,外源乙烯對非洲菊切花的影響不大。通常,非洲菊切花乙烯生成量很低,但是管狀花被霉菌侵染時,乙烯生成量增加。

2.6采收時期和采收方式

不同時期采花對切花的貯藏壽命有明顯影響。一般來說,越是在花朵發育的后期采切切花,其瓶插壽命越短。

對于一般切花,在保證花蕾正常開放、不影響觀賞品質的前提下,應盡可能在蕾期進行采切。實驗證明,非洲菊若在蕾期進行采切,不僅不能正常開放,而且更易枯萎并產生“彎莖”現象。陳丹生[11]認為非洲菊若采切過早,“彎莖”現象發生更頻繁。馮會[2]認為非洲菊的切取至少應在花莖挺直、邊緣舌狀花瓣形成一個完整的花冠以后。李金澤[30]等研究認為,當非洲菊花朵1輪或2輪雄花吐露花粉時,才能采花。采收重瓣花要再遲一些,有2~4輪雄花吐粉時,才能采收。夏季采收可以適當提早一點,冬季則要適當推遲。而葛皓[20]研究認為非洲菊的采摘期應在花序完全開放后。

非洲菊的采摘方法對其之后的瓶插壽命及貯藏、保鮮效果有非常大的影響。采花時要摘下整個花莖而不能做切割,因為切割后留下的部分會腐爛并傳染到敏感的根部并抑制新花芽萌發。采下的花整理后,將花莖底部切去2~4cm,切割時要斜切,避免木質部導管被擠壓。花莖底部由非常狹窄的木質部導管組成,對水分傳輸有阻礙作用,切去后花朵吸水更加容易。此外,采非洲菊時,空氣有可能被吸進導管而阻止花朵吸水,切去一部分花莖也除去了導管中的氣泡。

3 結語

非洲菊切花在國內外市場的需求量很大,其發展前景十分廣闊,但是研究力度仍然不夠。首先,非洲菊切花衰老的原因尚在探索中,影響衰老的關鍵因子仍不明確,鮮切花衰老過程與貯藏切花是否一致還不太清楚;其次,非洲菊切花的形態及生理指標與切花品質是否相關,各個品種間差異如何還不清楚,這些問題的存在,影響了非洲菊切花品種的選擇,影響了針對性的貯藏保鮮技術的開展。建議今后:①開展非洲菊品種篩選工作,從現有品種中篩選出耐貯藏、運輸,抗彎莖的切花品種,并開展切花品種的選育工作,為非洲菊切花的廣泛應用提供品種依據。②系統、深入地開展非洲菊切花采后生理的研究,了解品種之間的差異,找出與非洲菊切花品質相關的生理指標,為建立非洲菊切花品種篩選體系提供理論依據。③從實際出發,探索一些高效、價廉、無毒無害的藥劑種類,做到預處理、催花、瓶插劑系列配套,實現使用濃度、時間和處理方法的最佳化。④運用基因工程培育抗彎莖的新品種。(收稿:2009-02-14)

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