環保型保鮮劑對月季切花保鮮效果綜合研究

向麗鈞,魏冰瑤,晏麗

(吉首大學 土木工程與建筑學院,湖南 張家界,427000)

月季(Rosa chinensis Jacq.),屬于薔薇科薔薇屬植物,是世界四大鮮切花之一,被譽為“花中皇后”,其觀賞價值高,市場需求量大。據切花出口總數據顯示,我國月季切花出口數量并不是很大,而影響切花出口主要限制因素之一是瓶插壽命短[1],因而尋找高效的保鮮劑是促進我國月季產業發展的關鍵因素之一。此外,隨著社會經濟的迅速發展,生態問題日益突出,環保逐漸成為社會熱點話題之一,而傳統的月季切花保鮮劑常常含有Ag+、8-HQS等對環境污染嚴重的物質[2],因此探究對環境無污染的保鮮劑能夠促進月季保鮮領域的可持續發展。尋找和發現高效、無污染的環保型保鮮是近些年切花保鮮領域研究的熱點[3–6],在月季保鮮中,研究者多從保鮮劑的成分[7]這一角度去探究環保型保鮮劑對切花保鮮效果的影響,如Kazemi、Abdossi、KaLateh Jari等探究了含有單一保鮮成分的保鮮劑對于月季保鮮的影響[8–9]。于震宇、賈燕等人發現混有營養物質、植物生長調節劑、無機鹽的保鮮劑對月季保鮮效果較好[10–11]。此外也有一些學者開展了綜合性實驗,如邱東萍經試驗探究得出蔗糖濃度2%,瓶插深度為5 cm時月季瓶插壽命可達8 d左右[12]。

月季切花環保型保鮮劑研究領域中,各學者雖進行了大量研究,但研究角度類似,保鮮效果一般,而以微污染、操作便捷、含有五種保鮮成分的化學藥品為保鮮劑,從月季切花預處理溫度、保鮮劑濃度、花枝長度這3個角度去綜合研究環保型保鮮劑對月季切花保鮮效果的資料尚未見報道。經文獻調研,該實驗選擇以切花鮮重、花莖大小、保鮮壽命為評價指標,以溶液濃度、花枝長度、預處理溫度為考察因素,進行正交試驗設計,優化評價自制保鮮劑對月季切花瓶插保鮮的影響情況,篩出最優月季保鮮配方,試驗結果可為延長月季切花瓶插壽命和增強其觀賞價值提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

以花朵大小及生長程度基本一致、無病蟲害且未完全開放的紅色“卡羅拉”月季(RoseCaroLa)為研究材料,此品種色彩鮮艷,觀賞性高,抗病性強、市場應用范圍廣,為人們最喜愛的月季品種之一。花材由當地花店提供。

1.2 實驗設計

1.2.1 最優保鮮劑試劑實驗設計

實驗于2018年6月至8月在吉首大學實驗室進行,保持室內溫度16℃左右,濕度65%左右。先將花材于蒸餾水中斜剪,取花枝長35 cm,留兩片小葉,插入250 mL的錐形管中,每瓶兩枝,進行5次平行試驗,用塑料薄膜緊封住瓶口,防止水分蒸發。共設置8個實驗組,1個對照組,每個試劑濃度均為200 mg/L。具體情況見表1。

1.2.2 最優花枝長度實驗設計

在得出最優組合的基礎上繼續探究最優試劑的最優花枝長度,除了增加對花枝長度的外其余部分與第一個實驗相同。此實驗分別設置3個實驗組,花枝長度分別是30、35、40 cm。室溫為15℃左右,相對濕度為65%左右。每組瓶插兩枝花,進行5次平行試驗。

1.2.3 最優濃度實驗設計

在得出最優試劑的基礎上繼續探究其最優濃度,基本操作除保鮮液的濃度外,與第一個實驗相同。此實驗共設置5個實驗組,各保鮮液濃度分別為100、150、200、250、300 mg/L。室溫為15℃左右,相對濕度為65%左右。每組瓶插兩枝花,進行5次平行試驗。

1.2.4 最優預處理溫度實驗設計

表1 不同切花月季保鮮劑配方

在得出最優試劑的基礎上繼續探究最優試劑的最優預處理溫度,除了增加預處理溫度外,其余部分與第一個實驗相同。預處理具體做法:將買回來的花材分別置于3、4、5℃的環境中兩小時。室溫為15℃左右,相對濕度為65%左右。每組瓶插2枝花,進行5次平行試驗。

1.2.5 綜合保鮮配方實驗設計

在得出環保型保鮮劑最優組合、最優組合的最優濃度、最優組合的最優預處理溫度、最優組合的最優花枝長度的前提下開展三因素三水平正交實驗。試驗設計見表2,室溫為18～20℃,相對濕度為50%～60%。每個處理3組重復,每組瓶插兩枝,進行5次平行試驗。

表2 正交試驗因素與水平表

1.3 測定指標與方法

1.3.1 測定指標

自瓶插當日起,每天13:00左右,用電子秤稱切花鮮重,用游標卡尺(200 mm×0.02 mm)測定切花最大花莖與最小花莖,取平均值,所得值為當天花莖大小[13],直至瓶插壽命結束。以切花萎蔫,花瓣皺縮干枯,花色變暗,花頭與花徑角度大于90°判斷月季瓶插壽命結束。

1.3.2 綜合指標分析

為了比較花的形、態、勢,將定性與定量分析結合,試驗采用指標評定法,得出綜合指標分析=花枝最大值出現的時間×0.3+鮮重最大值出現的時間×0.3+切花壽命×0.4,式中所有時間均為從瓶插開始到出現該特征的時間,后面的系數為該項占總分的權重數,由其在切花觀賞價值中的重要性而定,權重之和等于1[14]。

1.3.3 統計分析

用ExceL、正交設計助手軟件對試驗數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 最優保鮮試劑篩選

由表3可知,處理組1–8綜合得分均高于對照組CK,說明實驗組中所選用的保鮮劑綜合效果要優于對照組。8個實驗組處理中,處理組1分數最高,即蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+檸檬酸對切花的綜合保鮮效果最好。

表3 最優保鮮劑配方綜合分析表

2.2 最優花枝長度篩選

花枝的長度,影響了導管和篩管將營養物質運輸到到花莖的速度及損失率,從而影響了切花的衰老及保鮮效果。由表4可知,綜合評分可知花枝長度為30 cm和35 cm時都能夠保鮮切花18,兩者最后的綜合評分很相近,經觀察發現花枝長度為35 cm的切花色彩更鮮艷,存活狀態更優,判定35 cm為最優花莖長度。

表4 最優花枝長度綜合分析表

2.3 最優保鮮濃度篩選

由表5可知,保鮮劑濃度為100 mg/L得分明顯高于150、200、250、300 mg/L,且這4組得分較為接近,說明當保鮮劑濃度為100 mg/L時,能夠明顯地延長切花壽命,增強其觀賞效果。

表5 最優濃度綜合分析表

2.4 最優預處理溫度篩選

在一定溫度范圍內,低溫能夠降低呼吸強度,減少蒸發作用,延緩細胞衰老。由表6可知,將切花置于4℃中處理時,得分最高,保鮮壽命最長,綜合保鮮效果最好。

表6 最優預處理溫度綜合分析表

2.5 最優綜合保鮮配方篩選

2.5.1 綜合指標分析

由表7可知,得分最高者為處理組5,即當蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+檸檬酸組合中切花花枝長度為35 cm,各保鮮劑濃度為100 mg/L,預處理溫度為5℃時,保鮮效果明顯比其他組別好,同時從對照組CK、處理組2、3、7、8的綜合得分接近可知,這幾組對于切花的保鮮效果相近。此外從對照組CK的得分在整個保鮮劑組合中并不是最高的可看出,單因素最優組合在一起的保鮮效果不一定是最好的, 即“1+1”有時候會小于“2”。

表7 最優保鮮配方組合綜合分析表

2.5.2 正交分析

由表8中各因素的極差可知,各因素影響能力排序為B>C>A,其中A2B2C3結果最好,對應為處理組5,評分也為9次實驗中最高,說明切花花枝長度為35 cm,各保鮮劑濃度為100 mg/L,預處理溫度為5℃時,為本次試驗中的最優方案與實驗結果吻合。此外,方差分析結果表9表明,因素B、C對實驗結果有顯著影響(F比>F臨界值),因素A對實驗結果影響不顯著(F比

表8 正交實驗設計及直觀分析結果

續表8

表9 方差分析結果

2.5.3 保鮮劑配方組合對月季切花花徑的影響

由圖1可知,各處理組切花花莖大小均先以較快速度增長到峰值,呈現出月季最佳的觀賞狀態,接著以較緩和的速度下降,使切花能夠較長時間保持花色鮮艷、姿態優美,從而增加其觀賞期,延長了保鮮壽命。

處理組2與對照組CK在花枝長度上形成對照,經分析發現:兩個處理組的花莖增長趨勢大致相同,且瓶插壽命僅一天之差,推測花枝長度對月季花莖大小變化影響不大;處理組4與對照組CK在溶液濃度上形成對照,經分析發現:兩組在花莖變化趨勢及瓶插壽命上基本相同,但前者的花莖峰值明顯大于后者,據此推測溶液濃度對于花莖的峰值的大小有一定影響;處理組5與對照組CK在預處理溫度上形成對照,經分析發現:處理組5在到達花莖峰值后一直呈現緩慢下降趨勢,而對照組CK在達到花莖峰值后呈現兩天花莖相似接著又較大幅度下降的循環趨勢,直至切花衰老,推測預處理溫度對于切花花莖增大具有一定的影響。

2.5.4 保鮮劑配方組合對鮮重變化的影響

由圖2可知,各組鮮重先以較快速度增長到峰值,接著以較緩和的階梯式的速度下降,其中處理組1、2、3、5、8均在第6 d達到鮮重峰值,處理組4、6、9、10均在第5 d達到鮮重峰值,由此可知,不同處理的組別對處理組1等5組的鮮重峰值的效果是一樣的,對處理組4等4組的花莖峰值也是一樣的。此外,處理組7在第8 d達到鮮重最大值,即蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+檸檬酸組合中各試劑濃度為100 mg/L,切花花枝長度為30 cm,預處理溫度為4℃時,能夠較好的推遲切花鮮重峰值,保證鮮花能夠較常時間花色鮮艷、花枝挺立、觀賞效果最佳狀態。

將對照組CK與處理組5相比,處理組5將切花鮮重峰值推遲2 d出現,且到達鮮重峰值后,其減小速率小于對照組CK,據此推斷預處理溫度延緩了鮮重減小;與處理組2相比,二者差別不大;與處理組4相比,發現處理組4的切花鮮重下降的速率明顯慢于對照組5,推測溶液濃度延緩了鮮重減少的過程。

圖1 保鮮劑配方組合對月季切花花徑的影響

此外經觀察發現,有些組合如5、7等會出現鮮重達到最低值時又開始上升,這一反常現象出現,猜測隨著試驗天數的增加,花瓣逐漸霉變,附著在花朵上的細菌逐漸增多,從而導致鮮重再次增加。

圖2 保鮮劑配方組合對月季切花鮮重的影響

3 討論

切花月季脫離母體后,營養源被切斷,為延緩其衰老必須供給其存活所必需的有機養料、無機鹽、水分等物質,張溢,袁雅珍等人經探究發現細胞分裂素、赤霉素等試劑處理月季均能很好的延長其壽命,增強觀賞效果[15–17],在最優保鮮劑組合實驗探究中,實驗組分數均高于對照組,即實驗組各試劑保鮮對于月季切花保鮮效果明顯,均能促進細胞吸水,此點與前人研究一致。

保鮮試劑的濃度在一定范圍內可維持細胞正常的滲透平衡,一旦超過或者低于某濃度就會導致滲透失衡,影響觀賞效果。本實驗中各試劑濃度為200 mg/L,處于試劑最優濃度區間內[16];在一定范圍內,低溫可以降低呼吸代謝的強度,減緩切花瓶插期間鮮重質量的下降,明顯延長其瓶插壽命[18],從表中每個處理組的綜合評分均高于最優保鮮試劑即表2中的對照組可知:預處理溫度對于月季切花的衰老具有延緩作用;花莖長度直接影響了切花將營養物質運輸到花頭的距離,對于作為最主要的觀賞部位切花花頭營養的供給具有重要影響,從最優花枝長度篩選實驗中當花枝長度為30 cm時,保鮮效果最優可推出此點。

據最優綜合保鮮配方篩選實驗中正交分析可知,預處理溫度及溶液濃度對月季切花的保鮮作用強于花枝長度。在保鮮劑配方組合對月季花徑和鮮重的分析中可知,預處理溫度及溶液濃度對于延緩切花花莖和鮮重的速率,提高其峰值具有一定影響。

單因素實驗表明: 切花花枝長度為35 cm,各保鮮劑濃度為100 mg/L,預處理溫度為5℃。在正交實驗中發現最優綜合保鮮配方并非所有單因素最優的組合體,即單因素的最優效果組合并不一定能夠達到最優效果,猜測實驗中所選用的試劑之間在溫度或者花枝長度的作用下發生了變化,具體原因有待進一步研究。

從環保的理念出發,研究出無毒、高效的保鮮液為月季保鮮研究重點[19],相較樊慧敏,趙敏等進行的環保型保鮮劑對月季切花的保鮮效應研究而言[5],本實驗以單因素實驗為基礎,進行了正交分析實驗,整個流程較為全面地探究了提高月季保鮮效果的綜合因素,此外評價指標的應用,定性和定量分析相結合,增加了分析過程的科學性、全面性。

4 結論

經對月季切花進行綜合性保鮮實驗研究發現,影響月季保鮮效果的主次因素為:溶液濃度>預處理溫度>花枝長度。最優保鮮劑配方組合:蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+檸檬酸,切花花枝長度為35 cm,各保鮮劑濃度為100 mg/L,預處理溫度為5℃。此條件下月季鮮重和花莖以較為緩慢的速率降低,且能較長時間保持花朵鮮艷有光澤,花枝堅挺,花瓣膨脹度良好的狀態,切花瓶插壽命達到19 d。