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蝴蝶兰(Phalaenopsis)以花朵硕大、颜色艳丽、形态独特和花期长等优点深受广大消费者青睐。由于蝴蝶兰栽培基质本身的缺点如易腐烂、易孳生蚂蚁和细菌等限制了蝴蝶兰的栽培与生长,而应用低温控制和高山栽培等措施虽然能调节花期,但蝴蝶兰生产成本明显提高,因此,栽培措施和花期调控是目前制约蝴蝶兰扩大生产规模的两个主要因素。本论文首次采用直接营养液栽植法(在1/15Hoagland营养液中培养)和定期浸蘸栽植法(每7d将整株浸入到营养液中30s),研究了蝴蝶兰在水培条件下的生长适应情况,提出适合蝴蝶兰的水培技术;同时在温室栽培条件(温度范围16-35℃,相对湿度70-80%,自然光周期)下应用GA3和KC103等物质调节开花,并从内源激素变化角度对蝴蝶兰开花机理进行初步研究。主要研究结果如下:
1.蝴蝶兰在水培条件下生理生化特性发生了改变,这种改变可能是蝴蝶兰对环境适应的一种表现。定期浸蘸栽植的蝴蝶兰叶片日间苹果酸降解能力在栽植80d时低于常规水苔栽植的植株,随栽植天数延长而逐渐增加,至栽植240d时表现为定期浸蘸栽植>水苔栽植>直接营养液栽植的趋势,这表明定期浸蘸栽植可能通过提高苹果酸代谢能力来促进植株营养生长。此外,蝴蝶兰对水培环境的适应性还表现为根系活力较强、根尖ADH活性和脯氨酸含量较高。
2.蝴蝶兰在定期浸蘸栽植条件下通过提高中后期叶片和根的抗氧化能力,降低MDA含量以适应水培环境。在对蝴蝶兰叶片和根的抗氧化性测定后发现,定期浸蘸栽植的植株叶片和根中的蛋白质含量、SOD活性、APX活性和DPPH清除能力除在前期(80d)比对照略低外,在中期(150d)和后期(240d)均明显高于对照,这可能是定期浸蘸栽植的植株叶片和根中后期具有较低MDA的主要原因之一。直接营养液栽植的蝴蝶兰虽然叶片SOD、APX活性和DPPH清除能力在调查期间高于对照,但是其根部SOD和APX活性在中后期却明显低于对照,DPPH清除能力也较对照弱,最终表现为直接营养液栽植植株根部MDA含量高于对照,根尖细胞膜可能受损。
3.定期浸蘸栽植可保持根尖细胞结构的完整性和细胞内正常Ca2+水平,而直接营养液栽植导致了细胞内Ca2+分布发生明显变化。定期浸蘸栽植与常规水苔栽植相比,根尖细胞膜和叶绿体等结构完整,而直接营养液栽植的植株根尖液泡膜结构、叶绿体片层和类囊体结构发生改变,叶绿体中淀粉粒消失。通过对根尖细胞Ca2+分布调查发现,与常规水苔栽植的对照相似,定期浸蘸栽植的根尖细胞中Ca2+沉降主要集中在液泡、叶绿体和细胞间隙中,细胞质基质和细胞核中Ca2+较少;直接营养液栽植的植株根尖细胞中Ca2+由液泡和叶绿体等钙库向细胞质基质和细胞核中转移,导致细胞质基质和细胞核中Ca2+累积,影响到细胞内部的钙平衡。
4.蝴蝶兰的开花过程可能受到植株内源激素含量和激素间比值变化所调节。2cm花梗期的叶片和花梗中GA3、ZT和IAA含量均较高,随花梗伸长而下降,到可见花苞出现时有所回升;在2和5cm花梗期的花梗中ABA含量极低,在可见花苞出现时急剧增加;(ZT+GA3+IAA)/ABA比值在2和5cm花梗期较高,花苞出现时下降,结果表明,高含量的GA3.ZT和IAA以及低含量的ABA可能对花梗出现和花苞形成有利,而且较高的(ZT+GA3+IAA)/ABA比值可促进花梗出现。
5.蝴蝶兰经低温处理后叶片中内源激素变化规律发生改变,抑制了植株叶片的生长,导致开花期延迟。低温处理后蝴蝶兰叶片的相对生长速率明显下降了16.0%,GA3含量的高峰值延迟20d出现,而且IAA含量和ZT含量整体水平下降,高峰值也延迟20d出现,这表明蝴蝶兰在达到成花状态之前进行低温处理时,内源激素规律发生改变可能是抑制蝴蝶兰叶片生长和导致开花延迟的原因之6.GA3可有效地促进花梗伸长,但不能使花梗提前出现和提前开花。于9月5日(花芽诱导前)向蝴蝶兰茎基部分别注射1、2、4和8μgGA3,处理后205d(盛花期)时测得的蝴蝶兰花梗随处理浓度增加而逐渐增长,分别比未处理的增长2.0、4.2、15.9和24.8%,且4和8μg两个处理与未处理的对照间存在显著性差异。
7.适宜浓度KC1O3处理能有效促进蝴蝶兰提前开花。每盆蝴蝶兰根部淋施0.02、0.04、0.08和0.169使蝴蝶兰花芽出现时间分别延迟5、6、18和26d,但0.04和0.089KClO3/盆处理促进第一朵花提前13和24d开放。叶面喷施2、4、8、16和32mmol/LKClO3可促使花梗和可见花苞提早出现,第一朵花提前开放。本实验还表明,0.089KC103/盆和16nrrol/LKClO3是根部淋施和叶面喷施最适宜的处理浓度。
8.花芽诱导前,施用低氮高磷肥可显著促进蝴蝶兰提前开花。在蝴蝶兰花芽诱导前施用“低氮高磷肥”(N:P205:K20=9:45:15),可使花梗出现和可见花苞出现较施用均衡肥(N:P205:K20=20:20:20)分别提前11和41d,第一朵花开放期和盛花期也提前44和47d。