不同授粉措施对三季梨果实品质及内源激素的影响

王兆龙1.2,王义菊1,于 强1,李庆余1,牟红梅1,姜福东1,李元军

(1.山东省烟台市农科院,山东 烟台 265500;2.烟台大学生命科学学院,山东 烟台 265500)

梨树属于自花授粉不结实的果树,伴随着农药的大面积施用,导致了野生传粉昆虫的减少,有限的风力传粉不能满足梨树授粉的需要。授粉已成为梨树生产和梨产业发展的一个重大问题[1]。不同的授粉方式影响着梨树果实品质及生长素、赤霉素、脱落酸和细胞分裂素等的含量，也涉及梨树产量的高低。

目前,关于液体授粉、人工授粉等授粉方式对东方梨关键酶的影响进行了许多研究,王宇[1]发现不同的授粉方式对库尔勒香梨果实内源激素和果实发育的影响存在差异,这种差异在果实生长发育初期不明显,在果实发育后期较为明显。王宏伟[2]对丰水梨、黄金梨的授粉试验发现器械授粉与人工点授、自然授粉相比,丰水梨与黄金梨花朵坐果率明显提升,器械授粉后梨果实品质与人工点授差异不显著,高于自然授粉果实。席东[3]对黄冠梨与南果梨液体授粉后,坐果率较自然授粉提高10%以上,果实品质与人工授粉无显著差异。陈善波[4]试验证明早酥梨生长素的趋势是先升高再降低,脱落酸的含量一直上升,赤霉素先升高再降低。孙彪[5]认为液体授粉法较喷粉法可明显减少花粉用量,较人工点授法省时、省工,是一种适合大面积推广的高效授粉方法。齐开杰[6]试验表明验新高梨果肉生长素先升高再降低。但授粉方式对于三季梨等西洋梨的影响少见报道。该研究以8年生三季梨为试验试材,分别采用液体授粉，人工点授、自然授粉3种方式进行授粉，其中，人工点授的花粉配比有纯花粉，花粉与淀粉比1∶1，花粉与淀粉比1∶2，花粉与淀粉比1∶4，调查不同授粉方式对梨树坐果率、果实品质、内源激素等的影响有助于选择最适合的授粉方式，以达良好的授粉效果，获得单果重较大的果实，提高梨树生产效益。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验园位于烟台市农业科学研究院梨核心示范园,当地年平均气温12.6 ℃,年平均降水735 mm,年平均日照时数2 658 h,平均无霜期215 d,肥力中等,土质均匀。

1.2 试验材料与方法

梨树品种为8年生三季梨。2018年4月梨树盛花期选取长势一致、无病虫害的8年生三季梨,以5株为一组，一组为1个处理。试验设6个处理：处理1为液体授粉，处理2～5为人工点授。花粉配比为：处理2纯花粉，处理3花粉与淀粉比为1∶1，处理4花粉与淀粉比为1∶2，处理5花粉与淀粉为1∶4，自然授粉为对照。液体授粉配方采用南京农业大学张绍铃教授的配方,在盛花期用电动喷雾器喷施两次。人工点粉用带橡皮的铅笔进行点授。

授粉期间,每个处理的每株树选取30组完整花序做好标记,花后20 d,调查每棵树的花朵坐果率和花序坐果率,然后取平均值。2018年5月9日开始调查果实的纵横径与果重,以后间隔两周调查一次,直到7月18日采收期。

统计花朵坐果率与花序坐果率,测定果重,果实纵横径、果实内生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素的含量、可溶性固形物、硬度。其中果实内生长素、赤霉素、脱落酸和细胞分裂素测定由上海源叶生物科技有限公司测定。

利用Excel 2016和SPSS 19软件进行统计分析,利用Excel 2016软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同授粉方式对花朵、花序坐果率的影响

由表1得知,三季梨的液体授粉花序坐果率和花朵坐果率都高于自然授粉,液体授粉比自然授粉花序坐果率提升近7%,证明液体授粉可以起到增加花序坐果率的作用。处理1的花朵坐果率和花序坐果率都是最高,三季梨花序坐果率顺序:处理2>处理3>处理1>处理4>处理5>CK。处理5与自然授粉结果相差不大,但是该试验处理授粉效率低,费时费力,不建议采用。处理4和处理2的花朵坐果率与花序坐果率太高,增加后期人工疏果工作量。

表1 三季梨花朵坐果率与花序坐果率

2.2 不同授粉方式对果形指数的影响

由图1，2得知,不同的授粉方式和不同花粉浓度对三季梨的果实纵横径有影响。由表2得知,处理1、处理2和处理4对三季梨的果形指数产生显著的影响,液体授粉使三季梨趋向圆形,处理4使三季梨葫芦形更显著。试验发现,处理4在整个生长期的纵径与横径基本都是最大的,说明处理2可以获得纵横径大的三季梨。处理2的纵径与横径在采收期低于处理3和处理4。液体授粉果实纵横径大于自然授粉。处理2与处理3效果不如处理4,不建议生产使用。处理5与自然授粉相差不大且费时费力,不建议生产使用。

图1 三季梨横径/cm

图2 三季梨纵径/cm

处理12345CK果形指数 0.840.760.770.740.780.80

2.3 不同授粉方式对果实重量的影响

表3测量了6月6日到6月21日,6月21日到7月4日,7月4日到7月18日不同处理的果重变化。由表6得知,处理4在两个生长期果实增长量都是最大。处理4在6月6日到6月21日和7月4日到7月18日增长量最大,液体授粉在6月21日到7月4日增长量最大。充分说明纯花粉、液体授粉和自然授粉对果实发育有促进作用。

表3 三季梨测量期间净增长量/g

图3 三季梨果重/g

由图3得知,处理4果实重量最大,三季梨自然授粉重量最小,处理2果重大于自然授粉,不如处理2、处理3与处理4。液体授粉在6月21日以后果重增长速度增长显著。处理4比自然授粉果重增加51.4%。三季梨果实重量从大到小顺序:处理4>处理3>处理2>处理5>处理1>对照。人工授粉效果优于液体授粉,人工授粉和液体授粉优于自然授粉。处理2、3、5是人工授粉的不同花粉浓度,试验结果显示三者都不如处理4，建议推广使用1花粉∶2淀粉花粉浓度的人工授粉。

2.4 不同授粉方式对果实可溶性固形物含量的影响

由表4得知,不同的授粉方式和不同的花粉浓度会影响西洋梨果实的可溶性固形物含量。处理2与处理4的可溶性固形物含量最高。液体授粉和自然授粉相比,提高了可溶性固形物含量。自然授粉的可溶性固形物含量最低。不同授粉方式和花粉浓度对梨硬度有影响,液体授粉和人工授粉使梨硬度降低,液体授粉的硬度数值最小。

表4 硬度和可溶性固形物含量

2.5 不同授粉方式对果实内源激素的影响

由图4得知,生长素含量在6月6日到7月18日的变化趋势:先升高再降低,在7月4日达到最高点。三季梨在7月4日前,生长素含量增加最多的是自然授粉,生长素含量增加最小的是纯花粉。在7月4日以后,自然授粉生长素降低量最显著,处理4的生长素含量数值最高。

图4 三季梨生长素/pmol/L

由图5得知,脱落酸含量在6月6日到7月18日的变化趋势是逐渐上升的,自然授粉的脱落酸含量增加最多。液体授粉的脱落酸含量在6月6日,6月21日和7月18日三次测量中属于最低。三季梨处理4脱落酸含量最稳定。

图5 三季梨脱落酸/pmol/L

由图6得知,在6月6日到7月18日的生长周期内赤霉素的变化趋势是先升高再降低,赤霉素含量在6月21日达到最高。在测量期间,自然授粉的赤霉素含量变化幅度最显著。在6月21日前,三季梨赤霉素增加最多的是处理4,最少的液体授粉。6月21日以后,赤霉素含量变化最显著的是自然授粉。赤霉素含量最平稳的液体授粉。

图6 三季梨赤霉素/pmol/L

由图7得知,细胞分裂素含量在6月6日到7月18日的变化趋势为逐渐降低。在测量期间。三季梨液体授粉、处理4(花粉与淀粉比1∶2)和纯花粉的细胞分裂素含量在6月6日、6月21日都大于自然授粉。自然授粉在7月4日数值最高。

图7 三季梨细胞分裂素/pmol/L

日期处理1处理4处理2CK 6月6日3.4812.9003.3662.954 6月21日2.6813.0683.0222.788 7月4日2.1442.2301.7122.072 7月18日1.5531.3571.2311.050

由表5得知,6月6日到7月18日,液体授粉、纯花粉和自然授粉生长素、赤霉素和细胞分裂素的总和与脱落酸的比值是逐渐减少的,处理4(花粉淀粉比1∶2)的比值是先升高在降低,不同处理的果实重量一直在增加。三季梨液体授粉和纯花粉在6月6日比值最大,7月18日自然授粉的比值最低。试验证明,液体授粉和人工点粉改变了梨果实内的4种激素浓度,导致了不同处理的果实重量的变化。花粉浓度的不同也会改变梨果实激素的浓度,维持4种激素的相对稳定,延长梨果实生长发育的时间。

3 讨论与小结

该研究结果表明,与自然授粉相比,液体授粉,人工点授均可以提高三季梨的花序坐果率,增加三季梨产量。这与赵红亮[7]、刘珠琴[8]、白雪[9]等的研究结果一致。原因是不同的授粉措施都会增加三季梨花朵内的花粉,便于花粉萌发和果实的产生,增加三季梨的坐果量。

三季梨生长素含量先升高再降低,在7月4日达到最高水平,在7月4日以后,自然授粉处理生长素含量降低量最多;赤霉素含量先升高再降低,在6月21日达到最高水平;脱落酸含量一直升高,自然授粉处理增长量最多;细胞分裂素含量一直下降。这与陈善波[4]、齐开杰[6]的试验结果一致。原因可能是不同的授粉措施会通过影响梨花朵的花粉数量的多少,进而影响三季梨果实内生长素、赤霉素、脱落酸和细胞分裂素的含量,导致4种激素的比值发生变化,花粉淀粉比为1∶2的人工点授会提前果实的快速发育期,延长了三季梨的生长发育期,容易获得果个较大的果实。

与自然授粉相比,纯花粉、花粉淀粉比为1∶1及1∶2的人工点授、液体授粉,均可以提高三季梨的果重、纵横径、可溶性固形物、花序坐果率,降低三季梨硬度,液体授粉降低硬度最显著。花粉淀粉比为1∶2的人工点授可以获得果个、品质最佳的三季梨。液体授粉会改变三季梨果形,使三季梨趋近于圆形,液体授粉比人工授粉大大缩短授粉用时,便于大面积梨园生产,这和Daisuke Sakamoto[10]试验结果一致。花粉淀粉比为1∶4的人工点授与自然授粉相差不大,不建议生产使用。