调环酸钙对轮台白杏营养生长和果实品质的影响

章世奎，罗晓琴，王亚铜，侯忠友，吾买尔江·巴拉提，樊国全

(1.新疆农业科学院轮台果树资源圃，新疆轮台 841600；2.新疆轮台县林业和草原局杏子研究中心，新疆轮台 841600)

0 引 言

【研究意义】轮台白杏是新疆轮台县及周边地区果农增收的支柱产业[1]。但是随着种植面积的扩大，果树修剪、果实产量和品质控制等是制约轮台白杏产业发展的关键因素。调环酸钙(Prohexadione calcium)是一种新型植物生长调节剂，调环酸钙能够有效的抑制植物体内赤霉素的合成，控制植物营养生长、促进生殖生长、提高光合效率和果实品质[2]。区别于传统植物生长延缓剂如季铵盐类(矮壮素、缩节胺)、三唑类(多效唑、烯效唑)，调环酸钙对轮作植物无残留毒性，半衰期短，对环境无污染[3]。研究调环酸钙在轮台白杏上的应用，对调环酸钙的推广和轮台白杏的生长调节及规模化发展有实际意义。【前人研究进展】调环酸钙只抑制茎叶的伸长生长，不抑制繁殖器官的发育，克服了传统矮化剂抑制植物体内所有赤霉素生物合成途径的缺点[4、5]。研究表明，调环酸钙可有效降低小麦植株高度，缩短节间长度、增加茎粗，提高光合速率、千粒重和产量[6]；提高花生叶片光合强度、根系活力、单果重量及产量，显著提高SOD、POD、CAT保护酶的活性和抗逆能力[7]；能抑制夏黑葡萄主梢和副梢的生长，节数、节间粗度均增加[8]，在幼果期喷施200～400 mg/L调环酸钙可控制苹果、梨、葡萄等果树的新梢生长，防止新梢过度旺长导致的营养消耗和幼果期落果现象的发生[9-11]。【本研究切入点】目前对杏、轮台白杏化控的研究主要是应用多效唑、脱落酸等药剂，发现使用生长抑制剂后能够有效减缓轮台白杏的营养生长，提高叶片光合效率和果实品质[12、13]，由于残留性高和价格昂贵等因素，未能很好的推广应用。在开花后10 d喷施不同浓度的调环酸钙[8-14]，研究调环酸钙对轮台白杏营养生长、光合作用和果实品质的主要作用。【拟解决的关键问题】从喷施后对营养生长、光合作用和果实品质3个方面的影响来综合评价调环酸钙的应用效果，分析筛选出适宜喷施浓度，提出利用调环酸钙调控轮台白杏生长发育的可行方法。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验地位于新疆巴音郭楞蒙古自治州轮台县哈尔巴克乡轮台白杏标准示范园(阔什吐格曼村)，轮台白杏为示范园中的15年生果树，树冠为开心型，树体健康，栽植行距4 m×5 m，常规条件栽培管理。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

选取轮台白杏示范园中部不相邻的6个单株，在轮台白杏落花后10 d，选取各个单株树冠中部向阳面的5个大枝。对每个单株上的大枝分别喷施清水和 100、125、150、175 mg/L的调环酸钙[8-14]。喷施时枝条间以塑料薄膜隔开，喷施到叶片滴水为止，待1个枝条不再滴水后，处理下1个枝条。处理好的大枝挂牌标记。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 坐果率

处理前统计好每单株不同处理大枝上的果实数量，待生理落果结束之后(开花后20 d左右)，统计各处理枝条上的果实数量，计算各处理的坐果率。重复6个单株。

坐果率(%)=生理落果后果实数量/处理前果实数量×100。

1.2.2.2 新梢生长量

待轮台白杏新梢停长后(6月上旬)，选取每单株各处理大枝上的新梢15个，参照《杏种质资源数据标准和描述规范》[15]上的方法，用直尺和游标卡尺测量新梢的长(基部到新梢顶端)、节间长(新梢中间节位)和新梢粗(基部以上1 cm)。重复6个单株。

1.2.2.3 叶片长宽和叶面积

参照《杏种质资源数据标准和描述规范》[15]上的方法，在叶幕成熟后(5月下旬)，每单株各处理组大枝选取新梢中部的功能性叶片15片，利用CI-203手持式叶面积仪(美国CID公司)测量叶片的长、宽及叶面积。重复6个单株。

1.2.2.4 光合速率

在叶幕成熟后(5月下旬)，在晴朗无风的天气，每单株各处理组大枝选取新梢中部向阳的功能性叶片5片，擦除尘土后利用LI-6400便携式光合作用测量系统(美国LI-COR公司)，在12:00左右，采用自然光、开放式气路(空气流速500 μmol/s)测定各处理的净光合速率(Pn)[1]。测量结束后用SPAD-502型叶绿素测定仪(日本柯尼卡美能达)，同步测定叶片的叶绿素含量[1,12]。重复6个单株。

1.2.2.5 果实品质

在6月下旬，果实达到9成熟后，每单株各个处理的大枝随机采摘完整的果实10个，分装好后用装有冰袋的泡沫箱带回实验室，用电子天平测量(YP-5002，精度0.01 g)果实的单果重，用PY-1型果实硬度计(中国艾德堡)测量果实的阳面硬度，用菲林法和酸碱中和法测定果实的可溶性总糖和可滴定总酸含量[12,16]。重复6个单株。

1.3 数据处理

试验数据的标准误计算和图表绘制均采用Excel 2007进行，数据的差异分析采用单因素方差分析(P<0.05，0.01)。

2 结果与分析

2.1 喷施调环酸钙对坐果率的影响

研究表明，轮台白杏的生理落果数量显著下降，平均坐果率提升至10.25%。与喷清水对照(坐果率5.67%)相比，提高了4.58%。125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的落果率为85.67%，坐果率提升到14.33%，效果最好，175 mg/L的调环酸钙喷施处理后效果最差。图1

注：不同小写字母表示在0.05水平差异显著，不同大写字母表示在0.01水平差异极显著。下同

2.2 喷施调环酸钙对新梢生长的影响

研究表明，轮台白杏的新梢伸长生长量显著下降，平均伸长生长量为6.74 cm。与喷清水对照(新梢长8.54 cm)相比，减少了1.80 cm。175 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的新梢长生长量最小，为5.79 cm。100和125 mg/L的调环酸钙喷施处理后新梢长的差异未达到显著水平。图2

图2 不同处理下新梢长变化

研究表明，轮台白杏的新梢节间的生长量显著下降，平均节间长为0.98 cm。与喷清水对照(新梢节间长1.48 cm)相比，减少了0.50 cm。175 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的新梢节间长量最小，为0.76 cm。100和125 mg/L的调环酸钙喷施处理后新梢节间长度的差异未达到显著水平。图3

图3 不同处理下新梢节间长变化Fig. 3 New shoot internode length of different treatments

研究表明，轮台白杏的新梢粗生长量显著增加，平均新梢基部生长量为0.32 cm。与喷清水对照(新梢粗0.22 cm)相比，增加了0.10 cm。175 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的新梢粗生长量最大，为0.39 cm。125和150 mg/L的调环酸钙喷施处理后新梢粗的差异未达到显著水平。图4

图4 不同处理下新梢粗变化

2.3 喷施调环酸钙对叶片生长的影响

研究表明，轮台白杏的叶片长生长量显著下降，平均叶片伸长生长量为7.07 cm。与喷清水对照(叶片长7.59 cm)相比，下降了0.52 cm。175 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的叶片伸长生长量最小，为6.86 cm。100和125 mg/L的调环酸钙喷施处理后叶片长的差异未达到极显著水平。图5

图5 不同处理下叶片长变化

研究表明，轮台白杏的叶片宽生长量显著增加，平均叶片宽伸长生长量为6.29 cm。与喷清水对照(叶片宽5.64 cm)相比，增加了0.65 cm。125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的叶片宽伸长生长量最大，为6.73 cm。100和150 mg/L的调环酸钙喷施处理后叶片长的差异未达到极显著水平。图6

图6 不同处理下叶片宽变化

轮台白杏的叶面积显著增加，平均叶面积为27.20 cm2。与喷清水对照(叶面积26.35 cm2)相比，叶面积增加了0.85 cm2。125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的叶面积增加量最大，为28.01 cm2。100和150 mg/L的调环酸钙喷施处理后叶片宽的差异未达到显著水平。图7

图7 不同处理下叶面积变化

2.4 喷施调环酸钙对叶片光合的影响

研究表明，轮台白杏的叶片叶绿素含量显著增加，平均叶片叶绿素含量为42.67 SPAD。与喷清水对照(叶片叶绿素含量为38.67 SPAD)相比，叶片叶绿素含量增加了4 SPAD。125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的叶片叶绿素含量增加量最大，为47.33 SPAD。100和150 mg/L的调环酸钙喷施处理后叶片叶绿素含量的差异未达到显著水平。图8

图8 不同处理下叶绿素含量变化

轮台白杏的叶片净光合速率显著增加，平均叶片净光合速率为10.19 μmolCO2/(m2·s)。与喷清水对照(叶片净光合速率为9.37 μmolCO2/(m2·s)相比，叶片叶绿素含量增加0.82 μmolCO2/(m2·s)。125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的叶片净光合速率增加量最大，为11.13 μmolCO2/(m2·s)。100和150 mg/L的调环酸钙喷施处理后叶片长的差异未达到显著水平。喷清水对照和175 mg/L的调环酸钙喷施处理后叶片净光合速率无显著差异。图9

图9 不同处理下净光合速率变化

2.5 喷施调环酸钙对果实品质的影响

研究表明，轮台白杏的单果重显著增加，平均单果重为17.79 g FW。与喷清水对照(单果重为16.37 g FW)相比，单果重增加了1.42 g FW。125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的单果重增加量最大，为18.86 g FW。100和150 mg/L的调环酸钙喷施处理后单果重的差异未达到极显著水平。图10

轮台白杏的果实硬度显著增加，平均果实硬度为6.80 kg/cm2。与喷清水对照(果实硬度为5.69 kg/cm2)相比，果实硬度增加了1.07 kg/cm2。175 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的单果重增加量最大，为6.88 kg/cm2。100、125和150 mg/L的调环酸钙喷施处理后果实硬度的差异不显著。图11

图11 不同处理下果实硬度变化

125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的果实可溶性总糖含量与喷清水对照(果实可溶性总糖含量为136.42 g/kg FW)相比，果实可溶性总糖含量无显著差异，果实可溶性总糖含量平均下降了0.14 g/kg FW。图12

图12 不同处理下果实可溶性总糖含量变化

轮台白杏的果实可滴定酸含量显著增加，平均果实可滴定酸含量为9.20 g/kg FW。与喷清水对照(果实可滴定酸含量为8.51 g/kg FW)相比，果实可滴定酸含量增加了0.69 g/kg FW。125 mg/L的调环酸钙喷施处理后，轮台白杏的果实可滴定酸含量增加量最大，为9.34 g/kg FW。100、125、150和175 mg/L的调环酸钙喷施处理后果实可滴定酸含量的差异不显著。图13

图13 不同处理下果实可滴定总酸含量变化

3 讨 论

调环酸钙是一种通过抑制赤霉素合成调控营养生长的植物生长调节剂，对繁殖器官的生殖生长影响较小，能够提高光合效率和果实品质，同时具有无残留毒性，半衰期短，对环境无污染的优点[3]。研究发现在幼果期喷施200～400 mg/L调环酸钙可防止苹果、梨、葡萄等果树因新梢过度旺长而导致的营养消耗和幼果期落果现象的发生[9-11]。轮台白杏在开花后10 d喷施调环酸钙后落果数量显著下降，有效的提高了坐果率。125 mg/L调环酸钙处理后，轮台白杏的坐果率可达到14.33%，显著高于轮台白杏生产中10%左右的坐果率[16]。

调环酸钙只抑制茎叶的伸长生长，不抑制繁殖器官的发育[4,5]。可有效降低小麦植株高度，缩短节间长度、增加茎粗，提高光合速率、千粒重和产量[6]，能提高花生叶片光合强度、单果重量及产量[7]。夏黑葡萄喷施后主梢和副梢的生长量下降，节数、节间粗度均增加[8]。轮台白杏在开花后10 d喷施调环酸钙后新梢生长量下降、节间长缩短、新梢基部粗度增加，叶片长度减小、叶片宽度合格叶面积增加，叶绿素含量增加。增加的叶面积和叶绿素含量有效的提高了处理后轮台白杏叶片的净光合速率，较高的碳同化速率则促进了果实的生长，单果重显著增加。适宜浓度的钙剂有助于增加果实的硬度，提高果实的品质和耐储性[17,18]。轮台白杏在喷施调环酸钙后，果实的硬度显著增加。

与多效唑、脱落酸等植物生长调节剂相比，调环酸钙不仅能抑制果树的旺长[14]，还能提高轮台白杏等果树叶片的光合效率，增加轮台白杏坐果率、单果重和果实硬度，同时对果实的含糖量无显著影响。调环酸钙在调控轮台白杏的生长中有较高的应用价值，125 mg/L调环酸钙处理效果最佳。

4 结 论

开花后10 d对轮台白杏进行调环酸钙的喷施处理与喷清水对照相比，能够显著减少生理落果数量，提高坐果率。降低新梢长的生长量，增加新梢的粗度。减缓叶片的伸长生长，增加叶片宽和叶面积。提高叶片叶绿素含量，增加了叶片的净光合速率。有效的提高了果实的单果重和果实硬度。可溶性总糖含量无显著差异，可滴定总酸含量显著增加。4个处理浓度中，125 mg/L的调环酸钙喷施处理后效果最佳。