涂美艷,陳 棟,李 靖,孫淑霞,劉春陽,宋海巖,劉 飄,江國良,廖明安
(1.四川農業(yè)大學園藝學院,成都 611130;2.四川省農業(yè)科學院園藝研究所/農業(yè)農村部西南地區(qū)園藝作物生物學與種質創(chuàng)制重點實驗室,成都 610066;3.達州市茶果技術推廣站,四川達州 635000)
環(huán)割是除去木質部周圍的樹皮和韌皮部組織,導致從樹冠到樹根的碳水化合物運輸停止,影響光合產物的分配,但環(huán)割不會對木質部產生影響[1]。環(huán)割可以促進結果,提高座果率,增加產量。但環(huán)割要求有針對性,適時性和程度適當,才能促進營養(yǎng)生理平衡,實現高產穩(wěn)產[2]。如在開花期,適當環(huán)割枝干,可暫時阻礙有機物質向下輸送,增加傷口上部養(yǎng)分積累,促進花芽分化和提高果實品質[3-4]。木質部主要是負責水分、養(yǎng)分和細胞分裂素從根部向枝條的運輸,環(huán)割后較多的光合產物分配給上部枝條的花和果實,進而促進果實的豐產[5]。J.S.Verreynne等[6]的研究表明環(huán)割可以提高柑橘的TSS 2%~10%,但對單果重和酸含量的影響不明顯。而在開花前環(huán)割處理可以增加柑橘葉片中的葉綠素含量增加[7]。Yang X.Y.等[8]表示,在側枝中部環(huán)割可以增加柑橘果皮和果肉的抗壞血酸含量以及果肉的可溶性糖含量。孫益林等[9]對蘋果主枝與側枝分支點下方3 cm處環(huán)割發(fā)現,環(huán)割兩圈處理葉片中的可溶性糖和淀粉含量隨著環(huán)割天數的增加而逐漸上升,同時環(huán)割會降低葉片葉綠素和蛋白質含量。R.Cotrut 等[10]對棗樹的枝條和枝干環(huán)割處理發(fā)現,枝條環(huán)割對枝條生長量以及結果數的效果更明顯。因此,不同環(huán)割部位、時期和程度對不同果樹的影響差異較大。
“Hort16A”(Actinidia Chinensis Planch.)是 1991年由新西蘭園藝與食品研究院雜交選育而成,目前在四川省大量種植[11]。“Hort16A”果實為卵形,具有突出的頂端,成熟時果肉為金黃色,與“海沃德”相比,干物質含量高,營養(yǎng)物質豐富[12]。獼猴桃根系分布較廣,枝梢生長旺盛,且冬夏季修剪量大,秋季果實采收帶走較多樹體養(yǎng)分,故獼猴桃對營養(yǎng)的需求水平較高[13-14]。通過合理的技術手段(施肥、環(huán)割和環(huán)剝等),可以有效提高樹體營養(yǎng)水平與光合產物的積累,增加果實品質與果樹產量[15]。目前有研究表明環(huán)割會導致對中華獼猴桃“Hort16A”氣孔導度和光合作用顯著降低[16],可以有效增加綠肉品種“海沃德”的果實大小[17],但這些研究關于環(huán)割對于獼猴桃果實品質的影響還不夠全面,且對獼猴桃最適的環(huán)割方法還有待探究。
本研究通過對中華獼猴桃“Hort16A”進行不同部位、程度以及時期的環(huán)割處理,比較不同環(huán)割處理對中華獼猴桃“Hort16A”的植株養(yǎng)分狀況和果實品質的影響,為獼猴桃的高產高效栽培和植株養(yǎng)分管理提供理論依據。
供試樹種為生長勢一致的6 年生“Hort 16A”獼猴桃植株,栽培株行距3 m×4 m,架型為T 形架。除本試驗環(huán)割處理外,其余管理措施(包括人工輔助授粉、疏花疏果、套袋、肥水管理和病蟲害防治等)一致。試驗地點位于彭州市磁峰鎮(zhèn)成都佳惟他農業(yè)有限公司獼猴桃生產基地(E103.80°,N31.12°,海拔高度860 m),年平均氣溫15.7 ℃,年平均相對濕度82%,年平均降雨量924.7 mm。于2016 年春季,對試驗材料按不同環(huán)割部位、環(huán)割時期及環(huán)割程度共7 個處理進行全周長環(huán)割,具體環(huán)割方式見表1 和圖1。不進行環(huán)割處理的獼猴桃植株為CK 對照。單株為一個小區(qū),設置5 個重復。
單果重采用電子天平進行稱重;果形指數為縱徑/橫徑,采用數顯游標卡尺分別測定果實縱徑、橫徑和側徑;果實硬度采用GY-4 型硬度計測定;可溶性固形物采用TD45 手持數顯式測糖儀測定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法[18]測定;可滴定酸含量采用NaOH 滴定法[18]測定,然后計算糖酸比;可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍法[18]測定;維生素C 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法[18]測定;葉綠素含量采用丙酮法[18]測定;果實葉黃素測定方法參照張學杰等[19]的方法。落葉后,取結果枝粉碎后用于測定其可溶性糖、可溶性淀粉和可溶性蛋白含量。果實品質的灰色關聯(lián)度分析參照孫錦[20]的方法。
采用 Microsft Excel 2007 和 GraphPad Prism 7進行數據整理和作圖,SPSS19.0 統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA),采用最小顯著差數法(LSD)進行多重比較。
由表2 可知,初花期在“Hort16A”植株不同部位進行環(huán)割處理(A1、A2 和 A3)的果實縱、橫徑和單果重均顯著高于對照組CK(P<0.05),其中 A2 處理的單果重最大為117.37 g,相比對照增加了35.9%。不同時期在“Hort16A”植株主干上進行環(huán)割處理(A1、A4 和 A5)的結果顯示:A1 處理的果實縱徑、橫徑均顯著大于對照組(P<0.05),且果形指數顯著低于對照組(P<0.05),平均單果重比對照組高出16.11%,但差異不顯著;此外A4 處理的果實橫徑最低且顯著(P<0.05)低于對照組,導致其平均單果重也為最低值(但與對照組差異不顯著)。初花期在“Hort16A”植株主干上進行不同環(huán)割程度處理(A1、A6 和A7)的結果仍然是A1 處理優(yōu)于對照組。而不當的環(huán)割措施(A4)甚至會導致獼猴桃養(yǎng)分供應不足,果實橫徑變小,單果重降低。
表1 獼猴桃不同環(huán)割處理方式Table 1 Different girdling ways in kiwifruit
圖1 不同環(huán)割部位處理Figure 1 Different treatments of the girdling position
葉綠素是綠色植物進行光合作用必不可少的有機物。由圖2 可知,A3 處理下的獼猴桃葉片總葉綠素為2.61 mg/g,顯著高于其他幾個處理(見圖2D)(P<0.05),A2 處理的果實葉黃素含量也顯著高于對照組(P<0.05)。葉黃素是一種重要的抗氧化物質,在黃肉獼猴桃中含量較高。圖2C 表明,不同時期環(huán)割處理下,A5 的葉黃素含量最高(0.27 mg/g)且顯著高于對照組(P<0.05)。不同環(huán)割程度處理下,A6 處理的葉黃素含量比對照組增加了31.3%,差異顯著(P<0.05),但不同程度的各個環(huán)割處理的葉綠素含量與對照組差異不顯著(P<0.05)。綜合表2 和圖2 的結果分析,表明環(huán)割時期和環(huán)割部位比環(huán)割程度對獼猴桃的果實品質調控影響更為明顯。
表2 不同環(huán)割處理下獼猴桃果實外觀品質比較Table 2 Comparison of appearance quality of kiwifruit under different girdling treatments
圖2 不同環(huán)割處理下獼猴桃葉片葉綠素和果實葉黃素含量比較Figure 2 Comparison of chlorophyll and xanthophyll content in kiwifruit with different girdling treatments
由圖3 可知,不同環(huán)割部位處理下,A2 的可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C 含量均顯著高于對照組,而A3 處理下可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量均為最低,甚至顯著低于對照組(P<0.05)。不同環(huán)割時期處理下,A4 處理的可溶性固形物、可溶性糖含量、可滴定酸含量和VC 含量均顯著高于A1、A5 和CK(P<0.05)。從不同環(huán)割程度處理的結果來看,A7 處理的可溶性固形物含量及糖酸比均顯著高于對照組(P<0.05)。
由圖4 可知,不同環(huán)割部位或不同環(huán)割時期處理下,均是A1 處理的枝條可溶性蛋白含量和可溶性糖含量顯著高于對照組(P<0.05)。而不同環(huán)割程度處理下,A7 處理的枝條可溶性蛋白含量和可溶性糖含量顯著高于對照組(P<0.05)。從枝條可溶性淀粉含量來看,對照含量最高為4.99%,并且顯著高于其他6 個處理,其中含量最低的處理為A3(圖4C)。
圖3 不同環(huán)割處理下獼猴桃果實內在品質比較Figure 3 Comparison of nutritional quality in kiwifruit with different girdling treatments
采用灰色關聯(lián)度法綜合評價了不同環(huán)割處理下獼猴桃植株營養(yǎng)狀況及果實品質的影響(見表3)。結果表明,不同環(huán)割部位處理下,A2 處理的獼猴桃果實品質最佳,關聯(lián)度值達0.822,其次為A3 處理;不同環(huán)割時期處理下,A4 處理效果最好;而不同環(huán)割程度處理下,A1、A6 和A7 處理甚至較對照組出現了品質下降的現象,可能與這一時期環(huán)割造成大量養(yǎng)分堵塞在主干韌皮部內有關,關于獼猴桃初花期主干環(huán)割出現品質下降現象的原因還有待進一步探索。
圖4 不同環(huán)割處理下獼猴桃枝條可溶性蛋白、可溶性糖和可溶性淀粉含量比較Figure 4 Comparison of soluble protein, soluble sugar and soluble starch contents in kiwifruit branches with different girdling treatments
表3 不同環(huán)割處理下獼猴桃品質的灰色關聯(lián)度分析Table 3 Grey correlation coefficient analysis of kiwifruit with different girdling treatment
環(huán)割是果樹生產上常用的調控措施,用來控制營養(yǎng)生長、促進花芽分化、增產和提高品質,并已取得了良好的效果[21-22]。通過主干和主枝環(huán)割,切斷樹體的韌皮部,暫時中斷了地上部分向根部的有機營養(yǎng)運輸,提高地上樹體的養(yǎng)分,滿足果樹開花結果所需生長發(fā)育條件。環(huán)割由于部位、時期和程度的不同,對果樹的影響也不同,故選擇合適的環(huán)割處理,對植株果實的生長發(fā)育,提高果實品質有重要作用。目前國內外對于不同環(huán)割條件對獼猴桃植株的影響研究暫無報道,評價體系也未建立起來。但環(huán)剝處理在獼猴桃果樹上有所研究,因果樹環(huán)剝容易導致樹勢衰弱,不同學者對于環(huán)剝在果樹上的應用有不同觀點。方金豹等[23]在“秦美”獼猴桃花后14 d時對結果蔓環(huán)剝,結果發(fā)現其果實干重、鮮重均出現下降,但果肉不同部位細胞均顯著增大。而黃春輝等[24]對“金魁”獼猴桃不同生長時期和植株不同部位環(huán)割結果表明:在盛花期或盛花后20 d 左右進行結果枝直徑1/2 寬度的環(huán)剝處理,可以提高果實品質。由此可見,環(huán)割或環(huán)剝處理對不同獼猴桃品種的影響可能不同,且不同環(huán)割方式的評價體系尚不完善。由于果蔬品質本身包括多種因素,在其評價中往往只是以部分因素為指標,容易出現指標虧缺,劉錄祥等[25]認為灰色系統(tǒng)理論克服了以往“性狀加權法”的主觀性和粗放性,提高了綜合評估的準確性和有效性。因此本試驗,采用灰色關聯(lián)度分析法對不同環(huán)割處理對獼猴桃植株的影響進行了深入分析,以期獲得較為綜合的評價。
從不同環(huán)割部位處理的結果來看,A2 處理的葉黃素含量較高,可能是因為礦質元素運輸與葉綠素葉黃素合成有正相關[26],環(huán)割部位距離結果部位越近,導致植物體內葉黃素合成后被優(yōu)先運輸至最近的結果枝上的果實。此外,A2 環(huán)割處理的果實縱徑、橫徑、平均單果重、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C 含量和糖酸比均顯著高于對照組,單果重在所有處理中最大。結合灰色關聯(lián)度分析結果認為“Hort16A”獼猴桃初花期在雙主蔓上距離主蔓與主干分支點以上2 cm 處進行環(huán)割最有利于提高其樹體養(yǎng)分狀況和果實品質。本試驗中最優(yōu)環(huán)割部位的處理與容新民對“夏黑”葡萄不同環(huán)割部位處理的試驗結果相一致[27]。
在開花和果實發(fā)育過程中,植物體內的內源激素和營養(yǎng)物質變化很大,“海沃德”果實細胞分裂主要集中在花后10~20 d,果實的膨大集中在花后20~40 d[28]。從不同環(huán)割時期處理的結果來看,A4 處理即花后10 d 在主干上約嫁接口上5~10 cm 進行環(huán)割使其果實可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C 含量顯著高于對照組,但果實橫徑顯著低于對照組,這與方金豹等[23]的研究結果相一致。這一時期環(huán)割能夠顯著提高果實的品質,但可能一定程度上阻礙了獼猴桃果實的膨大,導致其果實橫徑低于對照組,其可能的原因是花后環(huán)割使細胞分裂素被優(yōu)先分配至形成愈傷組織的結果,當環(huán)割處長出愈傷組織后果實的干物質累積將恢復[29]。結合灰色關聯(lián)度分析結果認為“Hort16A”獼猴桃花后10 d 在主干上約嫁接口上5~10 cm 處進行環(huán)割一定程度上能夠提高果實品質。
從不同環(huán)割程度處理的結果來看,“Hort16A”獼猴桃隨著環(huán)割程度的加重品質逐漸提高,但仍然比對照組的品質差??扇苄缘鞍资侵匾臐B透調節(jié)物質和營養(yǎng)物質,對細胞的生命物質及生物膜起到保護作用。環(huán)割降低了枝條中的可溶性淀粉,可溶性蛋白增加,這與張永福等[30]的研究結果不一致,但可能是由于獼猴桃初花期主干環(huán)割后,獼猴桃枝條的營養(yǎng)物質積聚在主干剝口上方從而抑制了主枝的延長生長和花的養(yǎng)分供應,直接導致花期授粉效果差。過度的環(huán)割增加了叢枝的數量,養(yǎng)分更多分配于營養(yǎng)生長,最終導致果實品質差,枝條可溶性淀粉含量降低[31]。
綜上所述,“Hort16A”獼猴桃在初花期不適合對主干進行環(huán)割,而初花期在主蔓上或結果母蔓上環(huán)割可以一定程度上提高果實品質和單果重。結合灰色關聯(lián)度分析結果認為“Hort16A”獼猴桃初花期在雙主蔓上距離主蔓與主干分支點以上2 cm 處進行環(huán)割最有利于提高其樹體養(yǎng)分狀況和果實品質。“Hort16A”獼猴桃花后10 d 在主干上約嫁接口上5~10 cm 處進行環(huán)割一定程度上能夠提高果實品質,但可能由于植株體內細胞分裂素被優(yōu)先分配至形成愈傷組織,一定程度上阻礙了獼猴桃果實的膨大,導致其果實橫徑低于對照組,具體原因還有待進一步研究。