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第 43 号博客

Care4Soil

观赏植物是非常多样化的产品,也是增长最快的园艺产业。菊花(菊科)是世界上最畅销、最著名的切花之一,在切花行业中占有重要地位。菊花花朵硕大,花瓶寿命(采后时间)极长,这些优越的品质特征使其具有极高的观赏价值。 切花的生产和处理过程并不环保;事实上,鲜花的种植和采后处理对环境和健康都有重大影响。为了提高菊花产量以满足消费者的需求,在肥料和植保产品的生产和应用方面都需要投入大量的材料和能源。 因此,减少切花生产和采后处理对环境的影响和健康风险对该行业的可持续发展至关重要。 要减少切花生产和采后处理对环境的影响和健康风险,并为该行业的可持续发展做出贡献,一项很有前景的战略就是使用天然生物刺激剂。

关于隐花的案例研究

实验于 2020 年冬春季节在位于 Torre del Greco(意大利南部那不勒斯)的 "Società Agricola Gargiulo & C.s.s. "农场的暖气温室中进行。两个菊花栽培品种(Chrysanthemum morifolium,变种 "Pinacolada "和 "Radost")的顶生插条以 15 x 15 厘米的间距种植在高床上。

每个实验区面积为 3平方米,共进行了四种处理,包括对照组(仅喷洒水)和按建议剂量施用的三种商用生物刺激剂,具体如下:

  • PH A(动物源性蛋白水解物,3 毫升/升);
  • PH V1(植物水解蛋白,4 毫升/升);
  • PH V2(植物水解蛋白,4 毫升/升)。

每隔 10 天喷洒一次,从移栽到收获的清晨喷洒整株植物。采用随机完全区组设计,处理重复三次;每个实验单元包括约 2平方米的区组面积(80 株植物)。

成果

生物质生产和质量参数

鲜生物量和干生物量受栽培品种和生物刺激剂处理的影响,两者之间存在显著的交互作用。在这两种基因型中,只有植物衍生 PH 处理的植物新鲜生物量显著高于对照(两种栽培品种平均+18%)。具体而言,在 Pinacolada 中,施用 PH V2 的新鲜生物量比所有其他处理都有显著增加(与对照相比增加 23%)。

与对照组相比,只有使用植物源生物刺激剂处理的植株茎长明显增加(平均+4%)。花的顶端直径受栽培品种和生物刺激剂处理的影响,并有显著的交互作用。在 Pinacolada 中,植物源 PH 处理的花朵顶端直径明显高于对照(平均 +22%),而在 Radost 中,动物源生物刺激剂的应用与所有其他处理相比明显降低了花朵顶端直径(与对照相比-16%)。

生物刺激剂的平均效果显示,与对照组相比,所有 PH 处理过的植物中未上市茎秆的百分比都显著下降。特别是,与所有其他处理相比,施用 PH V1 的废茎率最低。与所有其他处理相比,使用 PH V2 处理的 Pinacolada 表现出最高的第一类茎百分比(与对照相比增加 30%)和最低的第二类茎百分比(与对照相比减少 15%)。在 Radost 中,与其他处理相比,施用植物源生物刺激剂产生的一类茎比例明显更高。与其他处理相比,用 PH A 处理的同一栽培品种记录到的第二类茎的百分比最高(与对照相比+8%)。

矿物成分

在 Pinacolada,与对照相比,施用 PH V1 能显著提高叶片中硝酸盐和磷的浓度以及花朵中钙的含量(硝酸盐、磷和钙含量分别为 +43%、+27% 和 +28%)。在 Radost 中,施用 PH A 和 PH V2 会导致叶片和花朵中的硝酸盐浓度比对照显著降低。

花茎的花瓶寿命

就枯萎花茎而言,这两个品种对施用不同生物刺激剂的反应各不相同。具体来说,收获一周后,Pinacolada 植物在对照、PH A、PH V1 和 PH V2 处理下的枯萎花茎比例分别为 38.9%、58.9%、0.0% 和 38.9%,而 Radost 植物在相同处理下的枯萎花茎比例分别为 41.1%、52.2%、8.9% 和 33.3%。在这两种栽培品种中,施用 PH A 会导致花茎比对照枯萎得更快。相比之下,用 PH V1 处理的植株的花茎衰老速度明显慢于对照。值得注意的是,采收两周后,用 PH V1 处理的 Pinacolada 栽培品种只有 13.3% 的花茎枯萎,而对照、PH A 和 PH V2 处理的植株分别有 86.7%、96.7% 和 97.8% 的花茎枯萎。经 PH V1 处理的 Pinacolada 花的保鲜能力在 Radost 栽培品种中并不明显。

此外,研究还发现,花朵在花瓶寿命期间的枯萎与花朵中的 K-Na 比率下降有关,原因是 K 无法从叶片中运输到花朵中,而不是花朵本身中的 Na 增加。值得注意的是,PH A 中的一种恒温氨基酸甘氨酸可能的积累会加速花朵中乙烯的产生,从而进一步加剧枯萎和衰老现象,使这一现象更加严重。虽然 PH V2 中乙烯合成的部分抑制作用在其他著作中已有报道,而且可能也存在于 PH V1 中,但限制 Na 向 PH V1 花朵运输的能力反而可能有助于延长花朵的花瓶寿命。

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结论

天然生物刺激剂是目前提高蔬菜作物产量和质量的最具生态可持续性的策略之一。本研究表明,使用这些生物刺激剂还可以提高菊花等切花植物的资源利用效率(RUE)、产量和花瓶寿命,并从中获益。

实验证实,在鲜切花中使用植物蛋白水解物生物刺激剂具有提高鲜花产量和质量,特别是延长鲜花货架期的优势。

相反,动物源性蛋白水解物在两种菊花栽培品种(Pinacolada 和 Radost)中的表现并不好。这可能是由于水解物提高了 Na 和 Cl 的吸收,并含有大量甘氨酸、丙氨酸、羟基赖氨酸、羟基脯氨酸和脯氨酸及其对植物生长的抑制作用。甘氨酸还可能增加了衰老激素乙烯的生物合成,这也是花朵提前枯萎的原因。

因此,这项研究非常有助于评估不同生物刺激素的效果,并找出更有效的生物刺激素,从而设计出新的、令人信服的花卉栽培方案。

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+ 参考资料

Carillo P, Pannico A., Cirillo A., Ciriello M., Colla G., Cardarelli M., De Pascale S., Rouphael Y., 2022. 动物或植物来源的蛋白质水解物以独特的方式影响菊花的形态生理特征、观赏品质、矿物质成分和保质期 - 植物、 https://doi.org/10.3390/plants11172321