喷施5-氨基乙酰丙酸与调环酸钙对‘秦脆’苹果苦痘病的预防效果

赵紫嫣, 刘 宇, 赵先飞, 于国康, 张林森

(西北农林科技大学园艺学院,陕西 杨凌 712100)

‘秦脆’是西北农林科技大学新选育出的一个非常有前景的苹果新品种,其主要特点是脆、多汁、甜、香、产量高、稳产,果实发育期约170 d,采前无落果现象[1]。但由于‘秦脆’是‘蜜脆’的杂交后代,‘蜜脆’极易在采前及长期贮藏期间发生苦痘病,品质下降[2],因此‘秦脆’在生产上经常观察到苦痘病发生。苦痘病的症状表现为果实表皮以下细胞坏死、凹陷、果实表面褐变、后期病变、果实分裂等[2]。通常来说苦痘病的发生主要在花萼端的果肉和果皮中。‘秦脆’苹果的苦痘病通常会出现在接近成熟的阶段或果实贮藏期,果面病害严重会使果品的商品率下降,进而造成较大的经济损失。一般认为苹果果实苦痘病的发生与果实发育过程中的营养失衡有关,尤其是钙(Ca)缺乏[3]。生产上为防治‘秦脆’的苦痘病,有时施钙肥次数达到8～10次以上,但是我们调查发现补钙并不能完全的解决苹果苦痘病发生的问题。苦痘病的发生与气候条件也有一定的关系[4],近年来随着黄土高原某些地区降雨量和阴天具有增加的趋势,可能导致了个别年份局部地区苹果苦痘病病害加重。因此,我们推测苹果苦痘病的发生可能与光合、蒸腾作用与钙运输等有一定的关系。还有些研究表明苦痘病的发生与修剪、果树生长旺盛情况有关,且苦痘病在近成熟阶段发生,可能与秋梢旺长造成枝叶与果实竞争钙有关。

前人的研究证明调环酸钙作为一种新型植物生长调节剂,可以抑制赤霉素的合成,抑制枝条的生长[5]。5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)是植物中所有四吡咯的常见前体,与叶绿素、血红素、西罗血红素、钴胺素和光敏色素的生物合成途径有关[6]。因此,本试验探究喷施不同浓度5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)与调环酸钙能否减少秋季新梢旺长,减少叶片与果实争钙,提高果树的光合蒸腾作用,促进钙运输,及其与苹果苦痘病的防治关系。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验点位于陕西省咸阳市乾县梁山镇,试验地经度(E 108° 21),纬度(N 34° 60),海拔880 m,该地区气候属于温带大陆性季风气候,四季分明,气候温和,年平均气温13.1 ℃,无霜期为224 d,年平均降雨量573～590 mm。试验材料为6年生的‘秦脆’苹果树,M26为中间砧,新疆野苹果为基砧。苹果在落花1个月后套袋,并进行定期生产管理。9月初分两个阶段摘除外袋和内袋。同时在陕西省宝鸡市千阳县南寨镇西北农林科技大学千阳苹果试验示范站果园进行示范验证。

1.2 试验设计

于2022年生长季共设7个处理,5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)25 mg/L、50 mg/L、75 mg/L、100 mg/L,分别在6月2日、7月2日、8月2日和9月2日分别进行喷施即每个浓度均喷施4次;调环酸钙250 mg/L在7月下旬喷施1次;5-氨基乙酰丙酸100 mg/L(于6月2日、7月2日、8月2日和9月2日进行喷施)和调环酸钙250 mg/L(7月下旬喷施1次)配合喷施,每次喷施时均以喷施清水作为对照。试验采取随机区组设计,每个处理1株树,设9个重复,所选试验树树干周长基本一致,果园其他管理措施基本一致。

1.3 光合指标的测定

在8月下旬,选择上午晴朗无云的天气,使用Li-6800便携式光合仪在喷施不同浓度5-ALA处理的果树中部不同生长枝中部选定9片叶片测定净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度。

1.4 秋梢生长量测量

每株树随机选择10个秋梢,从7月21日喷施调环酸钙处理之日起到苹果采收前,每隔1个月对其生长量进行测量,计算平均生长量。

1.5 ‘秦脆’苹果苦痘病发病率调查

在全部摘袋后果实成熟时(9月20日)调查不同浓度5-ALA、250 mg/L调环酸钙、100 mg/L 5-ALA与250 mg/L的调环酸钙配合喷施后所有树体上苹果果面发病情况,并计算发病率。

统计方法：发病率(%)=(病果数/抽取样本总数)×100%[7]。

1.6 数据与分析

采用Excel软件对数据进行分析与处理,采用SPSS 26.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 喷施不同浓度5-ALA对‘秦脆’苹果净光合速率及气体交换参数的影响

由图1可知,喷施5-ALA后苹果叶片净光合速率与蒸腾速率显著高于对照。与对照相比,喷施100 mg/L的5-ALA处理对提高净光合速率与蒸腾速率的效果最好。且气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于对照组。

图中不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。图1 喷施不同浓度5-ALA处理对苹果叶片光合作用参数的影响

2.2 喷施调环酸钙对‘秦脆’苹果秋梢生长的影响

由表1可知,7月21日即处理前测的的秋梢长度为1 cm左右,8月20号测得对照秋梢长度为6 cm,而喷施250 mg/L 调环酸钙1次的秋梢长度为2.4 cm左右,9月20号测得对照秋梢长度为9.9 cm,而喷施250 mg/L 调环酸钙1次的秋梢长度为4.7 cm左右,与对照相比,减少了约52.5%。喷施调环酸钙在一定程度上可以抑制秋梢旺长。

表1 喷施调环酸钙对‘秦脆’苹果秋梢生长的影响

2.3 不同喷施处理对‘秦脆’苹果苦痘病的预防效果

由表2可知,对照组发病率为12.5%,喷施25 mg/L、50 mg/L和75 mg/L的5-ALA后苹果苦痘病的发病率分别为11.7%、12%和9.9%,与对照相比没有显著降低发病率。而喷施100 mg/L的5-ALA后苹果苦痘病的发病率为7.7%,喷施250 mg/L调环酸钙后苹果的苦痘病发病率为8.6%,与对照相比均显著降低。喷施100 mg/L的5-ALA与250 mg/L调环酸钙相结合处理后苹果苦痘病的发病率显著降低,发病率为5.5%,与对照相比,降低了56%。说明在田间管理条件下,100 mg/L的5-ALA与250 mg/L调环酸钙配合喷施对秦脆苹果苦痘病的防治效果较好。

表2 喷施不同浓度5-ALA与调环酸钙后‘秦脆’苹果苦痘病的发病率

3 讨论与结论

以往关于苦痘病的研究表明,苦痘病的发生可能是钙缺乏或钙分配和分布异常的结果[8]。然而,喷钙的功效每年都有所不同,并受到树内其他矿物质的含量、喷雾覆盖率和气候变化等的影响[8]。所以单喷施钙进行补钙并没有很好的解决‘秦脆’苦痘病发病率高的问题。因此本试验在加强钙补充的基础上来研究喷施5-氨基乙酰丙酸与调环酸钙增加钙运输与减少叶果争钙对‘秦脆’苹果苦痘病的预防效果。光合作用是一个非常重要的生物合成过程,几乎影响到大多数植物生长和发展的所有阶段[9]。调查表明,2021年陕西乾县阴雨天较多。果树进行光合作用所需的光照很可能不足,因此,我们认为‘秦脆’苹果生长发育过程中的光合作用在乾县地区受到光照不足的影响,光合产物少,蒸腾拉力小,造成钙运输少。一些果园的苦痘病的发生率高达30%～40%。而在2022年,阴雨天减少,乾县地区的苦痘病发病率大大降低。其发生率大多在10%～20%。本试验表明,与对照相比喷施100 mg/L的5-氨基乙酰丙酸能够显著提高果树的光合作用强度与蒸腾速率,且气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于对照组。还有研究表明胞质内与胞外的 Ca2+浓度还受到蒸腾速率的调控[10],蒸腾速率的提高或可促进果树将土壤中的钙向上运输。一些研究证明调环酸钙作为一种新型植物生长调节剂,可以抑制赤霉素的合成,抑制枝条的生长[5],赤霉素已被证明会降低膜稳定性和钙易位,秋梢旺长加剧与果实争钙,从而加剧苦痘病[8]。因此,调环酸钙抑制赤霉素合成在一定程度上减少枝条叶片与苹果果实竞争钙离子,可以降低秦脆树苹果苦痘病的发病率。且100 mg/L的5-氨基乙酰丙酸与250 mg/L调环酸钙配合喷施后苦痘病的发病率仅为5.5%,与对照相比,降低了56%,效果显著。因此我们建议在‘秦脆’苦痘病控制中,可在土壤管理中采用增施有机肥改良土壤增强根系吸收活力,采用矮化砧木控制‘秦脆’的树势旺长,合理留果,减少特大果率。通过土壤增施硅钙镁钾肥与叶片钙硼喷施,在6月后适当控制施氮的基础上,进一步将5-氨基乙酰丙酸与调环酸钙配合喷施,对‘秦脆’苹果苦痘病会有一定的预防效果,建议在生产上示范。由于目前只是进行了苹果光合作用、秋梢生长及苦痘病的防治效果调查,其中具体作用的分子机理有待进一步探究。