春季喷施植物生长调节剂对杏树花期物候及坐果的影响

王栋梁，张志刚，程 平，杨 璐，李 宏，孙明森

(1.新疆农业大学 林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆林业科学院，乌鲁木齐 830000；3.沙依巴克区园林队，乌鲁木齐 830002)

杏树(PrunusarmeniacaL)是中国北方的主要果树之一，也是国家西部大开发战略及生态建设生态树种，杏果的经济效益显著，具有巨大的发展空间[1]。树上干杏树势强健，童龄期短，每株产量可高达60 kg[2]，在品质及加工制干性能等方面表现良好，对新疆杏树产业结构的优化有重大意义。但树上干杏在北疆常受树种本身特性(花期早易受晚霜冻害等，致使产量不高)的制约，造成推广困难。早期常用烟熏、树干涂白、果园灌水等物理方法来预防倒春寒，但费工、效果差，近几年来，植物生长调节剂延迟花卉和果树花期已经得到了广泛应用和研究，如矮壮素(CCC)、多效唑(PP333)等植物生长延缓剂应用于花卉花期的推迟上，春季喷施100 mg/L PP333可使金盏花推迟19.7 d开花[3]；奈乙酸(NAA)、赤霉素(GA3)和乙烯利(CEPA)等植物生长促进剂也能推迟花卉和果树的花期，春季喷施500～1 000 mg/L NAA可使牡丹花期推迟2～4 d[4]，推迟樱桃、杏花花期5 d 左右[5]；在秋季对木奈李喷施100和150 mg/kg GA3，可推迟其花期3～7 d[6]；10月中旬在杏树上喷施50～100 mg/L的GA3或100～200 mg/L CEPA，可推迟花期5～8 d[7]。植物生长调节剂在果树上的应用还涉及食品安全的问题，因为其属于农药，有一定的毒性，人体长期食用后在体内积蓄，造成慢性中毒[8]。目前，关于植物生长调节剂对树上干杏花期、坐果率以及其在果实中残留方面的研究还较少。本研究以树上干杏为试验材料，在春季对其喷施不同质量浓度的植物生长调节剂，研究其对树上干杏的花期时间、坐果率的影响，并且分析其在果实中的残留量，旨在筛选出一种或几种安全有效的植物生长调节剂，为北方地区受倒春寒危害严重的杏树在保产和增产上提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 试验地概况及材料 试验地位于新疆天山西北部伊犁河南麓察布查尔县境内的伊犁州林木良种繁育试验中心(E 81.23°，N 43.86°)，此地全年平均温度6.7～9.9 ℃，≥10 ℃的有效积温3 185 ℃，无霜期为140～180 d，平均年降水量273 mm，年日照2 800 h，全年太阳辐射总量为562.21 kJ/cm2，试验地管理水平中等。在试验地选择10 a生、高3～4 m、冠幅2.5～3 m、处在盛果期、生长势健壮一致的75株树上干杏进行试验。

1.1.2 主要试剂与仪器设备 GA3、PP333、CEPA、ABA、NAA和CCC 6种生长调节剂(表1)，主要分析试剂有甲醇，色谱纯，由广州市麒旭化工有限公司生产；NAA、PP333标准物质，纯度99.0%以上，由上海宸功生物技术有限公司生产。高效液相色谱Waters e2695，由美国Waters公司生产，其中检测器为Waters 2998：二极管阵列，色谱柱为 Sun Fire C18(4.6 mm×150 mm，5 μm)。酶联免疫吸附测定试剂盒，由上海江莱生物科技有限公司生产。

1.2 方 法

2017-03-31早晨，待露水蒸发过后，选择伊犁州林木良种繁育试验中心果园内的75株样树，对其喷施6种植物生长调节剂，每种植物生长调节剂设置4个质量浓度梯度，每种处理3株树，另对3株树喷施清水作为对照(CK)，喷施时以在枝条上形成水滴为标准，本次喷施时花期处于露萼期。喷施6种植物生长调节剂及质量浓度见表1。

表1 植物生长调节剂种类及喷施质量浓度Table 1 Plant growth regulator species and spraying mass concentration

1.3 测定项目及方法

1.3.1 物候期的观察 4月1日-4月20日，每天8:00[9]，统计75株树上干杏花的物候期，参照桃树花的物候期观察项目及标准[10]，统计树上干杏花的物候期，具体标准为：①露瓣期(露白期)：花萼绽开，花瓣有5%露出；②初花期：全树5%花朵开放；③盛花期：全树75%花朵开放；④盛花末期：全树完全花朵开放；⑤完全谢花期：全树95%花瓣掉落。记录相同处理下3株树各物候期出现平均时间。

1.3.2 完全花比率的统计 盛花期，在每株树的东、南、西、北4个方向，各选1枝具有长、中、短果枝和花束状果枝的中上部枝条，总花数不少于100朵，挂牌标记。记录挂牌枝条上花的败育状况，统计相同处理下3株树的平均完全花数量，完全花数是以长有雌蕊且雌蕊不低于雄蕊为标准。计算完全花比率，完全花比率=3株树挂牌枝条的平均完全花数/3株树挂牌枝条的平均花数×100%。

1.3.3 坐果率的统计 5月25日(生理落果期的第3个时期，已经受精的幼果会进入果实着色期，果实不再脱落)，统计相同处理下3株树，挂牌标记的枝条上的坐果数，计算坐果率。坐果率=3株树挂牌枝条的平均坐果数/3株树挂牌枝条的平均花数×100%。

1.3.4 果实中植物生长调节剂残留量的检测 于5月25日(生理落果期)、6月27日(果实着色期)，在75株杏树阴阳两面的上、中、下、内、外等不同部位各采集10个以上(不少于1 kg)生长正常、无病害的果实，去除果柄、果核，用研钵磨碎，用四分法将样品分成100 g以上，将其标号放入-80 ℃低温冰柜，备用。

PP333、NAA残留量用高效液相色谱Waters e2695检测[8，11]，具体方法如下：

(1)提取。称取研磨后的水果样品10 g( 精确至0.000 1 g)于50 mL的离心管中，加入20 mL体积分数80%甲醇提取剂，18 000 r/min条件下离心30 s，超声提取20 min，将提取液于8 000 r/min离心5 min，取上清液进行净化。

(2)HPLC 测定。分别用5 mL甲醇和5 mL水预处理C18固相萃取小柱，取5 mL提取液过柱，再分别用5 mL水和体积分数5%甲醇水5 mL 淋洗，弃去淋洗液，抽干小柱后，用5 mL甲醇洗脱2遍，于室温条件下用氮气吹干洗脱液，用1 mL 色谱纯甲醇定容，过0.22 μm滤膜，进行高效液相色谱(HPLC)测定。色谱条件为：流动相为甲醇-磷酸混合液[V(甲醇)∶V(体积分数0.02%磷酸)=60∶40]，柱温 30 ℃，检测波长 220 nm，流速 1.2 mL/min，进样体积 10 μL。

GA3、CCC、CEPA、ABA残留量用酶联免疫吸附测定试剂盒检测，具体方法参考该试剂盒说明书进行检测。

1.3 数据分析

用Excel 2003统计数据，用SPSS19.0 软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同质量浓度植物生长调节剂对树上干杏花期的影响

由表2可知，未喷植物生长调节剂(CK)的树上干杏初花期一般在4月9日，完全谢花期在4月17日，花期8 d，露瓣期与初花期相隔7 d，初花期与盛花末期相隔3～4 d，盛花末期与完全谢花期相隔4 d。与CK相比，不同植物生长调节剂处理后树上干杏的露瓣期、初花期、盛花期、盛花末期、完全谢花期总体上均推迟。6种植物生长调节剂中，PP333、CEPA 、NAA 能明显推迟树上干杏露瓣期，CCC、NAA能明显推迟树上干杏初花期、盛花期、盛花末期、完全谢花期，其中500～1 000 mg/L NAA的效果较优，其能推迟树上干杏初花期4～6 d，推迟完全谢花期3～4 d，能减少初花期与盛花末期间隔时间，使花开放整齐；缩短花期1～2 d，减少花朵受冻害的几率。这是因为NAA对营养器官纵向生长有明显的促进作用，能维持植物的顶端优势，抑制抽芽，从而推迟初花期时间。NAA处理后新梢徒长，且在处理初期新梢中IAA含量较高，而 IAA是一种抑花激素，它的含量升高会抑制花芽的分化[12]；之后IAA含量的降低[13]，抑制作用减弱，因此减少了初花期与盛花末期的间隔时间并减少了花期时间。

表2 不同植物生长调节剂处理下树上干杏花的物候期Table 2 Phenological period of apricot trees under treatments of different regulators

2.2 不同质量浓度植物生长调节剂对树上干杏完全花比率和坐果率的影响

从表3可以看出，随着GA3、PP333和CEPA喷施质量浓度的增加，树上干杏完全花的比例呈先降低后升高的变化趋势；随着NAA、CCC喷施质量浓度的增加，树上干杏完全花的比例呈先升高后降低的变化趋势，当质量浓度在750 mg/L时完全花比率最高；随着ABA喷施质量浓度的增加，树上干杏完全花的比例呈先降低后升高再下降的变化趋势。春季喷施1 000～4 000 mg/LCCC、50～200 mg/L ABA和1 500～2 000 mg/L CEPA均降低树上干杏完全花比率，其中1 000～2 000 mg/L CCC、200 mg/L ABA、1 500 mg/L CEPA能大幅度降低完全花的比率，降幅为44.4%～58.2%；50～100和200 mg/L GA3，50和150～200 mg/L PP333及50～1 000 mg/L CEPA和500～750 mg/L的NAA均显著提高完全花比率。可见，GA3、PP333、NAA在一定质量浓度范围内能提高完全花比率。有研究指出，GA3促进后期花器官发育[14]、抑制花芽分化[15]，故GA3对完全花比率的提高有促进作用。研究发现，PP333能促进花粉萌发以及花粉管的增长[16]，故PP333增加了完全花比率。NAA能促进组织器官的纵向伸长[13]，增加花粉管长度，故NAA能提高完全花比率。

表3 不同质量浓度植物生长调节剂处理下树上干杏的完全花比率和坐果率Table 3 Total flower ratio and fruit fructify rate under treatments of different regulators

从表3可以看出，100～200 mg/L PP333、CEPA、ABA、CCC均可明显降低树上干杏的坐果率，50～200 mg/L GA3、500～1 000 mg/L NAA均可明显提高树上干杏的坐果率。研究发现，GA3能抑制ABA的产生，减少幼果因养分不足而造成的脱落，加速幼果的生长发育，有助于子房坐果[17]，故能提高坐果率。NAA可促进细胞分裂，增加坐果率，促进新陈代谢和光合作用，加速生长发育，增强抗性，在一定范围内抑制纤维素酶，防止落果[18]。 从表4可以看出，相对于其他处理，NAA、CCC显著推迟初花期和谢花期时间；调节剂对花期时间、完全花比率影响不显著；GA3、NAA显著提高杏树的坐果率，而PP333、CEPA、ABA显著降低坐果率。

2.3 不同处理树上干杏果实中的植物生长调节剂的残留量

GB-2763-2014规定的不同植物生长调节剂在果实中最大残留限量：CCC 0.1～10 mg/kg，PP3330.2～0.5 mg/kg，NAA 0.05～0.1 mg/kg，CEPA 0.05～20 mg/kg[19]。GA3残留量在中国还没有相关标准，美国、日本规定水果、蔬菜中GA3最高残留限量为0.2 mg/kg[20]。由表5可知，生理落果期，除了PP333、NAA外，其他植物生长调节剂残留量均较低，符合国家植物生长调节剂的残留标准，果实着色期PP333和NAA的残留量未超标。春季初花期喷施的植物生长调节剂经过3个月的代谢、分解，均已符合国家标准。

表4 不同植物生长调节剂对推迟树上干杏花期和坐果率平均值的影响Table 4 Effects of regulator on delay of apricot blossom and fruit rate

注：同列数据后标不同大、小写字母分别表示在P<0.01和P<0.05水平差异显著。

Note:Uppercase and lowercase letters in the same columns represent significant difference atP<0.01 andP<0.05.

3 讨 论

3.1 植物生长调节剂对花期的影响

落叶果树休眠解除后需热量是影响开花的主导因素之一，更多的需冷量和需热量有利于延迟花期[21]。落叶果树开花所需热量受遗传控制，而遗传的表达与内源激素调控有关，微量的植物生长调节剂可以调节控制植物体内源激素间相互平衡关系，改变开花所需的热量。此外果树花芽从休眠解除到开花是一个有机物积累的过程，营养物质的供应是植物开花结果的物质保障，植物生长调节剂可以调节控制植物体内物质代谢或生理功能，调控花蕾内有机物的累积速度，从而控制花期。

本研究中，500～1 000 mg/L NAA能推迟树上干杏初花期4～6 d，并使完全谢花期推迟3～4 d。黄金锋等[4]在春季喷施500～1 000 mg/L NAA也使牡丹花期推迟2～4 d，与本试验结果一致。NAA推迟花期的作用在杏树上同样适用。时宝凌[22]认为，用NAA、IAA、2,4-D等植物生长调节剂处理，对开花激素的形成有抑制作用。NAA促进营养器官纵向生长，维持植物的顶端优势，从而抑制抽芽[23]。ZR促使芽的分化及侧芽的发育，除去顶端优势[24]，高水平的GA、ZR有利于植物花芽分化[25]，而NAA使GA、ZR含量降低[13]，抑制花芽分化，推迟花期。NAA推迟花期的作用可能是IAA、GA、ZR等几种内源激素共同作用的结果。

表5 不同植物生长调节剂在树上干杏果实中的残留量Table 5 Residual amount of plant growth regulators in the fruit

本研究中，1 000～3 000 mg/L的CCC推迟初花期3 d，推迟完全谢花期1～2 d。100～200 mg/L PP333延长初花期2 d，推迟完全谢花期2～3 d。万茜等[26]用CCC处理凤仙花，使其花期推迟1周，周志凯等[27]用大于1 000 mg/L的CCC处理菊花，使其花期推迟3～9 d。弓德强[28]还发现无论在秋季还是春季，100 mg/L PP333均显著抑制春季花芽的萌发并推迟花期[3]。本试验中PP333、CCC对果树花期的推迟效果差于花卉，其主要原因可能与开花类型有关，杏花当年7月初进入花芽分化初期，第2年开花，花芽发育的各个时期经历的时间长，而花卉为直接开花型，当年开花，花芽的发育时间短，植物生长调节剂对花期的影响大。PP333和CCC能延缓植株茎顶端细胞分裂分化和伸长的进程，而且能够抑制GA3的生物合成，ETH释放率和ABA含量上升[29]。PP333通过调节GA3、ETH、ABA等内源激素之间的平衡，影响或暂时抑制花芽细胞的分裂、伸长和生长，从而延迟花期。PP333和CCC延迟花期的最佳质量浓度和喷施时间有待进一步认定。

本研究中CEPA和ABA对初花期的推迟效果较差，可能是由于处理的时间较晚，导致处理效果变差，将处理时间提前至花芽萌动前效果可能更优。研究认为，CEPA处理增加了春季花芽萌动时的需热量，从而延迟了果树的萌芽和开花[30]。CEPA处理后花芽内的乙烯含量增高，导致ABA含量也增高，抑制了细胞分裂，从而减缓了花芽的生长发育。外施ABA可降低穗内源IAA、GA的含量，增加内源ABA的含量[31]，在芽中，ABA主要集中在芽外围的鳞片中，剥除鳞片，芽就会萌发，剥除鳞片使得ABA/GA的比值降低，促使芽萌发[30]。CEPA和ABA是影响植物开花的重要激素，但处理时间和质量浓度还待进一步试验认证。

3.2 植物生长调节剂对完全花比率和坐果率的影响

本研究中，GA3和NAA均能提高完全花比率和坐果率，且其高质量浓度处理的作用效果低于低质量浓度。前人发现低质量浓度NAA 促进花粉萌发和花粉管生长，提高完全花比率，而在高质量浓度下有抑制作用[32]，与本试验结果一致。韩宏伟等[33]在巴旦杏盛花期喷施10 mg/L(或25 mg/L)的GA3和10 mg/L 2,4-D(NAA类似物)，均显著提高巴旦杏坐果率。GA3和NAA促进了细胞分裂和生长，促进养分的吸收，防止生理落果，有利于形成无核果实，从而提高完全花比率和坐果率。

本研究中，经PP333处理后，树上干杏坐果率下降6.9%～8.1%。李嘉瑞等[34]应用生长延缓剂PP333，使巨峰葡萄出现坐果率低及小型果粒数增加的现象。与本研究结果一致。王朝凤[35]指出PP333对花粉萌发的抑制作用强度为40.7%，远高于对花粉管长度的促进作用强度26.3%。PP333虽能提高完全花比率，但降低坐果率，其原因可能是由于PP333抑制了花粉萌发，抑制了花果对养分的吸收，导致生理落果，坐果率降低。

本研究中，500～1 000 mg/L CEPA提高完全花比率1.2%～13.1%，而高质量浓度(1 500～2 000 mg/L)的CEPA则使完全花比率降低了16.8%～43.6%；唐志鹏等[36]发现，用800 mg/L的CEPA处理，可明显降低鸡嘴荔的成花率。坐果率随CEPA喷施质量浓度的增高而降低，1 500～2 000 mg/L CEPA使坐果率严重降低；陈登文等[37]认为，CEPA处理虽使杏花雌蕊败育率降低，但同时也降低了花粉活力，从而降低了坐果率。刚明慧等[38]在库尔勒香梨初花期喷施CEPA，降低了库尔勒香梨的坐果率，CEPA被器官吸收后产生大量内源乙烯，促使离层纤维素的形成，阻碍着开花授粉受精过程的发生，削弱了花果对营养物质的竞争能力[39]，从而降低了树上干杏的坐果率。

综上所述，本研究认为春季喷施500～1 000 mg/L的NAA对推迟、延长花期，增加坐果率有明显作用，可应用于生产当中；CCC和PP333也能推迟花期、提高坐果率，但高质量浓度(>150 mg/L)的处理对坐果率产生不良影响；6种植物生长调节剂在果实发育过程中被代谢分解掉，果实着色期后符合国家植物生长调节剂的残留标准，可以安全使用。