超声波加保鲜剂复合处理对6种荷花切花瓶插的保鲜效果

刘莹，倪梦辉，苏少文，贺丹,2，刘红利，刘艺平

(1.河南农业大学林学院，河南 郑州 450002；2.河南科技学院，河南 新乡 453003)

荷花(Nelumbonucifera)又名莲花、芙蓉、芙蕖等，属睡莲科莲属多年生宿根挺水花卉[1].中国荷花切花的应用始于南北朝，作为佛前、宫廷供花及休闲插花，唐朝时期瓶插荷花就已在民间普及，不断发展至今[2].但荷花切花的瓶插寿命很短，通常是2～3 d[3-4].古时人们常用的保鲜方法有发丝缠基、填泥封口或沸水烫基等[5].然而荷花瓶插寿命很短是众所周知的保鲜难题，荷花花朵大，花期短，花瓣易脱落，并且具水生植物发达的通气组织，采后极易失水萎蔫，保鲜难度大，严重制约了荷花鲜切花的产业化生产及应用[6]，导致其无法如切花月季和百合等流通市场.鲜切花保鲜的目的是延长切花寿命，延缓衰老萎蔫过程.切花的衰老进程最终是通过内在的生理生化指标的变化表现出来的[7-8].因此植物的水分代谢和呼吸作用，细胞膜透性的变化，糖类、蛋白质等的分解及活性氧的代谢等等，是切花保鲜的主要研究指标[9].国内外对月季[10]、牡丹[11]等切花在衰老过程中的水分平衡、膜透性的变化、酶活性、呼吸强度、乙烯、糖代谢等进行了大量的研究，但对荷花切花的研究却鲜有报导[8].荷花切花瓶插期间不开放是荷花保鲜研究的一大难题，同时切花荷花的水分平衡负值出现早且负值增加迅速，伴随着切花花瓣萎蔫和脱落现象.瓶插过程中水分平衡失调会影响切花活性氧代谢，造成花枝不能正常开放、僵花和僵蕾现象，缩短切花瓶插寿命，因此保持吸水及失水平衡，是荷花切花保鲜的关键[12-14].超声波处理可延长月季、菊花、香石竹[15-17]及蜡梅[17]等切花的瓶插寿命，改善蓝睡莲湿藏后的水分状况[18].本研究以6种不同品种荷花为试材，通过超声波和保鲜剂复合预处理，研究其对不同品种荷花切花的保鲜效果，为荷花鲜切花保鲜技术的推广应用提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试荷花品种粉霞、红绸、金秋、惊艳18、绿翠牡丹莲和紫光阁均来自河南省驻马店荷花培植研究会(郑州基地)，采于2019年7月17日.选择将要开放的花蕾，截取茎长约40 cm，采收后置于湿润环境中冷藏保存，3 h后运到实验室进行统一预处理.花茎置于去离子水中清洗并切至25 cm，供瓶插试验使用.每个品种的一半材料用于生长指标测定，另一半的材料用于生理指标测定，每重复5枝.

1.2 方法

1.2.1 处理方法 在保鲜剂[(5%蔗糖+ 6-BA 5 mg/L+ 8-HQC(8 -羟基喹啉柠檬酸盐)200 mg/L)]中浸基，并用超声波(40 kHz，100W)处理20 min为处理组，以去离子水中浸基20 min为对照组.用此方法分别处理6个品种，然后用250 mL三角瓶进行瓶插，每个处理10枝切花，加入去离子水250 mL后用保鲜膜封口.将瓶插荷花放到人工气候室，室温约30 ℃，光照12 h/d.

1.2.2 指标测定方法 瓶插期间对切花进行拍照,观测记录开放和衰老特征,50%以上花枝花朵萎蔫或花瓣脱落作为瓶插结束期,计算瓶插寿命.从瓶插之日起，每天定时用电子天平测定荷花切花花枝的失水量和吸水量，计算水分平衡值，每处理5个重复，共测定5 d.

花枝失水量(g)=(当天瓶质量+当天溶液质量+当天花枝质量)-(后一天瓶质量+后一天溶液质量+后一天花枝质量)

花枝吸水量(g)=(当天瓶质量+当天溶液质量)-(后一天瓶质量+后一天溶液质量)

水分平衡值(g)=吸水量-失水量

花瓣的生理指标测定：采用考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白含量；蒽酮比色法测定可溶性糖含量；硫代巴比妥酸法测定MDA含量；NBT最大光还原法测定SOD活性[19].于瓶插第1天开始测定，每天测定1次，重复3次，共测定4 d.

1.3 数据处理和统计分析

采用Microsoft Office Excel 2007和SPSS 17.0软件对试验数据进行统计分析.

2 结果和分析

2.1 瓶插过程中不同品种荷花切花的开放情况

瓶插期间，不同品种荷花切花的花瓣开放情况有不同的表现(表1)，试验选用的荷花品种中粉霞和红绸在瓶插过程中花瓣未开放，金秋、惊艳18、绿翠牡丹莲和紫光阁瓶插过程中的开花数量不同.绿翠牡丹莲和紫光阁相对其他品种开花率较低且开放时间早，后期不再开花.金秋和惊艳18开花率较高，惊艳18于瓶插第2天开始开放，进入盛开期，持续开放2～3 d.

表1 不同品种荷花切花开花情况

2.2 瓶插过程中不同品种荷花切花的衰老情况

荷花切花瓶插寿命普遍较短，不同品种间在衰老特征、衰老程度以及瓶插寿命上差异明显(表2).所选6个荷花品种中，惊艳18瓶插寿命最长，在瓶插4 d开始萎蔫，绿翠牡丹莲瓶插寿命最短，极易落瓣.粉色荷花品种粉霞和惊艳18衰老特征均为僵蕾和萎蔫，黄色荷花品种金秋和绿色荷花品种绿翠牡丹莲衰老特征均为褐化，而粉色品种荷花与紫色荷花品种紫光阁和红色荷花品种红绸均未出现褐化的衰老特征.对照组金秋于瓶插2.5 d开始褐化，花瓣开放的同时从内瓣开始发生褐化，处理组金秋于瓶插3.5 d开始发生褐化.红绸和紫光阁衰老特征均为萎蔫变蓝.

2.3 超声波处理对荷花切花花枝失水量、吸水量和水分平衡值的影响

由图1可见，荷花切花在瓶插过程中的失水量呈现先上升后下降的趋势，瓶插3 d达最高值.与对照组相比，处理组瓶插期间荷花品种粉霞、红绸、绿翠牡丹莲和紫光阁失水量上升幅度较小，说明复合处理可以抑制水分流失.荷花品种金秋的失水量始终高于其他的荷花品种，同时处理组的失水量明显高于对照组.荷花品种惊艳18处理组的失水量明显高于对照组，说明复合处理促进了荷花品种金秋和惊艳18水分流失.瓶插期间的吸水量呈现先降低后上升然后下降的趋势(图1).金秋的吸水量始终高于其他品种，瓶插1 d达到最大值.与对照组相比，处理组中荷花品种金秋和惊艳18吸水量呈现先上升后下降的趋势，瓶插3 d达到最大值，表明复合处理促进其水分吸收，而对其他的荷花品种促进效果不显著.瓶插期间，荷花切花花枝的水分平衡值几乎均处于小于0的状态.与对照组相比，处理组瓶插1 d的水分平衡值显著提高，且下降趋势有一定减缓.与其他品种相比金秋和惊艳18的水分平衡值负值出现的较晚，处理后金秋的水分平衡值负值显著延迟，说明金秋和惊艳18能较好地维持花枝的持水能力.

表2 不同品种荷花切花花色、瓶插寿命及衰老特征

图1 超声波对荷花切花失水量、吸水量和水分平衡值的影响Figure 1 Effects of UW+PS on water lose,water uptake and water balance values of lotus cut flowers

2.4 超声波处理对荷花切花可溶性蛋白质、可溶性糖和MDA的含量的影响

可溶性蛋白质的含量在瓶插期间呈现先上升后下降的趋势，瓶插2 d达到最大值，随后开始下降，表明荷花花蕾正处于发育阶段，蛋白质仍以合成为主，进入开花阶段后，蛋白质含量开始下降(表3).结果显示，处理组的可溶性蛋白质的含量都高于对照组，但差异不明显.可溶性糖含量先上升后下降，3 d显著下降，处理组可溶性糖含量提高，营养物质的损失较少，瓶插寿命较长(表4).MDA的含量在瓶插期间呈现不断上升的趋势，处理组的MDA含量低于对照组，且荷花品种金秋和惊艳18 MDA含量的降低趋势最显著(表5).说明超声波处理能减缓切花花瓣中的MDA积累,延缓衰老，对金秋和惊艳18两个品种的效果较好.

表3 超声波对荷花切花可溶性蛋白质含量的影响

表4 超声波对荷花切花可溶性糖含量的影响

表5 超声波对荷花切花丙二醛含量的影响

2.5 超声波处理对荷花切花抗氧化酶SOD活性的影响

由表6可知，随着瓶插时间的增加，SOD的活性呈现先增加后下降的趋势，在瓶插2～3 d达到峰值.金秋和惊艳18的SOD活性显著高于其他品种，惊艳18在瓶插3 d活性达到峰值，其峰值出现最晚.与对照组相比，处理组SOD活性在一定程度上有所提升，说明超声波处理能够提高SOD的活性.金秋和惊艳18两个品种相比于其他品种SOD活性提高更显著，说明这两个品种具更强抗氧化防卫机制.

表6 超声波对荷花切花SOD活性的影响

3 讨论

大部分荷花切花品种瓶插期间不开放，施用外源乙烯及乙烯受体抑制剂(1-MCP)都不能促进开花[20].本研究中，金秋、惊艳18、绿翠牡丹莲和紫光阁4个品种切花荷花在瓶插期间开放，粉霞和红绸瓶插期间未开放，与郑丽[8]研究中供试的荷花品种大部分瓶插期间不开放一致.瓶插寿命是衡量一个切花品种好坏的重要指标[21]，而荷花切花的瓶插寿命较短，UW+ PS处理可延长金秋、惊艳18和紫光阁的瓶插寿命.本研究结果显示：惊艳18瓶插期间开放率最高，且瓶插寿命最长，UW+ PS处理延长金秋瓶插寿命约1.2 d，延缓了花瓣的褐化.贺文婷等[18]对蓝睡莲的研究发现，UW+ PS处理延长了其切花瓶插的寿命；周彩莲[13]对荷花切花的瓶插寿命和观赏品质的研究发现，UW+ PS处理延长了花朵的瓶插寿命，且一定程度上延缓了花瓣的褐化.这些结果与本研究中处理组的瓶插寿命高于对照组的结果一致.说明超声波加保鲜剂复合处理能够延长荷花切花的瓶插寿命，延缓衰老.

切花在瓶插期间的吸水量和失水量的关系可用水分平衡值衡量，在水分平衡值大于0时，切花能保持其新鲜程度[22].鲜切花与母体分离后最主要的问题是水分流失，因此减缓水分流失是延长切花瓶插寿命的关键[23].荷花切花瓶插期间的负水分平衡特点表示，水分平衡失调是荷花切花瓶插寿命短的主要原因[13].贺文婷等[18]对蓝睡莲切花的研究结果发现，超声波处理可改善切花的水分状况，降低失水量，促进吸水[18]，与本研究结果一致.盛玉辉等[24]对蓝鸟睡莲的研究结果显示，切花瓶插期间的水分平衡值2 d开始接近0或小于0，与本研究结果一致.年林可等[25]对牡丹切花的研究结果显示，在瓶插期间水分平衡值先上升后下降，且5 d开始小于0，与本研究结果不同.说明荷花切花的失水情况为主要问题，且水分平衡失调早于其他鲜切花.

蛋白质含量的变化与切花采收时的发育程度有一定关系[10]，各种切花从盛开到衰老期间其可溶性蛋白质含量均有所下降[26].荷花为蕾期采收花卉，瓶插初期蛋白质的合成处于主导地位，花朵开放，蛋白质分解，含量开始下降.可溶性蛋白质含量的减少是植物花朵衰败的重要指标之一[27].本研究中，通过UW+ PS处理，可溶性蛋白质含量的下降有一定程度减缓，对金秋的下降趋势影响最大.红绸、绿翠牡丹莲和紫光阁的下降程度早于惊艳18，且处理组中减缓可溶性蛋白质含量下降的效果不明显.可溶性糖是重要的营养物质，切花离体后主要靠消耗储存的总糖以维持生长[28]，UW+ PS处理可以提高可溶性糖含量，与睡莲[24]瓶插期间可溶性糖持续下降的结果不同.说明切花荷花瓶插1～2 d通过体内营养物质转化为糖来储存能量，第3天开始快速消耗.MDA含量可反映膜质的过氧化程度[29]，当细胞内自由基的产生和清除失衡时，会造成自由基积累，导致质膜发生过氧化，引起MDA含量增加，膜质组分发生改变，造成膜结构受损[30].MDA是膜脂过氧化的产物,其含量的多少直接反映出膜脂过氧化损伤程度[31].李巧玲等[32]研究发现香石竹和菊花切花瓶插后第9天以及唐菖蒲瓶插后第4天MDA开始上升，晚于本研究中荷花切花瓶插期间的MDA含量在第2天显著上升[32]，与任鹏举等[33]对切花百合研究结果相似，说明荷花和百合切花细胞膜损害出现更早.金秋和惊艳18瓶插期间的MDA含量的上升明显低于其他品种，说明金秋和惊艳18切花花瓣中的MDA积累较为缓慢，超声波加保鲜剂复合处理能减缓其在金秋花瓣中的积累.

切花瓶插过程中，多种酶活性也随之发生变化[34].SOD、POD和CAT是植物抗氧化系统的重要酶，其功能主要是对自由基的清除、避免细胞膜的损伤，协同作用可以将过氧化物转为无毒或低毒的物质，维持活性氧代谢平衡[35-37].本研究结果显示：处理组中荷花瓶插期间抗氧化酶SOD的活性高于对照组，峰值出现时间延迟，且在荷花品种金秋和惊艳18中表现最为明显，说明超声波加保鲜剂复合处理能够通过表现出较强的抗氧化防卫机制，保护膜结构的完整性继而延迟切花的衰老.

4 结论

荷花品种金秋和惊艳18的瓶插寿命，瓶插期间的开放情况，水分平衡值以及生理指标明显优于其他荷花品种.超声波加保鲜剂处理能够延长切花荷花寿命及开花情况，且对品种金秋和惊艳18影响明显，说明超声波加保鲜预处理对荷花切花瓶插过程中花瓣失水衰老具有一定延缓作用.