施氮量對(duì)結(jié)球甘藍(lán)瑞甘20耐裂性的影響

戴忠良， 孫春青， 潘躍平， 秦文斌， 姚悅梅， 潘永飛， 張振超

(江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 句容 212400)

甘藍(lán)(Brassica oleracea L.var.capitata)，屬十字花科蕓薹屬，是中國(guó)最重要的葉菜類蔬菜之一，在蔬菜周年供應(yīng)中占有重要地位［1-2］。甘藍(lán)耐裂球性好，能延長(zhǎng)收獲期，農(nóng)民可以選擇價(jià)格合適時(shí)收獲銷售，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，因此對(duì)甘藍(lán)品種的耐裂球性要求也越來越高［3］。

前人在研究甘藍(lán)裂球原因方面作了一些工作，發(fā)現(xiàn)引起甘藍(lán)開裂的原因可歸納為兩類:一是外部環(huán)境因素，如施肥量［4］、水分、病蟲害和機(jī)械損傷等。二是內(nèi)因，如遺傳性狀［5］、生理因素［6］、解剖結(jié)構(gòu)［7］等。本試驗(yàn)以結(jié)球甘藍(lán)品種瑞甘20為材料，研究施氮量對(duì)甘藍(lán)結(jié)球過程中蠟質(zhì)含量以及葉球成熟后表皮細(xì)胞、薄壁組織細(xì)胞、細(xì)胞壁、角質(zhì)層、維管束、導(dǎo)管等解剖結(jié)構(gòu)的影響，以期對(duì)甘藍(lán)耐裂球栽培的科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試結(jié)球甘藍(lán)品種為晚熟耐寒品種瑞甘20。2010年8月13日穴盤育苗，9月10日(6片真葉)移栽，2011年3月15日采收。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2010年8月至2011年3月在江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所科技創(chuàng)新園區(qū)進(jìn)行。供試試驗(yàn)田土壤為黏壤土，pH 6.6，有機(jī)質(zhì)含量1.5%，堿解氮(N)、速效磷(P2O5)、速效鉀(K2O)含量分別為68.2 mg/kg、40.6 mg/kg、108.5 mg/kg。

氮肥用量設(shè)3個(gè)水平，折合純氮用量分別為150 kg/hm2、225 kg/hm2、450 kg/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3 次，小區(qū)面積13.2 m2，采用高壟3行定植，株行距 45 cm×55 cm，每小區(qū)栽48株。各處理在做壟時(shí)統(tǒng)一基施等量的磷、鉀肥，施用量為鈣鎂磷肥1 050 kg/hm2、氯化鉀450 kg/hm2。氮肥為尿素(含N 46%)，分3次施下，做壟時(shí)施1/3作基肥，蓮座期(10月25日)和結(jié)球期(2月5日)各施1/3作追肥。

1.2.2 田間裂球率 從甘藍(lán)商品成熟期至成熟期后21日，每7 d觀察1次，計(jì)算裂球率并觀察裂球方式。裂球率=裂球數(shù)/調(diào)查球數(shù)×100%。

甘藍(lán)裂球性以適時(shí)收獲期7 d后的裂球指數(shù)來界定。分為6級(jí):0級(jí)，無裂口;1級(jí)，裂口1層;2級(jí)，裂口2層，且最長(zhǎng)裂口在葉球縱徑或橫徑的1/2以內(nèi);3級(jí)，裂口3～5層，或裂口2層且最長(zhǎng)裂口在葉球縱徑或橫徑的1/2以上;4級(jí)，裂口6～10層;5級(jí)，裂口10層以上。

裂球指數(shù)=∑(某級(jí)裂球株數(shù)×該級(jí)指數(shù))/(調(diào)查總株數(shù)×最高裂球級(jí)指數(shù))×100

1.2.3 葉片蠟質(zhì)含量的測(cè)定 從定植后65 d(結(jié)球始期)至葉球成熟每份材料每60 d取1次樣，另外在成熟后21 d取1次，共取4次。按照隨機(jī)取樣原則，在每份材料的每個(gè)重復(fù)中選取大小相近、成熟度一致、無病害、無創(chuàng)傷的葉球4株。取每個(gè)葉球的前12層葉片，利用打孔器取樣，參考Russin等［8］的方法，清洗葉片表面，待表面晾干后稱重，將葉片在預(yù)先稱重的盛有50 ml氯仿的培養(yǎng)皿中浸泡1 min后取出，待氯仿?lián)]發(fā)完畢再次稱重，計(jì)算蠟質(zhì)含量，重復(fù)20次。

1.2.4 葉片顯微結(jié)構(gòu)觀察 甘藍(lán)成熟后，將葉片用FAA立刻固定，保存在4℃冰箱中備用。石蠟制片，切片厚度為8～10 μm，鐵礬蘇木精染色，Olympus顯微鏡下觀察并拍照。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)用SPASS V16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 田間裂球指數(shù)

瑞甘20葉球裂球率和裂球指數(shù)均隨著成熟后時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，特別是在葉球成熟后14 d開始，葉球裂球率和裂球指數(shù)增長(zhǎng)幅度較大。

不同氮肥水平下瑞甘20葉球裂球率和裂球指數(shù)均隨著氮肥施用量的增加而增加。成熟后7 d，施氮量150 kg/hm2處理和施氮量225 kg/hm2處理無裂球，而施氮量450 kg/hm2處理的裂球率和裂球指數(shù)分別為5.6%和2.4，顯著高于前兩個(gè)處理(P＜0.05)。成熟后14 d，裂球率隨氮肥用量增加而顯著上升(P＜0.05)，裂球率在0.7%與7.2%之間;此時(shí)裂球指數(shù)在0.2與12.5之間，施氮量450 kg/hm2處理裂球指數(shù)顯著高于施氮量150 kg/hm2和225 kg/hm2處理(P＜0.05)。成熟后21 d，裂球率和裂球指數(shù)隨氮肥用量增加而顯著上升(P＜0.05)，分別在2.8%與12.9%和3.9與22.6之間。

2.2 葉片蠟質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化

結(jié)球期至成熟期，不同氮肥處理蠟質(zhì)含量皆呈升高趨勢(shì);成熟期以后，蠟質(zhì)含量呈降低趨勢(shì)。結(jié)球期至成熟期，3個(gè)處理的蠟質(zhì)含量無顯著差異(P＞0.05)。成熟后21 d，施氮量150 kg/hm2處理的蠟質(zhì)含量顯著高于施氮量450 kg/hm2處理(P＜0.05)，結(jié)合甘藍(lán)裂球指數(shù)的變化，可以看出，成熟后葉片蠟質(zhì)含量與結(jié)球甘藍(lán)裂球呈負(fù)相關(guān)，葉片蠟質(zhì)含量低的甘藍(lán)易裂球，蠟質(zhì)含量高的甘藍(lán)耐裂球。

2.3 葉片顯微結(jié)構(gòu)觀察

從圖1可以看出，施氮量150 kg/hm2處理的甘藍(lán)成熟后，葉表皮細(xì)胞壁厚為3.5 μm，表皮細(xì)胞、薄壁組織細(xì)胞小，呈橢圓形，排列緊密且整齊，細(xì)胞間隙小，角質(zhì)層厚度為3.3 μm，維管束發(fā)達(dá)，導(dǎo)管細(xì)且多。施氮量225 kg/hm2處理的甘藍(lán)表皮細(xì)胞壁較厚，表皮細(xì)胞、薄壁組織細(xì)胞較小，細(xì)胞間隙較小，角質(zhì)層厚度為2.9 μm，維管束較發(fā)達(dá)，導(dǎo)管較細(xì)較多。施氮量450 kg/hm2處理的甘藍(lán)表皮細(xì)胞壁薄，表皮細(xì)胞大、長(zhǎng)，薄壁組織細(xì)胞大，排列疏松且形狀不規(guī)則，細(xì)胞間隙大，角質(zhì)層薄，維管束不發(fā)達(dá)，導(dǎo)管粗且少。

圖1 成熟甘藍(lán)葉片的組織結(jié)構(gòu)Fig.1 The leaf tissue structure of cabbage at maturity

3個(gè)處理的甘藍(lán)成熟后，葉片下表皮細(xì)胞均比上表皮細(xì)胞小。施氮量150 kg/hm2處理與施氮量450 kg/hm2處理相比，下表皮細(xì)胞和薄壁組織細(xì)胞變長(zhǎng)、變大，細(xì)胞間隙增大，細(xì)胞形狀更加不規(guī)則。施氮量150 kg/hm2和施氮量225 kg/hm2處理的甘藍(lán)下表皮細(xì)胞、薄壁組織細(xì)胞變大，但仍呈橢圓形。施氮量150 kg/hm2處理的甘藍(lán)抗裂球的原因可能是因?yàn)樗鼈兊谋砥ぜ?xì)胞排列緊，細(xì)胞吸水后細(xì)胞壁承受的膨壓在各個(gè)方向上是均勻的，因而胞間不易開裂;而施氮量450 kg/hm2處理的甘藍(lán)易裂球是因?yàn)楸砥ぜ?xì)胞的細(xì)胞間隙大，細(xì)胞吸水后，胞壁受到的膨壓在各個(gè)方向上不均勻，導(dǎo)致胞間易開裂。

3 討論

施氮量的不同勢(shì)必會(huì)影響結(jié)球甘藍(lán)的生長(zhǎng)量，從而影響甘藍(lán)葉片組織結(jié)構(gòu)，而葉片的組織結(jié)構(gòu)與甘藍(lán)裂球密切相關(guān)。許多研究指出，果實(shí)的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與裂果的發(fā)生有直接關(guān)系。石志平等［9］認(rèn)為棗果開裂與角質(zhì)層厚度、表皮細(xì)胞層數(shù)、亞表皮細(xì)胞層數(shù)、表皮厚度及中果皮細(xì)胞排列的緊密程度有關(guān)。在荔枝［10］、番茄［11］等研究上也證明果皮組織結(jié)構(gòu)和裂果有著密切關(guān)系。本試驗(yàn)結(jié)果表明甘藍(lán)裂球與成熟后葉片細(xì)胞壁的薄厚、維管束和導(dǎo)管數(shù)量有著一定的關(guān)系。施氮量150 kg/hm2處理的甘藍(lán)成熟后葉表皮細(xì)胞壁較厚，木質(zhì)化程度高，機(jī)械強(qiáng)度大，承受外界不良條件能力強(qiáng)，不易裂球。施氮量450 kg/hm2處理的甘藍(lán)表皮細(xì)胞壁薄，木質(zhì)化程度較低，機(jī)械強(qiáng)度小，承受外界不良條件能力弱，易裂球，這與秦智偉等的研究結(jié)果［4］一致。許多研究者認(rèn)為，角質(zhì)層厚度與抗裂果能力有著密切關(guān)系，果肉的膨脹速度超過角質(zhì)層的擴(kuò)展速度可能是引起裂果的主要因素［12-13］。本研究中施氮量150 kg/hm2處理的甘藍(lán)角質(zhì)層較施氮量450 kg/hm2處理的甘藍(lán)厚，維管束和次生木質(zhì)部導(dǎo)管多，加強(qiáng)了機(jī)械支持的作用，耐裂球性也增加。一般地，開裂葉球與正常葉球表皮相比，細(xì)胞是不規(guī)則的，且排列疏松，細(xì)胞間隙較大，開裂葉球的上下表皮細(xì)胞都有個(gè)別細(xì)胞突然加大或變長(zhǎng)，正常葉球的葉肉細(xì)胞都是比較規(guī)則的橢圓形，而且排列整齊、緊湊，細(xì)胞間隙較小，本研究結(jié)果驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

另外，蠟質(zhì)含量是影響甘藍(lán)裂球的重要指標(biāo)。施氮量450 kg/hm2處理的甘藍(lán)成熟期后21 d蠟質(zhì)含量減少，表明葉片中蠟質(zhì)堆積疏松，水分易于滲透進(jìn)入葉片細(xì)胞中，導(dǎo)致葉片細(xì)胞膨大而易裂球。

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