柳嘉程,张祖铭,娄 伟,陈兆星,凌永河,严 翔
(赣州市柑桔科学研究所,江西 341000)
赣南属典型的亚热带季风性湿润气候,是我国最适宜栽植甜橙的区域之一[1]。赣南脐橙1 年可抽发4~6 次新梢,立秋前后抽发的一批秋梢通常在9月中旬老熟,而由于气温较高、降水充沛,老熟的枝条上随即会有大量晚秋梢萌发。晚秋梢生长推迟了树体进入休眠的时间,一定程度上削弱了树体抗寒性,若其不能充分成熟,低温天气降临时易冻死或冻伤,甚至还会牵连正常秋梢一起受冻。另外,晚秋梢抽发不仅加剧了秋季病虫危害,还会消耗树体营养,影响花芽分化与发育,翌年的花质往往较差,坐果率较低,会对产量造成不利影响[2],制约了赣南脐橙产业的发展。因此,生产中需要对晚秋梢实施严格管控。
化学控梢多用植物生长调节剂调控枝梢生长,柑橘生产中常使用多效唑控制晚秋梢,相对于抹芽、摘心等措施,更加省工省力,符合规模化生产的要求[3-4],但用量较大、降解较慢、残留期较长、环境风险较大,长期使用会影响果品质量安全和环境安全[5]。调环酸钙和缩节胺在抑制葡萄、苹果、核桃等果树新梢生长方面表现出一定效果,但在柑橘类果树尤其是脐橙中鲜有报道。本研究以2 年生纽荷尔脐橙幼树为材料,探究不同浓度的调环酸钙和缩节胺对晚秋梢生长的控制效果,旨在为赣南纽荷尔脐橙枝梢生长调控的省力化技术的研发提供依据。
试验于2019 年9—11 月在赣州市柑桔科学研究所基地育苗圃进行,地处东经114°85′、北纬25°78′,海拔117 m,属亚热带季风气候,年平均气温18.9 ℃,极端最高气温40.4 ℃,极端最低气温-7 ℃,平均年降水量1 605 mm,无霜期287 d,平均年日照时数1 813 h。
供试材料为大小和长势相近、1 年内未施用三唑类植物生长调节剂的2 年生枳砧纽荷尔脐橙幼树60 株,均栽植于底面直径24 cm、高度32 cm 的黑色塑料营养袋中。种植土壤与基质的配比为本地黄壤土(pH 值4.34、碱解氮含量52.40 mg/kg、有效磷含量460.90 mg/kg、速效钾含量221.10 mg/kg、有机质含量16.70 g/kg)∶椰糠∶珍珠岩∶蛭石=20∶20∶2∶1。
供试药剂包括:调环酸钙(安阳全丰生物科技有限公司生产,有效成分含量5%,泡腾粒剂)、缩节胺(杭州木木生物科技有限公司生产,有效成分含量99%,粒剂)、多效唑(四川润尔科技有限公司生产,有效成分含量15%,可湿性粉剂)。
分别于晚秋梢零星萌发时(9 月8 日)和萌发7 d 后(9 月15 日),叶面喷施75、100、125、150 mg/L 的调环酸钙和50、75、100、125 mg/L 的缩节胺,并设置叶面喷施750 mg/L 的多效唑处理与上述2 种控梢药剂进行比较,空白对照为叶面喷施清水。在第1 次施药前,抹去零星抽发的晚秋梢嫩梢,随后持续对萌发的新梢进行挂牌标记。每个浓度为1个处理,2 株为1 个小区,随机区组排列,每处理3 次重复,所有小区施肥、灌水、病虫害防治等管理措施一致。
(1)晚秋梢生长指标的测定。11 月7 日(晚秋梢老熟后)统计晚秋梢数量和叶片数;用直尺测量晚秋梢长度;用数显游标卡尺测量自枝梢顶端数第3 节的长度作为晚秋梢节间长度,测量基部1 cm处的直径作为晚秋梢粗度,分别取平均值;并计算各处理中长度<5 cm、5~10 cm、10~15 cm、15~20 cm、≥20 cm 的晚秋梢所占比率。
(2)晚秋梢叶片叶绿素含量(SPAD 值)的测定。11 月7 日15:00 用SPAD-502 型叶绿素仪(日本KONICA MINOLTA 公司)测定所有处理晚秋梢叶片SPAD 值。测量前先用柔毛刷除去叶片表面的泥沙及灰尘,并对叶绿素仪进行标准白板校正,随后每个小区随机选择6 条晚秋梢,测量自梢顶端向下第3 片叶的SPAD 值,所选的叶片结构完整且无病虫危害,测定时避开叶脉,在叶片主脉两侧各测定1 个点,取其平均值作为单片叶的SPAD 值,每处理3 次重复。
采用Excel 2010 对试验数据进行统计分析,采用SAS 9.4 软件以邓肯氏新复极差法进行差异显著性分析。
如表1 所示,与空白对照相比,不同浓度的调环酸钙和缩节胺处理均降低了脐橙晚秋梢的数量、长度、节间长度和叶片数。其中,150 mg/L 调环酸钙处理每株晚秋梢数量为5.00 条,与空白对照相比减少了77.61%,与750 mg/L 多效唑相比减少了55.87%,抑制抽梢的效果最显著;75 mg/L 缩节胺处理同样显著抑制了晚秋梢抽发,但效果不及150 mg/L 调环酸钙处理明显。在抑制晚秋梢伸长方面,750 mg/L 多效唑的作用最明显,晚秋梢新梢平均长度和节间长度分别为3.55 cm 和0.97 cm,均低于空白对照、调环酸钙和缩节胺处理组;150 mg/L 调环酸钙处理的晚秋梢平均长度和75 mg/L 缩节胺处理的晚秋梢平均节间长度分别为5.50 cm 和1.20 cm,与空白对照相比也均显著下降。喷施不同浓度调环酸钙和缩节胺对晚秋梢粗度影响不大,而750 mg/L多效唑处理较空白对照和50 mg/L 缩节胺处理而言,新梢粗度显著增加。另外,150 mg/L 调环酸钙、75 mg/L 缩节胺、125 mg/L 缩节胺以及750 mg/L 多效唑处理后晚秋梢叶片数量与空白对照相比均显著降低,其中150 mg/L 调环酸钙处理降幅最大。
表1 不同处理纽荷尔脐橙幼树晚秋梢生长情况
进一步对晚秋梢的长度分布进行分析,如表2所示,与空白对照相比,不同浓度的调环酸钙和缩节胺处理均降低了长度为15~20 cm 和≥20 cm 的晚秋梢比率,基本增加了长度<10 cm 的比率;随着调环酸钙浓度的上升,长度超过15 cm 和10 cm的比率均逐渐下降,而长度<10 cm 的比率逐渐上升,其中150 mg/L 调环酸钙处理后无长度超过10 cm 的晚秋梢抽发。脐橙晚秋梢长度分布与缩节胺浓度无明显的关系,但125 mg/L 缩节胺处理的长度>15 cm 和<10 cm 的比率,分别占该处理被调查新梢的2.70%和75.68%,且分别低于和高于空白对照以及其他浓度的缩节胺处理。此外,与喷施750 mg/L多效唑处理相比,喷施不同浓度调环酸钙、缩节胺处理的长度<5 cm 的晚秋梢比率均明显下降,而150 mg/L 调环酸钙处理在明显降低了10~15 cm、15~20 cm 和≥20 cm 长度晚秋梢比率的同时,还提高了长度<10 cm 的晚秋梢的比率。
表2 不同处理纽荷尔脐橙幼树晚秋梢长度分布情况
如表3 所示,喷施75、100、150 mg/L 调环酸钙处理的晚秋梢叶片SPAD 值分别为72.63、72.82和74.34,均显著高于空白对照的63.28;不同浓度调环酸钙处理间无显著差异。喷施缩节胺和750 mg/L 多效唑处理的叶片SPAD 值均较空白对照略有上升,但无显著性差异。
表3 不同处理纽荷尔脐橙幼树晚秋梢叶片SPAD 值
调环酸钙作为一种新型植物生长调节剂,在果树控旺方面表现出了显著的效果。Elfving 等[6]研究证实,单独使用125~250 mg/L 调环酸钙能在短期内降低甜樱桃新梢发生率。付艳东[7]研究表明,花前10 d 和花后10 d 叶面喷施调环酸钙能够显著抑制夏黑、早熟巨峰、赤霞珠和熊岳白葡萄副梢新梢的抽发,降低副梢的长度、节间长度和粗度,且浓度越高、使用次数越多抑制效果越显著。Atay 等[8]研究发现,125 mg/L 调环酸钙抑制了金冠苹果新梢的加长生长,能缩短新梢节间长度,而不影响单枝叶片数量。骞天佑等[4]研究发现,喷施75~300 mg/L调环酸钙显著降低了砂糖橘夏梢长度和数量。本研究结果显示,不同浓度的调环酸钙处理均降低了纽荷尔脐橙幼树晚秋梢的长度和节间长度,增加了晚秋梢粗度,增加了长度<10 cm 的短梢比率,同时降低了长度>15 cm 的晚秋梢比率,该结果与前人报道结果基本一致。150 mg/L 调环酸钙处理较其他浓度调环酸钙处理而言控梢效果最显著,但对枝梢伸长生长的抑制作用和对枝梢增粗的促进作用均弱于750 mg/L 多效唑处理,该结果与冯志中等[9]在芒果中的研究结果相吻合,可能与多效唑在抑制新梢伸长方面的活性更强有关,还需进一步试验验证。
前人研究结果表明,缩节胺通过阻碍细胞伸长与扩大来抑制植株营养生长,可以有效缩短果树新梢节间长度,降低夏黑葡萄的冬芽萌发量和新新2号核桃的营养枝长度,促进新疆早实核桃新梢增粗,但抑制新梢伸长和促进新梢增粗的效果均不如多效唑明显[10-12]。在本研究中,缩节胺处理对纽荷尔脐橙晚秋梢横向增长的促进效果低于多效唑;而与空白对照相比,75 mg/L 缩节胺处理的晚秋梢数量、节间长度、叶片数均显著降低,且长度<10 cm和>15 cm 的晚秋梢比率分别增高与降低,与前人研究结果吻合。但不同浓度缩节胺对晚秋梢的抑制效果不及150 mg/L 调环酸钙处理,且对晚秋梢长度均无显著影响,可能与浓度设置较低有关,有待进一步研究。
植物组织生长取决于细胞分裂和扩展,除了受气候条件、栽培管理等外部因素影响外,还与内源激素水平密切相关,而降低植物体内源赤霉素(GAs)含量是抑制细胞伸长、新芽萌发、茎节间增长、叶片扩大等营养生长过程的关键[13]。果树生产中常使用多效唑等三唑类植物生长调节剂抑制内源GAs合成和新梢生长,而其残留期较长、易造成树势衰弱和果实畸形等缺点愈发明显,有时甚至得不偿失[8]。调环酸钙作为环己烷羧酸类生长延缓剂,通过阻止植物体内GA20向GA1的转化,实现对活性赤霉素生物合成的抑制[14]。缩节胺则抑制了赤霉素早期合成关键酶柯巴基焦磷酸合成酶(CPS)和内根-贝壳杉烯合成酶(KS)的活性[15]。2 种药剂皆为低毒、高效、易降解、无药害残留的内吸性赤霉素抑制剂。本研究中,对晚秋梢新梢抽发的抑制效果方面,与空白对照相比,150 mg/L 调环酸钙处理后晚秋梢数量降低了77.61%,而750 mg/L 多效唑处理后晚秋梢数量降低了49.26%,前者对晚秋梢新梢抽发的抑制效果是后者的1.58 倍,且150 mg/L调环酸钙处理后长度>10 cm 的晚秋梢比率为0,低于750 mg/L 多效唑处理后的9.38%,可见,在抑制纽荷尔脐橙晚秋梢抽发和伸长方面具有取代多效唑的潜力。
SPAD 值是叶绿素相对含量,与叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素含量的显著正相关性已在柑橘[16]、葡萄[17]等果树作物中被大量证实。11 月中旬的叶片叶绿素含量(SPAD 值)不仅可以作为叶片老熟程度的衡量标准,还是常绿果树越冬前叶片营养状态的体现,是树体耐受极端低温、顺利越冬的保障。本研究中,喷施75、100、150 mg/L 调环酸钙处理均显著提高了脐橙晚秋梢叶片SPAD 值,该结果与李珊珊[5]对富士苹果和章世奎等[18]对轮台白杏进行调环酸钙处理后的结果吻合,这对于纽荷尔脐橙叶片光合效能提高和贮藏营养积累具有重要意义。虽然在果树作物中尚无调环酸钙增强树体抗寒性的相关论证,但潘明君等[19]研究发现,调环酸钙可以通过减缓叶绿素的分解、增加脯氨酸含量以及减小低温胁迫对叶片光合作用的影响,来提高烟草幼苗对低温的耐受力。因此,调环酸钙对脐橙树体抵御冻害的效果以及对冻害后相关生理指标的影响值得进一步研究。
本研究通过比较不同浓度的调环酸钙、缩节胺对2 年生纽荷尔脐橙晚秋梢生长的抑制效果,初步确定了叶面喷施150 mg/L 调环酸钙宜作为抑制脐橙幼树晚秋梢的化控方式,为柑橘省力化枝梢生长调控研究提供了数据参考和依据。在生产中可根据气候条件和实际需要,分别在秋梢老熟、晚秋梢尚未萌发时,各喷施1 次150 mg/L 调环酸钙,间隔约1 周,并严格控水控肥,可以有效抑制晚秋梢、保证成花质量、减少人工抹梢的次数和降低劳动力成本。