矮壮素和多效唑对观赏向日葵的矮化效应

2022-07-19刘明，张迪，何欢，高娟

贵州农业科学 2022年7期

刘明，张迪，何欢，高娟

(杨凌职业技术学院, 陕西咸阳 712199)

0 引言

【研究意义】向日葵(HelianthusannuusL.)属于菊科向日葵属一年生草本植物，原产于北美洲温带地区，因其生长适应性强，世界范围内均有种植[1]。观赏向日葵花朵美丽，花语美好，深受人们喜爱，现已广泛应用于盆栽、切花及园林绿化等领域。近年来，随着我国经济繁荣和乡村振兴战略推进，观赏向日葵相关产业发展迅速，前景广阔。观赏向日葵耐盐碱、耐干旱、耐瘠薄、适应性强、生长迅速，但自然生长的向日葵株高普遍偏高，切花易倒伏和折茎，且花盘较小，严重影响产量及品质；而盆栽表现为株型松散，植株和花盆高度比例不协调，观赏价值降低。因此，采取措施控制植株高度对观赏向日葵生产具有重要的意义。【前人研究进展】矮壮素(CCC)和多效唑(PP333)是常用的植物生长延缓剂，通过抑制内源赤霉素生物合成从而抑制植物茎尖伸长区中的细胞伸长，使节间缩短，营养生长减缓，具有控制徒长、矮化植株，促进生殖生长、花芽形成的作用，目前已被广泛应用于农业生产中[2-4]。解玮佳等[5]研究表明，叶面喷施250 mg/L多效唑溶液能显著降低盆栽高山杜鹃的冠幅和分支长度。董志君等[6]使用不同浓度多效唑和矮壮素分别对盆栽芍药进行叶面喷施和浸根处理，所有处理均使盆栽芍药株高降低实现矮化，并发现浸根处理易造成药害，且株型不丰满。赵明等[7]研究发现，多效唑处理能有效增加粉蕉茎干比和叶片厚度，对果实产量影响不显著。高粱、谷子、辣椒叶面喷施多效唑或矮壮素后均能实现不同程度矮化[8-10]。矮壮素和多效唑等生长延缓剂在向日葵上的应用研究目前主要集中在食用向日葵上，有研究表明，食用向日葵叶面喷施适宜浓度多效唑或矮壮素后，株高降低，节间缩短，叶绿素含量提高，籽粒产量升高[3,11]。徐安阳等[11]研究表明，多效唑抑制向日葵节间伸长从而导致其株高降低。刘金刚等[3]研究发现，叶面喷施矮壮素浓度越高、施用时期越早，向日葵株高降低程度越大，单株籽粒产量减产幅度越高。【研究切入点】观赏向日葵生产不以籽粒产量为目的，而是以花盘大小、花头数量和株型等观赏价值为评价指标。目前，植物生长延缓剂对观赏向日葵观赏价值评价指标影响研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】通过分析不同浓度矮壮素和多效唑处理观赏向日葵农艺性状的变化，探讨矮壮素和多效唑对观赏向日葵生长及品质的影响，旨在为观赏向日葵矮化栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为泰迪熊向日葵，该品种矮生重瓣，自然多头，是常用盆栽观赏品种。种子购自昆明缤纷园艺有限公司。供试试剂为50%矮壮素水剂和15%多效唑可湿性粉剂，均为四川国光农化股份有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于2021年4—6月在陕西省杨凌职业技术学院农林实训基地温室内进行，温室温度18～28℃，相对湿度60%～80%，光照强度40 000～80 000 Lx。栽培基质按草炭∶蛭石∶珍珠岩=3∶1∶1配制，观赏向日葵种植在直径为110 mm的红黑双色盆中，每盆种植1株。分别以叶面喷施不同浓度的多效唑和矮壮素为试验因子，设置7个处理，P1处理，多效唑150 mg/L；P2处理，多效唑300 mg/L；P3处理，多效唑600 mg/L；C1处理，矮壮素500 mg/L；C2处理，矮壮素1 000 mg/L；C3处理，矮壮素2 000 mg/L；对照(CK)为清水处理。向日葵生长至4片真叶时开始施用药剂，每2周施用1次，共施用3次。盆土中水分处于饱和状态下进行处理，喷施处理采用压力喷壶均匀喷施叶片正反面，每个处理20盆，重复3次。

1.3 测定指标

泰迪熊向日葵主花开放时每个处理随机选取10盆进行数据测量。株高：卷尺测定盆土水平面至植株最高点的高度；茎粗：游标卡尺以十字交叉法测定盆土水平面以上1 cm处茎秆的直径，即茎径；冠幅：卷尺以十字交叉法测定植株叶片展开幅度；茎干比：茎粗和株高两个测量数值的比值；叶面积：将单株向日葵所有成龄叶分别以叶面积系数法测定面积，平均后获得，向日葵叶面积系数取0.654，叶长和叶宽分别为叶基至叶尖的长度和叶片最宽处的长度，均采用卷尺测量；单叶重：将单株向日葵所有成龄叶用电子天平称重平均后获得；叶绿素相对含量(SPAD值)：采用SPAD502叶绿素仪随机选取每植株中部成熟叶片测定；花盘直径：卷尺以十字交叉法测定每株向日葵的第1朵主花；侧花数：人工计数萌发侧芽形成花苞的数量。以上数据测量均为3次重复，取平均值。

1.4 数据处理

利用 Microsoft Excel 2010和IBM SPSS Statistics 19进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度多效唑和矮壮素处理观赏向日葵的植株性状

由表1可知，多效唑和矮壮素对观赏向日葵植株有明显矮化作用。与CK相比，各药剂处理的株高均显著降低，同种药剂处理随药剂浓度增加株高降低越明显，其中P3株高降幅达37.8%。各处理冠幅均小于CK，随药剂浓度增加冠幅降低效果越明显，除C1外，其余处理均与CK差异显著。各处理茎粗均小于CK，药剂处理并未使向日葵茎秆增粗。各处理茎干比均大于CK，同种药剂处理随药剂浓度增加茎干比呈先升后降趋势。从药剂种类看，多效唑的整体矮化效果比矮壮素更明显，其中P2效果最好。

表1 不同浓度多效唑和矮壮素处理观赏向日葵的植株性状

2.2 不同浓度多效唑和矮壮素处理观赏向日葵的叶片性状

生长延缓剂处理植株后一般会出现叶面积减小，叶片增厚，叶绿素含量增加等变化。由表2可知，与CK相比，所有处理的叶面积和叶重均出现不同程度降低，且随药剂浓度增加降低效果越明显，但除C3显著低于CK外，其他处理较CK差异均不显著。各处理叶片的叶绿素含量表现为P3>C3=P2>CK>C2>P1>C1，除C1显著低于CK外，其余处理与CK差异不显著；同种药剂处理中，叶绿素相对含量随药剂浓度增加而增大。各处理叶片厚度表现为P2>P3>C2>CK>C1>C3=P1，除P2叶片厚度显著高于CK外，其余处理与CK差异不显著；同种药剂处理随药剂浓度增加叶片厚度先升后降趋势。总体看，矮壮素和多效唑能够减小向日葵叶面积和叶重，适宜浓度的矮壮素和多效唑可以增加向日葵叶片厚度和叶绿素含量，各处理中P2处理的叶片厚度最高，效果最好。

表2 不同浓度多效唑和矮壮素处理观赏向日葵的叶片性状

2.3 不同浓度多效唑和矮壮素处理观赏向日葵的花性状

花盘直径和侧花数量是自然多头向日葵品质的重要指标。由表3可知，与CK相比，各药剂处理观赏向日葵的花盘直径均不同程度增大，并且多效唑处理的花盘直径均大于矮壮素处理，其中P1显著大于CK。随药剂浓度增加向日葵侧花数量增多，与CK相比，呈低浓度抑制而高浓度促进的趋势，P1和C3与对照显著差异。高浓度矮壮素处理增加侧花的效果优于多效唑，进行多头向日葵生产C3最好，若进行单头向日葵生产则P1对侧花抑制效果最好。

表3 不同浓度多效唑和矮壮素处理观赏向日葵的花性状

3 讨论

矮化是通过人工干预进行特殊处理，使植物在栽培繁育过程中变得比正常植株矮小，以提高产量和观赏价值的一种技术方法。多效唑和矮壮素是生产中应用最广泛的植物生长延缓剂，在菊花、杜鹃、芍药等多种观赏植物的矮化栽培中都有研究[5-6,12]，在食用向日葵的生产中也已开始使用[11]，而在观赏向日葵上的应用研究报道较少。该研究表明，矮壮素和多效唑处理对观赏向日葵的矮化效果明显，表现为株高降低、冠幅减小、叶面积减小；矮化效果随药剂浓度增加而增强，高浓度处理P3(多效唑600 mg/L)和C3(矮壮素2 000 mg/L)的株高、冠幅和叶面积与对照相比差异显著，与刘金刚等[3,7]的研究结论一致。但随着药剂浓度增加，茎干比、叶片重量、叶片厚度和花盘直径均呈先增后减趋势。研究显示，多效唑和矮壮素药剂处理并未使向日葵茎秆增粗，与刘金刚等[3]的研究结果不同；徐安阳等[11]研究发现，多效唑处理浓度过小或浓度太大都会使向日葵茎粗减小，而本试验中同种药剂处理随药剂浓度增加茎粗呈增大趋势，综合分析，可能是药剂浓度较低造成该结果，是否因盆栽和地栽试验环境对药剂吸收利用的差异引起，有待进一步研究。

药剂浓度不同观赏向日葵的矮化效果存在明显差异，与贺函莹等[4]的研究结果一致。当药剂浓度增加，向日葵整体生长受到强烈抑制，造成观赏性降低，董志君等[6]在芍药上也有类似发现,使用450 mg/L多效唑溶液喷施盆栽芍药，会造成芍药花朵畸形，叶尖变黄，用3 000 mg/L矮壮素溶液喷施处理，造成盆栽芍药不能开花。矮壮素和多效唑作为植物生长延缓剂，能够影响赤霉素合成，抑制细胞纵向生长，从而达到植株矮化的目的[7,12],但如果处理浓度过高，则会造成生理胁迫，产生药害[6]。柳延涛等[2]研究发现，用较低浓度的矮壮素和多效唑溶液喷施向日葵叶片，各处理叶片中的POD活性均高于对照，而当矮壮素浓度增加至2 400 mg/L，叶片中的POD活性则低于对照，表明矮壮素和多效唑处理对向日葵产生胁迫，激活向日葵的相关抗氧化生理机制，使POD活性升高，这是矮壮素和多效唑等生长抑制剂能够增强作物抗性的表现。但当矮壮素和多效唑处理浓度增高，胁迫增强，细胞内活性氧自由基大量增加，过多的性氧自由基就会对细胞产生损伤，表现为花盘变小、叶片变薄、叶尖发黄及花朵畸形等现象。

贺菡莹等[4]研究发现，矮壮素和多效唑能够抑制营养生长，表现出促进生殖生长和花芽分化，有助于开花。本试验中向日葵侧花数随药剂浓度增大而增加，在低浓度时由于营养生长和生殖生长的竞争，更多表现为促进营养生长的效果，造成侧花数少于对照。向日葵根据不同的观赏需求对侧花数要求不同，生产中可以通过植物生长抑制剂的使用控制侧花数量。