摘 要:本文从低温贮藏、气调贮藏、能源物质、保鲜剂及植物激素等方面综述了目前非洲菊保鲜技术研究进展,并介绍了水分状况、机械组织和疏导组织状况以及乙烯等影响非洲菊弯茎形成的因子,简要讨论了非洲菊鲜切花保鲜中存在的一些问题,并对今后的研究方向进行了展望。
关键词:非洲菊;弯茎;保鲜;进展
非洲菊(Gerbera jamesonii)又称扶郎花,是菊科大丁草属多年生常绿宿根草本花卉,原产于南非。非洲菊观赏价值较高,以花色繁多、花姿独特、花枝挺拔著称,其花序水插保鲜期长,是世界五大切花之一。
1 非洲菊切花保鲜技术研究进展
一般切花保鲜技术包括物理保鲜技术、化学保鲜技术等。近10年来,随着非洲菊鲜切花在切花销售中占的比例逐年上升,各研究机构对其保鲜的研究愈来愈频繁。
1.1物理保鲜
1.1.1低温贮藏。冷藏是鲜切花贮藏中最常用的一种方法。低温能有效控制微生物的生长,抑制乙烯的产生,延缓呼吸,降低能量消耗。韦三立[1]等指出,低温环境对于绝大多数花卉而言,均能有效地增加其贮藏寿命。冯会[2]认为,低温保鲜技术是在不造成低温伤害的前提下,降低温度以达到抑制呼吸、延缓切花开花和衰老的目的。
鲜切花的低温冷藏分为干藏和湿藏2种。尹俊梅[3]等试验证明,非洲菊适合在4℃以下套袋湿藏保鲜;而对于10d以内的短期贮藏,冷藏温度在4~8℃都是合适的。此外,用塑料薄膜包住花头,可减缓切花的蒸腾作用,避免切花过快失水发生萎蔫。
1.1.2气调贮藏保鲜。气调贮藏保鲜是通过精确控制气体(主要是CO2和O2)成分,来贮存植物器官的方法。通过增加CO2浓度,减少O2浓度和去除有害气体,结合低温环境,抑制切花呼吸,从而使其代谢过程减慢。目前,欧洲一些国家用先进的装置和设备进行切花保鲜,如切花保鲜柜、切花保鲜封口瓶、切花保鲜塑料包装袋、充氧保鲜花瓶、切花保鲜网袋等,亦可延缓切花衰老。
另外,包裹、低压贮藏、电磁辐射、空气放电及超声波等物理保鲜方法已广泛应用于切花保鲜的处理,但未见这些方法应用于非洲菊保鲜方面的研究报道。
1.2化学保鲜
非洲菊鲜切花采收后一般先通过预冷处理再放入化学保鲜剂中进行贮藏保鲜。鲜切花预冷是指通过人工措施将鲜切花的温度迅速降到所需温度的过程。目前,国内外采用的预冷方式有冷库空气预冷、强制通风预冷、压差通风预冷和真空预冷等。保鲜剂可分为预处理液、催花液和保持液,主要成分有糖、无机盐、杀菌剂、乙烯抑制剂和拮抗剂、有机酸、植物生长调节物质等。
1.2.1能源物质。非洲菊切花保鲜剂配方多数含有蔗糖,蔗糖处理是提升非洲菊切花品质常用的方法。Mayak等认为,蔗糖可提高组织内CO2的浓度,竞争性抑制了乙烯的作用而延长切花的瓶插寿命。向桂福[4]等研究认为,当蔗糖浓度为10%时,非洲菊保鲜时间最长,这与盛爱武[5]等的研究结果一致。但王荣华[6]等却认为,用10%蔗糖处理的切花保鲜期最短,且花枝折梗现象严重。幸宏伟[7]等用含25g/L蔗糖保鲜剂对非洲菊“百琳塔”品种进行处理,发现可延长其保鲜期,且观赏性保持较好。江月玲[8]等证明新鲜蜂王浆可有效地延缓非洲菊切花衰老。张林青[9]等研究发现,用0.5‰浓度的壳聚糖处理非洲菊切花,能延长切花寿命。
1.2.2无机盐。张华等认为:含K、Ca、Co、Al、Ag等元素的无机盐均能增加溶液的渗透势和细胞的膨压,有利于维持花的水分平衡。K+,Ca2+两种离子均能增加瓶插液的渗透势和花瓣细胞的膨压,改善切花的水分平衡状况。
章玉平[10]等研究报道单独使用Ca2+或K+以及K+与Ca2+混合使用,均可显著减轻非洲菊的“弯茎”现象,但Ca2+的作用优于K+。陈丹生[11]等研究认为,用CaCl2溶液瓶插非洲菊切花可使切花的瓶插寿命延长。贾春蕾[12]也认为,K2HPO4、CaCl2能较好地改善非洲菊的弯茎现象。潘远智[13]等试验结果表明:在非洲菊切花弯茎调节上,K+在调节水分状况和保持鲜重方面优于Co+,Co+在可溶性蛋白质、花青素和粗纤维含量的调节上优于K+。张洁[14]等在研究中也发现,含CaCl2的保鲜液能明显提高非洲菊切花的抗弯茎能力。邸葆[15]等对非洲菊“大臣”的研究中发现,硫酸铝能保证花梗坚挺,提高抗弯茎能力。另外,管清刚[16]等研究认为,硫酸铝与硫酸钾低浓度处理非洲菊品种‘California’明显比高浓度处理的瓶插寿命长,且硫酸钾优于硫酸铝。段萍[17]等试验证明,含硝酸银的保鲜剂对非洲菊的保鲜效果较明显,但瓶插寿命一般,其抗弯茎效果也较差,Ag+有被光氧化成沉淀物而堵塞花茎输导组织的现象。
1.2.3杀菌剂。8-HQ(8-羟基喹啉)、8-HQC(8-羟基喹啉柠檬酸)、8-HQS(8-羟基喹啉硫酸盐)是切花保鲜剂中使用较为普遍的杀菌剂,对真菌、细菌等有强烈的杀伤力和抑制作用,使茎基切口处的单宁类物质失活,抑制细菌的增殖,从而防止导管堵塞。目前,非洲菊保鲜剂的配方中基本都采用了这三种杀菌剂。用杀菌剂处理的非洲菊切花能明显减轻瓶插过程中花茎的腐烂问题,延长瓶插寿命。另外,还有将青霉素应用到非洲菊切花保鲜上的报道。
1.2.4乙烯抑制剂和拮抗剂。Ag+、STS(硫代硫酸银)、AOA(氨氧乙酸)、乙醇、AVG(氨氧乙基乙烯基甘氨酸)、放线菌酮等均可降低乙烯的生成量和干扰乙烯生成。有实验表明,非洲菊对外源活性氧的效应大于乙烯,适当浓度的活性氧清除剂能缓解对非洲菊呼吸的抑制,延缓非洲菊衰老。盛爱武[18]等研究发现,50mg/L的STS可显著延长‘Nevada’、‘Jamilla’、‘Ruby Red’、‘unda’4个品种非洲菊切花的瓶插寿命,减轻弯茎现象。据报道,康乃馨、非洲菊等切花采后用NO(一氧化氮)处理,可增强其保水能力,延长寿命。
1.2.5植物生长调节剂。切花衰老与体内激素水平的平衡密切相关,6-BA(6-苄基腺嘌呤)、B9(比久)、CCC(矮壮素)、S-3307(烯效唑)、MET(多效唑)等生长调节物质对切花保鲜有较好效果。罗红艺[19]等报道,含多效唑的保鲜剂对非洲菊切花保鲜具有一定效果,可达到延长瓶插寿命,提高观赏品质的目的。葛皓[20]等也研究指出用50mg/L浓度MET对非洲菊供试品种‘Cora’采用根部定量淋施处理能有效地提高其瓶插寿命。李芸瑛[21]等研究表明,用S-3307处理能使非洲菊切花的瓶插寿命延长,弯茎率降低。
近年来,6-BA已广泛应用于非洲菊的切花保鲜。罗红艺[19]等研究指出,含B9和CCC的保鲜剂可以延长非洲菊切花瓶插寿命,且效果优于6-BA。景红娟[22]研究发现50mg/L B9保鲜效果最好,非洲菊瓶插寿命最长。另外,也有将竹醋液应用到非洲菊鲜切花保鲜方面的报道。
1.2.6有机酸。有机酸可降低pH值,抑制菌类繁殖,促进花枝吸水。常用的有柠檬酸、苯甲酸、抗坏血酸、水杨酸等。景红娟[22]研究指出含水杨酸的保鲜剂比含苯甲酸的保鲜剂对非洲菊保鲜效果要好。另外,含抗坏血酸的保鲜剂也可延缓非洲菊切花寿命,但效果没有含水杨酸的保鲜剂好。
2 非洲菊弯茎形成影响因子
非洲菊切花瓶插后期花茎常发生不规则弯曲现象(常称弯茎)。据Wilberg[23]报道,非洲菊弯茎的部位常常发生在距花轴基部3/4的部位,廖立新[24]认为非洲菊弯茎部位多发生在距花冠基部8～12cm茎段处。Yoon Haesook等发现,花序大而重、花茎细弱的非洲菊品种采后易发生“弯茎”现象。冯会[2]研究发现非洲菊不同品种间抗弯茎的能力差异明显,粉红品种‘Fiona’不易发生弯茎现象。弯茎的产生严重影响了非洲菊的观赏价值,因此,研究非洲菊切花弯茎问题对其延长保鲜寿命,提高观赏价值都具有十分重要的意义。
2.1水分状况
由各种因素引起的水分代谢失调是导致切花衰老凋萎的重要原因。切花瓶插寿命取决于吸水和失水间的平衡关系,蒸腾作用是切花失水的主要方式。Marousky[25]观察到提高切花的吸水力可以延长切花的寿命。如果切花水分平衡失调,便会出现花头下垂、花茎弯折并逐渐萎蔫的现象,这是制约非洲菊切花大规模生产的一个重要因素。
2.2机械组织和疏导组织状况
廖立新[24]等认为,非洲菊弯茎发生的主要原因是:中部茎段粗纤维含量低于下部,而衰老速度快于上部;下部茎段较上、中部茎段含水量低,可能与其机械组织发达有关。有关学者指出,非洲菊的“弯脖”,“折茎”主要是由于其花序梗木质化强度不够。陈丹生[11]也认为非洲菊切花花茎易折断是花茎硬度不充分。Burdett对月季“弯茎”的原因中指出其重要原因之一是切花叶片和花蕾所需水分由花蕾下相对幼嫩的茎组织提供,茎组织失水使细胞膨胀度下降,在花蕾重力作用下而发生弯曲。冯会[2]认为非洲菊品种之间弯茎的差异性可能是由于输送水分能力强弱不同造成的。
Paliyath[26]认为切花衰老是由于花茎的堵塞引起花瓣组织内部缺水,加速了切花的衰老。近年来的研究表明,非洲菊易弯茎是由于微生物堵塞了导管,引起上端组织水分缺乏所致,瓶插后期花茎下端有微生物积聚、发霉和腐烂现象。
2.3碳水化合物
切花体内碳水化合物含量是决定切花寿命的主要因素,切花采切后瓶插期间,碳水化合物总体呈下降趋势。对于某些茎杆肥厚、中部空洞很小的非洲菊品种来说,花茎中上部位在采摘前常会发生茎杆断裂的现象,这是由于碳水化合物积累不足,温湿度变化剧烈,茎杆中生长迅速的细胞突然间失水而膨压消失引起的。高勇[27]在研究月季的过程中发现月季采收后1~2天内花瓣中淀粉迅速分解,之后维持相对稳定的水平,衰老阶段叶片细胞的淀粉粒完全消失。
2.4蛋白质
Halevy和Mayak认为,蛋白质含量下降是植物衰老的一个重要指针。葛皓[20]在研究中发现‘Red-Tube’、‘Cora’、‘Delphi’3个品种的非洲菊花序梗从盛开到衰老期间可溶性蛋白含量均有所下降。蔡永萍等对唐菖蒲的研究也表明:其瓶插过程中出现“弯头”也与其花葶内可溶性蛋白含量变化有关。另外,张洁[14]等通过对非洲菊切花易弯茎品种‘Sondance’的试验结果表明,在非洲菊切花瓶插衰老过程中,细胞壁物质的分解以及细胞壁水解酶活性的快速提高是造成非洲菊切花弯茎的主要生理原因。
2.5乙烯
一般切花衰老可分为乙烯敏感性或乙烯不敏感性两种类型。乙烯与切花衰老的关系密切。近年来的研究表明:非洲菊属于对乙烯不敏感的切花,非洲菊对外源乙烯的敏感性较低,乙烯处理只有微弱的伤害,瓶插寿命缩短10%左右。但也有报道指出非洲菊对乙烯的敏感性与其品种有关。Mencarelli[28]认为,非洲菊切花的“弯茎”受乙烯调控,与水分胁迫导致的衰老相关。
盛爱武[18]等实验证明,不同非洲菊品种采后生理生化变化有差异,高浓度乙烯可使所有品种瓶插寿命缩短,弯茎加剧。但低浓度乙烯对某些品种有显著的伤害作用,这些属乙烯敏感型品种;但低浓度乙烯对某些品种却无明显影响,这些属乙烯不敏感型品种。 吴岚芳[29]等认为,非洲菊是乙烯非敏感型、呼吸非跃变性切花,外源乙烯对非洲菊切花的影响不大。通常,非洲菊切花乙烯生成量很低,但是管状花被霉菌侵染时,乙烯生成量增加。
2.6采收时期和采收方式
不同时期采花对切花的贮藏寿命有明显影响。一般来说,越是在花朵发育的后期采切切花,其瓶插寿命越短。
对于一般切花,在保证花蕾正常开放、不影响观赏品质的前提下,应尽可能在蕾期进行采切。实验证明,非洲菊若在蕾期进行采切,不仅不能正常开放,而且更易枯萎并产生“弯茎”现象。陈丹生[11]认为非洲菊若采切过早,“弯茎”现象发生更频繁。冯会[2]认为非洲菊的切取至少应在花茎挺直、边缘舌状花瓣形成一个完整的花冠以后。李金泽[30]等研究认为,当非洲菊花朵1轮或2轮雄花吐露花粉时,才能采花。采收重瓣花要再迟一些,有2~4轮雄花吐粉时,才能采收。夏季采收可以适当提早一点,冬季则要适当推迟。而葛皓[20]研究认为非洲菊的采摘期应在花序完全开放后。
非洲菊的采摘方法对其之后的瓶插寿命及贮藏、保鲜效果有非常大的影响。采花时要摘下整个花茎而不能做切割,因为切割后留下的部分会腐烂并传染到敏感的根部并抑制新花芽萌发。采下的花整理后,将花茎底部切去2~4cm,切割时要斜切,避免木质部导管被挤压。花茎底部由非常狭窄的木质部导管组成,对水分传输有阻碍作用,切去后花朵吸水更加容易。此外,采非洲菊时,空气有可能被吸进导管而阻止花朵吸水,切去一部分花茎也除去了导管中的气泡。
3 结语
非洲菊切花在国内外市场的需求量很大,其发展前景十分广阔,但是研究力度仍然不够。首先,非洲菊切花衰老的原因尚在探索中,影响衰老的关键因子仍不明确,鲜切花衰老过程与贮藏切花是否一致还不太清楚;其次,非洲菊切花的形态及生理指标与切花品质是否相关,各个品种间差异如何还不清楚,这些问题的存在,影响了非洲菊切花品种的选择,影响了针对性的贮藏保鲜技术的开展。建议今后:①开展非洲菊品种筛选工作,从现有品种中筛选出耐贮藏、运输,抗弯茎的切花品种,并开展切花品种的选育工作,为非洲菊切花的广泛应用提供品种依据。②系统、深入地开展非洲菊切花采后生理的研究,了解品种之间的差异,找出与非洲菊切花品质相关的生理指标,为建立非洲菊切花品种筛选体系提供理论依据。③从实际出发,探索一些高效、价廉、无毒无害的药剂种类,做到预处理、催花、瓶插剂系列配套,实现使用浓度、时间和处理方法的最佳化。④运用基因工程培育抗弯茎的新品种。(收稿:2009-02-14)
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