向丽钧,魏冰瑶,晏丽

(吉首大学 土木工程与建筑学院,湖南 张家界,427000)

月季(Rosa chinensis Jacq.),属于蔷薇科蔷薇属植物,是世界四大鲜切花之一,被誉为“花中皇后”,其观赏价值高,市场需求量大。据切花出口总数据显示,我国月季切花出口数量并不是很大,而影响切花出口主要限制因素之一是瓶插寿命短[1],因而寻找高效的保鲜剂是促进我国月季产业发展的关键因素之一。此外,随着社会经济的迅速发展,生态问题日益突出,环保逐渐成为社会热点话题之一,而传统的月季切花保鲜剂常常含有Ag+、8-HQS等对环境污染严重的物质[2],因此探究对环境无污染的保鲜剂能够促进月季保鲜领域的可持续发展。寻找和发现高效、无污染的环保型保鲜是近些年切花保鲜领域研究的热点[3–6],在月季保鲜中,研究者多从保鲜剂的成分[7]这一角度去探究环保型保鲜剂对切花保鲜效果的影响,如Kazemi、Abdossi、KaLateh Jari等探究了含有单一保鲜成分的保鲜剂对于月季保鲜的影响[8–9]。于震宇、贾燕等人发现混有营养物质、植物生长调节剂、无机盐的保鲜剂对月季保鲜效果较好[10–11]。此外也有一些学者开展了综合性实验,如邱东萍经试验探究得出蔗糖浓度2%,瓶插深度为5 cm时月季瓶插寿命可达8 d左右[12]。

月季切花环保型保鲜剂研究领域中,各学者虽进行了大量研究,但研究角度类似,保鲜效果一般,而以微污染、操作便捷、含有五种保鲜成分的化学药品为保鲜剂,从月季切花预处理温度、保鲜剂浓度、花枝长度这3个角度去综合研究环保型保鲜剂对月季切花保鲜效果的资料尚未见报道。经文献调研,该实验选择以切花鲜重、花茎大小、保鲜寿命为评价指标,以溶液浓度、花枝长度、预处理温度为考察因素,进行正交试验设计,优化评价自制保鲜剂对月季切花瓶插保鲜的影响情况,筛出最优月季保鲜配方,试验结果可为延长月季切花瓶插寿命和增强其观赏价值提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

以花朵大小及生长程度基本一致、无病虫害且未完全开放的红色“卡罗拉”月季(RoseCaroLa)为研究材料,此品种色彩鲜艳,观赏性高,抗病性强、市场应用范围广,为人们最喜爱的月季品种之一。花材由当地花店提供。

1.2 实验设计

1.2.1 最优保鲜剂试剂实验设计

实验于2018年6月至8月在吉首大学实验室进行,保持室内温度16℃左右,湿度65%左右。先将花材于蒸馏水中斜剪,取花枝长35 cm,留两片小叶,插入250 mL的锥形管中,每瓶两枝,进行5次平行试验,用塑料薄膜紧封住瓶口,防止水分蒸发。共设置8个实验组,1个对照组,每个试剂浓度均为200 mg/L。具体情况见表1。

1.2.2 最优花枝长度实验设计

在得出最优组合的基础上继续探究最优试剂的最优花枝长度,除了增加对花枝长度的外其余部分与第一个实验相同。此实验分别设置3个实验组,花枝长度分别是30、35、40 cm。室温为15℃左右,相对湿度为65%左右。每组瓶插两枝花,进行5次平行试验。

1.2.3 最优浓度实验设计

在得出最优试剂的基础上继续探究其最优浓度,基本操作除保鲜液的浓度外,与第一个实验相同。此实验共设置5个实验组,各保鲜液浓度分别为100、150、200、250、300 mg/L。室温为15℃左右,相对湿度为65%左右。每组瓶插两枝花,进行5次平行试验。

1.2.4 最优预处理温度实验设计

表1 不同切花月季保鲜剂配方

在得出最优试剂的基础上继续探究最优试剂的最优预处理温度,除了增加预处理温度外,其余部分与第一个实验相同。预处理具体做法:将买回来的花材分别置于3、4、5℃的环境中两小时。室温为15℃左右,相对湿度为65%左右。每组瓶插2枝花,进行5次平行试验。

1.2.5 综合保鲜配方实验设计

在得出环保型保鲜剂最优组合、最优组合的最优浓度、最优组合的最优预处理温度、最优组合的最优花枝长度的前提下开展三因素三水平正交实验。试验设计见表2,室温为18～20℃,相对湿度为50%～60%。每个处理3组重复,每组瓶插两枝,进行5次平行试验。

表2 正交试验因素与水平表

1.3 测定指标与方法

1.3.1 测定指标

自瓶插当日起,每天13:00左右,用电子秤称切花鲜重,用游标卡尺(200 mm×0.02 mm)测定切花最大花茎与最小花茎,取平均值,所得值为当天花茎大小[13],直至瓶插寿命结束。以切花萎蔫,花瓣皱缩干枯,花色变暗,花头与花径角度大于90°判断月季瓶插寿命结束。

1.3.2 综合指标分析

为了比较花的形、态、势,将定性与定量分析结合,试验采用指标评定法,得出综合指标分析=花枝最大值出现的时间×0.3+鲜重最大值出现的时间×0.3+切花寿命×0.4,式中所有时间均为从瓶插开始到出现该特征的时间,后面的系数为该项占总分的权重数,由其在切花观赏价值中的重要性而定,权重之和等于1[14]。

1.3.3 统计分析

用ExceL、正交设计助手软件对试验数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 最优保鲜试剂筛选

由表3可知,处理组1–8综合得分均高于对照组CK,说明实验组中所选用的保鲜剂综合效果要优于对照组。8个实验组处理中,处理组1分数最高,即蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+柠檬酸对切花的综合保鲜效果最好。

表3 最优保鲜剂配方综合分析表

2.2 最优花枝长度筛选

花枝的长度,影响了导管和筛管将营养物质运输到到花茎的速度及损失率,从而影响了切花的衰老及保鲜效果。由表4可知,综合评分可知花枝长度为30 cm和35 cm时都能够保鲜切花18,两者最后的综合评分很相近,经观察发现花枝长度为35 cm的切花色彩更鲜艳,存活状态更优,判定35 cm为最优花茎长度。

表4 最优花枝长度综合分析表

2.3 最优保鲜浓度筛选

由表5可知,保鲜剂浓度为100 mg/L得分明显高于150、200、250、300 mg/L,且这4组得分较为接近,说明当保鲜剂浓度为100 mg/L时,能够明显地延长切花寿命,增强其观赏效果。

表5 最优浓度综合分析表

2.4 最优预处理温度筛选

在一定温度范围内,低温能够降低呼吸强度,减少蒸发作用,延缓细胞衰老。由表6可知,将切花置于4℃中处理时,得分最高,保鲜寿命最长,综合保鲜效果最好。

表6 最优预处理温度综合分析表

2.5 最优综合保鲜配方筛选

2.5.1 综合指标分析

由表7可知,得分最高者为处理组5,即当蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+柠檬酸组合中切花花枝长度为35 cm,各保鲜剂浓度为100 mg/L,预处理温度为5℃时,保鲜效果明显比其他组别好,同时从对照组CK、处理组2、3、7、8的综合得分接近可知,这几组对于切花的保鲜效果相近。此外从对照组CK的得分在整个保鲜剂组合中并不是最高的可看出,单因素最优组合在一起的保鲜效果不一定是最好的, 即“1+1”有时候会小于“2”。

表7 最优保鲜配方组合综合分析表

2.5.2 正交分析

由表8中各因素的极差可知,各因素影响能力排序为B>C>A,其中A2B2C3结果最好,对应为处理组5,评分也为9次实验中最高,说明切花花枝长度为35 cm,各保鲜剂浓度为100 mg/L,预处理温度为5℃时,为本次试验中的最优方案与实验结果吻合。此外,方差分析结果表9表明,因素B、C对实验结果有显著影响(F比>F临界值),因素A对实验结果影响不显著(F比

表8 正交实验设计及直观分析结果

续表8

表9 方差分析结果

2.5.3 保鲜剂配方组合对月季切花花径的影响

由图1可知,各处理组切花花茎大小均先以较快速度增长到峰值,呈现出月季最佳的观赏状态,接着以较缓和的速度下降,使切花能够较长时间保持花色鲜艳、姿态优美,从而增加其观赏期,延长了保鲜寿命。

处理组2与对照组CK在花枝长度上形成对照,经分析发现:两个处理组的花茎增长趋势大致相同,且瓶插寿命仅一天之差,推测花枝长度对月季花茎大小变化影响不大;处理组4与对照组CK在溶液浓度上形成对照,经分析发现:两组在花茎变化趋势及瓶插寿命上基本相同,但前者的花茎峰值明显大于后者,据此推测溶液浓度对于花茎的峰值的大小有一定影响;处理组5与对照组CK在预处理温度上形成对照,经分析发现:处理组5在到达花茎峰值后一直呈现缓慢下降趋势,而对照组CK在达到花茎峰值后呈现两天花茎相似接着又较大幅度下降的循环趋势,直至切花衰老,推测预处理温度对于切花花茎增大具有一定的影响。

2.5.4 保鲜剂配方组合对鲜重变化的影响

由图2可知,各组鲜重先以较快速度增长到峰值,接着以较缓和的阶梯式的速度下降,其中处理组1、2、3、5、8均在第6 d达到鲜重峰值,处理组4、6、9、10均在第5 d达到鲜重峰值,由此可知,不同处理的组别对处理组1等5组的鲜重峰值的效果是一样的,对处理组4等4组的花茎峰值也是一样的。此外,处理组7在第8 d达到鲜重最大值,即蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+柠檬酸组合中各试剂浓度为100 mg/L,切花花枝长度为30 cm,预处理温度为4℃时,能够较好的推迟切花鲜重峰值,保证鲜花能够较常时间花色鲜艳、花枝挺立、观赏效果最佳状态。

将对照组CK与处理组5相比,处理组5将切花鲜重峰值推迟2 d出现,且到达鲜重峰值后,其减小速率小于对照组CK,据此推断预处理温度延缓了鲜重减小;与处理组2相比,二者差别不大;与处理组4相比,发现处理组4的切花鲜重下降的速率明显慢于对照组5,推测溶液浓度延缓了鲜重减少的过程。

图1 保鲜剂配方组合对月季切花花径的影响

此外经观察发现,有些组合如5、7等会出现鲜重达到最低值时又开始上升,这一反常现象出现,猜测随着试验天数的增加,花瓣逐渐霉变,附着在花朵上的细菌逐渐增多,从而导致鲜重再次增加。

图2 保鲜剂配方组合对月季切花鲜重的影响

3 讨论

切花月季脱离母体后,营养源被切断,为延缓其衰老必须供给其存活所必需的有机养料、无机盐、水分等物质,张溢,袁雅珍等人经探究发现细胞分裂素、赤霉素等试剂处理月季均能很好的延长其寿命,增强观赏效果[15–17],在最优保鲜剂组合实验探究中,实验组分数均高于对照组,即实验组各试剂保鲜对于月季切花保鲜效果明显,均能促进细胞吸水,此点与前人研究一致。

保鲜试剂的浓度在一定范围内可维持细胞正常的渗透平衡,一旦超过或者低于某浓度就会导致渗透失衡,影响观赏效果。本实验中各试剂浓度为200 mg/L,处于试剂最优浓度区间内[16];在一定范围内,低温可以降低呼吸代谢的强度,减缓切花瓶插期间鲜重质量的下降,明显延长其瓶插寿命[18],从表中每个处理组的综合评分均高于最优保鲜试剂即表2中的对照组可知:预处理温度对于月季切花的衰老具有延缓作用;花茎长度直接影响了切花将营养物质运输到花头的距离,对于作为最主要的观赏部位切花花头营养的供给具有重要影响,从最优花枝长度筛选实验中当花枝长度为30 cm时,保鲜效果最优可推出此点。

据最优综合保鲜配方筛选实验中正交分析可知,预处理温度及溶液浓度对月季切花的保鲜作用强于花枝长度。在保鲜剂配方组合对月季花径和鲜重的分析中可知,预处理温度及溶液浓度对于延缓切花花茎和鲜重的速率,提高其峰值具有一定影响。

单因素实验表明: 切花花枝长度为35 cm,各保鲜剂浓度为100 mg/L,预处理温度为5℃。在正交实验中发现最优综合保鲜配方并非所有单因素最优的组合体,即单因素的最优效果组合并不一定能够达到最优效果,猜测实验中所选用的试剂之间在温度或者花枝长度的作用下发生了变化,具体原因有待进一步研究。

从环保的理念出发,研究出无毒、高效的保鲜液为月季保鲜研究重点[19],相较樊慧敏,赵敏等进行的环保型保鲜剂对月季切花的保鲜效应研究而言[5],本实验以单因素实验为基础,进行了正交分析实验,整个流程较为全面地探究了提高月季保鲜效果的综合因素,此外评价指标的应用,定性和定量分析相结合,增加了分析过程的科学性、全面性。

4 结论

经对月季切花进行综合性保鲜实验研究发现,影响月季保鲜效果的主次因素为:溶液浓度>预处理温度>花枝长度。最优保鲜剂配方组合:蔗糖+Al2(SO4)3+CaCl2+赤霉素+柠檬酸,切花花枝长度为35 cm,各保鲜剂浓度为100 mg/L,预处理温度为5℃。此条件下月季鲜重和花茎以较为缓慢的速率降低,且能较长时间保持花朵鲜艳有光泽,花枝坚挺,花瓣膨胀度良好的状态,切花瓶插寿命达到19 d。