葡萄伤流期树液流动变化研究

郑 婷，张克坤，朱旭东，管 乐，上官凌飞，贾海锋，房经贵

(南京农业大学 园艺学院，江苏 南京 210095)

伤流是植物的一种正常生理现象，指从受伤的植物组织溢出无色无味透明液体的现象[1-2]，早春根系开始活动，吸收水分和无机盐类，同时根部和多年生枝蔓贮藏的有机养分变为可给态运送到各生长点用于根和新梢的最初生长[3]。储存淀粉和蛋白质的重新活动及糖类和氨基酸达到木质部的脉动作用引起根压，造成伤流[4]。葡萄萌芽前有一个明显的伤流阶段，这与其他大多数落叶果树不同[5]。葡萄伤流的产生是树液开始流动的一种表现，标志着新一年生命力的逐渐恢复。植物体内水分的运输是一个非常复杂的过程，既受植物自身生理特性的影响，也受温度、湿度、太阳辐射、风速等外界环境的影响[6]。通过测定茎干液流速率能够确定植物水分运输规律[7]及植物内部各种成分的物质循环、转运和分布情况[8]。由于时间和伤流量的限制，关于葡萄伤流液的研究甚少，国内的研究主要集中在医学领域，即伤流液的药用价值开发[9]，尚未有关于伤流规律、时间及其对树体本身影响的研究。本研究在前期观察的基础上，选用常见葡萄品种中伤流量较大的白罗莎里奥葡萄，研究伤流与日变化、温度、湿度、枝条长短等的相关性，以及持续伤流处理对树体的影响，为生产上伤流的产生与管理提供理论依据。另外，对伤流量适中的藤稔葡萄进行树体不同部位流量的探究，分析其相关性，构建树体流量关系图，为葡萄流体研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试材与取样

试验于2017年2—4月在江苏省句容市陈武镇江苏省农博园进行，以园内5年生白罗莎里奥(Rosario Bianco)葡萄伤流期的树液(即伤流液)作为试材。另外选用南京农业大学江浦试验基地的10年生藤稔(Fujiminori)葡萄进行葡萄树体流量模型的研究。

木质部树液收集方法：参考王明轩等[10]的直接收集法，在树液流动期，选择健壮枝条，用修枝剪在1年生枝条顶端剪口，并从剪口开始剥离韧皮部5 cm左右，露出木质部，用乙醇和无菌水清洗表面，脱脂棉擦干并包裹韧皮部顶端，固定枝条使其与地面30°倾斜，用50 mL离心管收集伤流液，晚上收集选用500 mL纯净水瓶，量筒称量体积。

1.2 伤流规律探索

随机选取生长健壮的3株树T1、T2、T3，每株树上设置短、中、长3类枝条，依次命名为T1-1、T1-2、T1-3、T2-1、T2-2、T2-3、T3-1、T3-2、T3-3。统计枝条长度、粗度、芽眼数目、节间长度等指标。自伤流起始至结束(2月25日至4月10日)，每隔1 d收集1次，共取样21次，监测08:30—17:30每h流量，记录大气和土壤温度、湿度。另外，选取3个晚上(20:30至05:30)收集伤流液。从整个伤流期的总量变化、日变化、枝条长度等方面分析伤流规律，并探究伤流量与温度、湿度的关系。

1.3 伤流对葡萄生长的影响

选取3株树上正常生长无伤流的长、中、短枝条作为对照，观察伤流处理和正常生长的葡萄枝条及果穗的生长状况，统计两者的萌芽期、花期、萌芽率、结果枝率、新梢长度等指标，分析伤流对葡萄树体本身的影响。

1.4 伤流期树体流量关系图建立

通过如下设置探究不同类型葡萄枝条之间的流量关系：1)主干、主蔓、1年生枝条伤流形态；2)主蔓分支与主干；3)分支与主蔓；4)同一节点等长枝条；5)同一节点不等长枝条；6)距离主干相同距离的不等长枝条；7)距离主干不同距离的等长枝条；8)同一枝条不同节位，依次在第8、第6、第4、第2节位短截，待流速稳定后记录10次每滴伤流液流下所需时间，3个枝条重复。遵循大样本原则，其他每组处理设置9个重复，建立关于木质部汁液的流量关系。

2 结果与分析

2.1 枝条形态学指标

进行伤流规律研究的枝条形态学指标如表1所示：短梢枝条长度在20 cm以下，芽眼数目3个；中梢枝条长度为55 cm左右，芽眼数目6个；长梢枝条65～70 cm，芽眼数目7～8个。短梢枝条的平均节间长度较小，枝条较粗，长梢和中梢枝条节间长度相近，中梢枝条粗度大于等于长梢枝条。

表1白罗莎里奥葡萄取样枝条生长指标

Table1Growth index of sampling branches of Rosario Bianco grape

处理Treatment枝条长度Branch length/cm枝条粗度Branch thickness/cm芽眼数目Buds number平均节间长Mean internode length/cmT1T1-112.211.7232.73T1-255.431.4868.65T1-365.261.2378.31T2T2-119.471.5435.23T2-255.821.4167.60T2-365.531.2978.60T3T3-119.561.3732.73T3-253.681.2367.65T3-370.241.2287.65

2.2 伤流期树液总变化规律

2.2.1 日伤流总量变化

为研究整个伤流期1个枝条伤流量的变化规律，对选取的3株树上的枝条总日流量进行统计，计算每株树3个枝条的平均日伤流总量。结果表明，整个伤流期，枝条流量整体呈现先上升后下降的趋势(图1)，自伤流起始到达到伤流量高峰需6～8 d，3个重复的最大日伤流量分别为388.48、532.5、444.33 mL，高峰出现时间分别为伤流开始后6、8、8 d，伤流总时长为35～47 d。枝条高伤流量能持续10 d左右，后降低至低水平，降低过程不断反复最终至结束。

2.2.2 长中短梢日伤流总量

整体来讲，枝条长度对伤流量有一定的影响，3组重复变化规律基本一致(图2)：长梢枝条的含量在整个伤流期较为稳定，一直处于主导地位，且所占比例越来越高；中梢枝条在伤流前期的含量较高而且稳定，后期含量急剧下降；短梢枝条和中梢枝条变化规律相似，在前期含量较高，甚至部分日期超过长梢枝条。就结束早晚来说,3组重复均为中梢枝条先停止伤流，长梢枝条和短梢枝条晚2～4 d。

图1 白罗莎里奥葡萄伤流期日伤流总量变化Fig.1 Total daily bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape during bleeding period

2.3 伤流期日伤流规律

2.3.1 每h伤流变化

选取3株树9个枝条各自伤流量最多的3 d，通过图2确定样品取样时间：T1-1(03-01、03-03、03-05)，T1-2(03-01、03-03、03-05)，T1-3(03-01、03-03、03-05)，T2-1(03-11、03-13、03-19)，T2-2(03-11、03-13、03-25)，T2-3(03-11、03-13、03-21)，T3-1(03-07、03-09、03-11)，T3-2(03-01、03-05、03-11)，T3-3(03-13、03-19、03-21)，计算每h在当日总流量中的比例，求平均值，制作百分比柱形堆积图(图3)。通过对比发现，树液在伤流期各时间段的流量相对稳定且平均，大部分时间每h流量在当日总流量的比例为10%±2%，其中08:30—09:30、12:30—13:30、13:30—14:30这3个时间段在9个重复中均稳定在10%以上，16:30—17:30中有44.5%在10%以下，说明早晨和中午的流量相对较大，晚上流量较小。从长中短枝条来看，3株树长枝的流量分布最为均匀和稳定。

另外，统计3株树中的3个长枝条T1-3、T2-3、T3-3在整个伤流期的日流量分布(图4)，计算平均值。通过分析发现，日分布在整个伤流期并不稳定，整体来讲，伤流前期上午部分每个时间段所占比例越来越大，下午的时间段所占比例越来越小。相比伤流高峰对所有枝条日分布的分析，整个伤流期的长枝条日分布变化显示出一定的不稳定性，证明伤流时期及伤流总量对于日分布有影响。

图2 白罗莎里奥葡萄伤流期长中短梢日伤流总量变化Fig.2 Total daily bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape with different branch length during bleeding period

图3 白罗莎里奥葡萄在伤流期每h伤流量的日分布Fig.3 Hourly distribution of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape during bleeding period

图4 白罗莎里奥葡萄在伤流期每h伤流量日变化Fig.4 Hourly variation of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape during bleeding period

2.3.2 每2 h伤流变化

对9个枝条伤流高峰及整个伤流期每2 h的日变化进行统计，计算每2 h的伤流量所占日伤流总量比率的平均值。结果发现，在伤流高峰时期，9个枝条4个时间段的伤流量基本平均，均在25%左右(图5-A)。其中08:30—10:30的伤流量偏高，占总量的27.6%左右，10:30—12:30和13:30—15:30的伤流量比较平均，分别为24.2%和25.2%左右，15:30—17:30的流量相对较少，占总量的23.0%。同样，长枝的流量分布最为均匀和稳定。

整个伤流期每2 h的日分布(图5-B)与1 h的不同，每2 h时间段的流量呈现一致的反复，尤其10:30—12:30和13:30—15:30的高低反复现象更为明显。在4个时间段中，前期以13:30—15:30、15:30—17:30的伤流量为主，08:30—10:30、10:30—12:30伤流量较少，总量不超过50%；在伤流的中后期，08:30—10:30的伤流量持续在较高水平(25%～55%)，15:30—17:30的伤流量最小，仅在10%左右。

2.3.3 上午、下午变化

对9个枝条伤流高峰以及整个伤流期上午、下午的日变化进行统计，计算上午08:30—12：20和下午13：30—17：30的流量。结果(图6-A)表明，伤流高峰上午的伤流量与下午的伤流量基本相同。在整个伤流期(图6-B)，上午4 h的伤流所占比例越来越高，从32.15%上升至80.67%，最高峰出现在4月2日，随着温度的升高，下午4 h所占比例越来越低，最终降至25%以下。

图5 白罗莎里奥葡萄在伤流高峰(A)及整个伤流期(B)每2 h伤流量日变化及分布Fig.5 Distribution and variation of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape every two hours during peak period of bleeding (A) and bleeding period (B)

图6 白罗莎里奥葡萄在伤流期上午(A)、下午(B)的伤流量日变化及分布Fig.6 Distribution and variation of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape at morning (A) and afternoon (B) during bleeding period

2.3.4 长中短枝条昼夜伤流量变化

对伤流前期(03-01、03-03、03-05)、中期(03-13、03-15、03-17)、后期(03-25、03-27、03-29)的昼夜流量进行统计，结果(表2)表明，伤流时期对昼夜伤流比例有明显的影响，无论枝条长度如何，在伤流前期和中期，白天流量比晚上多，这与光照有明显的相关性；在伤流后期，夜晚的流量反超白天，与伤流前期、中期相比，温度是重要的影响因子。另外，长、中、短梢与昼夜流量比例没有明显的相关性。

2.4 枝条类型与伤流量的相关性

2.4.1 枝条长短与位置对伤流量的影响

对藤稔葡萄进行同类型枝条伤流量统计发现：位于同一节点上的不等长枝条，长枝流量总是大于短枝，等长枝条流量不同；距离主蔓位置相近的不等长枝条，长枝流量总是大于短枝和中枝流量之和；距离主蔓不同位置的等长枝条流量不等且呈现随机性，即同一组枝条的流量无明显规律(表3)。总而言之，树液流动期的树液流动多呈现随机性，与距离主蔓或主干的距离无关，但长枝流量总是大于短枝。

对枝条进行回缩研究不同节位流量，对同一枝条从第8节位开始修剪，如图7所示。结果表明，3个重复每滴树液流下所需时间越来越长，伤流速率越来越慢。同样说明了长枝条比短枝条流量大。根据统计的枝条长短、位置等对树液流量的影响，绘制木质部汁液流量关系图(图8)。

2.4.2 不同部位伤流切口状态

同一葡萄树不同部位伤流切口状态不同，如图9所示。一年生枝条的伤流切口处最为澄清，浓度低；2年生乃至多年生主蔓随年龄增长，切口处分泌物越来越丰富，逐渐呈现胶状。向上的主干在剪断之后3 min左右开始出现胶状，主蔓大致在10 min后开始出现胶状，一年生枝条无明显胶状物产生。

表2伤流期不同阶段不同长度枝条的昼夜伤流量比例变化

Table2The variation in the proportion of bleeding sap volumes with different branch length in the daytime and evening during bleeding period %

表中同列数据后无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)。

Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05.

表3不同位置不同长度枝条的伤流量

Table3Statistics of bleeding sap volumes of different position and length branches mL

①、②、③代表3个枝条重复。①， ② and ③ represent three repeats.图7 枝条回缩下不同节位的伤流强度Fig.7 Bleeding intensity of branches at different nodes (s·drop-1)

枝条颜色深浅程度代表在该枝条上的伤流强度关系；同一标号代表同一等级的比较；②和③以枝条粗度表示伤流相关性，越粗代表流量越大，其他以颜色深浅表示，颜色越深表示流量越大。木质部树液在植物体内为单向流动，以黑色箭头代表。Shade color of branches represent relationship of intensity of bleeding; The same standard number represent t comparision between the same level; ② and ③ represent correlation of bleeding sap with thickness of branches， while others with the shade color， the darker color meant the larger bleeding sap volumes. The xylem sap flowed in one direction in the grape， represented by a black arrow.图8 木质部汁液流量关系图Fig.8 Relationship diagram of xylem sap volumes

图9 不同部位枝条伤流切口状态Fig.9 State of bleeding incision form at different positions

图10 伤流与外界环境之间的相关性Fig.10 Relationship between bleeding sap and environment

2.5 伤流与环境的关系

在伤流前期，对T1树进行光照、土壤水分、温度和肥力测定，与当日3个枝条T1-1、T1-2、T1-3的流量平均值进行比较发现，当天光照、肥力的波动较大，土壤水分的变化趋势与当日日伤流量的变化规律基本一致(图10)，可认为土壤水分是影响伤流量最主要的因素，温度次之。

2.6 伤流对葡萄后期生长的影响

对坐果之后的白罗莎里奥葡萄进行观察，相比无伤流枝条，伤流处理过的枝条结果数目大幅减少，质量水平也显著降低。对伤流处理葡萄枝条和正常生长枝条的物候期和生理指标的调查表明(表4)，伤流处理的葡萄枝条萌芽时间与正常枝条没有较大差别，具有一定的随机性，但是花期较正常枝条晚2～4 d，长出新梢的长度也比正常枝条短。伤流处理的枝条萌芽率、结果枝率等低于正常生长的葡萄枝条，伤流处理的枝条萌芽率最高仅为66.7%，结果枝率最高为50%。

3 结论与讨论

葡萄的伤流与其他物种不同，分为休眠期伤流和生长期伤流，休眠期伤流由于对树体有消极影响研究较少[11]。本研究通过对白罗莎葡萄伤流期流量的统计，分析了伤流期树液的流动规律，并根据对藤稔葡萄不同部位的伤流量调查绘制了伤流期树液流动的流量关系图。本研究表明，枝条长度和位置与伤流强度有直接联系。前人关于伤流强度的研究较少，殷春渊等[12]对生长期水稻不同部位伤流强度进行了探索，沈波等[13]研究了不同水稻品种不同时期的伤流关系，结果表明品种、时期和部位都会影响水稻生长期伤流流量。本研究中，白罗莎里奥和藤稔葡萄的伤流量差别较大，表明品种也是影响葡萄伤流的重要因素。但是园艺作物和大田作物本身差异较大，且分别处于休眠期和生长期，可比性较差。有关园艺植物伤流的研究在核桃和猕猴桃上略有涉及[14]，杨华廷[15]对休眠期核桃伤流规律进行了简单探索，发现休眠期不同阶段、枝条粗细和温湿度对伤流都有不同程度的影响，与葡萄仅萌芽前伤流不同，核桃在12月上旬至翌年4月均有大量伤流产生，并与温度呈负相关，这与本研究中葡萄伤流与温度的正相关关系相反，这种差异与物种之间生长发育特点不同有关。猕猴桃伤流液的研究主要是围绕雌雄株差异[16-17]。白天和夜晚对树液的流动有一定影响。Andersen等[18]早期研究发现，葡萄白天和夜晚伤流的矿质元素、氨基酸等含量有较大差别。沈波等[19]对生育期水稻根部伤流量进行昼夜节律的研究表明，夜晚伤流量高于白天，随着时间延长，这种差异逐渐减少。本研究也证明葡萄在伤流前期白天流量高于夜晚，而后期接近萌芽阶段夜晚流量比白天高。结合本文中关于温度与流量的相关性研究，这可能与地温的回升有关。

表4伤流枝条和正常生长枝条的物候期及形态学指标

Table4Phenological and morphological indexes of bleeding treatment and normal growth branches

处理Treatment萌芽期Germinationstage/(month-date)伤流枝条Bleeding branchCK花期Flowering stage/(month-date)伤流枝条Bleeding branchCK新梢长度Shootlength/cm伤流枝条Bleeding branchCK萌芽率Germinationrate/%伤流枝条Bleeding branchCK结果率Bearingcapacity/%伤流枝条Bleeding branchCKT1T1-104-1204-0605-2005-18806033.366.733.333.3T1-204-0804-0605-2005-18909050.088.350.062.5T1-304-1004-1205-1805-147010037.575.012.550.0T2T2-104-2004-1705-2005-18608033.366.733.366.7T2-204-1804-2005-2005-19758066.788.350.062.5T2-304-1604-1505-1905-18707550.062.525.037.5T3T3-104-0904-0805-1805-15857566.766.733.366.7T3-204-1704-2005-2005-169013033.366.733.366.7T3-304-0804-1005-1805-176511044.466.733.355.6

伤流的时空分布受土壤供水、生物学结构和气象3方面因素影响[20]。土壤水分是树干液流的基础。本研究发现，土壤水分含量是液流的决定性因素，气象因素对伤流的瞬时变化影响不明显。伤流由根压引起，而根压与土壤温度密切相关[21]，随着地温和气温的回升，伤流在萌芽前结束[3]。伤流液中含有丰富的矿物质、蛋白质、氨基酸等营养物质[22-23]，由于营养物质的流失，葡萄伤流对于花期有明显的延迟作用，这与陈宁等[24]的研究结果一致。

树液流动是生命活动重要的生理现象，只有经过正常的树液输送，才能有新一年的开花结果[25]。伤流对葡萄生长和产量影响较大，在生产实践中应尽量降低其对葡萄的负面影响，常用方法有涂抹法、塑料膜包扎法、灼烫法、滴蜡法等[26]。葡萄伤流液资源丰富，但目前关于葡萄伤流液的应用仅限于医药价值的早期利用[27]，没有真正用于生产的实例，葡萄伤流液有待进一步的开发应用和研究。