陈思婷,刘 蕊,卢丽兰
(中国热带农业科学院椰子研究所/农业农村部文昌椰子种质资源圃,海南 文昌 571339)
椰子(Cocos nucifera)属于棕榈科椰子属[1],是典型的热带经济作物,主要种植于亚洲、非洲、美洲及大洋洲,是热带地区国家重要的油料和纤维出口作物[2]。根据FAO(http://www.fao.org/faostat/zh/#home)的数据,2018年椰子的收获面积达到1238.3万hm2,其中中国为3.68万hm2,约占世界总面积的0.30%;2018年椰子的产量达到6186.5万t,其中中国为40.3万t,约占世界总产量的0.65%。在中国,约95%的椰子分布在海南省[3]。椰子产业的年加工产值达到了200多亿元,是海南省的重要经济支柱。由于缺乏加工原料,椰子产业的加工用果90%以上依赖进口[4]。海南种植的椰子品种95%以上是海南传统的本地高种椰子,该品种结果迟、产量低,不能满足市场需求[5-7]。中国热带农业科学院椰子研究所选育出的‘文椰2号’‘、文椰3号’‘、文椰4号’3个椰子新品种,具有株型矮、结果早、产量高的特点,可有效改善国内椰子供不应求的现状。这3个品种椰子果色鲜艳、椰水清甜,深受旅游市场青睐,市场售价高于普通高种,因此广受种植户欢迎[8-10]。鉴于‘文椰2号’‘、文椰3号’‘、文椰4号’3个椰子新品种在生产上的重要性,笔者对影响其产量的年花序数量、每个花序雌花数量及坐果率情况进行研究,旨在找出其开花结果的规律及影响其产量的因素,为椰子育种工作提供参考。
研究于2017年1—12月在中国热带农业科学院椰子研究所试验基地开展监测和观察,采集和统计椰子开花和结果情况。
以‘文椰2号’、‘文椰3号’、‘文椰4号’3个椰子品种为试验材料,试验材料种植于中国热带农业科学院椰子研究所半岛基地,每个品种选择处于稳产期的植株15株。
随机选取生长均匀一致、没有施水肥的3个椰子品种植株各15株,椰子是一年四季开花结果的经济作物,因此,于开花期(2017年1—12月)每月观测1次供试植株花序开放情况、雌花数量;于结果期(2017年1—8月),每月观测1次供试植株的果串坐果率情况,直至果串达8月龄截止(8月后椰子坐果趋于稳定,8月的椰子坐果率是椰子的当年的最终坐果率)[11]。椰子年产量计算如式(1)。
利用Excel进行数据处理和作图,利用SPSS软件进行方差分析和多重比较。
不同月份花序抽生规律分析(表1)表明,3个椰子新品种均在8月开放花序最多;其中,‘文椰2号’和‘文椰3号’8月开放的花序数与7月、9月无显著差异,但显著高于1—6月和10—12月;‘文椰4号’8月开放的花序数显著高于全年的其他月份。‘文椰2号’、‘文椰4号’在1月开放花序最少,‘文椰2号’中1月开放花序数与2、3、12月无显著差异,‘文椰4号’中1月开放花序数与2、3、11、12月无显著差异;‘文椰3号’2月开放花序最少,且与1、12月无显著差异。可见,不同月份椰子树开放花序数量存在显著差异,表现为高温月份开放花序数显著高于低温月份,但这种差异在不同品种中略有不同。年均花序数‘文椰4号’(16.05个/株)>‘文椰2号’(12.85个/株)>‘文椰3号’(12.36个/株)。
表1 椰子花序抽生数量 个/株
不同椰子品种雌花分布规律研究(表2)表明,‘文椰2号’、‘文椰3号’、‘文椰4号’的单个花序的雌花数量均在8月达到最高值。但‘文椰2号’和‘文椰3号’在8月的雌花数量显著高于其他所有月份;而‘文椰4号’在8月的雌花数量仅与1—3、10—12月的雌花数量差异显著,与4—7月和9月的雌花数量差异不显著。不同月份的雌花数量存在显著差异,基本表现为高温月份雌花数量显著高于低温月份,但是3个品种的表现略有不同。单个花序月平均雌花数量‘文椰4号’(24.66个)>‘文椰2号’(16.00个)>‘文椰3号’(13.91个)。
表2 椰子花序中雌花数量 个/花序
根据表1和表2计算可知,每棵树全年总雌花数量‘文椰4号(’415.10个)>‘文椰2号(’234.93个)>‘文椰3号’(193.64个),雌花数量是该品种当年的产量潜力值[5],因此产量潜力‘文椰4号’>‘文椰2号’>‘文椰3号’。
图1结果显示,在1月3个品种的坐果率均是最高的,随着月龄的增加坐果率逐步降低;其中1—2月坐果率下降幅度较大。从品种看,‘文椰2号’、‘文椰3号’的坐果率相差不大,‘文椰4号’的坐果率始终低于前2个品种,且随着月龄的增加差距逐渐增大。8月时最终坐果率‘文椰2号’为19.67%、‘文椰3号’为18.83%、‘文椰4号’为9.52%。
图1 3个品种植株不同月龄坐果率
根据式(1),结合表2的雌花总数量和当年的最终坐果率,可计算出3种椰子当年的产果量,表现为‘文椰2号’(46.21个)>‘文椰4号’(39.51个)>‘文椰3号(36.46个)’。
根据研究结果‘,文椰2号’单株全年雌花数量为234.93 个 ,‘ 文 椰 3 号 ’为 193.64 个 ,‘ 文 椰 4 号 ’为415.10个,其潜在产量潜力值分别为19.67%、18.83%和9.52%,可以计算出‘文椰2号’‘、文椰3号’和‘文椰4号’单株全年产果量依次为46.21个、36.46个和39.51个,理论产果潜力‘文椰2号’>‘文椰4号’>‘文椰3号’,该试验的数据是在供试植株没有施肥和病虫害防控措施的情况下采集的,这是理论上椰子产果量潜力估算方法。在实际生产中,通过水肥管理和病虫害防控,3个品种的实际产果量分别是‘文椰2号’为115个、‘文椰4号’为110个、‘文椰3号’为105个[7],实际产果潜力依然是‘文椰2号’>‘文椰4号’>‘文椰3号’。研究结果表明,理论产果潜力与实际产果潜力一致,但加强水肥管理和病虫害防控,总产果量明显提高,可见栽培管理对于3个椰子品种产量的影响很大。但即便如此,潜在的产能依然没有被充分挖掘,栽培管理措施仍有很大的发挥空间。
3个供试品种的开放花序数及每个花序的雌花数量在不同月份间存在显著差异,而且两者的表现相对一致,均在8月达到最高值,1、2、11月达到最低值。8月是海南全年温度最高的月份之一,也是降水丰沛的月份之一,而1、2月则是气温最低的月份,也是当地的旱季。由于椰子是典型的热带喜光作物,在高温、高湿、阳光充足条件下生长发育良好,因此低温、干旱等因素可能会影响花序数量及雌花数量,进而影响生产潜力。印度的一项研究表明,极端干燥的条件导致椰子产量下降[12]。相关报道也认为,椰子花序开放后通常需要11个月的时间才能完全发育成椰果[13],因此,椰子的产量会受气候条件,特别是开花后气候条件变化的影响[14]。同时,根据Perera等[15]的相关报道,椰子的花发育起始时间是在花序开放2年多以前,他们将椰子花序发育过程分成了26个阶段,其中-1阶段是单花成熟期,雌雄花确定的时期处于-4阶段。可见雌花数量并不是由花序开放时的因素决定,而是由花芽性别分化时的因素决定。结合本试验的结果,出现了一个问题,椰子树在高温、多雨的条件下开放更多的花序和雌花的保障机制,值得今后深入研究。
影响雌花形成的因素很多。外部因素主要为温度、光照、肥料等,内部因素主要为植物激素。例如低温能够促进黄瓜的雌花分化,而高温促进雄花的分化[16];适当的短日处理可以促进丝瓜雌花的分化和果实产量提高[17];配方施肥、喷施微量元素对促进板栗雌花芽分化有显著影响[18];增施磷肥可以增加红油大板栗的结果枝雌花数,施磷量水平与结果枝雌花数呈正相关关系[19];IAA可能在板栗雌花发育过程中起重要作用[20]。因此,通过研究椰子花芽分化的影响因素,确定利于雌花形成的决定性条件,可以极大地提高椰子产量潜力。
3个品种的坐果率均随着月龄的增加而降低,尤其从1月龄到2月龄,坐果率出现大幅下降。导致作物落花落果的原因很多,有气候条件的影响,也有作物自身因素的影响。刘明鸣等[21]认为,大樱桃的落果高峰有2次,第一次生理落果主要原因是受精不良和胚乳发芽受阻,第二次生理落果是由于供应果实生长的同化养分不足。树体营养不足是引起柑橘第1次、第2次生理落果的主要原因,此外,柑橘落花落果还与花器发育不正常、受精不良、气候因素影响等有关,能够导致幼果脱落较多[22]。枣树生理落果主要是营养不良引起的,可通过改善花期和花后树体营养状况减轻落果[23]。激素喷施可以显著提高草果的坐果率[24]。Abeywardena和Mathes[25]进行的一项研究表明,椰子2/3的幼果在花序开花后的前4个月内脱落,而造成这一现象的原因可能是极端天气事件如高降雨和高温。椰子落果方面的研究不多,落果原因不明确,不能针对性地解决落果现象。后续的研究中,需要从外在、内在2个方面研究导致椰子落果的影响因素,并针对这些因素提出解决办法。如果通过人为措施提高1—2月龄果的坐果率,可以很大程度上提高3个品种的产量。