植物生长调节剂在苹果采前防落上的研究进展*

2023-06-02 23:13王欢欢王久照姜继元陈奇凌
新疆农垦科技 2023年5期
关键词:落果氧基调节剂

王欢欢,王久照,姜继元,陈奇凌

(新疆农垦科学院林园研究所∕库尔勒香梨种质创新与提质增效兵团重点实验室,新疆 石河子 832000)

苹果属蔷薇科苹果属植物,是一种受大众喜爱且富有多种营养元素的水果[1]。有部分品种存在较重的采前落果现象,进而降低了果园的产量,致使果农收益减少,影响苹果产业的健康发展。研究发现苹果采前落果与内源激素的含量变化有关[2],果柄、果台和离层部位的ABA∕IAA随着果实成熟逐渐升高,进而提高了离层组织细胞壁分解酶的活性及离层组织对乙烯的敏感性,促进离层形成和落果。也有研究表明外源植物生长调节剂可以改变果树内源激素水平和不同激素间的平衡关系[3],促进果实着果,改善采前落果现象,且植物生长调节剂相较于其它防落化学药剂更绿色、更高效。本文对目前国内外有关苹果采前防落植物生长调节剂的研究进展进行梳理,以期为生产实践提供参考。

1 萘乙酸

萘乙酸(NAA)是一种人工合成的生长调节剂,采前外施NAA能促进果实内源激素的平衡,活跃形成层活动,防止果柄过早产生离层,从而达到防落效果[4]。目前有不少学者对NAA的采前防落方面进行过研究,发现“首红”苹果采前60天喷施2~3次40 mg∕L 的NAA可以明显推迟落果[5],采前一个月对经营管理一致的元帅系苹果进行30 mg∕L NAA喷施处理(每半月喷1次,共喷2次),喷施NAA后的果树落果率仅为6.6%。调查还发现外施NAA不仅可以有效防止落果,还可以促进果实着色,提高果实硬度和品质[6]。Ozturk B等[7]发现“乔纳金”苹果采收前4周和2周喷施10 mg∕L NAA能显著降低果肉硬度,但对乙烯的合成和防落果的影响不显著。“Red Chief”苹果对NAA的敏感性较低,预采收前4周和2周施用2次NAA后的防落效果仍不明显[8],但采收前2周进行20 mg∕L的NAA喷施处理,能有效提高“蜜脆”苹果坐果率,相较于对照,NAA处理的坐果率提高了27%[9]。

2 氨基乙氧基乙烯甘氨酸

氨基乙氧基乙烯甘氨酸(AVG)是一种乙烯合成抑制剂,其可以通过抑制1-氨基环丙烷羧酸(ACC)合成从而降低乙烯合成,进而达到延缓果实成熟和防落果的效果[10]。实际生产中,不同品种防落果处理所需的AVG浓度存在一定差异。研究发现[7],“乔纳金”苹果采收前8周或4周一次性施入225 mg∕L的AVG比分次施入更有效,且与对照相比,AVG处理显著降低了采前落果率,减缓了果肉软化及淀粉降解速率,进而延缓了果实成熟。“蜜脆”苹果采收前2周进行125 mg∕L的AVG处理就能显著提高坐果率[9],“Red Chief”苹果采收前4周施用150 mg∕L、300 mg∕L 和600 mg∕L的AVG均能显著降低采前落果率[8],“Delicious”苹果最佳采收期前2~6周施用125 mg∕L的AVG即能显著降低落果率,且对采收后果实的色泽和可溶性固形物含量基本无影响[11]。AVG不同时间段喷施效果不同,“McIntosh”果实采收前1~6周施用AVG,即可有效控制落果,采收前1周或2周施用即可延长收获期,采收前4~6周施用通常会降低果实成熟相关的参数,施用后10~14 d才能发挥效果,延缓果实脱落[12]。此外,AVG作为一种天然氨基酸,不仅高效,而且具有使用安全、稳定性好的特点,是值得大力推广使用的植物生长调节剂。

3 3,5,6-三氯-2-吡啶氧基乙酸

3,5,6-三氯-2-吡啶氧基乙酸(3,5,6-TPA)是一种人工合成的生长素类植物生长调节剂,应用在一些果树上可以有效增大果实体积,目前国外研究较多。2008年有学者发现[13]以色列的主栽品种“Delicious”和“Jonathan”采前极易发生落果,采收前2周施用40 mg∕L的3,5,6-TPA或在采收前4周和2周施用30 mg∕L的3,5,6-TPA均能显著减少“Delicious”和“Jonathan”苹果的落果,提高产量,且对采收和贮藏达9个月的果实品质无不良影响。Reig C等[14]对同为蔷薇科的枇杷进行了相关试验,发现在“Algerie”枇杷果实生长旺盛期或生长旺盛期后一个月施用15 mg∕L的3,5,6-TPA就能显著加快果实的生长,果实直径也较对照增加了10%,处理还通过降低果实细胞膨压和水势提高了水分吸收、碳水化合物含量及果实大小。

4 2,4-滴丙酸

2,4-滴丙酸(2,4-DP)是一种苯氧基化合物,近几年作为除草剂被广泛应用于植物中,又因为外源施加2,4-DP可以恢复果实成熟时果台与果柄间降低的结合力[15],所以也可用于果树的采前防落。李培华等[16]对2,4-DP在苹果上的控制落果效应进行了研究,发现在‘新红星’苹果采前12、20或27天喷布一次20 ppm的2,4-DP能显著控制落果率,推迟采前落果时间,减轻落果强度,“元帅”苹果采前21天进行相同浓度的2,4-DP处理亦能达到显著的采前防落效果,且处理对采收后果实的单果重和品质均无不良影响。Patricia G等[17]对阿根廷高山谷地区的“Braeburn”苹果进行0.05%和0.10%的2,4-DP喷雾处理,结果发现处理后的落果率分别为4.90%和2.94%,较对照分别降低了75.76%和85.23%,达到了很好的防落效果,可见2,4-DP药剂的施用时间和施用浓度应随品种进行调整。此外,施用2,4-DP要尤其注意气温的变化,高温施用容易产生药害,所以最好在早晚喷施,尽量避免在中午太阳直射时用药。

5 2-甲基4-苯氧丁酸乙酯

2-甲基4-苯氧丁酸乙酯(MCPB)具有植物激素的活性,也是一种苯氧基化合物。早在1992年就有日本学者[18]对MCPB的防落效果进行了研究,研究发现对“津轻”苹果施用30 ppm、50 ppm、70 ppm的MCPB喷布两次,均有显著防落的效果,且处理后果实的硬度、酸度降低、糖度增加,成熟期提前。MCPB的防落效果依品种而异,对“津轻”和“红星”品种进行30 ppm的MCPB喷施处理有显著的防落效果,而对“乔纳金”品种则无效,对“王林”品种喷施则会加重落果的发生[19]。因此,使用MCPB时,必须考虑品种因素,又因MCPB的持效期较短,所以增加喷施次数可以提高抑制落果效果,但是喷施次数过多对果实品质有不利影响。此外其与其它杀虫剂、杀菌剂农药混合使用,会降低效果,一般不要与其它农药一起使用。

6 赤霉素

赤霉素(GA3)是促进植物生长的激素,有研究[20]对不同时期的正常果和落果中的内源激素含量进行了比较,发现正常果中GA3含量更高,高水平的GA3能抑制落果,而外源施加GA3可以增加果实中的GA3含量,进而达到防落的效果。“蜜脆”苹果采前一个月喷施3种不同浓度(分别是50 mg∕L、100 mg∕L和200 mg∕L)的GA3后发现100 mg∕L和200 mg∕LGA3处理下的落果率高于对照,50 mg∕LGA3处理下的落果率仅略低于对照。说明‘蜜脆’苹果防落的GA3适宜浓度应低于50 mg∕L[21]。GA3对同为蔷薇科的梨也有显著的防落果效应,试验表明[22],于满天红梨采果前1个月进行50~200 mg∕L的GA3的喷布处理,均有极显著的防落效果,其中100 mg∕L的效果最佳,其提高坐果率和品质方面的作用还有待研究。

7 氯吡脲

氯吡脲(CPPU)是一种新型高效植物生长调节剂,生物活性比6-BA高10倍以上,在果树上具有促进细胞分裂、果实膨大,提高坐果率的效果[23]。细胞分裂素(CTK)具有拮抗乙烯和延缓果实衰老的作用[24],CPPU处理恰好能提高核果类果实中的CTK和IAA含量,延缓果实成熟。目前CPPU作为防落剂,在荔枝果树上研究较多,有研究发现采前喷施10~80 mg∕L均能降低落果率和改善果实品质,其中40 mg∕L处理效果最佳,能显著提高单果重[25]。在苹果上的应用主要集中在促进生长、增大果实、改善品质等方面,采前防落方面还有待进一步研究。

8 对氯苯氧乙酸钠

对氯苯氧乙酸钠(PCPA)是生产上广泛应用的苯酚类生长调节剂,其能通过抑制植物体内脱落酸的生成,达到防止落叶、落花、落果的作用。有研究[26]以五年生盆栽苹果为试材,在成熟期前25 d,分3次,每次间隔10 d喷施PCPA(15 mol∕L、25 mol∕L、35 mol∕L),结果发现对“礼泉短枝”和“短枝华冠”进行全树喷施后,果实挂树期显著延长,而对于“新红星”来说,只有较高浓度的PCPA能显著延长果实挂树期,低浓度则无显著效果,可见其效果因品种而异。喷施防落素时最好在晴天早晨或傍晚进行,切忌中午喷施,以防引起叶片皱缩变形等药害。此外,防落素容易潮解,所以最好存放在带盖的玻璃瓶或塑料瓶中,用塑料袋包扎好。

9 水杨酸

水杨酸(SA)是一种植物内源酚类物质,能对植物的代谢起到调控作用,外源SA可以通过抑制乙烯的合成、活性氧代谢以及膜脂过氧化等延缓苹果果实的衰老进程[27]。近几年SA在苹果上的应用主要集中在促进幼苗生长、采后保鲜及抗病等领域,苹果采前防落上外源施加SA的研究较少。但有学者[28]对同属于蔷薇科的李进行了这方面的试验研究,在李果实硬化后10 d和20 d 叶面喷施药剂,结果发现SA0.15×10-3mol∕L处理显著降低了李落果率,提高了产量及果实中抗坏血酸、总糖和还原糖含量。此外,还降低了果柄细胞壁降解酶中的纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶和葡聚糖酶的活性,进而显著减少了落果和提高了果实品质,为以后在苹果上进行研究提供了参考。

10 多胺

多胺(PA)是生物体代谢过程中产生的具有较高生物活性的、低分子量脂肪族含氮碱,其具有刺激生长,延缓衰老的作用。目前高等植物中比较常见的有腐胺(Put)、尸胺(Cad)、亚精胺(Spd)、高亚精胺(Hspd)、精胺(Spm)和鲱精胺(Agm)等,其中的Spm和Spd能抑制苹果果实和原生质体中乙烯的产生及转化,所以其具有抗衰老功能[29],但是目前多胺在苹果上的研究主要集中在光合作用、叶片再生和花芽分化等方面,在采前防落上的研究较少,因其抗衰老功能,今后可以尝试研究其对苹果防落的效果。

目前,植物生长调节剂在调控果树生长发育上发挥了重要作用,已经成为果园高质高产和提高果实商品性的主要措施之一,施用范围和区域也有逐步扩大的趋势,因此筛选和开发低毒、高效、适用性广和使用安全等的植物生长调节剂尤为重要,这也是未来的发展方向之一。采前防落措施主要包括病虫害防治、水肥管理和植物生长调节剂应用等几种类型,本文所述的这10种植物生长调节剂在解决采前防落上都能发挥一定的作用。在使用植物生长调节剂时要根据其独有的特性适时、适度、适量用药,避免产生药害,如果果树当时面临高温、旱涝、病虫害等不同问题,要针对性的选择有效的植物生长调节剂,也可与化肥、农药等配合使用,以期快速高效的解决问题。

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