花期喷硼对板栗光合特性和结实率的影响

王路红，袁德义，沈广宁，田寿乐，孙晓莉

(1.中南林业科技大学，a.经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室；b.经济林育种与栽培国家林业局重点实验室；c.经济林培育与利用湖南省2011协同创新中心，湖南 长沙 410004；

2.山东果树研究所，山东 泰安 271000)

板栗Castanea mollissima Bl.属壳斗科Fagaceae栗属Castanea植物，原产我国，约有500个品种资源[1]，是我国重要的经济林树种之一。空苞是影响栗实产量的重要因素之一，形成空苞的原因很多，目前认为主要与树体营养状况、授粉受精不良、胚胎发育受阻等因素相关。据已有文献报道，硼被认为是与板栗空苞形成直接相关的矿质营养元素之一[2-4]，有研究表明，当土壤中有效硼含量低于0.094mg/kg时,空苞率达80％以上[2]。植株硼素营养主要从土壤中获得，但硼在多雨季节易淋失，而干旱季节易被土壤固定，导致植株缺硼。已有关于施硼肥减轻板栗空苞率的研究报道[5-7]，但关于花期喷硼对板栗光合特性和结实率的影响的研究鲜见报道。本研究中采用花期喷施硼肥的方法，探讨硼对板栗叶片光合生理和结实率的影响，旨在为生产中降低空苞率、提高产量提供参考。

1 试验地概况

本试验于2013年5～6月在山东省泰安市山东省果树研究所万吉山试验示范基地进行。该基地属温带大陆性半湿润季风气候区，年平均降水量697mm，降水主要集中在7～8月；土质为砂壤土，微酸性，土层薄，土壤肥力一般。

2 材料与方法

2.1 材 料

试验树为2010年移栽的5年生‘燕红’，株行距3m×4m，树高2.5m，冠幅2.5m×2.5m，长势良好，常规管理，无病虫害。

2.2 试验方法

在基地内选取长势一致的‘燕红’板栗树，每3株1个小区。配制C1(0.1％)、C2(0.2％)、C3(0.3％)、C4(0.4％)和C5(0.5％)共5个硼质量分数的硼砂溶液，以喷清水(CK)为对照。分别于初花期和盛花期喷施2遍，时间间隔7d。处理结束后，于第7天在树体不同方向的中上部结果枝上分别选取成熟叶片，上午9:30用SPAD-502便携式叶绿素测定仪测定叶片叶绿素含量，上午10:00～11:30用CIRAS-2便携式光合仪测定叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)，每个处理重复3次，取平均值。9月下旬果实成熟期调查栗实产量，统计结实率。

2.3 数据分析

应用Excel和SPSS13.0软件进行数据分析。

3 结果与分析

3.1 喷硼对板栗叶片叶绿素含量的影响

花期喷施不同质量分数的硼肥，板栗叶片中叶绿素含量会有不同变化。喷施不同质量分数的硼肥后，‘燕红’板栗叶片中叶绿素含量随硼质量分数的增加呈先升高后降低的趋势(见图1)。C1、C2、C3、C4这4个处理中板栗叶片叶绿素含量比CK和C5处理的明显提高；C2和C3处理中，叶片叶绿素含量明显比其它处理高；C2处理中，叶绿素含量达到最高值47.27mg·kg-1，比对照(CK)处理叶片中叶绿素含量高9％；C5处理中，叶绿素含量基本下降至CK水平。观察叶片颜色可以看出，C1、C2、C3、C4处理中成熟叶片颜色变深变亮，叶面积大，C2处理中叶片颜色最深最鲜亮，C5处理中叶片出现卷曲和叶缘枯萎现象。

通过对叶片叶绿素含量影响的方差分析，可以得出F＝11.663(p＜0.01)，表明喷施不同质量分数硼肥对‘燕红’板栗叶片中叶绿素含量变化具有极显著的影响。由图1中多重比较结果可以看出，在喷施不同质量分数的硼肥的处理中，C2和C3处理板栗叶片中叶绿素含量变化与其它处理差异显著；C5处理中叶片叶绿素含量与CK处理差异不显著。

图1 不同质量分数硼肥对板栗叶片中叶绿素含量的影响Fig.1 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on chlorophyll content in C.mollissima leaves

3.2 喷硼对板栗叶片光合速率的影响

在花期对板栗采取不同质量分数喷硼处理后，板栗叶片光合速率(Pn)随硼肥质量分数的增加呈先升高后降低的趋势(见图2)。C2、C3处理中叶片光合速率比其它处理明显提高；C3处理中叶片的光合速率升高至最大值12.23 μmol·m-2s-1，比对照CK提高35％；C1、C4、C5处理中叶片的光合速率与对照相比变化较小。

图2 不同质量分数硼肥对板栗叶片光合速率的影响Fig.2 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on photosynthetic rate in C.mollissima leaves

对不同处理中叶片光合速率进行方差分析，可以得出F＝2.100(p＞0.05)，表明喷施不同质量分数的硼肥对‘燕红’板栗叶片光合速率的影响不显著。

3.3 喷硼对板栗叶片气孔导度的影响

在板栗花期采取不同质量分数硼肥处理后，板栗叶片气孔导度(Gs)随硼质量分数增加呈先升高后下降的趋势(见图3)；C3处理中叶片气孔导度达到最大值140.67mmol·m-2s-1，比对照CK提高了48％；C5处理中叶片气孔导度低于对照，仅为84mmol·m-2s-1。

对不同处理中叶片气孔导度进行方差分析，可以得出F＝2.378(p＞0.05)，表明喷施不同质量分数的硼肥对‘燕红’板栗叶片气孔导度的影响不显著。

图3 不同质量分数硼肥对板栗叶片气孔导度的影响Fig.3 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on stomatal conductance in C.mollissima leaves

3.4 喷硼对板栗叶片胞间CO2浓度的影响

不同质量分数硼肥处理后，板栗叶片胞间CO2浓度(Ci)随硼质量分数的增加呈先升高后降低的趋势(见图4)。C3处理中板栗叶片胞间CO2浓度达到最大值210 μmol·mol-1，比对照提高35％。

图4 不同质量分数硼肥对板栗叶片胞间CO2浓度的影响Fig.4 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on intercellular CO2 concentration in C.mollissima leaves

对不同处理中叶片胞间CO2浓度进行方差分析，可以得出F＝5.070(p＜0.05)，表明喷施不同质量分数硼肥对‘燕红’板栗叶片胞间CO2浓度具有显著的影响。由图4中多重比较结果可以看出，在喷施不同质量分数的硼肥处理中，仅C3处理中‘燕红’板栗叶片胞间CO2浓度与对照差异显著。

3.5 喷硼对板栗结实率的影响

不同质量分数硼肥对板栗结实率具有明显的影响，随硼肥质量分数的增加，‘燕红’板栗的结实率呈先上升后降低的趋势(见表1)；C3处理中结实率达到最高值71.33％，为对照的2.2倍；各处理间差异显著。观察发现，硼肥质量分数小于0.4％时，板栗结实率比对照显著提高，坚果饱满，光泽鲜亮；在C5处理中，当喷施硼肥质量分数为0.5％时，板栗的结实率有所下降，出现坚果颜色灰暗、颗粒变小的现象。

4 结论与讨论

硼在植物核酸的生物合成、维持细胞壁结构的完整性和稳定性、维持叶片功能和结构中具有重要作用[8-9]，且通过影响叶绿素和花粉萌发而抑制植物的生理生长和生殖生长[10]。Lee[11-13]等分别在对向日葵和油菜的研究中发现，缺硼引起叶绿体膜膜层碎片化和液泡化，叶绿体数量和体积大大减少，叶片结构功能被破坏。充足的硼对植物维持叶绿体和叶片结构功能的稳定性、对叶片的光合作用具有重要作用[14-15]，缺硼使桑树叶片的光合作用比健康桑树叶片低21％左右[16]；吴礼树[17]和许根娣[18]等分别在硼对棉花和大豆生长的影响研究中也有类似报道。硼是板栗生长必需的微量元素，缺硼和硼害之间的界限狭窄，在农业生产中一定要掌握好作物所需最适浓度。

表1 喷硼对板栗‘燕红’结实率的影响及方差分析†Table 1 Effect of spraying boron fertilizer on fruit-setting rate of ‘Yanhong’ and variance analysis

‘燕红’为我国北方主栽板栗品种之一，坚果栗实饱满，色泽棕红鲜亮，大小适中，但在生产中空苞率较高，在山东的结实率平均为30％～40％[2]。本试验中结果显示，在板栗花期喷施不同质量分数的硼肥，板栗叶片的光合特性和结实率具有显著的变化，随着硼质量分数的增加，叶绿素含量、光合速率、气孔导度等指标均呈先升高后降低的趋势；花期对板栗喷施适宜浓度的硼肥可显著提高‘燕红’的结实率和外观质量，从而增加产量和效益；硼元素的适宜质量分数为0.2％～0.3％，硼肥质量分数为0.3％时，‘燕红’板栗叶片光合特性和结实率指标最优，质量分数超过0.3％时叶绿素含量、光合特性等指标均下降。

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