番紅花不同引種地區生長適應性研究

李東林，馬 碩，左文會，葉振風

（1.阜陽職業技術學院 園藝生產示范基地，安徽 阜陽 236031；2.安徽農業大學 園藝學院，安徽 合肥 230036）

番紅花（Crocus sativus L.）屬鳶尾科番紅花屬多年生地下球莖植物[1]，又名西紅花、藏紅花。球莖扁圓形帶有褐色外膜，線性葉片從莖基部鞘狀葉筒抽出，地下根系數量多。藍色花瓣6 片，成片配置，亦可作花卉園林觀賞植物。番紅花原產地為伊朗和歐洲地中海地區，目前，伊朗是世界番紅花的主產國和出口國。我國在20 世紀60 年代多地開始引種種植，上海、浙江栽培面積較大。

番紅花開花后人工采收3 根褐紅色花絲，烘干處理后可作為中藥材應用。根據《中華人民共和國藥典》記載，番紅花花絲含有大量生理活性物質，具有活血化瘀、鎮靜祛痰、清涼解痙作用，能提高免疫力和治療臨床常見疾病[2]。番紅花在國外應用廣泛，可作為藥材、香料、染料、高檔化妝品的主要成分。

番紅花花粉高度不育，授粉結實受阻[3]，主要用種球營養繁殖。生產中發現，番紅花連年種植后種球會逐漸變小退化，產量和品質下降。迄今為止，對于番紅花研究多集中在活性成分和物質含量方面，種植技術、生產加工等也有少量報道。饒君鳳等曾對10個種源番紅花品種在浙江杭州引種試驗，研究發現有2 個品種適合在本地生長[4]。匡偉明用4 個番紅花觀賞型品種在湖南引入地進行種植研究，試驗結果顯示該番紅花品種可作為早春花卉在湖南種植[5]。

番紅花用途廣泛，利用價值高，目前生產條件下，無法滿足國內外市場對番紅花日益增長的需要，造成番紅花價格居高不下，種植前景較好。隨著國家鄉村振興戰略全面實施和安徽省傳統農業轉型升級，為擴大本地番紅花優質資源生產，增加農民種植效益和滿足市場需求。本試驗優選番紅花品種資源，研究安徽不同地區番紅花引種生長發育和生理生態變化，探索安徽地區番紅花引種生長適應性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

材料為番紅花1 號品種，購自浙江省建德市，外觀整齊一致，無病蟲害，平均單球重約26.5 g。

1.2 方法

1.2.1 試驗地點

試驗地設在安徽省亳州、阜陽、淮南、合肥和蕪湖5 個地區，其中亳州和阜陽地處皖北，淮南地處安徽南北之間，合肥和蕪湖地處安徽南部，不設置對照（CK）地區。

1.2.2 試驗設計

采用室外田間栽培試驗。采購種球集中消毒后放在室內陰涼通風處，溫度控制在22 ～28 ℃，避免強光照射。9 月16 日種球頂芽萌動時分別種植在不同試驗地，每個試驗地種植小區面積50.00 m2，平均用種量23.67 kg，重復3 次。

番紅花萌芽到收獲期間，定期觀測物候期[6]、芽長、葉面積等生長發育指標，重復3 次取平均值。萌芽力按照萌芽數占總芽數百分率計算。在2 月下旬種球快速生長期用TTC 法[7]、Folin-酚試劑法[8]分別測定番紅花根系活力和種球蛋白質含量。

蛋白質含量測定：取1 mL 樣品溶液，取1 mL蒸餾水代替樣品作為空白對照，根據所測樣品的吸光度值，在標準曲線上查出相應的蛋白質量，計算出樣品溶液的蛋白質濃度。

番紅花生長發育期間，在展葉期（ZY）、現蕾期（XL）、開花期（KH）、種球膨大期（PD）、收獲期（SH）分別測定番紅花葉綠素含量和凈光合速率變化。

葉綠素含量用80%丙酮浸提法[9]，新鮮葉片用石英砂研磨，加入95%乙醇過濾定容，在645 nm、663 nm 波長下測定樣品吸光度。葉綠素含量（mg·g-1）=C·V·N/W·1000。

用LI-6400 便攜式光合系統測定番紅花凈光合速率（Pn），發光二極管（LED）作為光源，用5 L 塑料桶作為CO2氣體緩沖系統，選擇晴天上午10:00測定番紅花上部第5 片功能葉凈光合速率。

1.2.3 栽培管理

種植前結合精細整地，每個試驗地施用發酵有機肥200.00 kg、N-P2O5-K2O（15-15-15）復合肥料5.00 kg。高畦種植，深度12 ～20 cm，株行距15 cm×20 cm，種球平放頂芽朝上，澆透水。11 月中旬和次年2 月中旬結合灌溉分別追施N-P2O5-K2O（15-15-15）肥料5.00 kg，保持土壤濕潤狀態，定期松土除草，5 月上旬地上莖葉漸黃枯萎時，停止澆水。

測數據進行標準化處理，用EXCEL 和DPS 9.50進行統計分析，對番紅花引種適應性采用定量賦值進行模糊綜合評價。

2 結果與分析

2.1 番紅花不同引入地區農業氣候條件

番紅花5 個引入地區農業氣候條件存在差異（表1），從皖北亳州到皖南蕪湖，氣候由溫帶半濕潤季風氣候向亞熱帶季風氣候過渡，年均氣溫逐漸升高，無霜期變化不大，蕪湖無霜期最長，達到235 d。皖南地區降水頻繁，年平均降水量比亳州增加了226.00 mm，降水量多導致光照不足，年光照時數比亳州減少了14.75%。皖北地區地形以平原地帶為主，土質為棕壤土、黃潮土，南部以黃紅壤土質的丘陵崗地為主。南部農業自然災害主要是水澇、倒春寒、颶風，北部則有干熱風、旱澇、霜凍、倒春寒等。

表1 番紅花不同引入地區農業氣候條件

以年平均氣溫、無霜期、平均日照時數和降雨量4 個指標作為相似因子，運用模糊相似優先比方法分析。結果表明：蕪湖和合肥、阜陽和亳州農業氣候條件最相似，亳州和蕪湖相似程度最低。

2.2 番紅花不同引入地區物候期變化

對不同引入地區番紅花生長發育觀測，番紅花植物學形態特性沒有明顯變化，營養器官和生殖器官符合本品種的典型特征。不同引入地番紅花生長發育經歷休眠期、萌芽期、現蕾開花期、膨大期、收獲期等時期（表2）。研究結果表明，不同引入地番紅花5 月份開始，地上部分逐漸變黃枯萎，收獲后種球放在陰涼通風處，7 ～8 月份高溫期間種球處于生理休眠期，皖南地區比皖北地區番紅花收獲休眠期早5 ～6 d。8 月下旬至9 月上旬頂芽開始萌動，開花期主要集中在11 月份，皖南地區在11 月上、中旬開花，皖北地區集中在11 月上旬開花。番紅花開花期短且集中，采花加工勞動強度大。物候期是植物對環境因素的綜合反應，可用作番紅花引種適應性判斷依據之一。

表2 番紅花不同引入地區物候期變化

2.3 番紅花不同引入地區生長發育指標變化

由表3 可知， 皖北亳州、阜陽引種的番紅花比其它引入地的番紅花生長發育好。不同地區番紅花除芽長差異不顯著外（P＞0.05），其它生長發育指標都存在差異。芽長變化小的原因可能與番紅花種球遺傳因素有關。但通過田間觀測，蕪湖番紅花芽較細長。皖北地區引入地番紅花葉片數量、葉面積和生長期均高于合肥、蕪湖，相關分析結果均呈顯著性差異（P＜0.05）。蕪湖引種番紅花的花期，比其它地區長2 ～3 d。不同引入地區番紅花全生長期在213 ～226 d。地區間產生新種球數量差異不大，產量方面，皖北地區種球較大，單球重顯著高于皖南地區。

表3 番紅花不同引入地區生長發育指標變化

2.4 番紅花不同引入地區根系活力和蛋白質含量變化

根系活力和蛋白質含量是番紅花種球生長發育的重要指標之一。試驗結果表明，不同地區番紅花根系活力差異不顯著（P＞0.05），以亳州番紅花根系活力最高（圖1），番紅花根系活力大小排列順序為：亳州＞阜陽＞淮南＞合肥＞蕪湖。

圖1 番紅花不同引入地區根系活力變化

蕪湖地區番紅花同期蛋白質含量低于其它地區（圖2），達23.56 g·kg-1，比亳州、阜陽、淮南、合肥分別下降24.63%、20.99%、14.54%和7.572%，與其它地區呈顯著性差異（P＜0.05）。亳州引入地番紅花蛋白質含量最高，達31.26 g·kg-1。

圖2 番紅花不同引入地區蛋白質含量變化

2.5 番紅花不同引入地區葉綠素含量和凈光合速率變化

由圖3 可知，番紅花在引入地區不同生長時期葉綠素含量變化曲線趨于一致。以亳州引入地番紅花葉綠素含量較高，皖北地區番紅花葉綠素含量高于皖南地區。同一地區番紅花生長不同時期葉綠素含量也有變化，11 月中下旬展葉期葉綠素含量隨著生長發育逐漸增加，次年2 月中下旬種球膨大期達最大值，隨后開始下降，5 月份收獲期葉片黃化枯萎，葉綠素含量降到最小值。

由圖4 可知不同引入地區番紅花凈光合速率皆在膨大期達到最高峰，此時，地下種球迅速生長膨大，葉片同化CO2能力加強，“源”與“庫”代謝處于動態平衡，此時期應加強番紅花營養條件。亳州、阜陽地區番紅花在不同生長時期凈光合速率高于其它地區，由于不同地區環境差異，不同引入地區番紅花凈光合速率變化幅度略有不同。Duncan 方差分析表明，番紅花葉綠素含量與凈光合速率呈顯著性相關（r=0.7327，P＜0.05）。

圖4 番紅花引入地區凈光合速率變化

2.6 番紅花不同引入地區花絲和種球產量變化

由圖5 可以看出，番紅花花絲和種球產量在5個引入地存在差異，亳州為最高，比蕪湖地區分別高23.32%和16.75%，與阜陽和淮南差異不大。試驗結果表明，番紅花在皖北地區種植，花絲和種球產量比皖南地區高。

圖5 番紅花不同引入地區花絲和種球產量變化

2.7 番紅花不同地區生長適應性綜合評價

采用一級數學模型進行番紅花生長適應性綜合評價[10-11]。

（1）建立番紅花生長發育參數集合U={u1，u2，...，un}={萌芽力，營養生長，...，抗性}。

（2）建立番紅花適應程度集合V={v1，v2，...，vm}={差，一般，...，優}。

（3）建立從U 到F（V）的模糊映射，得到單因素評價矩陣R，于是（U，V，R）構成一個番紅花綜合評價模型。

（4）綜合評價。對U 集合各指標采用專家賦值方法賦予不同權重（表4），可表示為U 集合上的子集A=（ɑ1，ɑ2，...ɑn），規定ɑ1+ ɑ2+...+ɑn =1，綜合評價模型為B=A·R。綜合分析結果表明：番紅花不同地區生長適應性排列順序為：亳州＞阜陽＞淮南＞合肥＞蕪湖（表5）。

表4 番紅花生長適應性指標及權重

表5 番紅花引入地區生長適應性綜合評價結果

3 結論

安徽不同地區番紅花引入地試驗研究表明，不同引入地農業生產氣候條件存在差異，致使番紅花生長發育部分指標呈顯著性差異，皖北地區比皖南地區更適合番紅花生長，產量和經濟效益較好。皖北地區土質疏松透氣，理化性質好，降雨多集中在7 ～8 月，此時番紅花處于生理休眠期，只要控制濕度、加強排水就不會降低種球品質。皖南地區空氣濕度大，夏季溫度高，陰雨天氣多，土質粘重，低洼部位長期積水，使番紅花腐爛。番紅花開花期間，如遇長期陰雨天氣，會造成采花困難，勞動強度增大。

植物在長期進化過程中形成了自身的適宜生境，其生長受自身遺傳因素和環境因素綜合影響，引種是合理利用種質資源的有效途徑，當然，調控環境也是一個選擇。根據番紅花生長發育對環境條件要求，已有研究人員通過施肥選擇、輻射誘變、遮蓋處理和噴施植物生長調節劑等方式[12-14]，優化番紅花生長發育條件，一定程度提高了其產量和品質。

番紅花不同引入地土壤理化性狀、微生物和生態環境不同，影響地下部分種球膨大和根系活力。根系活力是種球質量的重要基礎，根系活力強，根系吸收能力強、根系數量多、扎根深，直接影響地上部分生長發育，同時，根系活力也受地上部分制約。蛋白質是番紅花種球萌發和前期生長的能量基礎物質，番紅花種球蛋白質含量高，植株生長健壯，產量高。番紅花耐低溫弱光環境，溫度高光照強會抑制葉綠素形成，降低凈光合速率，葉片葉綠體光合磷酸化和CO2同化能力降低[15]，生產中要適當遮陰處理以提高產量。

皖南地區年平均溫度高，降水量多，易造成地下種球腐爛。種植時要選地勢較高田塊，四周要挖溝保證排水通暢，亦可采用“二段式”種植方法[16]，每年5 月挖出地下種球，9 月份室內上架種植，11月花絲采后立即種植于室外田間。目前皖北地區主要采用室外種植，但存在種球逐漸變小退化的問題，其原因需要進一步研究。番紅花的優質資源和栽培模式還要結合不同地區情況開展試驗研究。

綜上所述，番紅花引種適應性皖北地區優于皖南地區，以亳州最好，可擴大生產種植面積，其它地區種植要仔細分析和靈活運用本地栽培條件，以利節約成本，提高生產效率。關于番紅花采花期間連續陰雨天氣需要進一步尋找應對措施，對番紅花種球膨大和復壯技術還要深入研究，選育抗性強的新優品種也是解決當前番紅花可持續生產的主要問題。