譚秋錦+黃錫云+許鵬+王文林+陳海生+覃振師+鄭樹芳+何銑揚(yáng)

摘要：2014—2015連續(xù)2年對6個(gè)澳洲堅(jiān)果品種OV、788、NG18、695、桂熱1號、 842的果實(shí)縱橫徑生長動(dòng)態(tài)進(jìn)行測量，構(gòu)建果實(shí)縱徑和橫徑生長的Logistic模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長呈典型的“S”形曲線，Logistic擬合系數(shù)均超過0.85，與實(shí)測數(shù)據(jù)相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平，其中縱徑最大相對生長速率為桂熱1號>842>788>OV>NG18>695；橫徑為OV>NG18>788>桂熱1號>695>842。擬合方程確定各種果實(shí)生長初期、速生期、生長后期的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，即果實(shí)膨大期和種仁充實(shí)期，明確各品種果實(shí)發(fā)育進(jìn)程。Logistic模型可準(zhǔn)確地預(yù)測澳洲堅(jiān)果果實(shí)的生長發(fā)育。

關(guān)鍵詞：澳洲堅(jiān)果；果實(shí)生長發(fā)育；Logistic 模型；縱徑；橫徑

中圖分類號： S664.901文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）07-0146-03

澳洲堅(jiān)果（Macadamia ternifolia）別稱夏威夷果，原產(chǎn)于澳大利亞昆士蘭與新南威爾州的亞熱帶雨林，為山龍眼科（Proteaceae）澳洲堅(jiān)果，屬常綠喬木，是果用、油用、材用于一身的著名經(jīng)濟(jì)林果。澳洲堅(jiān)果的果仁營養(yǎng)豐富，含油量在70%以上，蛋白質(zhì)含量在9%左右，含有人體必需的8種氨基酸，還富含多種人體必需的礦物質(zhì)和維生素，是一種新興的高檔堅(jiān)果類果樹，正在為越來越多的國家和地區(qū)所重視[1-2]。近幾年來，我國大力發(fā)展木本糧油樹種和實(shí)施木材儲(chǔ)備戰(zhàn)略，作為兼具兩者于一身的澳洲堅(jiān)果備受關(guān)注，目前云南、廣東、廣西等地出現(xiàn)種植熱潮，但缺乏科研和生產(chǎn)積累。中國于20世紀(jì)開始引種，隨后開展引種試種試驗(yàn)，從修枝整形、病蟲害防治、栽培模式、產(chǎn)品加工等方面進(jìn)行研究[3]。但很少關(guān)注果實(shí)生長初期的土壤水分管理、速生期的肥水管理和生長后期的養(yǎng)分管理等[4-5]，國外對果實(shí)發(fā)育方面的研究結(jié)果也還沒定論[6]。果實(shí)生長主要包括果質(zhì)量與形態(tài)的變化，形態(tài)是果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)，主要由果實(shí)橫徑與縱徑表示，產(chǎn)量是變化的結(jié)果，其大小直接影響果實(shí)的商品性。果實(shí)生長發(fā)育進(jìn)程受品種、氣候影響很大，因此建立澳洲堅(jiān)果橫徑與縱徑的生長模擬模型，進(jìn)而通過果實(shí)橫徑、縱徑模擬果實(shí)生長的動(dòng)態(tài)變化，預(yù)測果實(shí)鮮質(zhì)量和產(chǎn)量，了解澳洲堅(jiān)果品種的果實(shí)發(fā)育進(jìn)程對果園生產(chǎn)管理、提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量具有指導(dǎo)意義。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)在廣西省南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源圃中進(jìn)行。試驗(yàn)材料均為2004年4月種植（2年生實(shí)生砧木嫁接苗），選擇生長、管理水平一致的6個(gè)不同品種 （OV、788、NG18、695、桂熱1號、842）（表1）。每個(gè)品種選1株作樣本掛牌測量，3次重復(fù)。

1.2試驗(yàn)地概況

研究區(qū)為廣西龍州縣彬橋鄉(xiāng)境內(nèi)，屬于廣西西南部，位于106°33′～107°12′E、22°8′～22°44′N之間，最高海拔1 045 m，一般海拔約200 m，以盆地著稱，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫22.3～23 ℃，年極端高溫為41.6 ℃，最低氣溫為 -3.0 ℃，日照時(shí)數(shù)1 582.7 h，無霜期達(dá)350 d以上。年均降水量1 304.1 mm，集中在6—9月，年均空氣相對濕度 81%～87%。西北高，中南低，以喀斯特地形石山為主，很多獨(dú)立的小山峰陡而散碎，屬二迭紀(jì)巖層風(fēng)化而成的石灰土。

1.3試驗(yàn)方法

于2014—2015年連續(xù)觀測2年，每年自第1次生理落果開始，至果實(shí)自然成熟采收時(shí)結(jié)束。每個(gè)樣本選取50個(gè)果實(shí)，按東南西北中5個(gè)方向在樹冠外圍平均選樣，掛牌編號并用記號畫定測量位置，每20 d測量果實(shí)縱橫徑1次，果實(shí)縱橫徑用電子游標(biāo)卡尺測量。以每次測得的縱橫徑平均值為標(biāo)準(zhǔn)，果實(shí)質(zhì)量用百分位電子天平稱量。

1.4數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007進(jìn)行回歸分析，構(gòu)建Logistic模型對果實(shí)縱橫徑生長進(jìn)程進(jìn)行擬合，表達(dá)式為

式中：y為果實(shí)縱徑或橫徑，mm；t為果實(shí)生長時(shí)間，d；k為果實(shí)縱徑或橫徑理論極值，mm；a、b為參數(shù)；t1為果實(shí)快速生長起始時(shí)間，d；t2為果實(shí)快速生長終止時(shí)間，d；vm為最大相對生長速率；tm為最大相對生長出現(xiàn)時(shí)間，d。

2結(jié)果與分析

2.1澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長模型構(gòu)建

澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長可用公式（1）進(jìn)行擬合，其中桂熱1號縱徑、橫徑生長擬合曲線見圖1，其他品種擬合曲線與之類似，可見澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長發(fā)育呈快—慢—穩(wěn)定的“S”形曲線。對其他品種果實(shí)縱橫徑生長擬合（表1），決定系數(shù)均超過0.85，與F對應(yīng)的概率值P均小于0.001，表明擬合方程與實(shí)測數(shù)據(jù)相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平，理論極值K與實(shí)測值非常接近，因此，利用Logistic模型擬合澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長是可行的。

2.2澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長階段劃分

根據(jù)公式（3）、（4）、（5）、（6）得出果實(shí)生長速率轉(zhuǎn)折點(diǎn)及其他物候期參數(shù)（表2），將澳洲堅(jiān)果生長劃分為生長初期（坐果，t1）、快速生長期（t1，t2）、生長后期（t2，成熟）3個(gè)階段（表2）。從整體發(fā)育進(jìn)程看，NG18最早，842、桂熱1號、695、788次之，OV最遲。從縱徑發(fā)育看，NG18最早進(jìn)入速生期，僅需17.29 d，而桂熱1號則需要33.97 d最晚進(jìn)入速生期；從橫徑發(fā)育看，842僅需6.75 d最早進(jìn)入速生期，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，所有品種果實(shí)橫徑生長要先于縱徑生長，平均早10 d，除NG18和659外，其他品種果實(shí)橫徑速生期長于縱徑速生期，桂熱1號和842相差10 d外，另外4個(gè)品種相差少于10 d，6個(gè)品種均在7月下旬達(dá)到最大相對生長，其中縱徑最大相對生長速率為桂熱1號>842>788>OV>NG18>695；橫徑為OV>NG18>788>桂熱1號>695>842。

2.3澳洲堅(jiān)果果實(shí)重量的變化

果實(shí)質(zhì)量特別是單粒鮮質(zhì)量是果實(shí)數(shù)量性狀中的重要因子，一定程度上反映和決定著果實(shí)質(zhì)量[9]。6個(gè)澳洲堅(jiān)果品種果實(shí)生長過程中果實(shí)鮮重變化曲線基本與縱橫徑變化一致，呈“S”形快—慢—穩(wěn)定增長規(guī)律，果實(shí)鮮質(zhì)量在快速生長后出現(xiàn)幾天的停滯或緩慢增長，然后再次緩慢增長，最終趨于穩(wěn)定（圖2），原因可能是由該時(shí)間段天氣干旱，水分不能滿足果實(shí)發(fā)育需求導(dǎo)致，由于時(shí)間較短，果實(shí)干物質(zhì)積累受到的影響不大。

3討論與結(jié)論

澳洲堅(jiān)果為雌雄同株、但花期不一致，種植時(shí)必須搭配不同品種保證授粉受精。本研究從果實(shí)生長與發(fā)育指數(shù)的關(guān)系出發(fā)，用果實(shí)縱橫徑與坐果時(shí)間（或定植時(shí)間）的Logistic方程或直線方程來模擬果實(shí)的生長發(fā)育，建立澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長模型，從結(jié)果看，不同品種的澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長進(jìn)程差異較大，特別是速生期又是果實(shí)發(fā)育的關(guān)鍵階段，因此結(jié)合 Logistic 生長曲線方程，通過生長時(shí)間預(yù)測澳洲堅(jiān)果果實(shí)發(fā)育情況，掌握其生長發(fā)育規(guī)律和節(jié)點(diǎn)，對于科學(xué)合理安排果園管理、提高果實(shí)商品性及經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

本研究構(gòu)建了澳洲堅(jiān)果果實(shí)縱橫徑生長的Logistic模型，擬合系數(shù)超過0.850，與實(shí)測數(shù)據(jù)相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，證明該模型預(yù)測澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長是可行的。相關(guān)研究結(jié)果表明果實(shí)縱橫徑與發(fā)育時(shí)間呈“S”形曲線變化規(guī)律[10-11]，澳洲堅(jiān)果果實(shí)生長發(fā)育也呈典型的“S”形曲線，也與朱海軍等在堅(jiān)果方面研究的山核桃相近[12-13]。整個(gè)生長期分生長初期（6月前）、速生期（6月初到8月底）、生長后期（9月初到成熟）3個(gè)階段；也有研究[14]將其分為果實(shí)膨大期、種仁充實(shí)期2個(gè)階段，前者指授粉受精到種殼開始硬化，與本研究生長初期到速生期時(shí)間基本吻合，后者指果實(shí)灌漿、種仁充實(shí)，與本研究生長后期時(shí)間吻合。前2個(gè)階段典型特征是果實(shí)持續(xù)膨大和胚緩慢發(fā)育，生長后期主要特征是總苞（青果皮）增厚、種殼開始硬化、核仁由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。此類模型，可為合理安排果期和栽培管理提供依據(jù)，即在果實(shí)發(fā)育高峰期到來之前是加強(qiáng)田間肥水管理的關(guān)鍵時(shí)期，既要注意促控結(jié)合，供給植株充足的營養(yǎng)，促進(jìn)果實(shí)迅速膨大，又要注意氮、磷、鉀肥配合施用，防止植株早衰和病蟲害發(fā)生，保持較大的光合面積，以提高果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)化，促進(jìn)果實(shí)成熟，提高澳洲堅(jiān)果的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究采用果實(shí)橫、縱徑預(yù)測澳洲堅(jiān)果發(fā)育進(jìn)程，在澳洲堅(jiān)果果實(shí)非離體的情況下對同一果實(shí)進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)測定。

在生長初期，果實(shí)生長速度較慢，為病蟲防治的關(guān)鍵時(shí)期；速生期是果實(shí)形態(tài)生長的關(guān)鍵階段，速生期結(jié)束果實(shí)也達(dá)到最終大小，該階段土壤肥水是果實(shí)大小的決定性條件，應(yīng)加強(qiáng)肥水管理；灌漿期為水分需求關(guān)鍵期，該階段土壤水分是果仁發(fā)育完全、果實(shí)飽滿的重要保障。影響果實(shí)大小的因素很多，包括樹體活力、年齡、果實(shí)著生位置、負(fù)載量、果園郁閉度、土壤肥水條件等[15-16]，因此還應(yīng)結(jié)合氣候、環(huán)境條件綜合考慮，才能更準(zhǔn)確地掌握澳洲堅(jiān)果果實(shí)形態(tài)生長及發(fā)育進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊帆，魏舒婭，胡發(fā)廣，等. 干熱河谷地區(qū)澳洲堅(jiān)果果實(shí)發(fā)育特性及落果調(diào)查[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，32（1）：1-6.

[2]曾黎明，陳顯國，崔明勇，等. 不同品種澳洲堅(jiān)果生長、開花與坐果性狀比較[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，38（22）：36-38.

[3]楊為海，王維，曾輝，等. 澳洲堅(jiān)果不同種質(zhì)果實(shí)數(shù)量性狀的研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2011，32（8）：1434-1438.

[4]Haulik T K，Holtzhausen L C. Evaluation of five pecan（Carya illinoensis）cultivars for nut quality[J]. South African Journal of Plant and Soil，1988，5（1）：1-4.

[5]Byford R，Herrera E. Growth and development of pecan nuts[M]. Las Cruces：New Mexico State University，2005.

[6]董潤泉.美國薄殼山核桃果實(shí)發(fā)育研究[J]. 云南林業(yè)科技，2002（3）：66-70.

[7]張智優(yōu)，曹宏鑫，陳兵林，等. 設(shè)施番茄果實(shí)生長及產(chǎn)量形成模擬模型[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，28（1）：145-151.

[8]胡文冉，范玲，田曉莉，等. Excel在Logistic曲線擬合中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2013（3）：14-16.

[9]楊為海，王維，鄒明宏，等. 澳洲堅(jiān)果果實(shí)數(shù)量性狀的因子分析[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2011，32（9）：1600-1604.

[10]賀超興，齊維強(qiáng)，馬麗麗，等. 日光溫室不同番茄品種生長發(fā)育動(dòng)態(tài)規(guī)律的研究[J]. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2008（9）：127-130，133.

[11]薛俊華，羅新蘭，李東，等. 溫室番茄干物質(zhì)分配及果實(shí)生長發(fā)育規(guī)律的研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（10）：110-112，115.

[12]朱海軍，生靜雅，劉廣勤，等. 基于Logistic模型的薄殼山核桃果實(shí)生長發(fā)育研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，28（3）：1231-1235.

[13]張懷龍，趙俊芳，張兆欣，等. 核桃果實(shí)發(fā)育動(dòng)態(tài)規(guī)律研究[J]. 北方園藝，2012（5）：38-39.

[14]解紅恩，黃有軍，薛霞銘，等. 山核桃果實(shí)生長發(fā)育規(guī)律[J]. 浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，25（4）：527-531.

[15]曹衛(wèi)星，羅衛(wèi)紅.作物系統(tǒng)模擬及智能管理[M].北京：高等教育出版社，2003.

[16]李慧峰，李林光，張琮，等. 蘋果果實(shí)生長發(fā)育數(shù)學(xué)模型研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，20（4）：40-42.