不同春化時間對蠶豆生長和開花的影響

薛晨晨，葉松青，張炯,2，袁星星*，陳新*，王學軍，吳春芳

(1.江蘇省農業科學院 經濟作物研究所，江蘇 南京 210014； 2.南京農業大學 生命科學學院，江蘇 南京 210095； 3.江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇 如皋 226541)

大多數越冬作物需要在種子或者植株生長過程中經歷春化階段[1-3]，否則無法實現開花或者需要漫長的時間才能開花。蠶豆也是春化作物，全國各地均有栽培，尤以長江以南種植較多，江浙是蠶豆種植的主要區域，中國是世界蠶豆的主要生產國和出口國[4]。傳統的蠶豆栽培是在農歷霜降之后播種，植株經歷冬天的自然低溫春化，在來年春天開花結莢[2-3]。而為了取得更高的經濟效益，增加農民的收入，同時也滿足市場對鮮食蠶豆的需求，現在農戶在8月后就開始播種，因此蠶豆苗就必須經過人工低溫春化處理后才能種植。溫度會對蠶豆的生長過程產生重要的影響[5]。低溫處理能縮短蠶豆出苗到開花的時間，加快蠶豆開花進程，促進植株從營養生長轉變成生殖生長[1]。國內外對小麥、十字花科作物、牧草、草莓、大蒜和擬南芥等越冬栽培作物開展了一定的春化研究[6-12]，對蠶豆的研究還十分有限。本研究通過對蠶豆品種蘇蠶8號低溫春化時間進行試驗和摸索，分析低溫處理不同時間后蠶豆植株生長速度、開花習性和分枝習性的變化，對進一步了解蠶豆春化習性、完善蠶豆品種栽培新模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為蠶豆品種蘇蠶8號。

1.2 方法

1.2.1 浸種

選取當年新采收的蠶豆種子，大小一致，表面無病蟲害現象，種子飽滿。將蠶豆種子放于常溫水中，室溫下浸泡24 h，選擇浸泡充分的種子開展下一步試驗。

1.2.2 催芽

清水淘洗浸泡后的種子，將種粒裝入雙層種植托盤中，蓋上雙層紗布，催芽溫度為25 ℃，催芽時經常噴水保持紗布濕潤，每天用清水洗去蠶豆表面有機質以防止種芽腐爛。催芽5 d后，大部分種粒出芽且芽長在1 cm左右，開始進行春化處理。

1.2.3 春化處理

春化處理在4 ℃低溫環境中進行，采用16 h/8 h光暗處理，每天定期觀察1～2次，保持濕潤。對芽期蠶豆苗進行春化處理時間分別為0(C0)、3 d(C3)、6 d(C6)、9 d(C9)、12 d(C12)、15 d(C15)、18 d(C18)、21 d(C21)、24 d(C24)、27 d(C27)和30 d(C30)，共11個處理，處理后直接移栽。

1.2.4 移栽

在人工溫室里進行移栽，溫度控制為22～25 ℃，光暗條件為16 h/8 h，移栽進花盆中，每天定期觀察。從移栽開始計時，記錄蠶豆真葉生長、開花和分枝數數據。試驗記錄終止時間為移栽后55 d。

2 結果與分析

2.1 對葉片生長速度的影響

對不同春化處理下蠶豆植株生長速度進行統計試驗表明，春化后蠶豆植株的生長速度明顯增加(圖1)，整體表現為春化處理時間越長，植株真葉展開時間越短。低溫處理30 d后移栽的植株，從第1張真葉至第8張真葉展開的速度都明顯短于未經過春化的植株。比較各處理的第8張葉片展開時間可以發現，隨著處理時間的不斷增加，對蠶豆植株生長速度的影響也不斷加強，蠶豆植株生長速度逐漸變快。相比春化前，春化處理21 d后生長速度呈顯著增加(表1)。

圖1 不同春化處理下蠶豆前8片真葉的生長情況

處理第8張真葉展開時間/dC024.7±3.6 aC322.0±0.6 abcC622.3±2.3 abcC923.0±2.9 abC1224.7±4.0 aC1521.6±3.1 abcC1824.5±1.0 aC2120.0±1.7 bcC2420.4±2.3 bcC2718.5±0.6 cC3018.4±0.6 c

注：同列數據后無相同小寫字母表示處理間差異顯著。表2～3同。

雖然所有低溫春化處理后蠶豆苗并未展開第1張真葉，但為了排除春化處理期內時間造成的差異，比較蠶豆第1張真葉展開后到第8張真葉展開所需要的時間，結果表明，蠶豆植株生長的速度和苗期低溫處理的時間有明顯關系。低溫春化處理時間越長，植株葉片展開速度越快，未處理的蠶豆植株需要20 d以上；春化處理12 d以后生長速度明顯提高，少于20 d；在春化處理30 d后生長速度最快，只需要約17 d左右(圖2)。

圖2 不同春化處理時間對蠶豆真葉 展開速度的影響

2.2 對開花時間的影響

蠶豆開花需要經歷春化過程，而春化時間的長短直接影響蠶豆開花率和開花的時間。本研究對不同春化處理后蠶豆植株開花習性和開花速度統計顯示(表2)，未春化處理的蠶豆植株在試驗結束前始終未開花，春化處理3 d后的植株只有個別出現開花現象，春化處理6 d和9 d的蠶豆植株有部分植株出現開花，開花率分別為60%和80%；而春化時間大于12 d后，全部的試驗材料都能開花。同時，隨著春化處理時間的變長，植株從移栽到開花的時間也逐漸變短。結果顯示，春化處理12 d就能顯著改變蠶豆植株的開花習性和提高開花速度。

表2 不同春化時間處理后蠶豆植株的開花時間

2.3 對分枝數的影響

蠶豆分枝數的多少直接影響蠶豆植株的產量。本研究對不同春化處理后蠶豆植株前期分枝習性開展調查，調查時間為移栽后55 d。統計結果顯示(表3)，隨著春化處理的時間變長，蠶豆分枝數明顯減少；蠶豆春化處理15 d后，植株生長過程中分枝數會明顯減少，與C0，C3和C6處理結果呈顯著差異。

表3 不同春化處理下蠶豆的分枝數

3 討論

低溫春化可促使蠶豆從營養生長轉變成生殖生長，而春化處理時間長短是影響春化效果的主要因素[1]。蠶豆葉片的生長和分枝數的提高是營養生長的重要表現，而開花則是蠶豆生殖生長的開始。已有研究中蠶豆春化處理后的現象表現不一。有研究顯示，蠶豆分枝數會隨著春化時間的延長而表現出增加的趨勢[13]，這可能和蠶豆品種與統計時間有關。本研究室前期對多個來自全國不同地區的蠶豆品種進行試驗[14]，比較春化后分枝數的多少顯示，大多數品種在春化后都會減少分枝數，但個別品種或個別統計時期會顯現春化處理后分枝數多于非春化處理。而本研究對生長2個月的試驗結果分析顯示，隨著春化時間不斷增加，蠶豆植株的分枝數也逐漸減少。春化15 d后蠶豆植株的分枝數就明顯減少，與非春化蠶豆植株相比，呈顯著差異。

種植于嚴格的控溫條件下，未經春化處理的蠶豆植株55 d內都未出現開花現象；春化處理3～9 d的試驗顯示，雖有部分植株開花，但開花時間較長；春化處理12 d的結果顯示，試驗植株開花率達100%，且平均始花時間為29.75 d，這與陳江輝等[15]部分結果一致，但其文中顯示未春化蠶豆也能在38 d后開花，這可能與品種有關，或因大田環境的溫度不穩定造成。本研究用的是嚴格的溫室控溫條件，直至試驗結束，都未見C0處理的蠶豆植株有開花的跡象。

雖然春化時間越長產生的春化效應越強，但過多的春化處理有可能影響蠶豆植株的生長發育[2]，造成產量的減產。陳華等[16]從蠶豆植株的生理生化指標分析認為，春化的時間最好在14 d之內，不宜超過21 d；從采收期，單株莢數和百粒鮮重進行分析，春化處理時間以20 d左右最好[17]。

本研究結果顯示，在嚴格的溫室控溫環境下，蠶豆在未經低溫春化處理的情況下，營養生長較強，分枝數較多，葉片生長緩慢，且不出現開花跡象。而隨著低溫春化的時間逐漸增加，蠶豆植株葉片生長速度變快，分枝數減少，且開花時間逐漸變短。試驗發現，春化12 d后就能達到30 d內快速開花，100%開花率和分枝數下降不明顯這3個有利結果，雖然隨后春化的時間越長促花效果越明顯，但營養生長期過短，分枝數變少會影響蠶豆的產量，同時春化處理周期過長會增加種植成本。因此，本研究建議蠶豆以低溫春化12 d左右為春化的最佳處理時間。