适度干旱和叶喷调环酸钙对设施柑橘开花的影响

余孝丰，黄贝，金龙飞，张德健，王鹏

1.浙江省农业科学院柑橘研究所，台州 318026；2.长江大学园艺园林学院，荆州434025

柑橘目前是世界第一大类水果，也是我国南方农民增收致富的重要经济作物。‘鸡尾’葡萄柚（Citrus paradiseOsbeck.）作为一种优新柑橘品种，具有酸甜可口、多汁化渣、富含功能性物质等特点，深受消费者喜爱［1］。‘鸡尾’葡萄柚是暹罗甜柚（Citrus grandisⅬ.Osbeck.）和弗鲁亚橘（Citrus reticulateBlanco）杂交选育而成，露天栽培模式下易受干旱、高温、冻害等极端气候的非生物胁迫影响表现出一年多次开花的特性，除春季正常开花外，其他季节成花量较少，而且成花质量也不高，结果偏小、皮厚、口感差。‘鸡尾’葡萄柚（Citrus paradiseOsbeck.）全年多次成花挂果，不仅浪费树体营养，甚至造成第二年春季集中成花的受阻，易表现出大小年结果现象，对树势的管理和整体经济效益造成较大的影响。柑橘设施栽培不仅能够调控果实品质，还能调整果实成熟期，进而提高柑橘种植的经济效益，而开花调控则是实现柑橘设施栽培错季成熟的关键技术。为了进一步推广‘鸡尾’葡萄柚和配套设施栽培技术，亟需开展设施调控成花的研究。

在柠檬（Citrus limon）上的研究发现，控水能够有效促进柠檬开花［2］；在温州蜜柑（Citrus unshiuMarc.）上的研究也发现，30 d的中度干旱处理能够有效促进成花［3］。调环酸钙作为一种植物生长调节剂，能够调节植物营养生长和生殖生长，提高果实品质［4］，但关于调环酸钙对柑橘成花和树势影响的研究鲜有报道。因此，本试验拟通过干旱胁迫处理和喷施调环酸钙来调控设施栽培‘鸡尾’葡萄柚的开花和树势，观察是否能在保证植株正常发育的同时实现花期调控和控制营养梢的抽发，以期为‘鸡尾’葡萄柚果实的错季上市提供理论依据及可行且易操作的开花调控技术。

1 材料与方法

1.1 供试材料、生长环境和样本采集

本试验在浙江省柑橘研究所设施避雨大棚内进行（东经121°9′30″，北纬28°38′36″）。试验材料为限根栽培的3 年生枳（Poncirus trifoliataⅬ.Raf.）砧‘鸡尾’葡萄柚（Citrus paradiseOsbeck.），栽培基质为混合土沙（V∶V=3∶1），采用水肥一体灌溉。在干旱和调环酸钙处理结束后，于2021 年10 月14 日10：00左右采集夏梢叶片和茎，每组样品取8 个生物学重复，清水洗净样品表面污物然后擦干，迅速投入液氮中，带回实验室于-80 ℃条件下保存，备用。

1.2 试验处理

试验开始前将参试的限根栽培植株浇透，待其基质含水量下降到预设值后进行控水试验。参考前人试验结果和植株叶片萎蔫情况，观察总结试验材料所需要保持的土壤含水量波动区间。干旱从8 月10 日开始持续至10 月10 日，试验期间每天16：00-17：00 时使用TZS-1K-G 土壤水分测定仪（浙江托普云农，中国）测定柑橘根围3 处不同的土壤含水量得出土壤含水量平均值，根据树体状态和蒸腾失水量补充水分，使各处理组土壤含水量保持在设定的波动范围内。本试验分3 个处理组，对照：CK，土壤含水量为17%～22%；调环酸钙处理（prohexadione calcium spraying，PC）：土壤含水量为17%～22%；干旱胁迫处理（moderate drought，DR）：土壤含水量为10%～15%，每个处理设置8 个生物学重复。PC 处理调环酸钙的喷施质量浓度为500 mg/Ⅼ，样本采集之前共喷施3 次，处理时间分别为8 月25 日、9 月15日、10月10日。药剂喷施使用小型手动式喷雾器，对全树进行均匀喷施，喷施由内及外、由上至下、均匀喷布，直至有液滴形成。2021 年10 月15 日对DR 组进行复水，之后进行正常的水分管理，促进树势恢复。

1.3 试验相关指标测定方法

分别在2021 年9 月、11 月及2022 年4 月，进行3次全树花蕾和营养枝数据统计。控水保持30 d 之后，9 月24 日10：00 时使用CIRAS-2 型便携式光合作用测定仪系统（PP2Systems，英国）对植株净光合速率进行测定。过氧化氢酶采用钼酸铵法进行测定［5］，超氧化物歧化酶采用黄嘌呤氧化酶法测定［6］。可溶性糖采用蒽酮比色法进行测定［7］，可溶性蛋白采用考马斯亮兰法进行测定［8］。淀粉用高氯酸水解为糖后测定［9］。叶绿素a、叶绿素b、过氧化物酶按试剂盒（南京建成，中国）说明书应用分光光度计进行检测。叶片非结构性碳含量根据可溶性糖和淀粉分子中的碳素比例进行换算后得到［10］、叶片总氮含量根据林业行业标准ⅬY/T 1269-1999《森林植物与森林枯枝落叶层全氮的测定》检测。叶片厚度用电子游标卡尺进行测量，叶片质量利用电子天平称量。

1.4 数据处理

试验中所测定数据用Excel 2019 软件进行处理和作图，使用SAS 8.1 软件进行统计分析，Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 土壤水分的维持

干旱期间土壤水分记录如图1 所示，DR 处理的植株根围土壤绝对含水量在15%上下浮动，低于PC处理和CK 的20%（图1）。DR 处理保持设定水分含量59 d，满足土壤控水要求。

2.2 干旱和调环酸钙对‘鸡尾’葡萄柚成花和抽发营养枝的影响

对植株成花与枝梢抽发情况进行观察统计，结果显示DR 处理植株9 月几乎没有花枝和营养枝的抽发，而CK和PC处理植株成花明显（表1）。控水试验结束恢复浇水约1 周后，DR 处理植株开始出现芽体萌发迹象，10 d 后开始露白，花苞开始萌发（图2），花期相比CK 延后约60 d，说明干旱胁迫处理可以有效调控‘鸡尾’葡萄柚的秋季开花时间。2022 年4 月再对植株开花数和抽枝数进行统计，结果显示：PC处理植株的单枝花数约为64个，DR处理的单枝花数约为64 个，均显著高于CK，而CK 植株的营养枝抽发数最高，其次为PC 处理，DR 处理最低（表1），说明干旱胁迫和调环酸钙处理能显著促进‘鸡尾’葡萄柚的生殖生长。

表1 不同时期各处理组‘鸡尾’葡萄柚植株成花和抽发营养枝数Table 1 The flowers and vegetative branches numbers of cocktail grapefruit under different treatments at various dates

2.3 干旱和调环酸钙对‘鸡尾’葡萄柚叶片生理性状的影响

2021 年11 月各处理植株生长情况（图2）显示，PC 处理相比CK 的树势差异不大，生长水平相当；DR 处理树势相比CK 有所下降，说明干旱胁迫会降低‘鸡尾’葡萄柚的生长势。PC 处理的植株叶片厚度为0.25 mm，相比于CK 增加了19%，PC 处理的植株叶片质量最高为1.52 g，相比CK增加了24%，DR处理和CK在叶片厚度和质量上无显著差异（图3A、B），表明叶喷调环酸钙可以显著提高叶片厚度和质量。

叶绿素含量测定结果显示，干旱和调环酸钙处理对叶绿素a 和总叶绿素含量均无显著影响（图3D、F），但对叶绿素b 影响较大（图3E），PC 处理的叶绿素b 含量最高为0.429 mg/g，相比于CK 显著提高115%，DR 处理的叶绿素b 含量为0.246 mg/g，相比于CK 显著提高了24%。叶片光合作用的强弱决定着植物碳同化能力的高低，测定叶片净光合速率可以了解植株的营养积累和转化能力。DR 处理的叶片净光合速率为10.08 μmol/（m2·s），相比于CK 显著降低了19%，PC 处理的叶片净光合速率相比CK明显上升（图3C）。说明干旱胁迫会降低‘鸡尾’葡萄柚植株的净光合速率，而叶喷调环酸钙对叶片净光合速率有提升作用。

2.4 干旱和调环酸钙对‘鸡尾’葡萄柚叶片碳、氮含量的影响

DR 处理的叶片淀粉含量为20.17 mg/g，相比于CK 显著降低了18%；PC 处理的叶片淀粉含量为16.04 mg/g，相比于CK 显著降低了35%，说明干旱和调环酸钙处理都显著降低‘鸡尾’葡萄柚叶片的淀粉含量（图4A）。PC 和DR 处理的‘鸡尾’葡萄柚叶片可溶性糖含量略有上升，但与CK 相比没有显著差异（图4B）。可溶性蛋白作为重要的渗透调节物质和营养物质，其含量的增加和积累能提高细胞的保水能力，对细胞的生命物质及生物膜起到保护作用。由图4C 可知，DR 处理叶片的可溶性蛋白含量最高为5.52 g/Ⅼ，相比与CK 显著提升了20%，说明干旱胁迫处理能明显提高‘鸡尾’葡萄柚叶片中的可溶性蛋白含量。

‘鸡尾’葡萄柚叶片总碳和总氮检测结果显示，DR 处理叶片的非结构性碳水化合物碳含量为21.20 g/kg，PC 处理为19.83 g/kg，相比CK 分别降低了17.89%和23.20%，均显著低于CK；而DR 和PC 处理叶片的总氮含量与CK 相比均无显著差异（图4E）。另外，DR 处理植株叶片的C/N 值为0.71，PC处理的为0.61，均显著低于CK（图4F）。说明干旱和调环酸钙处理会显著降低植株叶片的非结构性碳素含量，对氮素含量无显著影响，进而导致了‘鸡尾’葡萄柚叶片C/N比值的显著降低。

2.5 干旱和调环酸钙对‘鸡尾’葡萄柚叶片抗氧化酶活性的影响

抗氧化酶系统可以协同清除逆境产生的大量活性氧，以保证正常的细胞代谢活动［11］。由图5A 可知，PC 处理植株叶片的POD 活性为697.22 U/g，显著低于CK。不同处理植株叶片的CAT 活性数据如图5B 所示，DR 处理的CAT 活性最高为9 944.16 U/g，相比于CK 显著提高了324.7%，PC 组的CAT活性为4 004.51 U/g，相比于CK 显著提升了71%。DR处理植株叶片的SOD活性最高为984.74 U/g，相比于CK 显著提升了18%，而PC 处理则和CK 无显著性差异（图5C）。综上，干旱胁迫使‘鸡尾’葡萄柚叶片的CAT、SOD 活性显著提高，对POD 活性无显著影响；调环酸钙处理显著降低‘鸡尾’葡萄柚叶片的POD 活性，提升CAT 活性，对SOD 活性无显著影响。

3 讨论

本试验中，干旱处理的‘鸡尾’葡萄柚在10 月15日复水之后的1周开始成花，2周左右达到盛花期，相比对照能有效推迟秋季开花时间。说明本试验设定的适度干旱对‘鸡尾’葡萄柚秋季的成花具有明显的调控效应，与干旱能调控柠檬和温州蜜柑成花时间和数量的研究结果［2-3］一致。但本研究中干旱处理植株复水后成花数量相对较少，而翌年春季每枝花数显著增加，推测应与10 月15 日复水时间较迟，2021 年11 月份环境温度过低导致成花启动受阻有关。复水后成花数偏少使得干旱处理的树体营养消耗相比对照更少，有利于结果母枝养分的积累反而促进了翌年春季的成花。调环酸钙处理对‘鸡尾’葡萄柚秋季成花几乎无影响，但春季每枝花数也有增加，推测与调环酸钙能够通过调节植株C/N 比值影响生殖生长有关。李文庆等［10］曾报道干旱胁迫下砂糖橘每枝花数与枝条的C/N 比值存在显著的负相关关系，本试验发现叶喷调环酸钙后‘鸡尾’葡萄柚叶片的总碳含量以及C/N值也出现下降。

本试验中的‘鸡尾’葡萄柚在干旱处理后树势略有下降，这与柑橘经干旱处理之后，植株气孔开度会变小、叶绿素含量下降、很大程度上影响植物的生长和光合能力［12-13］，进而降低净光合速率从而影响植物物质转化和营养积累有关［14］。但叶喷调环酸钙处理植株的叶片厚度与质量、叶绿素含量、净光合速率相比对照均呈上升趋势，说明喷施调环酸钙处理能促进植株光合作用增强，有助于营养积累，可显著增强植物的抗逆生长［15］。

植株受到干旱胁迫时，淀粉水解以可溶性糖类物质形式积累，帮助植物调节渗透势，缓解胁迫［16］。本研究发现干旱会显著降低‘鸡尾’葡萄柚叶片的淀粉含量，这一结果与肖玉明等［17］在温州蜜柑上的研究一致。调环酸钙对植物糖类代谢影响的研究较少，王文玉等［18］在喷施调环酸钙对水稻产量和品质影响的研究中发现150～210 g/hm2的施用量降低了直链淀粉的积累，但在柑橘上应用的结果有待进一步的深入研究。干旱和调环酸钙处理植株叶片的可溶性糖含量轻微上升但并不显著，很可能是由于本试验干旱程度较轻（失水率＜40%）的原因导致。干旱胁迫条件下，蛋白合成受阻、分解过程加强，干旱处理叶片中可溶性蛋白含量显著增加，有助于植株调节渗透势以抵御不良环境［19］。

抗氧化酶系统活性的提高可以抑制细胞的膜脂过氧化反应，以降低逆境对细胞造成的伤害程度。本试验设定土壤适度干旱，CAT 和SOD 酶活性显著上升，有助于清除干旱胁迫带来的伤害［20-21］。调环酸钙处理同样引起‘鸡尾’葡萄柚叶片的CAT 和SOD 酶活性上升，POD 酶活性下降，起到了延缓叶片衰老的作用。因此，我们推测在适度干旱的同时叶喷调环酸钙可以防止‘鸡尾’葡萄柚的树势下降。不同的干旱程度和干旱持续时间对植株的生长有着显著的影响［22］，为进一步了解‘鸡尾’葡萄柚的成花生理，下一步将继续开展不同干旱时长、强度和调环酸钙浓度诱导‘鸡尾’葡萄柚成花的效应试验，以期获得更成熟的设施柑橘成花调控技术。

适度干旱处理可以有效推迟‘鸡尾’葡萄柚的秋季成花时间，同时降低成花数量，但造成树势略有减弱；叶喷500 mg/Ⅼ调环酸钙尽管对‘鸡尾’葡萄柚的秋季成花时间和数量没有显著影响，却能增强其光合作用和树势，有助于翌年单枝花数的增加。因此，可在‘鸡尾’葡萄柚的设施栽培上尝试通过控水调整花期，喷施调环酸钙调控树势，使二者协调形成一套有效的控花控梢技术，为设施栽培‘鸡尾’葡萄柚错季上市提供技术指导。