果实生长与果园土壤含水量的变化对‘茂谷柑’裂果的影响

赖呈纯, 黄贤贵, 王 琦, 陈 源, 高慧颖, 谢鸿根

[福建省农业科学院农业工程技术研究所/福建省农产品(食品)加工重点实验室，福建 福州 350003]

‘茂谷柑’(‘Murcott’ tangerine)，又称茂谷桔橙，由美国佛罗里达州迈阿密农试场，以宽皮橘与甜橙[CitrusreticulataBlanco×C.sinensis(L.) Osbeck]杂交选育出的桔橙类，是佛罗里达州的主栽柑橘品种之一[1]，台湾大学园艺系将该品种引入台湾嘉义，在北方地区试种并推广.福建省农业科学院农业工程技术研究所于1996年从台湾引进种植，‘茂谷柑’在福建种植表现为特迟熟，成熟期在翌年的2月下旬至3月上旬，果实品质好，风味浓郁，产量高，耐贮藏，且挂果期长、抗寒力较强[2].目前，我国柑橘鲜果供应期主要集中在10—12月份，特迟熟‘茂谷柑’的引入，可以极大地延长柑橘鲜果的供应期，具有很高的市场竞争力[2].然而，由于‘茂谷柑’裂果的问题比较突出，严重影响了其推广面积.

裂果是植物果实常见的生理病害，在苹果[3]、石榴[4]、葡萄[5-6]、枣[7-9]、樱桃[10]、荔枝[11]、番茄[12]、甜瓜[13]等生产上普遍发生，是果实内在生长与外部环境条件不协调所引起的果实表面开裂的现象，严重时会极大地影响产量和品质，造成重大的经济损失[14-15].研究表明，柑橘类果树存在普遍的裂果现象，在锦橙[16]、春甜桔[17]、贡柑[18]、柚子[19]、柠檬[20]、宽皮桔[21]等都有发生.柑橘裂果的影响因素较多，有品种、果实发育、营养平衡性的内在因素，也有立地条件、气候等外部因素[22-23].多年种植的经验表明，‘茂谷柑’果皮薄并与果肉紧密相连的品种特性，是裂果问题突出的主要内在因素，果实幼果期至成熟期均有裂果发生，如遇气候条件不利的年份，且栽培措施不到位，会造成严重裂果.目前，鲜见控制‘茂谷柑’裂果问题的相关报道.为此，本试验在前期生产上控制‘茂谷柑’裂果实践经验的基础上，进一步观察果实生长与裂果的相关性，以及果园土壤水分的变化对裂果的影响，旨在为生产上防止‘茂谷柑’裂果提供依据.

1 材料与方法

1.1 材料

本试验在福建省农业科学院农业工程技术研究所‘茂谷柑’生产繁育基地进行，该基地位于福州市晋安区新店镇泉头村，以7年生‘茂谷柑’果树及其所在的果园土壤为研究对象.果园具有配套齐全的喷灌系统，土壤为壤土，株行距为2 m×3 m，.

1.2 方法

1.2.1 自然条件下裂果现象的观察 在果园内选择3畦，并在每畦中任意选择3株‘茂谷柑’果树，在果树生理落果期后，记录每株树的结果数量，然后于6月30日开始观察并记录裂果果实个数，以后每隔15 d左右观察一次，直至采收前的翌年3月2日结束观察，共观察记录17次.该3畦果树除了采用正常的施肥措施外，水分来源于地下水或自然降水.裂果率/%=(果实裂果个数/果实总数)×100；裂果率的增幅=本次裂果率-上一次裂果率，6月30日裂果率的增幅记为0.

1.2.2 果实生长的观察 多年的观察发现，正常管理与自然条件下，‘茂谷柑’果实的生长情况基本一致，因此，本试验着重观察正常管理下的果实生长情况.正常果园水分管理的原则是保持土壤湿度，如遇15 d以上未下雨应及时喷灌，保证土壤含水量在临界值以上.

果实纵横径的测定：随机选取10 株果树，每株选取3个正常生长的果实作为观察对象.从6月30日开始，用游标卡尺测量果实的纵横径，以后每隔10 d左右观察测量一次并记录，一直持续到果实采收前的2月21日，此时果实大小基本没有变化，共测量24次.横径净增长量=本次横径-上一次横径，纵径净增长量=本次纵径-上一次纵径.

果皮厚度的测定：与果实纵横径的观察时间一致，每次随机摘取9个果实，分成3组，剥皮后，将每个果实的果皮纵切成5片，测定叠加后5片果皮的厚度，测量3次，并取平均值.果皮厚度净减量=上一次果皮厚度-本次果皮厚度.

1.2.3 果园土壤水分的测定 在正常管理下的果园和自然条件下的果园，分别随机选取9个点，取深度为30～35 cm的土壤测定其含水量，取样从6月30日开始，至翌年的3月2日结束，期间每隔15 d左右取一次土样，将土样密封带回实验室.准确称取100 g土样，于干燥箱中烘干至恒重并测定其重量.土壤含水量/%=[(烘干前的土样重量-干燥后的土样重量)/烘干前的土样重量]×100.

1.2.4 数据处理 采用DPS数据分析软件处理试验数据，并进行方差分析，用Excel 2010软件进行数据整理和绘图.

2 结果与分析

2.1 ‘茂谷柑’果实裂果率的变化

为了便于研究‘茂谷柑’裂果的变化趋势，在无灌溉措施的自然条件下观察果实裂果的变化情况(图1).从图1可以看出，在自然条件下，果实裂果率随着果实生长不断增加，最终的平均裂果率可达到18.27%.裂果率最大的发生时间有两个，分别出现在8月31日和9月30日，其中以9月30日的裂果率增幅最大，到10月中旬，裂果率增幅迅速降低，至11月底12月初，裂果率增幅维持在一个较低的水平.从整个过程来看，‘茂谷柑’裂果率增幅最快的发生时期为8月中旬至10月中旬，表明这个时期是防止裂果的关键时期.

图1 自然条件下‘茂谷柑’果实裂果率的变化Fig.1 Fruit cracking of ‘Murcott’ tangerine under natural condition

2.2 ‘茂谷柑’果实纵横径的变化

在‘茂谷柑’生理落果期后，对果实生长过程中的纵横径进行连续测定，并计算其净增长量.从图2可以看出，果实的横径始终比纵径大，且横径的净增长量始终大于纵径的净增长量，这与果实最终呈扁圆形有关.6月底至7月上旬，横径净增长量不断下降，8月中旬降低到前期的低点，之后又迅速增加；横径净增长量有2个明显的高峰期，在9月上旬达到一个高峰，9月中旬有所下降，但在10月上旬又迅速增加，形成另一个高峰，达到最大值，平均净增长量为2.9 mm.纵径第一个增长高峰出现在9月中旬，之后略有下降，也在10月上旬达到另一个增长高峰，此时的平均净增长量为1.7 mm.纵横径在10月上旬达到高峰后又迅速下降，到11月下旬，纵横径平均净增长量都在0.5 mm以下，并持续下降.‘茂谷柑’果实纵横径的变化趋势显示，果实生长的关键期为8月中旬至11月中下旬.

图2 ‘茂谷柑’果实纵横径及其净增长量的变化Fig.2 Changes in fruit transverse diameter and vertical diameter, and net growth variation of ‘Murcott’ fruit

2.3 ‘茂谷柑’果皮厚度的变化

对于柑橘类果实来说，果皮厚度的变化与果实裂果的发生密切相关[22]，为了进一步了解其变化规律，测定了‘茂谷柑’果实生长过程中果皮厚度的变化.从图3可以看出，随着果实的不断生长，果皮不断快速变薄，变薄最快的3个时期分别为7月初至7下旬、8月初至8月底、9月中旬至10月底.果皮快速变薄的时期与自然裂果快速增加的时期基本一致，果皮最薄的时间出现在10月底或11月初，平均厚度为1.35 mm，在此之后果皮厚度略有增加，并维持在较稳定的水平，可能与其抗寒性有关.上述分析充分说明，‘茂谷柑’裂果与其果皮的生长特性有很大的相关性，果皮迅速变薄是裂果率快速增加的主要原因之一.

2.4 ‘茂谷柑’果园土壤含水量的变化

为了了解土壤含水量的变化对‘茂谷柑’果实生长的影响，在果实生长期间，对自然条件下和灌溉条件下不同时期的果园土壤含水量进行了测定.从图4可以看出，在果实生长期间，果园土壤含水量的变化幅度较大，误差线波动也较大，总体来说，自然条件下土壤含水量的变化比灌溉条件下的大，有灌溉措施的土壤含水量始终较高.自然条件下的土壤含水量从8月中旬至11月中下旬始终保持在较低的水平，其中以9月底至10月初的含水量最低，平均只有11.4%.上述分析表明，本试验所在的‘茂谷柑’生产繁育基地果园土壤的缺水期集中在8月中下旬至11月中下旬.

图3 ‘茂谷柑’果皮厚度的变化Fig.3 Variation in peel thickness of ‘Murcott’ fruit

图4 自然条件下和灌溉条件下果园土壤含水量的变化Fig.4 Variation in soil moisture content of ‘Murcott’ tangerine orchards under natural and irrigated conditions

2.5 控制‘茂谷柑’果实裂果的措施

‘茂谷柑’裂果是内在因素和外部环境共同作用的结果，内因是通过外因起作用的.通过对‘茂谷柑’果实的裂果率、纵横径、果皮生长及果园土壤含水量等情况的观察，结合多年种植经验，采用合理的灌溉措施可有效控制裂果率.从图5可以看出，在8月上中旬，灌溉条件下和自然条件下的果实裂果率基本一致，均维持在较低水平.从果园土壤含水量的变化(图4)可以看出，8月上中旬土壤水分比较充沛，含水量在15.5%以上，不存在缺水的问题，加上这个阶段果皮也相对较厚，裂果发生少，这说明土壤含水量和果皮厚度是影响裂果的关键因素.8月中旬以后，随着果实生长和果园土壤含水量的变化，自然条件下的裂果率高达19.50%，平均18.27%；而有灌溉措施的果园，裂果率维持在一个较低水平，最终可控制在5.0%左右.因此，合理灌溉可以有效防止‘茂谷柑’裂果.

图5 自然条件下和灌溉条件下‘茂谷柑’果实裂果率的变化Fig.5 Variation in fruit cracking of ‘Murcott’ tangerine under natural and irrigated conditions

3 讨论

裂果是果树生产上存在的一个普遍问题[14,24].导致柑橘类果实的裂果有遗传的因素也有环境条件的因素[23].本试验结果显示：‘茂谷柑’果实裂果率两次增大的高峰期与其纵横径增长的高峰期基本一致，分别在9月上旬和10月上旬，裂果率的增加及果实膨大直到11月下旬才开始减缓；同时在果实生长的过程中，横径的增长量始终大于纵径的增长量，这是果实呈典型的扁圆形的内在因素.研究表明，柑橘类果实呈扁圆形更易发生裂果[25].陈苑虹等[26]研究表明，玉环柚不同形状果实表面积的膨大速率、采后果实临界爆破压力等方面存在差异，梨形果的临界爆破压力极显著大于扁圆形果[26].上述研究结果也说明了‘茂谷柑’扁圆形果的快速生长会使果实表面的膨大速率不一致，是导致裂果率增加的一个重要原因.本试验结果显示，‘茂谷柑’裂果率两次快速增大的时期与果皮两次快速变薄的时期相符，表明果皮的快速变薄可能是导致裂果率迅速增加的主要原因之一；同时，果皮的快速变薄在不同方向可能存在不均衡或不同步，加上果皮与果肉紧密相连不易分离的品种特性，当果实的膨压突然增大时，很容易造成裂果.在荔枝裂果的研究中，也发现类似的情况，果皮生长的不均衡，会导致裂果[27].果园土壤含水量的变化是外在因素，‘茂谷柑’果实裂果率迅速增大的时期与土壤含水量两次低点的时期相符，尤其在9月下旬至10月上旬，果园土壤含水量最低，裂果率的增幅也最大，这说明土壤含水量的降低，是导致裂果率增大的重要因素.在此期间遇突然性降水，使果实含水量骤然增加，会加剧裂果.前人研究表明，土壤含水量的变化引起柑橘树体水势的不规律变化，会增加柑橘类果实裂果[28].

采用合理的灌溉措施，使果园土壤的含水量始终保持较均衡的水平，且在临界值上，可以有效防止‘茂谷柑’裂果的发生，裂果率可控制在5.0%以下；同时，还可以采取适当的栽培措施减少裂果.前人研究表明，施钾肥对温州蜜柑的果实发育、裂果和品质有很大的影响，施钾肥可提高花蕾质量，促进幼果生长，增加果皮厚度，减轻采前裂果[29]；也有研究表明：2,4-D结合钾肥的施用，不但可以增加柑橘果皮的厚度和完整性，还可以促进果实纵向生长，降低果实的扁圆特性，可有效减少裂果[30]；增施钙肥可有效提高柑橘抗裂果的能力[31]；不同季节氮磷钾的合理配比结合钙肥的施用，可以有效防止柑橘裂果[32].初步试验表明，合理增施钾肥，‘茂谷柑’果皮的厚度一般在2.0 mm左右，配合灌溉，可使果实几乎无裂果，可以解决生产上的裂果问题，相关的试验还在进一步研究中.

4 结论

本试验结果表明，‘茂谷柑’裂果是内因和外因共同作用的结果.‘茂谷柑’果实紧实，纵横径的快速增长及果皮的迅速变薄是重要的内因，果园土壤含水量的激烈变化是外因.无喷灌措施的自然条件下，果园土壤缺水期及含水量变化幅度大的时期主要集中在8月中下旬至11月中下旬，这期间也是‘茂谷柑’果实生长的关键时期，此时土壤处于缺水状态，如遇突然性的降水，会导致裂果的增加.采用适时喷灌的措施，使土壤含水量保持较均衡并在临界值之上，可有效防止裂果，裂果率可以控制在5.0%以下.