施肥对花期板栗内源激素含量变化的影响

2015-11-12陈小玲张荣李琳玲等

湖北农业科学 2015年20期

陈小玲+张荣+李琳玲+等

摘要：为研究施肥对板栗（Castanea mollissima）生长发育及内源激素的影响，本研究以罗田板栗栽培品种八月红为研究对象，通过调节N、P、K及Ca、Mg、B等元素的合理配比，研究板栗施肥的最佳时间、肥料配比及内源激素含量变化。研究结果表明，6、7月适当的补施肥料，对板栗果枝数目增加效果明显；各个测试点上板栗花芽中吲哚-3-乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA3）、玉米素（Z）含量均比未施肥的高。在3月施加B肥（施肥方案3）对几种内源激素含量影响较其他几种方案有较大差异：IAA含量各个测试点均最高，ABA含量在花序原基分化期（10～11月）比其他施肥方案高，在花簇原基分化期（12月至次年1月）上升幅度比其他激素高，GA3含量和Z含量变化跟其他施肥方案差别较小；早期充足的硼肥，对植物内源激素积累有重要作用。综合分析认为，选择3月对板栗施加N、P、K、Ca混合肥料，之后（6～7月）进行B和N、P、K、Ca混合配比喷施，能促进板栗生长和结果。

关键词：板栗（Castanea mollissima）；施肥；内源激素；含量变化

中图分类号：S664.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）20-4975-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.013

The Effect of Fertilization on the Changes of Endogenous Hormone Levels

in Castanea mollissima Flowering Period

CHEN Xiao-ling1，2，ZHANG Rong2，LI Lin-ling2，WU Cong-hua2，YUAN Hong-hui2，CHENG Shui-yuan3，CHENG Hua2

（1. College of Horticulture and Gardening，Yangtze University，Jingzhou 434025， Hubei，China；2.College of life science，Huanggang Normal University，Huanggang 438000，Hubei，China；3.School of Biology and Pharmaceutical engineering，Wuhan Polytechnic University，Wuhan， 430023，China）

Abstrct： Taking Castanea mollissima （Bayuehong） as the samples， the accumulation levels of hormone and the best fertilizer ratio during the period of floral bud differentiation stage was studied. The results indicated that， by adjusting reasonable collocation of the N， P， K， Ca， Mg and B elements， the best fertilization time， fertilizer ratio， endogenesis hormone content variation of chestnut were determined. Studies showed that all five kinds of fertilization schemes could better promote the growth of tree. Fill the appropriate of fertilization treatment input during June and July， the Chinese chestnut branch number increased obviously. All test points in Chinese chestnut flower bud of IAA， ABA， GA3 and Z content were higher than without fertilization. When applying boron fertilizer in March （fertilization scheme 3）， effects of several endogenous hormone levels were different from that of other several schemes： IAA content in each test point were highest， ABA content in inflorescence primordium differentiation stage （October to November） was higher than other fertilization scheme， rise in the flowers from primordium differentiation stage （December to January） was higher than other period， the content change of GA3 and Z with other fertilization scheme was not obvious. Enough B fertilizer application in early stage played an important role in accumulation of plant endogenous hormones. Comprehensive analysis showed， applying N， P， K， Ca compost in March， and B， N， P， K， Ca compost from June to July could promote the growth and fruition of Chinese chestnut.

Key words：chestnut（Castanea mollissima）； fertilization；endogenesis hormone；content variation

板栗（Castanea mollissima）属壳斗科栗属植物，为中国传统干果之一。目前，板栗分布于北半球的亚洲、欧洲、非洲和美洲大陆[1，2]。湖北省罗田县是中国南方重要的板栗主产区，栽培面积4.8万hm2，年产板栗约3.0万t左右，板栗产业年产值达4.8亿元，在当地经济发展中起着不可替代的作用[3]。虽然我国是板栗生产的传统大国，在板栗栽培技术方面积累了较为丰富的经验，但对板栗生产中长期存在的雄花量过大、雌花量不足（雌雄花比例通常为1∶2 000～1∶3 000）的问题一直未能得到很好的解决，导致单产低、效益差，严重制约了板栗产业的健康发展[4]。

矿质元素在果树生长发育过程中有很重要的作用，土壤中的矿质元素含量在一定程度上并不能完全满足果树生殖生长需要。因此，施肥可在一定程度上补充果树生长发育需要的矿质元素。合理施肥可促进树势健壮，保证结果年限的延长，同时可避免严重的大小年现象，是获得高产、稳产的重要措施之一[5-9]。氮、磷、钾、硼等元素是果树肥料中的重要元素，对促进果树生长作用明显。它们通过调节果树内源激素含量变化间接影响果实内在品质，还能直接参与果实品质形成[10，11]。秦伟等[12]研究新疆红富士苹果施肥对果树体内内源激素含量变化发现，N和K对不同发育期的GA3、IAA积累有促进作用，K肥有利于红富士苹果中ABA积累。陈建华等[13]研究发现，在板栗雌花分化期喷施一定比例的尿素、磷酸二氢钾、铝酸钠、硼酸，可促进雌花分化，显著增加雌花数量。植物内源激素对植物花芽分化作用十分重要。板栗作为雌雄花果树，性别分化对板栗坐果率很重要，而内源激素在板栗分化期含量变化作用十分关键，板栗花芽分化时期植物内源激素含量变化研究相对较少。因此，板栗花芽分化期内源激素含量变化研究对板栗增产具有促进作用。本研究通过田间施肥和室内测定试验相结合，研究板栗花芽分化期内源IAA与施肥之间的作用关系，以期找到合适的施肥方案。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料选择

板栗性质分析选用湖北省黄冈市罗田县4个主栽品种：八月红、玫瑰红、中果早栗、玫瑰红。通过对树体的树高、冠幅、果枝、营养枝、瘦弱枝、母枝数、果枝长进行统计分析，选择最佳品种。

田间试验板栗树于罗田县白庙河乡跨马墩板栗场，随机选取水土肥管理一致的板栗树，品种为八月红，5年生结果树，树势长势相似，树体占地约3 m×3 m。按照试验设定的施肥方案对选定板栗进行施肥，而试验样品从2011年10月17号开始采集，每隔15 d对树冠东、南、西、北4个方位长势相似果树进行随机采样。采样时间为2011年10月17日、11月2日、11月17日、12月2日、12月17日以及2012年1月2日，样品采集后放置在-70 ℃环境下保存备用，用于测定内源激素含量。

1.2 试验方法

1.2.1 田间试验选取罗田县白庙河跨马墩板栗场的树龄一致、树形相近的板栗树54棵，共分6组，每组3次重复，每次重复3株栗树，树的冠幅面积在10 m2左右，各处理详见表1。

1.2.2 板栗施肥条件下内源激素含量分析样品处理参照文献[14-16]中研究方法，对植物内源激素吲哚-3-乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA3）、玉米素（Z）提取纯化方法加以改进，植物内源激素梯度洗脱条件见表2。

2 结果与分析

2.1 板栗性质分析

罗田板栗有多个不同的品种，而目前主栽品种有八月红、玫瑰红、中果早栗、玫瑰红4个品种。通过对树体的树高、冠幅、果枝、营养枝、瘦弱枝、母枝数、果枝长进行统计分析，在4种主栽的板栗品种中，八月红生长优势较其他3种板栗树明显，其树高和冠幅较其他品种较低，而果枝数量优势较为明显，营养枝数量也较多，母枝数和果枝长也有一定的优势（表3）。因此，认为八月红在4种主栽板栗品种中生长优势较明显，果树花芽生长较为明显，对板栗后期生长有利，本试验选取八月红作为施肥对象，研究施肥对其内源激素含量变化影响。

2.2 施肥对板栗树体影响

通过田间施肥试验，对选定的八月红板栗品种施肥后树体性状进行分析，施肥对板栗树体生长影响明显。由表4可知，5种施肥配方中1、4、5这3种施肥配方试验的树体冠幅面积显著大于对照（P<0.05），但对母枝数影响仅施肥方式5与对照相比达到了显著水平，其他施肥方式均在不同程度上增加了母枝数。施肥处理对结果枝数目影响仅在1、5两种方式中与对照相比达到了显著水平，其他施肥方式虽亦促进了结果枝数目增加，但不是很明显。

各施肥方案，单从果枝数来看排序为5>1>2>4>3>CK，其中施肥方案5、1、4与2、3相比均在6～7月间增施了若干次肥料，说明6月份在板栗花芽分化期间适当地补施肥料可以极大地促进果枝数目增加，对板栗提高产量意义重大。施肥方案2、3均为3月间一次施肥处理，但施肥配方不同，2为每株施加500 g尿素+1 000 g过磷酸钙+620 g硫酸钾，3为每株仅施加100 g硼，说明3月份在板栗冬后梢花芽分化期施加N、P、K、Ca复合性肥料可能比单施B肥效果更好。

综合考虑施肥后树体性状（冠幅面积、母枝数、果枝数），八月红板栗最佳施肥方案为3月上中旬每株板栗施加500 g尿素+1 000 g过磷酸钙+620 g硫酸钾+100 g硼。

2.3 施肥对板栗内源激素含量的影响

2.3.1 施肥对IAA含量的影响从图1中可以看出，施肥对IAA含量变化趋势影响不显著，IAA总体呈上升趋势，但每个测试测定的IAA含量均高于对照，说明必要的施肥处理对板栗IAA的生物合成有促进作用。

但不同施肥方法对板栗IAA合成的促进作用又有差异。就单个时间点测定IAA含量来看，施肥处理1仅仅是略高于对照，而施肥处理4、5在每个时间点上IAA含量均比其它处理高。施肥处理2在6月中旬测试点IAA含量不是很高，但随后上升较快，在7月以后IAA含量基本与其他施肥处理保持相似水平。

因此，试验结果表明，在板栗生长过程中，施肥配比对IAA含量变化有一定影响，结合试验过程中的施肥方案，本试验在3月中旬施肥为尿素+硅钙镁钾肥+过磷酸钙+硼，而之后试验施肥时间施肥均为硼+KH2PO4+尿素，因此认为施肥时间和施肥配方对生长素含量影响较大。

2.3.2 施肥对ABA含量的影响施肥后板栗ABA含量变化见图2，可以看出施肥并不影响板栗ABA含量变化趋势，但在各个时间点上测定的ABA含量，施肥组均高于对照组，说明施肥明显对ABA生物合成有促进作用。

不同的施肥方式对板栗花芽中ABA合成影响略有差异。施肥方案1对ABA合成促进作用在冬前花序原基分化期（10月中旬到11月中旬）中比其他施肥方式上升趋势剧烈，冬前花簇原基分化期（12月中旬至1月）ABA含量亦有微量上升。其他施肥处理组ABA含量变化趋势及程度基本相当。

2.3.3 施肥对GA3含量的影响从施肥后板栗花芽中GA3含量变化（图3）可以看出，施肥对板栗内源GA3的含量变化趋势及含量均没有明显影响，在测定区内GA3的含量变化呈现先上升后下降的趋势。说明施肥处理对板栗GA3生物合成可能影响并不明显。处理1中，GA3含量变化趋势在10月中旬至11月间较其他施肥方式更剧烈些。对照组中，GA3含量在冬前梢花簇原基分化期（12月至1月）下降趋势很明显，说明施肥对GA3含量影响可能在冬前梢花簇原基分化之后或冬后梢分化期中才能显现。

2.3.4 施肥对Z含量的影响从施肥后板栗花芽中Z的含量变化（图4）可以看出，Z含量变化趋势基本没有变化，均呈现先上升至12月后又缓慢下降的趋势，施肥对Z含量影响在11月后才开始显现，但各个测试点测定含量变化差异均未达到显著水平。5个不同的处理组中，处理3中各个测试点Z含量均较其它处理和对照略高。说明施肥3对Z的生物合成促进作用较其他明显。

3 讨论

3.1 施肥对板栗树体的影响

矿质营养元素是板栗生长、结实不可缺少的重要营养物质，通过施加各种肥料促使植物获得各种矿质营养对于板栗生长发育及板栗产量有一定的影响。因此，通过对比选出1种有效的施肥方法以提高矿质营养在板栗枝条中的贮存，从而提高板栗的产量，防止大小年的出现，有非常积极的意义。试验中分别设计了5种施肥方案，通过调节N、P、K及Ca、Mg、B等元素的合理搭配，分别在3月和6、7月份施加肥料，研究显示所有的5种施肥方案均能较好的促进树体的生长。施肥处理中，6、7月份适当地补施肥料，对板栗果枝数目增加效果明显，可能是因为罗田板栗在6、7月份正处在板栗冬前梢花芽分化前期（生理分化期），此期间对板栗雌花序原基分化影响较大，研究认为此阶段可能决定板栗将来的雌雄比例[13]。因此，推测此阶段的板栗树体中矿质营养状况对将来雌花数乃至结果枝数目影响重大，此时期施肥是提高板栗产量的关键。

3月份在板栗冬后梢花芽分化期施加N、P、K、Ca复合性肥料可能比单施B肥效果更好。板栗树雌花分化期正值新梢生长高峰期，此时叶幕尚未完全建成，消耗多，积累少，属养分消耗期，需要大量养分。因此花前追施速效氮肥，能促进雌花分化和枝叶生长，对提高当年产量效果较好[17]。板栗花期消耗较多磷、钾[18]，所以追施一定量的磷钾肥可增加雌花数量。B肥施加能减少板栗空苞率[19]。

综合分析认为，在3月份，对板栗施加N、P、K、Ca有利于板栗的生长发育，促进板栗对矿质元素的吸收；在板栗冬前梢花芽分化期（生理分化期）进行B和N、P、K、Ca混合肥补施，不仅可减少板栗空苞率，还可能对板栗花芽分化产生影响。

3.2 施肥与板栗内源激素含量变化关系

植物内源激素对维持植物正常生理代谢意义重大，尤其在植物花芽分化过程中，内源激素的平衡直接影响着花芽分化的进程及结果。施肥可以调节植物生长，增加树势，从本研究中发现，施肥也会影响板栗内源激素的生物合成，但对内源激素在芽内的变化趋势影响很小。因此，充足的矿质营养加强了板栗的营养吸收，从而促进了板栗分泌内源激素。但内源激素的变化趋势可能跟植株本身基因表达调控有关，施肥只能从外在环境因素刺激其量的积累，而无法从根本上调控其合成时间和合成量。

但施肥对板栗冬前梢花芽分化过程中内源激素含量的变化有一定的影响。研究结果表明，各个测试点上板栗花芽中IAA、ABA、GA3、Z含量均比未施肥的高。在3月份施加硼肥（施肥方案3）对几种内源激素含量影响较其他几种方案有较大差异，如IAA含量各个测试点均最高，ABA含量在花序原基分化期（10～11月）比其他施肥方案高，在花簇原基分化期（12月至次年1月）上升幅度比其他高，GA3含量和Z含量变化跟其他施肥方案差别不明显。很多研究表明，B有利于栗苞营养成分积累，对提高板栗产量和减少空苞率有重要作用。本研究表明早期充足的B元素对植物内源激素积累亦有重要作用，通过促进分化期内内源激素的合成达到促进花序、花芽分化。

肥料在土壤中的释放有一个过程，而且不同的肥料在土壤中完全释放到植物吸收利用需要的时间亦各不相同，试验中选择施肥3个月后开始测定板栗花芽激素含量，连续测定了4个月，是否能客观完整的反映植物吸收这些矿质元素后对内源激素合成影响尚需进一步的研究以验证。

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