李華慶
(遼寧省錦州市果樹(shù)工作總站,遼寧 錦州121000)
草莓(Fragaria×ananassa Duch)屬于薔薇科草莓屬植物,是最為廣泛栽培的漿果之一,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。草莓具有栽培容易、生產(chǎn)周期短、見(jiàn)效快、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn),在世界各種漿果中栽培面積和產(chǎn)量均位居前列。
成花是高等植物由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn),是植物生命周期中至關(guān)重要的生命現(xiàn)象之一。草莓的成花與環(huán)境條件(特別是光照和溫度)和內(nèi)源物質(zhì)等密切相關(guān)。
在影響草莓成花的環(huán)境條件中,光照和溫度作用最大,二者相互作用對(duì)草莓的花芽分化有明顯影響。人們很早就開(kāi)展了環(huán)境條件對(duì)草莓生長(zhǎng)和發(fā)育影響的研究[1],直至目前,對(duì)草莓成花機(jī)制方面的研究一直受到人們的重視。
溫度是影響草莓成花的一個(gè)非常重要的環(huán)境因子。草莓對(duì)溫度有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,一般喜冷涼氣候。草莓在5℃時(shí)生長(zhǎng)開(kāi)始,-7℃時(shí)會(huì)受到凍害,-10℃植株會(huì)死亡。草莓生長(zhǎng)最適溫度為15~25℃。草莓開(kāi)花期的溫度低于0℃或高于40℃,會(huì)使草莓的授粉受精受到影響,從而產(chǎn)生畸形果。花芽的分化必須在低于15℃的溫度條件下才開(kāi)始進(jìn)行,而當(dāng)溫度低于5℃時(shí),花芽分化便會(huì)停止[2]。
低溫對(duì)草莓花芽分化期的影響也很明顯,熱孜燕等在伊犁地區(qū)進(jìn)行的試驗(yàn)表明,8月中下旬,在溫度為24℃、每天光照10.5~11.7h的條件下,草莓花芽分化不受抑制;而9月中旬溫度降到16.5℃、光照9.5 h的條件下,草莓花芽開(kāi)始分化;隨著外界溫度的不斷降低,分化更為顯著[3]。當(dāng)草莓在薄層營(yíng)養(yǎng)液(NFT)中栽培時(shí),其營(yíng)養(yǎng)液的溫度影響花芽分化。葉少平等[4]研究發(fā)現(xiàn),在20℃和25℃營(yíng)養(yǎng)液中,草莓經(jīng)過(guò)遮光處理,第1次腋花芽分化期分別提前12d和6d,果實(shí)收獲期分別提早 23d和 1d。
研究表明,花芽分化時(shí)期可以利用溫室條件延長(zhǎng),如樊植仁等[3]在北京進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明,草莓一般在10月下旬進(jìn)入休眠,而在溫室栽培的草莓花芽分化從9月中旬至翌年3月均可進(jìn)行,花芽分化與露地栽培相比延長(zhǎng)4個(gè)月。
光照(光周期、光照強(qiáng)度和光質(zhì))影響草莓的成花。Edward研究表明,按照草莓對(duì)光周期反應(yīng)(特別是花芽形成的反應(yīng)),草莓品種分6月結(jié)果、連續(xù)結(jié)果及中性結(jié)果三大類。6月結(jié)果品種屬于短日照植物,連續(xù)結(jié)果品種屬于長(zhǎng)日照植物,中性品種介于二者之間。Manakasem等[5]認(rèn)為,短日照物種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)日照處理,其花芽分化會(huì)受到抑制;而中性物種對(duì)光照不敏感,在合適的光照和溫度條件下,植株花芽分化會(huì)很容易進(jìn)行,果實(shí)產(chǎn)量會(huì)達(dá)到最佳。1936年Greve等[6]研究了草莓花芽分化在縮短日照時(shí)數(shù)情況下的影響,他認(rèn)為,縮短日照時(shí)數(shù)能促進(jìn)花芽分化。張小紅等[7]分別對(duì)不同類型(一季型和四季型)草莓進(jìn)行短日照處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn),短日照能促進(jìn)一季型草莓的花芽分化,可提前5d開(kāi)始花芽分化;而短日照對(duì)四季型草莓的花芽分化影響較小。
光照強(qiáng)度雖然影響草莓的花芽分化,但光周期和光質(zhì)量對(duì)草莓花芽分化的影響明顯高于光照強(qiáng)度。普正明等[8]研究表明,草莓花芽分化與光照沒(méi)有直接關(guān)系,而增加光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間可明顯促進(jìn)草莓花芽分化。但目前還不清楚最佳光照強(qiáng)度和光照時(shí)間。
研究表明,光周期與溫度的相互作用在調(diào)控栽培草莓成花的過(guò)程中表現(xiàn)如下:當(dāng)溫度高15℃時(shí),短日照是大多數(shù)栽培品種所必需的成花因素;但當(dāng)溫度降低一些,光周期對(duì)成花誘導(dǎo)的作用會(huì)降低,甚至一些品種在光周期不完全符合要求的時(shí)候,降低溫度也會(huì)導(dǎo)致植株成花,可能是因?yàn)榈蜏貤l件下消除了部分光周期的影響[9]。栽培種草莓的成花需要一定的溫度范圍,Heide等[10]在Korona與Elsanta這兩個(gè)栽培品種的研究中發(fā)現(xiàn),植株僅在9~21℃范圍內(nèi)受短日照誘導(dǎo);過(guò)高(>27℃)或過(guò)低 (<9℃)的溫度則會(huì)抑制成花。此外Darrow的研究發(fā)現(xiàn),一季型草莓在15.5℃以上的溫度下,花芽分化只在10h以下的日照長(zhǎng)度進(jìn)行,而在低溫條件下日照長(zhǎng)度相應(yīng)加長(zhǎng)。李世一[11]認(rèn)為,草莓在10~20℃、每天10h光照的條件下,經(jīng)過(guò)13d花芽便能形成。而周清桂[12]則認(rèn)為,日平均溫度為20℃以下、旬平均溫度在19℃、日照長(zhǎng)度11h以下是秋季草莓花芽分化的條件。張志宏等[13]研究表明,在溫度17℃、日照長(zhǎng)度10h條件下能誘導(dǎo)草莓提早進(jìn)入花芽分化,并認(rèn)為草莓提前從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)進(jìn)入生殖生長(zhǎng)的一個(gè)有效措施是15d以上的短周期和低溫處理。
植物的許多生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程都是有內(nèi)源激素的信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)控的,激素在花的形態(tài)建成中起關(guān)鍵作用[14]。在草莓研究中,GA可能是研究最多的激素。Lthom psom等最早報(bào)道了GA噴布于Talisman草莓抑制草莓開(kāi)花。Guttridge和Anderson(1976)發(fā)現(xiàn),外施GA濃度越高,草莓的莖和葉柄越長(zhǎng),產(chǎn)生越多的匍匐莖,而抑制成花的效應(yīng)也越大。不同時(shí)期的赤霉素處理引起的生理反應(yīng)可能不同,如草莓成花延遲、成花逆轉(zhuǎn)、花器官分化加速等。侯智霞等[15]對(duì)草莓植株外施GA誘導(dǎo)成花,并且讓草莓處于不適宜生長(zhǎng)的光照條件,使部分莖尖分生組織發(fā)生了成花逆轉(zhuǎn),返回營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài);而處理形成花芽的植株,則莖尖、花芽狹長(zhǎng),側(cè)花芽發(fā)生量少,但花器官形成進(jìn)程明顯較快。
長(zhǎng)日照對(duì)短日研究發(fā)現(xiàn),草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的影響與外施GA相似。盧俊霞等[16]在‘紅鶴’和‘福田’花芽分化前期,用25~50mg/LGA噴布,‘紅鶴’的花芽分化能提前10d,‘福田’能提前5~7d。在花芽分化剛開(kāi)始時(shí),用50mg/LGA3噴布,‘福田’提前1周開(kāi)花;如果提前處理這種情況不會(huì)出現(xiàn);而花芽分化后處理會(huì)產(chǎn)生畸形果等現(xiàn)象等。
除GA外,其他激素如CTK、ABA、乙烯和多胺都參與了草莓的成花。Eshghi and Tafazoli(2007)等研究表明,在誘導(dǎo)條件(短日照、低溫)和非誘導(dǎo)條件(長(zhǎng)日照、高溫)下,Kordestan草莓中細(xì)胞分裂素含量的變化差異較大。關(guān)于草莓花芽分化受外施ABA影響的報(bào)道差異較大。有人研究發(fā)現(xiàn),短日照品種在外施ABA和長(zhǎng)日照的處理開(kāi)花提前,但匍匐莖數(shù)量下降和葉柄長(zhǎng)度縮短。而Kender等卻得出相反的結(jié)果,他認(rèn)為草莓花芽分化與ABA關(guān)系不大。在花芽誘導(dǎo)期間對(duì)短日照品種外施乙烯能增加果數(shù)。同樣,Cain等(1983)也證明日中性品種在外施乙烯的情況下能夠增加的果數(shù),他們都認(rèn)為乙烯的作用主要促進(jìn)新莖分枝,從而增加果數(shù)。草莓的成花與多胺也有一定的關(guān)系。在草莓花芽誘導(dǎo)期間和開(kāi)花前有人在短日照品種的生長(zhǎng)點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)亞精胺、精胺和腐胺。施用腐胺抑制劑(DFMO)處理植株可以抑制多胺的合成,同時(shí)也抑制成花;外施腐胺又重新恢復(fù)了花芽分化。
草莓植株體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)狀況與花芽分化也有一定的關(guān)系。草莓的花芽分化主要取決于植株體內(nèi)的碳水化合物與氮素的含量,即碳氮比。當(dāng)?shù)卦谥仓牦w內(nèi)過(guò)多積累時(shí),碳水化合物與氮便會(huì)形成氨基酸,使得植株體內(nèi)的碳水化合物比例下降,從而草莓花芽分化受到影響?;ㄑ康姆只瘯?huì)因氮素過(guò)多而延緩,如果植株體內(nèi)氮素含量較低,植株會(huì)提前進(jìn)行花芽分化。鄧明琴等[17]發(fā)現(xiàn),草莓葉柄汁液中當(dāng)硝態(tài)氮的濃度約為0.03%時(shí),草莓的花芽分化能順利進(jìn)行;硝態(tài)氮的濃度高于0.03%時(shí),草莓的花芽分化會(huì)推遲;當(dāng)硝態(tài)氮濃度為0.05%~0.10%,花芽分化推遲,產(chǎn)量降低。羅充等[18]研究發(fā)現(xiàn),‘寶交早生’草莓花芽分化前后,草莓植株體內(nèi)的Ca2+和CaM的含量有變化的同時(shí),葉片中碳水化合物和蛋白質(zhì)含量也發(fā)生了較大的變化??赡苁遣葺幕ㄑ糠只cCa2+和CaM有關(guān)系,鈣離子能夠提高植株對(duì)低溫和短日照的敏感性,從而成花提前;而草莓對(duì)溫度和光照的敏感性由于鈣調(diào)素拮抗劑TFP和鈣離子專一螯合劑EGTA處理,則可部分降低或完全抑制,從而使草莓的花芽分化延長(zhǎng)或抑制。
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