矮壯素和多效唑對觀賞向日葵的矮化效應

劉 明，張 迪，何 歡，高 娟

(楊凌職業技術學院, 陜西 咸陽 712199)

0 引言

【研究意義】向日葵(HelianthusannuusL.)屬于菊科向日葵屬一年生草本植物，原產于北美洲溫帶地區，因其生長適應性強，世界范圍內均有種植[1]。觀賞向日葵花朵美麗，花語美好，深受人們喜愛，現已廣泛應用于盆栽、切花及園林綠化等領域。近年來，隨著我國經濟繁榮和鄉村振興戰略推進，觀賞向日葵相關產業發展迅速，前景廣闊。觀賞向日葵耐鹽堿、耐干旱、耐瘠薄、適應性強、生長迅速，但自然生長的向日葵株高普遍偏高，切花易倒伏和折莖，且花盤較小，嚴重影響產量及品質；而盆栽表現為株型松散，植株和花盆高度比例不協調，觀賞價值降低。因此，采取措施控制植株高度對觀賞向日葵生產具有重要的意義。【前人研究進展】矮壯素(CCC)和多效唑(PP333)是常用的植物生長延緩劑，通過抑制內源赤霉素生物合成從而抑制植物莖尖伸長區中的細胞伸長，使節間縮短，營養生長減緩，具有控制徒長、矮化植株，促進生殖生長、花芽形成的作用，目前已被廣泛應用于農業生產中[2-4]。解瑋佳等[5]研究表明，葉面噴施250 mg/L多效唑溶液能顯著降低盆栽高山杜鵑的冠幅和分支長度。董志君等[6]使用不同濃度多效唑和矮壯素分別對盆栽芍藥進行葉面噴施和浸根處理，所有處理均使盆栽芍藥株高降低實現矮化，并發現浸根處理易造成藥害，且株型不豐滿。趙明等[7]研究發現，多效唑處理能有效增加粉蕉莖干比和葉片厚度，對果實產量影響不顯著。高粱、谷子、辣椒葉面噴施多效唑或矮壯素后均能實現不同程度矮化[8-10]。矮壯素和多效唑等生長延緩劑在向日葵上的應用研究目前主要集中在食用向日葵上，有研究表明，食用向日葵葉面噴施適宜濃度多效唑或矮壯素后，株高降低，節間縮短，葉綠素含量提高，籽粒產量升高[3,11]。徐安陽等[11]研究表明，多效唑抑制向日葵節間伸長從而導致其株高降低。劉金剛等[3]研究發現，葉面噴施矮壯素濃度越高、施用時期越早，向日葵株高降低程度越大，單株籽粒產量減產幅度越高。【研究切入點】觀賞向日葵生產不以籽粒產量為目的，而是以花盤大小、花頭數量和株型等觀賞價值為評價指標。目前，植物生長延緩劑對觀賞向日葵觀賞價值評價指標影響研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】通過分析不同濃度矮壯素和多效唑處理觀賞向日葵農藝性狀的變化，探討矮壯素和多效唑對觀賞向日葵生長及品質的影響，旨在為觀賞向日葵矮化栽培提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為泰迪熊向日葵，該品種矮生重瓣，自然多頭，是常用盆栽觀賞品種。種子購自昆明繽紛園藝有限公司。供試試劑為50%矮壯素水劑和15%多效唑可濕性粉劑，均為四川國光農化股份有限公司生產。

1.2 試驗設計

試驗于2021年4—6月在陜西省楊凌職業技術學院農林實訓基地溫室內進行，溫室溫度18～28℃，相對濕度60%～80%，光照強度40 000～80 000 Lx。栽培基質按草炭∶蛭石∶珍珠巖=3∶1∶1配制，觀賞向日葵種植在直徑為110 mm的紅黑雙色盆中，每盆種植1株。分別以葉面噴施不同濃度的多效唑和矮壯素為試驗因子，設置7個處理，P1處理，多效唑150 mg/L；P2處理，多效唑300 mg/L；P3處理，多效唑600 mg/L；C1處理，矮壯素500 mg/L；C2處理，矮壯素1 000 mg/L；C3處理，矮壯素2 000 mg/L；對照(CK)為清水處理。向日葵生長至4片真葉時開始施用藥劑，每2周施用1次，共施用3次。盆土中水分處于飽和狀態下進行處理，噴施處理采用壓力噴壺均勻噴施葉片正反面，每個處理20盆，重復3次。

1.3 測定指標

泰迪熊向日葵主花開放時每個處理隨機選取10盆進行數據測量。株高：卷尺測定盆土水平面至植株最高點的高度；莖粗：游標卡尺以十字交叉法測定盆土水平面以上1 cm處莖稈的直徑，即莖徑；冠幅：卷尺以十字交叉法測定植株葉片展開幅度；莖干比：莖粗和株高兩個測量數值的比值；葉面積：將單株向日葵所有成齡葉分別以葉面積系數法測定面積，平均后獲得，向日葵葉面積系數取0.654，葉長和葉寬分別為葉基至葉尖的長度和葉片最寬處的長度，均采用卷尺測量；單葉重：將單株向日葵所有成齡葉用電子天平稱重平均后獲得；葉綠素相對含量(SPAD值)：采用SPAD502葉綠素儀隨機選取每植株中部成熟葉片測定；花盤直徑：卷尺以十字交叉法測定每株向日葵的第1朵主花；側花數：人工計數萌發側芽形成花苞的數量。以上數據測量均為3次重復，取平均值。

1.4 數據處理

利用 Microsoft Excel 2010和IBM SPSS Statistics 19進行數據統計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度多效唑和矮壯素處理觀賞向日葵的植株性狀

由表1可知，多效唑和矮壯素對觀賞向日葵植株有明顯矮化作用。與CK相比，各藥劑處理的株高均顯著降低，同種藥劑處理隨藥劑濃度增加株高降低越明顯，其中P3株高降幅達37.8%。各處理冠幅均小于CK，隨藥劑濃度增加冠幅降低效果越明顯，除C1外，其余處理均與CK差異顯著。各處理莖粗均小于CK，藥劑處理并未使向日葵莖稈增粗。各處理莖干比均大于CK，同種藥劑處理隨藥劑濃度增加莖干比呈先升后降趨勢。從藥劑種類看，多效唑的整體矮化效果比矮壯素更明顯，其中P2效果最好。

表1 不同濃度多效唑和矮壯素處理觀賞向日葵的植株性狀

2.2 不同濃度多效唑和矮壯素處理觀賞向日葵的葉片性狀

生長延緩劑處理植株后一般會出現葉面積減小，葉片增厚，葉綠素含量增加等變化。由表2可知，與CK相比，所有處理的葉面積和葉重均出現不同程度降低，且隨藥劑濃度增加降低效果越明顯，但除C3顯著低于CK外，其他處理較CK差異均不顯著。各處理葉片的葉綠素含量表現為P3>C3=P2>CK>C2>P1>C1，除C1顯著低于CK外，其余處理與CK差異不顯著；同種藥劑處理中，葉綠素相對含量隨藥劑濃度增加而增大。各處理葉片厚度表現為P2>P3>C2>CK>C1>C3=P1，除P2葉片厚度顯著高于CK外，其余處理與CK差異不顯著；同種藥劑處理隨藥劑濃度增加葉片厚度先升后降趨勢。總體看，矮壯素和多效唑能夠減小向日葵葉面積和葉重，適宜濃度的矮壯素和多效唑可以增加向日葵葉片厚度和葉綠素含量，各處理中P2處理的葉片厚度最高，效果最好。

表2 不同濃度多效唑和矮壯素處理觀賞向日葵的葉片性狀

2.3 不同濃度多效唑和矮壯素處理觀賞向日葵的花性狀

花盤直徑和側花數量是自然多頭向日葵品質的重要指標。由表3可知，與CK相比，各藥劑處理觀賞向日葵的花盤直徑均不同程度增大，并且多效唑處理的花盤直徑均大于矮壯素處理，其中P1顯著大于CK。隨藥劑濃度增加向日葵側花數量增多，與CK相比，呈低濃度抑制而高濃度促進的趨勢，P1和C3與對照顯著差異。高濃度矮壯素處理增加側花的效果優于多效唑，進行多頭向日葵生產C3最好，若進行單頭向日葵生產則P1對側花抑制效果最好。

表3 不同濃度多效唑和矮壯素處理觀賞向日葵的花性狀

3 討論

矮化是通過人工干預進行特殊處理，使植物在栽培繁育過程中變得比正常植株矮小，以提高產量和觀賞價值的一種技術方法。多效唑和矮壯素是生產中應用最廣泛的植物生長延緩劑，在菊花、杜鵑、芍藥等多種觀賞植物的矮化栽培中都有研究[5-6,12]，在食用向日葵的生產中也已開始使用[11]，而在觀賞向日葵上的應用研究報道較少。該研究表明，矮壯素和多效唑處理對觀賞向日葵的矮化效果明顯，表現為株高降低、冠幅減小、葉面積減小；矮化效果隨藥劑濃度增加而增強，高濃度處理P3(多效唑600 mg/L)和C3(矮壯素2 000 mg/L)的株高、冠幅和葉面積與對照相比差異顯著，與劉金剛等[3,7]的研究結論一致。但隨著藥劑濃度增加，莖干比、葉片重量、葉片厚度和花盤直徑均呈先增后減趨勢。研究顯示，多效唑和矮壯素藥劑處理并未使向日葵莖稈增粗，與劉金剛等[3]的研究結果不同；徐安陽等[11]研究發現，多效唑處理濃度過小或濃度太大都會使向日葵莖粗減小，而本試驗中同種藥劑處理隨藥劑濃度增加莖粗呈增大趨勢，綜合分析，可能是藥劑濃度較低造成該結果，是否因盆栽和地栽試驗環境對藥劑吸收利用的差異引起，有待進一步研究。

藥劑濃度不同觀賞向日葵的矮化效果存在明顯差異，與賀函瑩等[4]的研究結果一致。當藥劑濃度增加，向日葵整體生長受到強烈抑制，造成觀賞性降低，董志君等[6]在芍藥上也有類似發現,使用450 mg/L多效唑溶液噴施盆栽芍藥，會造成芍藥花朵畸形，葉尖變黃，用3 000 mg/L矮壯素溶液噴施處理，造成盆栽芍藥不能開花。矮壯素和多效唑作為植物生長延緩劑，能夠影響赤霉素合成，抑制細胞縱向生長，從而達到植株矮化的目的[7,12],但如果處理濃度過高，則會造成生理脅迫，產生藥害[6]。柳延濤等[2]研究發現，用較低濃度的矮壯素和多效唑溶液噴施向日葵葉片，各處理葉片中的POD活性均高于對照，而當矮壯素濃度增加至2 400 mg/L，葉片中的POD活性則低于對照，表明矮壯素和多效唑處理對向日葵產生脅迫，激活向日葵的相關抗氧化生理機制，使POD活性升高，這是矮壯素和多效唑等生長抑制劑能夠增強作物抗性的表現。但當矮壯素和多效唑處理濃度增高，脅迫增強，細胞內活性氧自由基大量增加，過多的性氧自由基就會對細胞產生損傷，表現為花盤變小、葉片變薄、葉尖發黃及花朵畸形等現象。

賀菡瑩等[4]研究發現，矮壯素和多效唑能夠抑制營養生長，表現出促進生殖生長和花芽分化，有助于開花。本試驗中向日葵側花數隨藥劑濃度增大而增加，在低濃度時由于營養生長和生殖生長的競爭，更多表現為促進營養生長的效果，造成側花數少于對照。向日葵根據不同的觀賞需求對側花數要求不同，生產中可以通過植物生長抑制劑的使用控制側花數量。

4 結論

觀賞向日葵施用矮壯素和多效唑的株高和冠幅減小，花盤直徑和葉片厚度增大，兩者均可對觀賞向日葵產生矮化作用。其中，多效唑的矮化效果優于矮壯素，尤其以300 mg/L多效唑處理的矮化效果最好，其花盤直徑較大，側花數量適中，莖干比大，株型緊湊美觀，綜合矮化效果最好。