木霉生物有机肥提升冬青树观赏价值的机制研究:基于果实着色与形态特征的优化

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Scientia Horticulturae 4.2

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  为解决冬青树(Ilex verticillata)果实观赏品质提升的难题,南京农业大学园艺学院团队通过对比化学肥料(CF)、传统有机肥(OF)、木霉生物有机肥(BOF)及其复合肥(BC)处理,发现BOF能显著提高果实亮度(L值↑4.71%)、红色度(a值↑4.70%)和黄色度(b*值↑10.29%),同时增加花青素含量(↑38.2%)并降低角质层厚度(↓46.43%)与蜡质含量(↓23.53%)。该研究为生态友好型观赏植物栽培提供了新策略。

  

在冬季花卉市场中,冬青树(Ilex verticillata)因其枝头悬挂的鲜红果实而备受青睐,这些果实从10月成熟后能持续装点光秃的枝条直至次年春季。然而当前研究多聚焦于其生长特性,关于如何提升果实观赏品质的关键参数——如果实数量、大小、饱满度和色泽光泽——的系统研究仍属空白。传统化学肥料虽能快速改善产量,但过度使用会导致抗逆性下降和环境污染;有机肥虽环保但见效缓慢。这促使科研人员探索更可持续的栽培方案。

南京农业大学园艺学院联合农业农村部景观农业重点实验室的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表重要成果,首次系统评估了木霉生物有机肥(Trichoderma bio-organic fertilizer, BOF)对冬青树观赏价值的提升作用。研究采用盆栽试验设计,设置不施肥(Ctrl)、化学肥料(CF)、传统有机肥(OF)、BOF及BOF与CF7:3复配(BC)五组处理,通过测定果实形态指标、Lab*色度参数、花青素含量、角质层厚度等关键指标,揭示了BOF的作用机制。

研究主要采用色差仪测定果实Lab*值,pH示差法检测花青素,显微切片技术测量角质层厚度,以及氯仿浸提法分析表面蜡质。通过连续流动分析仪测定果皮氮磷钾含量,结合方差分析评估处理间差异。

【果实形态特征】研究发现BOF处理使单果重提升24.12%,横纵径分别增加7.28%和6.96%,且保持0.98的稳定果形指数。CF在增加单枝果数(↑39.04%)方面表现突出,而BC使着果密度提升36.91%。

【果实着色机制】BOF展现出独特的着色优势:L值(45.13)、a值(25.21)、b*值(16.34)和色饱和度(C值62.61)均显著高于对照,色相角(H值57.14°)表明其果实更倾向明亮的橙黄色调。这种着色提升与花青素含量(0.87 mg/g)呈正相关,同时角质层厚度(22.99 μm)和蜡质含量(2.49 μg/cm2)显著降低,使果实表面更透亮。

【营养调控机制】BOF处理下果皮总氮含量显著升高,这与角质层变薄(r=-0.82)和蜡质减少(r=-0.76)呈现显著负相关。研究人员推测木霉(T. guizhouense NJAU4742)通过促进氮素吸收和激活苯丙烷代谢通路,协同调控了色素沉积与表皮结构。

讨论部分指出,该研究首次阐明BOF通过"花青素积累-表皮结构优化"双重途径提升观赏价值的机制。相较于传统施肥,BOF在保持环境友好的同时,使果实色泽参数提升幅度达4.71-12.52%,为观赏植物栽培提供了可替代化学肥料30%用量的绿色方案。研究团队建议未来可拓展至其他观果植物,并深入解析木霉诱导花青素合成的分子通路。

这项由Peimei He、Huixin Lu等完成的研究,不仅为冬青树商业化栽培提供了关键技术支撑,也为发展"微生物肥料-植物观赏性状"研究范式奠定了理论基础。特别值得注意的是,BOF处理下果实呈现的高饱和红色(a/b值1.54)与光泽感(L*值>45),使其在年宵花市中的商品价值有望提升20%以上,具有重要的产业应用前景。

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