PR107两种割胶制度胶乳生理参数的季节变化

王岳坤　阳江华　秦云霞

摘 要 采用S/2 d3（对照）和S/2 d3+ET2% Ga2（2）6/y（刺激）2种割制对PR107第3割龄胶树割胶，分析株次产量和胶乳生理参数的季节变化。结果表明：开割第1个月（未施乙烯利），2种割制株次干胶产量（RY）、胶乳转化酶最适活性（Vmax）、蔗糖含量（Suc）、无机磷含量（Pi）、硫醇含量（R-SH）、pH值递增，总固形物含量（TSC）递减。在5～11月（包含6个刺激周期），对照割制RY基本稳定，刺激割制RY周期性变化：刺激后第1、第2刀RY递增，第5、第8刀RY递减。在7～9月（第2蓬叶稳定后），2种割制Vmax、pH值均较高。对照割制TSC在7月中旬至8月中旬超过40%，在9月上旬至11月上旬稳定在35%～36%；刺激割制TSC在6月上旬至11月上旬基本稳定在33%～35%。2种割制Pi和R-SH在5～12月呈上升趋势。与对照割制相比，刺激割制Vmax、pH值、Pi、R-SH较高，TSC、Suc较低。刺激割制年株产干胶3.21 kg，比对照割制高22.6%，树围生长量比对照割制低0.28 cm，割线死皮率比对照割制高1%，显示刺激割制的一些副作用。

关键词 橡胶树；胶乳生理参数；乙烯利刺激；季节变化

中图分类号 S794.1 文献标识码 A

乙烯利刺激是提高橡胶树胶乳产量的重要手段，刺激不仅增加胶树的排胶量，又增强乳管胶乳再生作用。关于乙烯利刺激增产机理的研究已经持续四、五十年时间[1-2]，中国在2006年颁布了《橡胶树割胶技术规程》，推广橡胶树刺激割制[3]。PR107是中国20世纪50年代从国外引进的优良无性系，产胶能力中等，晚熟，抗风力强，耐刺激，60、70年代大规模推广种植，目前仍是海南比较受欢迎的橡胶品系[2]。PR107是中国应用胶乳诊断指导采胶比较成功的橡胶品系，是研究胶乳代谢和开展分子生物学研究的重要材料。近几年，产量相关基因的克隆和表达分析是橡胶树的一个研究热点，分析基因表达的乙烯利调控模式和分析基因表达对酶活性的调控及对橡胶产量的作用是这些研究的重要内容[4-5]。由于中国植胶区气候季节性明显，橡胶树物候和产胶特性均有明显的季节变化，在不同的季节布置试验有可能获得不一致的研究结果。如何减少气象因素和橡胶树物候对试验的干扰，是获得准确、科学研究结果的关键。

尽管国内对PR107品系特性和刺激割胶方法已有很多报道[6-11]，但对胶乳生理参数季节变化的报道很少，仅莫业勇等[12]在1999年报道PR107第5割龄胶树在S/2 d2割制下，株次干胶产量和7项胶乳生理参数的季节变化。考虑目前推广的割制主要是S/2 d3以及胶乳转化酶活性调控机制是一个研究热点，本试验以PR107第3割龄胶树为材料，设置S/2 d3和S/2 d3+ET 2% Ga2（2）6/y两种割制，分析株次干胶产量、胶乳转化酶最适活性、总固形物含量、蔗糖含量、无机磷含量、硫醇含量、pH值的季节变化，比较刺激前、后刀次各项生理参数的差异，探讨胶乳生理参数与干胶产量复杂的相关性，为相关的科学研究以及割胶生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

PR107来自中国热带农业科学院试验场二队，60株，健康、生势及产量基本一致。胶树于2000年种植，2007年开割，采用S/2 d3割制。试验时间2009年1～12月，胶树在2月中旬至3月下旬抽第1蓬叶，5月中旬至6月底抽第2蓬叶， 9月上旬至10月上旬抽第3蓬叶。

据海南大学儋州气象站（距试验地2 km）观测，2009年年均温23.9 ℃，降雨量2 195 mm，5～10月的降雨量占年降雨量的93%（图1）。10月12日出现热带风暴“芭玛”，最大风速达15 m/s，当日降雨量达100 mm。

1.2 方法

1.2.1 试验设置 试验设对照、刺激2个区，每区30株胶树。对照区采用S/2 d3割制。刺激区采用S/2 d3+ET2% Ga2（2）6/y割制，拔去胶线后，在割线和割面上涂2%乙烯利水剂2 mL。刺激周期8～10刀，施药时间为2009-05-06、06-09、07-08、08-21、09-21、10-31，施药后24 h割胶。2个处理区均在04-11开割，12-12停割，全年割69刀。

1.2.2 采样日期 采样日期分布于2009年4～12月，以月-日（涂药次数～刀次）表示，即：04-11（0～1）、 04-23（0～5）、 05-04（0～8）、 05-07（1～1）、 05-10（1～2）、 05-20（1～5）、 05-30（1～8）、 06-07（1～10）、 06-10（2～1）、 06-13（2～2）、 06-25（2～5）、 07-06（2～8）、 07-09（3～1）、 07-13（3～2）、 07-26（3～5）、 08-05（3～8）、 08-19（3～11）、 08-22（4～1）、 08-25（4～2）、 09-07（4～5）、 09-19（4～8）、 09-22（5～1）、 09-25（5～2）、 10-09（5～5）、 10-26（5～8）、 10-29（5～9）、 11-01（6～1）、 11-04（6～2）、 11-12（6～5）、 11-20（6～8）、 12-02（6～12）、 12-11（6～15）。全年采样32次。

1.2.3 胶乳采集和生理指标测定 上午7 ： 00～7 ： 30割胶，用冰镇的50 mL离心管收集5～10 min流出的胶乳样品10 mL，将同处理胶树样品混合，冰镇条件下带回实验室。取4～5 mL胶乳样品，测定总固形物含量（TSC）；取2 mL胶乳样品，加入18 mL 2.5%三氯乙酸，离心后得上清液，测定胶乳蔗糖含量（Suc）、无机磷含量（Pi）、硫醇含量（R-SH）[11]；取40 mL胶乳样品，用pH计测定胶乳pH值（4 ℃）；取40 mL胶乳样品，4 ℃ 30 000 ×g离心2 h，取中层液（C-乳清）测定转化酶最适活性（Vmax）[13]。酶活性以1 mL C-乳清样品在1 min内降解的蔗糖μmol数表示，酶活性单位“μmol/（min×mL）”简记为“U”。

1.2.4 干胶产量估算 （1）采样刀次干胶产量（RY）=胶乳重量×TSC×0.9÷株数。（2）未采样刀次干胶产量（RY）估算。设相邻的2个采样刀次为第k、第k+m刀，第k+i刀未采样，则第k+i刀的干胶产量RYk+i=RYk+（RYk+m-RYk）×i÷m，其中1≤i

1.2.5 死皮发生情况、树围生长量观测 在4月和12月进行死皮情况调查，4月的死皮调查是确保试验树全部为健康树，12月的死皮调查是比较2种处理的死皮发生情况。割胶时在割线上的不排胶部位作标记，测量割线死皮长度和整个割线长度，用2种方法计算死皮的发生情况。（1）割线死皮率=死皮割线总长度÷割线总长度×100%。（2）死皮率=死皮病株数÷调查总株数×100%，死皮指数=[∑（死皮级别×该级死皮株数）]÷（调查株数×5）×100[2]。在1月和12月测出胶树距地面1 m处的树围，计算年树围生长量。

1.3 数据处理

1.3.1 产量和生理参数季节变化制图 先对采样日期进行数值化：如m月n日采样，m月有p天（p=28、30或31），m月n日的时间数值X=m+（n-1）÷p。然后以采样刀次的参数值为纵坐标，以时间数值X为横坐标制作Excel散点图。

1.3.2 净增产率的计算 （1）株次产量净增产率=[（刺激区涂药后第i刀产量÷涂药前1刀产量）÷（对照区涂对照物后第i刀产量÷涂对照物前1刀产量）-1]×100%。（2）刺激周期产量净增产率=[（刺激区涂药后1～8刀的总产量÷涂药前1刀的产量）÷（对照区涂对照物后1～8刀的总产量÷涂对照物前1刀的产量）-1]×100%。

1.3.3 产量和净增产率的方差分析 用SAS 9.1.3统计软件对0、1、2、5、8刀（0为刺激前1刀）的干胶产量进行方差分析，并用Duncan方法进行均数间的多层比较；同样方法分析1、2、5、8刀次的净增产率。

2 结果与分析

2.1 株次干胶产量

从图2可见，开割第1个月，2种割制干胶产量均大幅上升，第8刀（05-04割胶）株次产量达36～39 g，比第1刀（04-11割胶）增产近100%。对照割制5～7月株次产量保持在36～40 g范围；8月产量升至43～48 g范围，平均产量比7月增加22%；9～10月产量回复至38～40 g。刺激割制5～11月株次产量有6个周期的起落变化：刺激后第1和第2刀产量递增，第5和第8刀产量回落，刺激后第2刀产量净增加（37.7±4.5）%，极显著高于其它刀次（表1）。12月，2种割制株次产量均呈下降趋势。

对照割制、刺激割制年单株干胶产量分别为2.62、3.21 kg，刺激割制年单株产量比对照割制增加22.6%。在刺激割制的6个刺激周期中，第3、4刺激周期净增产率20%～21%，第1、5刺激周期净增产率为16%～17%，第2、6刺激周期净增产率为7%～10%。

2.2 转化酶最适活性（Vmax）

胶乳转化酶活性是乳管细胞糖类代谢强度的重要标志。转化酶活性受pH值的敏感调控，酶最适pH值7.15～7.20，酶对蔗糖Km值为21 mmol/L（pH7.2）[1，14-16]。本试验测定转化酶的反应体系pH值为7.2，蔗糖浓度为100 mmol/L，酶活性近似于酶的最适活性Vmax，它主要反映胶乳C-乳清中转化酶的相对含量[1]。从图3可见，开割第1个月，2种割制Vmax均快速上升（由0.7 U上升至1.2～1.4 U）；5月中旬至12月胶树停割，2种割制Vmax均在1.2～1.6 U范围变化，刺激割制Vmax一般比对照割制高0.1～0.2 U，变化趋势基本与对照割制相同，并且刺激前、后刀次的Vmax没有明显差异。

2.3 总固形物含量（TSC）

胶乳TSC反映排胶难易程度和胶乳的再生能力。由图4看出，4月中旬至6月上旬，2种割制TSC均急速下降，4月中旬TSC接近50%，6月上旬降至33%～36%；第1次刺激之后，刺激割制TSC低于对照割制，并且差值随时间逐渐扩大，6月上旬比对照割制低2%。在6～8月，2种割制TSC均呈先增后降趋势，7月中旬至8月中旬对照割制TSC超过40%，刺激割制TSC保持在33%～36%范围。在9～11月上旬，2种割制TSC分别保持在35%～37%和33%～34%。11月中旬后，2种割制TSC均呈下降趋势；12月，对照割制TSC降至32%，刺激割制降至30%。

比较刺激割制刺激前、后刀次的TSC发现，它们的差异并未达显著水平，表明单次刺激没有导致TSC的明显变化。但比较2种割制TSC变化发现，多个周期的乙烯利刺激使TSC下降，TSC的季节变化减少。

2.4 蔗糖含量（Suc）

蔗糖是橡胶烃生物合成的原料，胶乳Suc反映胶树的蔗糖供给能力和产胶潜力。由图5可见，2种割制Suc变化趋势均呈双峰形，4～5月Suc上升，5月下旬至7月上旬，Suc相对稳定，刺激割制在6月上旬第2次刺激后Suc下降了2～3 mmol/L。7月下旬至8月中旬，2种割制Suc均降至8～9 mmol/L水平，形成Suc低谷。8月下旬至9月上旬，两种割制Suc均快速上升；9月中旬至11月上旬，对照、刺激割制Suc分别保持在13～15 mmol/L和11～12 mmol/L范围，形成明显的Suc高峰。11月上旬之后，2种割制Suc均持续下降。

比较刺激割制刺激前、后刀次的Suc发现，它们的差异并未达显著水平，表明单次刺激没有导致Suc的明显变化。比较2种割制Suc变化发现，多个周期的乙烯利刺激使Suc含量下降，Suc的季节变化减少。

2.5 无机磷含量（Pi）

无机磷参与糖酵解调控和能量代谢中ATP的生成，是反映乳管系统代谢能力的重要指标，与胶乳产量有一定相关性。由图6可见，2种割制Pi的季节变化均呈递增趋势，并且变化曲线很相似。5月中旬至9月下旬，刺激割制Pi比对照割制高2～3 mmol/L；10月上旬至11月下旬，刺激割制Pi比对照割制高4～6 mmol/L。刺激割制刺激前、后刀次的Pi差异未达显著水平。

2.6 硫醇含量（R-SH）

硫醇参与胶管细胞代谢副产物（活性氧）的清除，促进胶乳稳定和排胶顺畅；硫醇还是乳管代谢一些关键酶的激活剂，与胶乳再生作用密切相关。由图7可见，4月中旬至6月上旬，2种割制R-SH均呈递增趋势变化。6月中旬至10月上旬，刺激割制R-SH在0.55～0.72 mmol/L范围变化，R-SH比对照割制高0.15～0.20 mmol/L。10月上旬至12月，2种割制R-SH均直线上升。刺激割制刺激前、后刀次的R-SH差异未达显著水平。

2.7 胶乳pH值

胶乳pH值是乳管细胞糖酵解多种关键酶（如转化酶、PEPCase、GAPDH、丙酮酸脱羧酶）的调控因子，胶乳pH值轻微上升，能明显激活糖酵解途径，因此胶乳pH值与胶乳再生密切相关[1]。由图8可见，4月中旬至5月下旬，2种割制pH值明显递增；6～12月，对照割制pH值在6.8～7.0范围变化，刺激割制pH值在6.9～7.1范围变化，相同刀次刺激割制pH值比对照割制高0.05～0.15。刺激割制刺激前、后刀次的pH值差异未达显著水平。

2.8 死皮情况和树围生长

经过1年的试验，对照割制和刺激割制的割线死皮率分别为3.7%和4.7%，刺激割制割线死皮率比对照高1.0%，死皮指数对对照高2.0，树围生长量比对照小0.3 cm（表2）。

3 讨论与结论

采用S/2 d3割制对PR107第3割龄胶树割胶，5～11月产量比较稳定，6月没有明显低产期，仅8月出现产量高峰，这与莫业勇等采用S/2 d2割制对PR107第5割龄胶树割胶的研究结果存在差异[12]。可能有两方面原因：（1）本试验割胶强度较低，6月胶树抽第2蓬叶对产量影响较小；（2）本试验在10月遭遇热带风暴"芭玛"袭击，叶子受到一定程度破坏，因光合同化物积累较少，10月没有出现第二产量高峰。本试验S/2 d3割制胶乳TSC、Suc、Pi、R-SH的变化趋势与莫业勇等的研究结果相似[12]，表明这些生理参数的季节变化与割胶频率关系不大。

采用S/2 d3+ET2% Ga2 6/y割制割胶，干胶产量呈周期性变化（每周期刺激后第1、第2刀产量递增，第5、第8刀产量回落），而胶乳Vmax、TSC、Suc、Pi、R-SH、pH均未有这种规律性变化，表明乙烯利刺激对干胶产量的影响速度快，效果明显，但对生理参数影响迟缓，效果也不明显，因为生理参数的变化是橡胶树内外环境条件（包括割制）综合作用的结果，其变化幅度也保持一定范围（特别是pH、Suc、TSC、Vmax的变化），利于胶树维护正常的胶乳再生功能。干胶产量与胶树的胶乳再生功能和排胶功能均有关系，这是刺激割制株次干胶产量与生理参数具有不同变化规律的主要原因。

比较刺激割制和对照的胶乳生理参数发现，刺激割制胶树具有较高的Vmax、pH值、无机磷、硫醇含量和较低的TSC，表明刺激割制胶树产胶能力较高、排胶比较顺畅，这与其干胶产量较高密切相关。但是采用刺激割制的胶树树围生长量比对照少0.28 cm，割线死皮率比对照高1%，呈现刺激割制的一些副作用。按照2006年农业部颁布的《橡胶树割胶技术规程》：PR107开割头3年胶树使用S/2 d3割制，可用0.5%～1.0%的乙烯利刺激，每年施药4～5次[3]。可见本试验刺激浓度偏高，刺激次数偏多，出现上述刺激副作用，也是意料之中的结果。试验提示我们，应用刺激割制时应降低割胶强度、控制割胶深度、增加施肥量，出现死皮的胶树应及时停割，只有尽量减少刺激的副作用，避免伤树，才能保证胶树获得持续高产、稳产。

参考文献

[1] d'Auzac J， Jacob J L， Chrestin H. Physiology of rubber tree latex， the laticiferous cell and latex-a model of cytoplasm[M]. Boca Raton， Florida： CRC Press， Inc.， 1989： 103， 179-199， 296-342.

[2] 何 康， 黄宗道. 热带北缘橡胶树栽培[M]. 广州广东科技出版社， 1987： 430-431， 446-455， 472-476.

[3] 中华人民共和国农业部. 中华人民共和国农业行业标准——橡胶树割胶技术规程[S]. 北京： 中国标准出版社， 2006.

[4] Tang C， Huang D， Yang J， et al. The sucrose transporter HbSUT3 plays an active role in sucrose loading to laticifer and rubber productivity in exploited trees of Hevea brasiliensis（para rubber tree）[J]. Plant Cell Environ， 2010， 33（10）： 1 708-1 720.

[5] Dusotoit-Coucaud A， Kongsawadworakul P， Maurousset L， et al. Ethylene stimulation of latex yield depends on the expression of a sucrose transporter（HbSUT1B）in rubber tree（Hevea brasiliensis）[J]. Tree Physiol， 2010， 30（12）： 1 586-1 598.

[6] 许闻献， 潘衍庆， 魏小弟， 等. 无性系PR107的产胶潜力及其生理特性[J]. 热带作物学报， 1990， 11（1）： 11-22.

[7] 罗世巧， 许闻献. 不同刺激频率对PR107生理效应的调节作用[J]. 热带作物研究， 1990（4）： 22-28.

[8] 校现周， 许闻献， 魏小弟. 中龄芽接树PR107和GT1刺激割胶生理诊断的研究[J]. 热带作物研究， 1990（4）： 1-7.

[9] 许闻献， 叶万林， 罗世巧， 等. 橡胶无性系PR107初产期高效采胶技术及生理参数的研究初报[J]. 广西热作科技， 1993（2）： 1-5.

[10] 敖硕昌， 李开福. PR107连续15年乙烯利刺激割胶试验报告[J]. 云南热作科技， 1992， 15（3）： 15-18.

[11] 范思伟， 杨少琼， 莫业勇. PR107初产树对强割加刺激的生理反应[J]. 热带作物学报， 1995， 16（1）： 29-37.

[12] 莫业勇， 杨少琼， 黎 瑜. 橡胶树无性系PR107胶乳生理参数的季节变化[J]. 热带作物学报， 1999， 20（3）， 12-15.

[13] 王岳坤， 唐朝荣， 阳江华， 等. 橡胶树3种割胶制度的产排胶特性变化比较[J]. 热带作物学报， 2012， 33（7）： 1 230-1 234.

[14] Yeang H Y， Jacob J L， Prevot J C， et al. Invertase activity in Hevea latex serum： interaction between pH and serum concentration[J]. J Nat Rubb Res， 1986， 1（1）： 16-24.

[15] Tupy J. Stimulatory effects of 2， 4-dichlorophenoxyacetic acid and of 1-naphthylacetic acid on sucrose level， invertase activity and sucrose utilization in the latex of Hevea brasiliensis[J]. Planta， 1969， 88： 144-153.

[16] Tupy J. The regulation of invertase activity in the latex of Hevea brasiliensis Muell. Arg.， the effects of growth regulators， bark wounding， and latex tapping[J]. J Exp Bot， 1973， 24（3）： 516-524.