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亚低温对樱桃番茄生长和花序的影响

2025-01-24赵云霞黄玲丹韩道杰杨冬艳颜秀娟

安徽农业科学 2025年2期
关键词:亚低温樱桃番茄花序

摘要以樱桃番茄2叶1心(第3片叶展开时)的幼苗放入人工气候箱模拟亚低温环境,研究亚低温对樱桃番茄苗期植株生长和苗期亚低温对樱桃番茄花芽分化和花序形成的影响,以期为樱桃番茄苗期管理和优化花芽分化提供理论依据和实践指导。结果表明,亚低温处理的樱桃番茄幼苗株高、茎粗、叶面积、叶长、叶宽、根系长度、根系表面积、根系体积、根尖数与对照差异显著,增长幅度均比对照小,幼苗生长缓慢,干物质积累量少,叶绿素含量降低,PSⅡ最大光化学效率降低,抑制樱桃番茄幼苗的生长发育;苗期亚低温影响第1、2、3穗花芽分化,致使花芽分化延后、花序数量增加,改变花序的分蘖能力,始花期推迟12d,第2穗开花时间推迟8d,第3穗开花时间推迟4d,主要影响第1花序数量,亚低温胁迫影响樱桃番茄花芽分化和花序形成。

关键词樱桃番茄;亚低温;生长;花序

中图分类号S641.2"文献标识码A

文章编号0517-6611(2025)02-0046-04

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.012

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

EffectsofSub-lowTemperatureonGrowthandInflorescenceofCherryTomato

ZHAOYun-xiaHUANGLing-dan2,HANDao-jie3etal

(1.InstituteofHorticulture,NingxiaAcademyofAgricultureandForestryScience,Yinchuan,Ningxia750002;2.XingqingDistrictAgriculturalTechnologyPromotionCenter,Yinchuan,Ningxia750002;3.NingxiaRuichenAgriculturalTechnologyDevelopmentLimitedCompany,Yinchuan,Ningxia750002)

AbstractTheseedlingsofcherrytomatowithtwoleavesandoneheart(whenthethirdleafisexpanded)wereplacedinanartificialclimatechambertosimulatethesub-lowtemperatureenvironment.Theeffectsofsub-lowtemperatureonthegrowthofcherrytomatoseedlingsandtheeffectsofsub-lowtemperatureonflowerbuddifferentiationandinflorescenceformationofcherrytomatoseedlingswerestudiedinordertoprovidetheoreticalbasisandpracticalguidanceforthemanagementandoptimizationofflowerbuddifferentiationofcherrytomatoseedlings.Theresultsshowedthattheplantheight,stemdiameter,leafarea,leaflength,leafwidth,rootlength,rootsurfacearea,rootvolumeandroottipnumberofcherrytomatoseedlingstreatedwithsub-lowtemperatureweresignificantlydifferentfromthoseofthecontrol.Thegrowthratewassmallerthanthatofthecontrol,theseedlinggrowthwasslow,thedrymatteraccumulationwasless,thechlorophyllcontentwasreduced,themaximumphotochemicalefficiencyofPSIIwasreduced,andthegrowthanddevelopmentofcherrytomatoseedlingswereinhibited.Thesub-lowtemperatureatseedlingstageaffectedtheflowerbuddifferentiationofthefirst,secondandthirdspikes,resultinginthedelayofflowerbuddifferentiation,theincreaseofinflorescencenumberandthechangeoftillerabilityofinflorescence.Theinitialfloweringstagewasdelayedby12days,thefloweringtimeofthesecondspikewasdelayedby8days,andthefloweringtimeofthethirdspikewasdelayedby4days,whichmainlyaffectedthenumberofthefirstinflorescence.Sub-lowtemperaturestressaffectedflowerbuddifferentiationandinflorescenceformationofcherrytomato.

KeywordsCherrytomato;Sub-lowtemperature;Growth;Inflorescences

番茄原产于热带,是一种喜温的果菜类蔬菜作物,具有冷敏感、对低温不耐受的特质,长时间处于亚适温胁迫环境会对番茄植株的生长和发育造成不良影响[1。在番茄冬春茬和春季育苗时常遭遇低温和亚低温危害,这一时期正值冬春低温季节,寒潮、倒春寒等气象灾害使得大气温度骤降,不适的低温环境会阻碍番茄的生长发育,抑制番茄植株积累营养物质,减缓生理生化速度,损伤植株形态结构,推迟花芽分化,使始花期延迟,花芽质量降低,最终导致番茄减产和品质下降,严重时还会引起植株死亡[2。番茄是一种连续开花、不断结果并以果实作为产品器官的蔬菜作物。果实的大小、数量 以及外观直接影响番茄的产量和品质。番茄在第2~3片真叶展开时,第一花序开始分化;第4~5片真叶展开时,第2花序开始分化;第6~7片真叶展开时,第3花序开始分化[3-4 。研究表明,苗期 (2~8 片真叶期 ) 亚低温处理使番茄开花期推迟且对番茄第一花序坐果率有较大影响[5,在一定低温范围内,温度越低,花芽分化数增加速度越慢,分化期延长6。但大多研究集中在番茄5~6片叶时开展低温对番茄的影响研究,番茄2叶1心时低温对花序的研究鲜见报道。

笔者在樱桃番茄2叶1心时(第3片叶展开时),将其放到人工气候箱模拟亚低温环境,研究亚低温对樱桃番茄苗期植株生长的影响,以及苗期亚低温处理对樱桃番茄花芽分化和花序形成的影响,进一步探讨苗期亚低温对番茄花芽分化的影响,为樱桃番茄苗期管理和优化花芽分化提供理论依据和实践指导。

1材料与方法

1.1试验材料

以“香妃3号”樱桃番茄为试材。

1.2试验方法

选取籽粒饱满、大小一致的供试种子点播于98穴的穴盘中,采用常规穴盘育苗技术。于2021年2月11日育苗,待幼苗长至2叶1心第3叶刚展开时,转移到人工培养箱,模拟冬季设施亚低温育苗环境进行处理,其他参数设定一致,亚低温昼夜温度为15/10℃,昼夜周期为12h/12h,光照强度为3000lx,以常温25/15℃为对照,共处理15d。将处理15d的樱桃番茄苗定植到贺兰园艺产业园日光温室,每个处理选取长势一致幼苗定植,株距35cm,行距90cm,畦宽70cm,双行种植,每个处理各定植36株,观察番茄植株花芽分化和花序形成的生长变化。

1.3测定项目与方法

1.3.1植株生长指标。

1.3.1.1幼苗地上部分生长指标。

在亚低温处理的第0、3、6、9、12和15天时,采用直尺测量株高,即根茎分界点至顶端生长点之间的高度;用游标卡尺测量茎粗,即根茎分界点处植株茎秆的直径;采摘植株由下往上数的第3片真叶,放入叶面积分析仪(Yaxin-1241型)中测定叶片面积、周长、长度和宽度。

1.3.1.2幼苗根系系统。

采用万深LA-S系列植物根系分析仪分析根系系统,在亚低温胁迫处理第0、3、6、9、12和15天将植株从穴盘中连同土壤基质和根系完整取出,用自来水冲洗干净,使用刀片将植株从幼苗茎和根连接处隔开,把处理过的根放入根系分析仪中,对相关指标进行测定,在所得数值中选择根系表面积、根系体积、根系长度、分根数等具有代表性的指标进行分析。

1.3.1.3幼苗叶绿素。

在亚低温胁迫处理第0、7和15天,分别测定功能叶(上数第2片叶)的叶绿素指标,各处理随机选取长势一致的10株幼苗进行测量,使用HandyPEA便携式叶绿素仪测定叶绿素指标。

1.3.1.4幼苗植株干鲜重。

在亚低温处理第15天,选取生长势一致的10株幼苗,测定地上部鲜重和地下部鲜重,晾干后测定地上部干重和地下部干重。

1.3.2 定植后植株生长指标。对亚低温15/10 ℃(T)和对照25/15 ℃(CK)处理的苗,定植后主要对开花时间、花序类型、花序数量、第1花序花数、第2花序花数、第3花序花数指标进行统计和记录,各处理随机选取12 株幼苗作为样本进行相关指标测定,数据统计方法参照中国农业出版社《番茄种质资源描述规范和数据标准》[7

1.4数据处理数据统计采用Excel2007、SPSS23.0统计软件进行分析,采用Excel作图。

2结果与分析

2.1亚低温对樱桃番茄苗期株高的影响

由图1可知,株高随着处理时长的增加逐渐增高,与对照相比,亚低温处理的樱桃番茄植株生长速度明显慢于对照,植株生长缓慢;而对照处理的番茄生长速度更快,株高的上升幅度更大。在亚低温胁迫处理3d,株高增长速度与对照相比差异较小,为0.27cm,但随着时间推移,差距逐渐增大,9d时,亚低温处理的植株高度显著低于对照,15d时,二者差值则达7.04cm。

2.2亚低温对樱桃番茄苗期茎粗的影响

由图2可知,从整体上看,茎粗随着亚低温处理时间的增加而逐渐增粗,但亚低温处理的幼苗茎粗增长幅度明显低于对照;在亚低温处理3d时,樱桃番茄幼苗茎粗明显低于对照,与对照相比差0.41mm,处理6d与对照相比差0.39mm,处理9、12、15d与对照相比分别差0.57、0.32、0.22mm。

2.3亚低温对樱桃番茄苗期叶绿素和荧光参数的影响

由图3可知,亚低温处理前叶绿素含量较高,随着亚低温处理时间的延长叶绿素含量降低到6d时最低,而后逐渐升高;而对照处理叶绿素含量随着处理时间增长逐渐增加,处理12和15d基本没有变化,亚低温处理的叶绿素含量均与对照相比较低。

由图4可知,樱桃番茄苗期PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)随着亚低温处理时间延长逐渐降低,而对照逐渐增加;处理7d时比未处理前降低0.016,处理15d时降低0.023;与对照相比,7和15d时分别降低0.031和0.033。

2.4亚低温对樱桃番茄植株干鲜重的影响

由表1可知,亚低温处理15d后,地上部鲜重只有0.39g,而对照地上部鲜重为2.33g,比亚低温处理的植株地上部鲜重增加1.94g,对照地下部鲜重、地上部干重和地下部干重分别比亚低温处理的植株增加0.08、0.20和0.02g;对照鲜重和干重分别比亚低温处理植株增加2.02和0.22g。

2.5亚低温对樱桃番茄苗期第3片叶的影响

由表2可知,亚低温处理下第3片叶叶面积增长幅度显著低于对照。从理3d起,亚低温处理下第3片叶叶面积和对照处理相比差异显著增加,亚低温处理下第3片叶的叶面积明显小于对照水平;处理3~15d,这一阶段亚低温15/10℃处理的叶面积生长速度极为缓慢,尤其是在处理中后期与对照水平的差距不断增大。由此可知,温度低对叶片的正常发育产生了抑制作用,导致叶面积减少,叶片生长进程变慢。而常温25/15℃处理的叶片,其叶面积增大速度很快,呈快速上升趋势,且表型叶片更大;在亚适温处理下,第3片叶的叶片周长显著小于对照。从处理3d起,亚低温处理与对照已表现出差异,6d时,亚低温处理番茄幼苗第3片叶周长的增长幅度明显低于对照;9d时,亚低温处理叶片周长的增长幅度显著低于对照;在亚低温处理下,幼苗第3片叶叶片生长速度更为迟缓。亚低温处理下叶片长度和宽度明显低于对照。

2.6亚低温对樱桃番茄苗期根系的影响

由图5~8可知,在亚低温处理3d时,植株根系长度、根系表面积、根系体积、根尖数的变化不大;亚低温处理6d后,植株根系生长明显受到抑制,与对照相比差异显著;随着处理时间的延长,亚低温处理的根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数显著低于对照,增长幅度小于对照。

2.7苗期亚低温对樱桃番茄花序的影响

2.7.1苗期亚低温对樱桃番茄开花时间的影响。

由表3可知,经过亚低温处理的幼苗,定植后始花期为4月20日,比常温处理的幼苗始花期推迟12d,第2穗开花时间为4月30日,比常温处理的幼苗推迟8d,第3穗开花时间为5月11日,比常温处理的幼苗推迟4d;由于苗期植株受到亚低温胁迫的作用,致使花芽分化延后,主要影响第1、2、3穗花芽分化,且第一穗影响最大。

2.7.2苗期亚低温对樱桃番茄花序类型的影响。

樱桃番茄花序类型主要由基因型决定,但在胁迫条件下也有变化。从表4可以看出,常温处理苗第1、2、3穗的花序类型均为单式花序,但亚低温处理的苗,定植后发现第1、2、3穗的花序类型为单式花序,分别为75.00%、83.30%和83.30%,多歧花序在第1、2、3穗分别25.00%、16.70%和16.70%,说明苗期亚低温处理对樱桃番茄花序的分蘖能力有改变。

2.7.3苗期亚低温对樱桃番茄花序数量的影响。

由表5可知,前期进行过亚低温处理的植株,第1穗花序开花数量显著高于常温处理,比常温处理多开3.18朵;而第2、3穗花序的开花数量与常温处理无显著差异,分别比常温处理多开1.73和0.54朵。

3讨论

郭树勋等[8-9研究表明,低温危害植物的整个生长周期,在播种期会延长出苗期,降低出苗率;在幼苗期会缩短叶长,降低叶面积,减少叶片数;在生殖期则会推迟植物抽穗,导致花粉不育。该研究通过亚低温对樱桃番茄苗期株高、茎粗、叶面积分析,表明樱桃番茄在亚低温15/10 ℃条件下能够生长发育,但亚低温影响樱桃番茄幼苗期的生长进程,植株株高、茎粗、叶面积、叶长和叶宽均表现增长缓慢,使得幼苗发育缓慢,植株苗期的生长周期延长,表明亚低温胁迫会阻碍樱桃番茄幼苗的生长发育,与前人研究结果一致。

根系是影响植物生长发育的重要部位之一,根系生长的好坏是决定植株长势健壮与否的一个重要指标[10。该研究发现,亚低温胁迫会抑制番茄幼苗根系长度、根系表面积、根系体积、根尖数的生长,在一定程度上将会影响植株地上部的营养生长。原因可能是亚低温胁迫使植株根系活力下降,根系运输水分和养分的能力降低,吸收和积累营养物质减少,从而导致植株根系生长缓慢 [11-12。亚低温处理的樱桃番茄地上部和地下部的干重明显降低,说明亚低温会对番茄幼苗地上部和地下部的物质积累产生抑制作用,导致能量供给减少,吸收养分和水分的能力降低,一定程度上损伤了根系机理,最终导致根系生长能力减弱。

经过亚低温处理的幼苗,定植后始花期推迟了12d,第2穗开花时间推迟了8d,第3穗开花时间推迟4d,说明亚低温苗期处理致使花芽分化延后,主要影响第1、2、3穗花芽分化,第1穗影响最大;第1穗花序开花数量显著高于常温处理,而第2、3穗花序的开花数量与常温处理无显著差异。樱桃番茄花序类型主要由基因型决定,但苗期亚低温处理对樱桃番茄花序的分蘖能力有改变。

4结论

低温处理的樱桃番茄幼苗株高、茎粗、叶面积、叶长、叶宽、根系长度、根系表面积、根系体积、根尖数与对照差异显著,增长幅度均比对照小,幼苗生长缓慢,干物质积累量少,叶绿素含量降低,PSⅡ最大光化学效率降低,说明亚低温抑制樱桃番茄幼苗的生长发育;苗期亚低温影响第1、2、3穗花芽分化,致使花芽分化延后、花序数量增加,改变花序的分蘖能力,说明樱桃番茄在亚低温胁迫下影响花芽分化和花序形成。

参考文献

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