植物生長調節劑對南嶺莪術根莖貯藏和水培開花的影響

馮 欣 ，沈荔荔，2，盛愛武

（1.仲愷農業工程學院園藝園林學院，廣東 廣州 510225；2.廣州市名卉景觀科技發展有限公司，廣東 廣州 510080）

【研究意義】南嶺莪術（Curcuma kwangsiensisvar.nanlingensisN. Liu et X. Y. Ma）是姜黃屬廣西莪術（C. kwangsiensis）的變種［1］，自然花期為4—6月和7—9月［2］。南嶺莪術株形較矮小，在廣東地區其地上部通常11月初枯萎，采挖其地下根莖經低溫貯藏后可打破休眠，再經高溫催芽后，可在水培條件下開花，此時臨近春節，可利用此花期調控技術推廣南嶺莪術作高品質水培年宵花卉［3］。本課題組前期研究發現，南嶺莪術根莖耐貯藏，貯藏時間和溫度與其水培期開花率相關，而完成休眠最少需要在13～15 ℃環境中貯藏30 d［4］。生產上根莖的長期貯藏對周年供花有積極意義，但隨著貯藏時間的延長，干藏根莖容易失水、萎縮干扁，包埋濕藏根莖易發生腐爛，進而影響水培期花芽和葉芽的發育，降低成花品質。因此，選擇適宜的長期貯藏方式和水培方法，提高南嶺莪術根莖的成花率和成花品質，對實現南嶺莪術根莖的“一次采收處理，周年供花”具有商業生產實際應用價值。【前人研究進展】球根類花卉在低溫貯藏期間，球根的營養物質發生變化，可能影響到成花品質。Jayakumar等研究了姜黃（C. longa）的根莖從采收到發芽前貯藏期間蛋白質和RNA含量的變化，發現蛋白質和RNA合成量隨貯藏時間延長而增加，其穩定休眠期為30 d［5］。Ruamrungsri等發現姜荷花（C.alismatifolia）在貯藏期間根莖和球根的鮮重、氮含量、淀粉含量和可溶性糖含量均下降，根莖中脫落酸含量在貯藏前中期增加，貯藏后期則降低直至萌芽前［6］。劉建新研究則發現，幾種植物生長調節劑對紅火炬郁金（C. petiolata）種球在短期低溫脅迫中具有保護效果，以6-BA和ABA效果最為突出［7］。【本研究切入點】植物生長調節劑是一種與植物激素相類似的、作用于植物生理和生物學效應的物質，可以調節和控制植物的生長發育和各種生理活動，如促使種子和營養繁殖器官發芽、誘導花芽分化、增強植物抗逆力、貯藏保鮮等［8］。植物生長調節劑能否對長期貯藏的南嶺莪術根莖起到生理調節作用、提高成花率和成花品質，是本研究的關注點。【擬解決的關鍵問題】研究植物生長調節劑對南嶺莪術根莖長期貯藏和水培開花的生理調節作用，篩選出適宜的植物生長調節劑，為更好地推廣應用南嶺莪術作為新型水培花卉提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

南嶺莪術根莖采挖自韶關市樂昌縣姜黃屬植物種植基地，按照盛愛武等的方法進行根莖分級和處理：挑選無腐爛、大小一致的當年生2級（根莖直徑3～4 cm）南嶺莪術根莖，洗凈并剪去須根，置于800～1 000倍百菌清溶液中浸泡10 min，取出晾干［9］。所用植物生長調節劑均為分析純，購自廣州翔博生物科技有限公司。

1.2 試驗方法

試驗于2016－2019年在仲愷農業工程學院廣東省熱帶亞熱帶花卉重點實驗室進行。隨機挑選洗凈消毒過的根莖，分別置于TDZ（0.5、2、8 mg/L）、6-BA（10、50、100 mg/L）、GA3（10、15、20 mg/L）、IAA（10、50、100 mg/L） 中 浸泡2 h，然后清洗表皮殘留溶液，并以無菌水浸泡2 h為對照（CK），再用潔凈河沙覆蓋根莖，河沙濕度以手握成團、松手即散為度，置于13℃冷庫（SC-316GA型，Haier）中貯藏。共13個處理，每個處理3次重復，每個重復10個根莖。貯藏期間，每個處理取出5個根莖測定生理指標。

另取洗凈消毒過的根莖，用潔凈河沙覆蓋后直接于13 ℃冷藏室內冷藏30 d，再置于人工氣候培養箱（RXZ智能型，寧波江南儀器）催芽30 d，催芽條件為30 ℃、全暗、河沙表面覆蓋保鮮膜以保濕。待芽體長至1～2 cm時，取出用不同濃度的 6-BA（1、5、10、15、20 mg/L）和 GA3（1、5、10、15、20 mg/L）溶液對根莖進行培養，每隔7 d補加溶液，保持水培液面深度為根莖高度的1/2，并以無菌水培養為對照（CK）。水培期間溫度保持為30℃，光強3 000～4 000 lx，全天光照，相對濕度70（±10）%。共11個處理，每個處理3次重復，每個重復10個根莖。

1.3 測定指標及方法

按趙世杰等［10］方法測定根莖貯期含水量（30、90、150 d）、電導率（30、60、90、120、150 d）、蛋白質含量（30、60、120 d），3次重復。含水量、蛋白質含量變化率的計算方法為：（最后一次測量值－首次測量值）/首次測量值×100%。

根莖水培期間測定生長指標，包括現蕾天數（水培期始至現蕾的時間）、始花天數（水培期始至可育苞片內第1朵小花開放）、花枝長度（花葶基部到冠苞片頂部的垂直長度）、花枝粗度（花葶直徑最大處的粗度）。

試驗數據采用Excel和SPSS Statistics 17.0進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 植物生長調節劑對南嶺莪術根莖長期貯藏的影響

2.1.1 含水量 南嶺莪術根莖含水量在長期貯藏中變化不大，總體呈下降趨勢。相比對照，IAA處理南嶺莪術根莖含水量在貯藏過程中略微上升，以50 mg/L處理最佳；TDZ處理可以顯著降低貯藏過程南嶺莪術根莖的含水量變化，以2 mg/L處理為佳；6-BA處理對根莖含水量變化的影響隨處理濃度不同而差距較大，50 mg/L處理顯著降低了含水量變化，但100 mg/L處理則加劇了含水量變化；GA3處理整體上加劇了根莖在貯藏中的失水，隨著處理濃度的增大，含水量變化率開始降低，20 mg/L處理對根莖含水量作用較好（表1）。

2.1.2 蛋白質含量 從表2可以看出，隨著低溫貯藏時間的延長，南嶺莪術根莖的蛋白質含量呈明顯下降趨勢，從貯后30 d到貯后120 d，各處理蛋白質含量變化率均達60%以上，但不同處理間仍存在差異。相較于對照，IAA處理蛋白質含量變化總體上都更小、以10 mg/L效果最佳，其次是10 mg/L GA3處理對根莖蛋白質含量保護作用較好，6-BA處理總體上效果較差。

表1 植物生長調劑對貯期南嶺莪術根莖含水量的影響Table 1 Effects of plant growth regulators on moisture content of rhizome of Curcuma kwangsiensis var. nanlingensis during storage period

2.1.3 電導率 由圖1可知，各處理南嶺莪術根莖貯藏過程中電導率的變化趨勢總體一致，貯后30～60 d有所上升或下降，到貯后90 d時電導率急劇上升，再到貯后150 d時又有部分上升。各處理對南嶺莪術根莖電導率的影響在貯后30～90 d表現不明顯，在貯后90～150 d表現出明顯降低作用，其中TDZ處理組以2 mg/L效果最好，6-BA組以10 mg/L處理的綜合效果更好，GA3組以20 mg/L處理較好，IAA組以10 mg/L處理較好。通過比較根莖電導率發現，以IAA 10 mg/L處理對南嶺莪術根莖電導率的降低作用最為明顯，其次為GA320 mg/L處理，表明該處理對根莖細胞膜的保護性好。

表2 植物生長調劑對貯期南嶺莪術根莖蛋白質含量的影響Table 2 Effects of plant growth regulators on protein content of rhizome ofC.urcuma kwangsiensis var. nanlingensis during storage period

圖1 植物生長調節劑對貯期南嶺莪術根莖電導率的影響Fig. 1 Effects of plant growth regulators on conductivity of rhizome of C.urcuma kwangsiensis var. nanlingensis during storage period

2.2 植物生長調節劑對南嶺莪術根莖水培開花的影響

GA3和6-BA對水培期間南嶺莪術根莖的成花品質改善作用各有側重。表3顯示，從現蕾天數和始花天數來看，6-BA處理使根莖水培的現蕾天數較對照提早3～4 d，始花天數提早2～4 d，以1 mg/L、5 mg/L 6-BA對促進花期提前效果最好；6-BA處理使根莖水培的花枝粗度也較對照顯著增加，以20 mg/L 6-BA處理的效果最佳，表明6-BA作為南嶺莪術根莖水培溶液可以加快花芽分化進程。

低濃度GA3（1、5、10 mg/L）對南嶺莪術花枝長度的促進作用顯著，現蕾天數和始花天數提早 1～3 d，而高濃度 GA3（15、20 mg/L）會抑制花芽分化進程，使花期延后，花枝長度和粗度也相應降低（表3）。

表3 植物生長調節劑對南嶺莪術根莖水培成花品質的影響Table 3 Effects of plant growth regulators on hydroponic flower quality of rhizome of C.urcuma kwangsiensis var nanlingensis

3 討論

在花期調控研究中，球根類花卉常常通過低溫貯藏完成休眠而開花，貯藏溫度、貯藏時間、光照、貯藏介質等因素都可影響開花特性。本課題組前期研究發現，南嶺莪術根莖在15 ℃低溫下貯藏完成休眠的最短時間是30 d，當低溫貯藏時長不足時，根莖水培開花率極低，表明其尚未完成休眠；當低溫貯藏時間長于60 d時，根莖易腐爛，且其開花率開始降低，花期延后［3-4］。本試驗通過測定貯藏期間南嶺莪術根莖的生理指標，發現根莖含水量和蛋白質含量隨貯藏時間延長而不斷降低，其中含水量降低程度小、蛋白質含量迅速下降，與Anuwong 等發現“姜荷花根莖和球根在貯藏期間干物質量迅速下降直到開花”［11］的現象一致。表明貯藏期間低溫抑制根莖呼吸作用，根莖的休眠程度在不斷加深，可解釋成花率和花期隨貯藏時間增加而降低和延后的現象，類似研究還有蔡軍火發現5℃貯藏石蒜鱗莖時花期、成花品質隨貯藏時間增加而大幅延后和降低［12］，陳夢玲研究發現百合花期隨低溫貯藏時間增長而延后［13］；電導率在貯藏至90 d時有大幅度升高，根莖的細胞膜可能在此貯藏時間點左右遭受較大傷害，導致透性增大，可以認為90 d可能是南嶺莪術根莖貯藏過程中生理生化發生突變的一個時間節點，貯藏超過90 d不利于水培開花。

植物生長調節劑對植物的生理影響是多樣的，在種球類花卉低溫貯藏過程中可能起到打破休眠、保護種球、調節生理代謝、維持細胞膜穩定性的效果。趙莉研究6-BA、GA3和IBA等3種不同濃度的植物生長調節劑對香水百合根莖生長發育的影響，發現6-BA 60 mg/L+GA3150 mg/L+IBA 40 mg/L的配比效果最佳，不僅可提前花期，還能改善成花品質［14］。本試驗研究單一植物生長調節劑對南嶺莪術根莖長期貯藏的影響，在含水量保持方面，以IAA處理效果最佳，表明外源IAA的施用使根莖持水能力增強，在貯藏150 d時甚至出現含水量略微增加的現象，這可能與IAA可增強根莖從貯藏介質吸水能力、減弱根莖表皮氣孔蒸騰有關，有研究表明外源生長素處理和內源生長素水平的升高都會抑制氣孔發育［15］；外源IAA 10 mg/L處理使得南嶺莪術根莖貯期電導率升高的幅度最小，也說明IAA對細胞膜起到一定的保護效果。

張婧等認為使用0.05 mg/L 6-BA浸泡唐菖蒲種球2 h或4 h均可使其花期提前［16］，王輝等認為在香草蘭花芽分化前期噴施外源6-BA可提高花芽分化率［17］。本試驗中6-BA處理使南嶺莪術根莖水培花期提前，與前人研究結果一致，但花枝長度變化并不如低濃度的GA3處理，可能與6-BA和GA3的作用特性有關，即6-BA可促進花芽分化［18］但并不促進細胞伸長，而GA3作為水培溶液最突出的作用是可使花枝伸長（因為植物莖伸長的主要原因是細胞長度的增加，也有細胞數目的增加），赤霉素最明顯的作用是促進莖伸長［19-20］。本試驗僅比較了單一植物生長調節劑對南嶺莪術根莖的影響，復合施用幾種植物生長調節劑的效果是否更好，外源施用是否引起內源激素含量變化則還需要進一步深入研究。

4 結論

植物生長調節劑在南嶺莪術根莖長期貯藏過程中具有一定保護作用，綜合含水量、蛋白質含量和電導率指標的評價，以根莖浸泡10 mg/L IAA溶液2 h后長期貯藏的效果最佳。6-BA和GA3兩種植物生長調節劑作為水培溶液均可促進提高南嶺莪術根莖的成花品質，二者各有側重，以5 mg/L 6-BA處理效果最佳最佳，可促進花期提前，且花枝長度和粗度均有所增加。