王雅萍 王海英
摘 要: 以香石竹切花為試驗材料,比較了不同濃度的兩種鈣鹽CaCl2、Ca(NO3)2對香石竹切花的外觀形態及生理指標的影響。結果表明,200 mg·L-1CaCl2和200 mg·L-1Ca(NO3)2處理可有效促使切花吸水量增加和失水量減少、緩解花瓣質膜透性的增大、保持較高的SOD酶活性,從而使切花鮮質量增加、花莖增大,延長了其觀賞壽命,可考慮作為切花保鮮劑成分使用。
關鍵詞:香石竹;氯化鈣;硝酸鈣;保鮮
中圖分類號:S681.5 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.09.003
Research on the Effect of Different Calcium Salts on the Preservation of Carnation Cut Flowers
WANG Ya-ping1, WANG Hai-ying2
(1.College of Landscape Architecture,Northeast Forestry University,Harbin,Helongjiang 150040, China;2.College of Traditional Chinese Pharmacy, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China)
Abstract: This experiment used carnation cut flowers (William Sim)as plant materials and compared the effects of two kinds of Calcium salts CaCl2 and Ca(NO3)2 on the appearance indexes together with the physiology indexes. The results showed that the treatments of 200 mg·L-1CaCl2 and 100 mg·L-1 Ca(NO3)2 could promote the increases of fresh weight and maximum diameter effectively, and these two kinds of salts could lengthen the ornamental lives of carnation cut flowers to different degrees. Meanwhile, the treatment of 200 mg·L-1CaCl2 and 200 mg·L-1 Ca(NO3)2 could also promote the increases of water absorption and the decrease of water loss, inhibit the increase of the flower petal protoplasmic membrane penetrable, as well as keep an increase of the activity of SOD in the treated carnation cut flowers. Comprehensive results showed that 200 mg·L-1CaCl2 and 200 mg·L-1 Ca(NO3)2 treatments could not only delay the senescing of the carnation cut flowers but also enhance their ornamental value observably.
Key words: carnation cut flowers; CaCl2; Ca(NO3)2; fresh preservation
切花采收后,由于隔斷了花枝和母體植株之間的聯系,細胞內大分子生命物質如蛋白質、核酸等逐漸降解,細胞質膜透性增大,外滲加快;乙烯生成量迅速增加,進一步加速花瓣的衰老,直至花瓣枯萎,喪失生命功能。此外,花枝的切口處微生物的污染,水中pH值的變化及有害離子的增多等外界因素也會加速切花的衰老,從而影響其觀賞價值。所以,切花采后處理中合理使用保鮮劑可以顯著延長其觀賞壽命,而找出保鮮效果好的營養物質對有效保鮮劑的確定具有非常重要的意義。
鈣元素在生物體中具有極其特殊的作用。它不僅是植物細胞壁的重要結構物質,而且還是植物細胞轉導過程的重要第二信使,調節植物對環境變化的響應過程[1]。在切花保鮮中,鈣鹽可抑制水溶液中微生物活動,調節切花一些生化反應、代謝活動以及花瓣細胞的滲透濃度,促進水分平衡。本試驗以香石竹切花為材料,研究了不同種類和濃度的鈣鹽對香石竹切花保鮮效果的影響,旨在為進一步提高香石竹切花的保鮮效果、篩選最佳的保鮮液配方提供理論依據。
1 材料和方法
1.1 試驗材料
試驗所用香石竹切花品種馬斯特(Dianthus Caryophyllus L. Master),從昆明花圃空運至本地,選擇半開苞,開放程度基本一致、無病蟲害、生長健壯、挺拔的花枝。
1.2 試驗方法
將選取的香石竹花枝剪成30 cm左右,以降低彎莖程度,并以45°角斜剪,使花枝吸收保鮮液的面積最大。然后將其分別插入盛有250 mL不同保鮮液(表1)的錐形瓶中,每瓶插6支,每個處理2瓶,最后置于室內散射光下培養,溫度為15~20 ℃,相對濕度為60%~80%。
1.3 測定指標及方法
從瓶插當天開始,定期測定香石竹切花的花徑、切花壽命、花枝鮮質量、水分平衡值、細胞質膜透性、SOD活性。(1)花徑的測定采用直尺測量法,每個處理測定6支切花的花徑,取平均值。瓶插期間每支花徑的最大值就是該花的最大花徑;(2)切花壽命,從瓶插之日起到切花失去觀賞價值的天數,以花瓣嚴重失水萎蔫或有干邊的花瓣占40%作為瓶插壽命結束標志;(3)花枝鮮質量的測定采用稱量法,先將花枝上的保鮮液用吸水紙吸干,在電子天秤上稱量切花花枝質量,取平均值,以瓶插開始時的鮮質量為100%,計算出切花花枝鮮質量變化率;(4)吸水量、失水量的測定。失水量(蒸騰量):每2 d稱?。ㄈ芤?花枝+瓶)的質量,2次的差值即為蒸騰量。吸水量:每2 d稱?。ㄈ芤?瓶)的質量,2次的差值即為吸水量。吸水量與失水量之差即為水分平衡值;(5)細胞質膜透性采用電導率測定法[2];(6)SOD活性測定采用NBT光還原法[3]。
2 結果與分析
2.1 不同鈣鹽溶液處理對香石竹切花外觀形態的影響
從表2可以看出,不同鈣鹽處理都能不同程度地使花徑增大、延長香石竹切花的瓶插壽命。其中以200 mg·L-1CaCl2效果最好,觀賞壽命達到18.1 d,與對照相比延長了4.9 d;200 mg·L-1 Ca(NO3)2效果次之,觀賞壽命達到17.4 d,與對照相比延長了4.2 d;用200 mg·L-1CaCl2、Ca(NO3)2處理的花徑最大,瓶插12 d都達到了7.8 cm,比對照增加了11.43%。
2.2 不同鈣鹽處理對香石竹切花生理指標的影響
2.2.1 不同鈣鹽處理對香石竹切花吸水量、失水量的影響 切花的新鮮度和飽滿度取決于組織細胞內膨壓和水分緊脹度以及吸水速率和蒸騰速率的平衡,只有在吸水量大于蒸騰量時切花才能保持正常的生理代謝。表3顯示了不同鈣鹽處理對香石竹吸水量與蒸騰量之間差值,即水分平衡值的影響。從表3可以看出,瓶插期間,與對照相比,CaCl2和Ca(NO3)2處理都能在一定程度上改善水分平衡。在CaCl2處理中,除了500 mg·L-1 CaCl2處理和對照一樣在第 8 天 達到負值外,100 mg·L-1 CaCl2、200 mg·L-1 CaCl2的處理都在第10 天才達到負值, 延緩了香石竹切花的衰老。Ca(NO3)2處理也延遲了香石竹切花水分平衡值負值的出現,其中以200 mg·L-1 Ca(NO3)2處理的效果最為顯著,在瓶插第10 天變為負值,表明該處理也可以改善切花體內的水分狀況,延緩花瓣因失水而導致枯萎的過程。
2.2.2 不同鹽處理對香石竹切花鮮質量變化率的影響 如圖1所示,香石竹切花瓶插期間鮮質量的變化率均呈現出先上升后下降的趨勢,且各處理均在第6天達到峰值。與對照相比,CaCl2與Ca(NO3)2處理均可使香石竹切花的鮮質量增加,但各處理的變化幅度不同。CaCl2處理中,200 mg·L-1
CaCl2處理效果最顯著,瓶插第6 天,切花鮮質量比對照高出19%,且高于其他2個濃度處理(圖1A)。Ca(NO3)2處理中也以200 mg·L-1 Ca(NO3)2 處理增幅最大,下降的速率最?。▓D1B)。這一結果表明,適當濃度的CaCl2和Ca(NO3)2處理都能有效提高香石竹切花的吸水能力,減緩了水分的散失。
2.2.3 不同鈣鹽處理對香石竹切花相對電導率變化的影響 在植物衰老的過程中,由于細胞膜的通透性增加,從而導致細胞質中的離子滲出到外界環境中,引起電導率的增加。因此,電導率的大小直接反映了植物細胞膜透性。從圖2可以看出,香石竹切花在瓶插期間的電導率一直呈上升趨勢,對照上升幅度最大,鈣鹽處理后則上升幅度較?。▓D2)。瓶插12 d時,200 mg·L-1CaCl2和200 mg·L-1 Ca(NO3)2處理切花的相對電導率分別較對照低29.3%(圖2A),25.7%,(圖2B),表明適宜濃度的鈣鹽處理可有效緩解質膜透性的增大,從而延緩了切花的衰老進程。
2.2.4 不同鈣鹽處理對香石竹切花SOD酶活力變化的影響 如圖3A所示,CaCl2處理使切花中的SOD酶活性顯著高于對照,其中200 mg·L-1處理效果最佳。瓶插第4,12 天,200 mg·L-1 CaCl2處理的SOD活性較對照分別高15.3%,31.5%,表明適當濃度的CaCl2可提高切花抗氧化酶SOD活性,從而降低活性氧積累,減緩膜脂過氧化,減輕細胞膜結構的損傷,保持膜的相對穩定。
Ca(NO3)2處理后切花中的SOD活力與對照相比也保持在較高水平,200 mg·L-1 Ca(NO3)2處理的SOD活力最高。瓶插第4,12天,200 mg·L-1
Ca(NO3)2的SOD活性分別較對照高24.0%,24.2% (圖3B),表明適當濃度的 Ca(NO3)2在延緩香石竹切花的衰老過程中也起著重要的作用。
3 結論與討論
Ca2+作為植物生長所必需的營養元素,具有多種生理作用。本研究發現,與對照相比,適宜濃度的CaCl2和Ca(NO3)2處理可顯著抑制切花電導率的上升,提高SOD酶活性。這一結果表明,外源Ca2+ 可使切花體內活性氧自由基的清除能力增強,從而降低了膜脂過氧化,在一定程度上維持了質膜完整,鈣鹽處理下切花相對電導率較低也證明了這一點。也正是因為如此,鈣鹽處理下切花衰老進程變慢,觀賞壽命延長,花徑增大,延遲了水分平衡值負值的出現,延緩了切花的衰老進程。
已有文獻報道,外源鈣可抑制多種水解酶的活性, 并減少乙烯釋放量[4-6]。此外,鈣離子還是植物活細胞信號轉導過程的第二信使[6-8],可降低脫落酸含量,提高赤霉素含量和細胞分裂素/脫落酸的比值[9-10]。乙烯、脫落酸是促進植物衰老相關的激素,而細胞分裂素和赤霉素則可拮抗其作用,延緩衰老。筆者推測,在鈣離子延緩香石竹切花的過程中,很有可能是由于鈣鹽抑制了乙烯的釋放,降低了脫落酸含量,從而使得切花的保護酶活性維持在較高水平,并在一定程度上保持了質膜的完整,延長了其觀賞壽命。通過生理指標與外觀形態指標的考察,200 mg·L-1CaCl2與200 mg·L-1 Ca(NO3)2都可延緩香石竹切花衰老,延緩瓶插壽命,可作為以此濃度作為香石竹切花保鮮劑的有效成分使用。
參考文獻:
[1] 蔣廷惠,占新華,徐陽春,等. 鈣對植物抗逆能力的影響及其生態學意義[J]. 應 用 生 態 學報,2005,6(5):971-976.
[2] 呂明霞,茅林春,趙德勝.保鮮劑對香石竹切花保鮮的生理效應[J].植物生理學通訊,1993,29(1):37-38.
[3] Giannopolitis C N, Ries S K. Superoxide dismutation I.Occurrence in higher plants [J].Plant Physiology, 1977, 53: 309-314.
[4] Sams C E, Conway W S. Effects of calcium infiltration on ethylene production, respiration rate, soluble polyuronide conten t, and quality of ‘Golden Delicious apple fruit [J]. Am er Soc Hort Sci, 1984,109: 53-57.
[5] 許濤, 李天來, 齊明芳. 鈣處理對乙烯誘導的番茄離體花柄脫落的抑制作用[J]. 園藝學報, 2007, 34(2): 366-370.
[6] 黃綿佳,高俊平,張曉紅,等. PPOH延緩月季切花開花和衰老的研究[J].園藝學報,1998,25(1):70-74.
[7] 陳貴林, 賈開志. 鈣和鈣調素拮抗劑對高溫脅迫下茄子幼苗抗氧化系統的影響[J]. 中國農業科學, 2005, 38(1): 197-202.
[8] 劉高峰,楊洪強. 鈣信使系統參與草酸對湖北海棠POD活性的誘導[J]. 植物病理學報, 2006, 36(2): 158-162.
[9] 李青云, 葛會波, 胡淑明,等. 鹽脅迫下外源鈣對草莓內源激素含量的影響[J]. 西北植物學報, 2008, 28(3): 517-522.
[10] 白吉剛,許培磊,宗成順,等. 外源鈣對唐菖蒲切花的保鮮效果和生理效應[J]. 中國農業科學,2008,41(10):3229-3239.