1. 引言
南瓜(Cucurbita moschata Duch.)和西葫芦(Cucurbita pepo L.)为葫芦科南瓜属一年生蔓生草本植物,雌雄同株异花,其性别表现除受遗传基因的控制外,受环境条件(光周期及温度)影响较大。在北方,早春设施西葫芦栽培中,常出现雄花出现晚于雌花、雌花偏少的现象,设施南瓜栽培中,一些南瓜(印度南瓜)品种雌花偏少,座果率低、产量低的现象;秋季南瓜和西葫芦生产播种期多在7月下旬到8月上旬,为保证生产,一般在温室或塑料大棚中采用育苗移栽方式,进行秋露地或设施栽培。这种生产模式受高温和长日照影响,常出现苗期到花期,植株的营养生长过快、旺长,雌花偏少,产量降低。许多研究表明,植物激素会影响植物的雌、雄性别的表现和营养体的生长 [1] - [12] 。植物激素对瓜类性别分化的研究多集中于瓠瓜、苦瓜、黄瓜等3种瓜类作物,对瓜类性别调控的研究大多停留在用一些生长调节剂处理幼苗,导致性别分化 [2] [3] [7] - [14] 。但对南瓜、西葫芦的研究,在国内外报道较少。乙烯利、矮壮素、多效唑、赤霉素以及硝酸银已被用于调控雌花、雄花比例和调控植株营养生长之中 [2] [3] [7] - [12] [15] - [18] ,在一些地方田间效果非常明显。然而,由于这些物质的使用浓度、使用时间、使用方法对使用效果的影响非常敏感,同时又受环境因素(特别是温度)的影响,现有的研究结果在不同作物、化学物质的种类及其使用浓度上不很一致,生产上有时甚至出现负面效果。本试验在参阅前人研究瓠瓜、苦瓜、黄瓜、南瓜、西葫芦等瓜类作物应用激素调控性别、控制营养生长等研究成果的基础上,研究4种化学物质对南瓜和西葫芦性别表现的影响和植株生长的影响,为化学物质广泛应用南瓜类蔬菜生产提供参考。
2. 材料与方法
2.1. 试验材料
供试南瓜品种为“贝栗灰-1”、“贝栗灰-2”、“贝栗灰-3”,供试西葫芦品种为“春玉4号”、“春玉5号”,由西北农林科技大学园艺学院南瓜课题组提供。化学物质为市购商品:赤霉素(purity > 90%)、矮壮素(purity ≥ 98%)、乙烯利(purity ≥ 90%)、多效唑(purity > 95%)。
2.2. 试验方法
试验在西北农林科技大学园艺学院试验站进行。南瓜和西葫芦均采用穴盘育苗,8月10日育苗,苗龄10天。在日光温室中平畦地膜覆盖栽培。
西葫芦幼苗按株行距55 cm × 60 cm定植,南瓜幼苗按株行距50 cm × 60 cm定植。根据汪俏梅等 [2] 的方法,当幼苗长出2~3片真叶时,将幼苗分为5组,每组5株,分别用浓度为100 mg/L的乙烯利、200 mg/L的矮壮素、25 mg/L的赤霉素、800 mg/L的多效唑进行叶面喷洒处理,用蒸馏水喷洒做对照。8月开始第一次处理,每隔5天处理一次,共处理3次。乙烯利现配现用,其他激素试剂一次配置多次使用。用手压式小喷壶喷洒至叶片,有水珠即可。
2.3. 测定项目
在三次药剂处理后的第三天测定南瓜、西葫芦植株的株高、茎节长、茎节数、叶片数、叶柄长、株幅等。
在正常田间管理条件下生长,当南瓜和西葫芦长至20~30节时测定南瓜和西葫芦株高、茎节长、茎节数、叶片数、雌花数、雄花数等。
2.4. 数据处理
采用Excel软件求每种激素处理的南瓜3个品种和西葫芦2个品种的各处理组的均值,再求南瓜3个品种和西葫芦2个品种的均值;用DPS软件对南瓜3个品种和西葫芦2个品种在各激素处理后的雌花数的均值进行差异分析。
3. 结果分析
3.1. 不同化学物质对雌花形成的影响
用不同化学物质处理南瓜、西葫芦幼苗,对植株雌花的形成有明显的影响(表1)。与对照相比,乙烯

Table 1. The influence of four kinds of chemicals to female flowers development of squash and zucchini varieties
表1. 四种化学物质对南瓜、西葫芦雌花形成的影响
注:药剂处理19天后植株雌花数;CK表示用蒸馏水处理的对照组(下同)。
利极显著促进南瓜和西葫芦的雌花形成;矮壮素、赤霉素显著促进了西葫芦的雌花形成,但对南瓜雌花形成无显著性影响;多效唑对南瓜、西葫芦雌花形成无显著性作用。
3.2. 不同化学物质对植株性状的影响
从表2可以看出,不同化学物质处理对南瓜、西葫芦生长的影响有明显的差异,其中表现最明显的是赤霉素和多效唑。赤霉素处理后的植株株高、茎节长、茎节数等性状都明显大于对照和其他处理组,而多效唑处理后的植株其主要性状都小于对照和其他处理组;矮壮素和乙烯利处理后的植株株高、茎节长、茎节数等性状稍小于对照。由此认为,赤霉素对南瓜、西葫芦的生长有促进作用,多效唑、矮壮素、乙烯利对南瓜、西葫芦的生长有抑制作用。

Table 2. The influence of four kinds of chemicals to plant phenotype of squash and zucchini varieties
表2. 四种化学物质对植物形态的影响
注:药剂处理19天后植株的性状;表中南瓜的数据为3个品种的均值,西葫芦的数据为2个品种的均值。
3.3. 不同化学物质对各栽培品种植株性状的影响
3.3.1. 赤霉素
赤霉素处理后的南瓜、西葫芦植株都表现为株高、茎节长明显大于其他处理组和相应的对照(表3)。赤霉素处理后的南瓜、西葫芦株高、茎节长、叶柄长、叶片数明显大于对照。其中南瓜“贝栗灰-2”对赤霉素敏感、“贝栗灰-1”次之、“贝栗灰-3”最迟钝;西葫芦“春玉5号”对赤霉素最敏感、“春玉4号”较迟钝。说明南瓜“贝栗灰-3”和西葫芦“春玉4号”植株性状受赤霉素影响较小于其他品种。
3.3.2. 矮壮素、乙烯利
矮壮素、乙烯利处理后的南瓜、西葫芦植株都表现为株高、茎节长稍小相应的对照(表3)。南瓜“贝栗灰-3”对矮壮素和乙烯利最敏感、“贝栗灰-1”次之、“贝栗灰-2”最迟钝;西葫芦“春玉5号”对矮壮素和乙烯利最敏感、“春玉4号”较迟钝。
3.3.3. 多效唑
多效唑处理后的南瓜、西葫芦植株明显矮小于对照组及其他处理组,且叶片小而皱缩,植株紧簇,茎杆短小,节间短缩;从表3中看出,受多效唑的影响,南瓜、西葫芦植株株高、茎节长、株幅等性状明显小于对照。其中南瓜“贝栗灰-3”对多效唑最敏感、“贝栗灰-2”次之、“贝栗灰-1”最迟钝;西葫芦“春玉4号”对多效唑最敏感、“春玉5号”较迟钝。另外,由于南瓜、西葫芦植株在多效唑处理后整个株型矮缩,叶柄太短,以记作0处理。

Table 3. The response of cultivated varieties of squash and zucchini to different phytohormone and growth regulators
表3. 不同栽培品种对激素的反应
Continued
4. 讨论与结论
本试验结果认为:赤霉素(25 mg/L)促进南瓜、西葫芦营养生长,多效唑(800 mg/L)、矮壮素(200 mg/L)、乙烯利(100 mg/L)对南瓜、西葫芦营养生长有抑制作用;乙烯利(100 mg/L)对南瓜、西葫芦雌花形成有极显著的促进作用;矮壮素(200 mg/L)、赤霉素(25 mg/L)对西葫芦雌花形成有显著的促进作用,而对南瓜雌花形成的促进作用不显著;多效唑(800 mg/L)对南瓜、西葫芦雌花形成在处理与对照间无显著性差异。南瓜和西葫芦5个栽培品种对四种化学物反应稍有差异,但趋势相同。
植物对植物生长调节剂的浓度非常敏感,同时受环境因素、植株状态影响,会表现出不同的结果。在植物促成生长中,赤霉素能够促进植物生长[15] [17] ,乙烯利、矮壮素、多效唑能够抑制植物生长 [15] [16] ,本试验结果表现出相同的趋势。在植物性别诱导上,乙烯利、矮壮素、多效唑一般有利于雌花的形成,只是使用浓度有所不同[2] [3] [8] -[10] [13] [14] 。本试验的结果与其基本一致,只是乙烯利的效果更为明显。关于赤霉素对植物性别的影响,大多数人常用来诱雄 [3] [7] [10] - [12] [15] [19] ,但也有研究结果表明赤霉素具有诱雌作用 [2] [7] [20] ,本研究结果也表明其具有诱雌效果,这可能与使用浓度有关。
本试验中,使用了多效唑(800 mg/L),植株生长表现出严重的受拟制现象,植株形态极不正常,叶片小而皱缩,植株紧簇,茎杆短小,节间短缩,株幅显著小于对照。这可能与浓度过大有关,需要进一步试验证明。
基金项目
国家公益性行业(农业)科研专项(201303112);西北农林科技大学重点推广计划项目(XTG2014)。