无患子良种YK-2配套栽培技术及应用研究

黄华明 余荣卓 陈杰 黄静怡

(1.福建林业职业技术学院，福建 南平 353000；2.福建省建阳范桥国有林场，福建 建阳 354200；3.吉林农业大学，吉林 长春 130118)

引言

无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)作为我国生物质能源重点发展树种[1]。果实含有多种成分，其中果肉中的皂素含量高达20%以上，是高档生物洗涤剂的原材料；种仁含脂肪油高达43%以上，是制造天然滑润油和生物柴油的原材料，集生物质能源、“天然”日用化工原料、中药等功能，具有极高的开发价值，产业化发展前景广阔。根据国家林业局《全国林业生物质能源发展规划(2011—2020年)》，到2020年全国油料能源林建设达到422万hm2，无患子油料能源林规模将达到25万hm2。到2019年福建省无患子油料能源林建设近2.5万hm2。目前无患子生产主要问题是良种选育滞后导致规模种植大量使用实生苗、成片栽培采用造林模式粗放半野生栽培，导致树体高大、绿叶层薄，结果面积少。同时，果用经济林结果因花器发育不良、授粉受精不完全、胚珠退化和发育不良而普遍存在生理落果现象[2]，造成无患子少花少果现象，果实品质低。严重影响无患子油料能源林高效培育和产业化发展。本研究利用二年生无患子实生苗进行高位嫁接良种“YK-2”，结合修剪、施肥和外源激素保果措施优化的综合措施，以期提高无患子的产量和品质，为无患子经济林果实优质高产和可持续发展提供技术支撑和应用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 无患子

无患子结果树分布于福建省南平市延平区洋口国有林场市郊管护点和现代田园农业有限公司。选用二年生无患子实生苗和二加六年生高接换种无患子成年树为试验材料。该试验材料分别选自福建省南平市延平区洋口国有林场市郊管护点和现代田园农业有限公司2013年种植的一年生无患子实生苗，2015年嫁接“YK-2”良种，2017年进入结果投产。

1.1.2 试剂

无水乙醇，武汉翔合亿化工科技有限公司；石油醚，南通润丰石油化工有限公司；芭田45%硝硫基复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)，深圳芭田股份有限公司；硼砂，营口辽滨精细化工有限公司；尿素，福建三明化工厂；磷酸二氢钾，吴江市永和精细化工有限公司；GA3、CPPU，杭州木木生物科技有限公司。

1.1.3 主要仪器设备

磨粉机，JYS-M01，九阳股份有限公司；恒温鼓风干燥箱，HB881-8，苏州市豪贝节能烘箱厂；索氏提取器，NAI-ZFCDY-8Z，上海那艾精密仪器有限公司；短程分子蒸馏器，FMD-60(A)，上海科兴仪器有限公司；低速离心机，TD6M，山东博科科学仪器有限公司；冰箱，BCD-580WIPDCL，珠海格力电器股份有限公司；天平，JT3010N/0.1g，上海精天电子仪器有限公司；游标卡尺，哈尔滨北量工具制造有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验树选择

在坡向、土壤基本一致下，从二加六年生的无患子品系“YK-2”试验树中，选择生长树势、地径大小、冠幅冠层、枝条生长量基本一致的66株作为试验对象，同样选择八年生实生苗6株作对照。试验样株均无病虫害，树体健壮，常规管理方式一样，正常开花结果。

1.2.2 单因素试验

1.2.2.1 无患子高接换种对投产和品质的影响

2014年12月26日冬季采集无患子优良“YK-2”发育枝，放置2-4℃冰箱保湿冷藏。2015年2月8日进行无患子高位换种，2016年起对无患子实生苗和嫁接苗实施整形修剪，2017—2019年开始观察无患子实生苗和嫁接苗开花和结果情况。调查高接树和实生苗单位面积花穗数量和结果量；用电子天测定无患子果实重量，计算单果重；果实采用醇提法萃取无患子果肉皂苷[3]，索氏提取法提取无患子籽油总量[3]。

1.2.2.2 不同修剪强度对优良“YK-2”开花和结果的影响

2016年起对“YK-2”嫁接苗进行整形修剪，选留3个主枝[4]，每个主枝选留2～3个第2主枝，采用自然开心形。2019年对结果树采用长放(不对枝条修剪)、轻短剪(剪除枝条长度1/3)、中短剪(剪除枝条长度1/2)、重短剪(剪除枝条长度2/3)[5]，调查萌芽、开花、结果情况。

1.2.2.3 不同配方施肥对无患子开花坐果的影响

结果树施肥分4个处理，分别是芭田45%硝硫基复合肥3kg、芭田45%硝硫基复合肥2kg加尿素1kg、芭田45%硝硫基复合肥2kg加尿素1kg加磷酸二氢钾0.5kg、芭田45%硝硫基复合肥2kg加尿素1kg加磷酸二氢钾0.5kg加0.1硼砂，萌芽前和第1次生理落果前沟施。春季和夏季调查开花坐果情况。

1.2.2.4 不同生长调节剂对无患子开花坐果的影响

无患子结果树按GA340×10-6、CPPU 5×10-6，盛花期和第1次生理落果前喷施花穗。春季和夏季调查开花坐果情况。

对照(CK)无患子结果树不进行修剪、施肥和生长调节剂处理。

1.2.3 正交试验

2020年在单因素试验基础上，以修剪强度、施肥水平、生长调节剂处理进行L16(24+12)正交试验。

1.3 调查内容和测定方法

采用单株小区，重复3次。在每个处理植株的东、南、西、北4个方位分别选择3个长势、大小、物候期相似的花穗进行固定调查，5月15日调查各处理标记花穗的长度、雌雄花数量，6月2日生理落果前调查各处理标记花穗的幼果量；8月26日进行标记花穗结果数量统计；12月上旬果实完全成熟时采收，以调查果穗为单位进行果实大小、产量测定，采用游标卡尺和天平测定。

1.4 数据处理

数据使用Mircosoft Excel 2019软件进行数据计算、整理和图表绘制。采用SPSS 22.0软件对单因素33个处理的结果量指标进行单因素方差分析(One-way ANOVA),对正交试验16个处理用单变量线性模型Waller-Duncan多重显著性分析。

2 结果与分析

2.1 提高无患子坐果率单因素试验

2.1.1 “YK-2”高接换种对无患子结果的影响

良种是农作物高产、优质、高效益的根本途径，高接换种是无患子低产林改造的有效而显著途径[6]。从试验结果观察，2015年高接“YK-2”，2017年全部进入结果期，见图1。而实生苗都未开花结果，2019年实生苗才开花结果。试验结果表明，通过高接换种结果可提早2a，从表1分析可知，高接的品系“YK-2”的单位结果面积、结果量、单果重、果肉总皂苷含量、种子含油量等都显著高于实生苗(P<0.05)。通过高接良种，不仅让实生苗无患子提早结果，同时提高了果实的产量和品质。

表1 高接“YK-2”与实生苗的结果情况的方差分析

图1 2015年高接换种“YK-2”和2017年结果情况

2.1.2 不同处理对无患子“YK-2”坐果率影响

修剪处理通过调节无患子植株营养分配、光照条件，有助于无患子开花结果[7]。由图2可知，12月上旬采收时，“YK-2”无患子通过中短剪后坐果率明显高于其它组。从表2分析可以看出，重短剪坐果率明显低于其它组(P<0.05)，表现出中短剪>轻短剪>长放>重短剪。说明中短剪可以提高无患子坐果率。

图2 不同处理对“YK-2”坐果率的影响

表2 不同处理对“YK-2”坐果率影响的方差分析

2.1.3 施肥对无患子坐果率的影响

配方施肥通过调节植物营养生长和生殖生长平衡，进而提高产量[7]。从图2、表3可知，通过施肥可以提高无患子的结果量，结果量比对照都提高30%以上，而复合肥2kg加尿素1kg加磷酸二氢钾0.5kg加硼砂0.1kg对无患子坐果作用明显高于其它组(P<0.05)。

表3 配方施肥对“YK-2”坐果率影响的方差分析

2.1.4 外源激素对无患子坐果率的影响

落果是果树生产中普遍存在的现象，落果高峰期形成原因与激素水平有关[4]。从图2、表4可知，CPPU和GA3对坐果具有显著促进作用，明显高于对照组(P<0.05)，而且CPPU保果效果明显高于GA3(P<0.05)。

表4 外源激素对“YK-2”坐果率影响的方差分析

2.2 提高无患子坐果率正交试验

根据上述修剪、配方施肥和外源激素单因素试验结果，确定3个正交试验因素和水平，如表5所示。采用L16(24+12)进行正交试验，正交试验结果与分析见表6。修剪加配方施肥加激素处理的无患子坐果效果如图3所示，从图3看出，试验14号的无患子果穗结果量多，果实均匀，受果实重量影响，果穗下垂；而对照组的无患子果穗几乎没有变化，果实稀少，且果实大小不均匀。

图3 无患子“YK-2”开花坐果比较

表5 “YK-2”正交试验因素与水平设计

从表6可知，提高无患子坐果率的主次因素为修剪(A)>配方施肥(B)>外源激素(C)，提高坐果率的最佳参数为A3B4C2，即中短剪、复合肥2kg加尿素1kg加磷酸二氢钾0.5kg加硼砂0.1kg、CPPU 5×10-6；提高无患子产量的主次因素为配方施肥(B)>外源激素(C)>修剪(A)，提高产量的最佳参数为A3B3C2，即中短剪、复合肥2kg加尿素1kg加磷酸二氢钾0.5kg、CPPU 5×10-6。

表6 “YK-2”正交试验结果与分析

3 讨论

3.1 修剪对无患子坐果率的影响

修剪就是调整树冠冠层结构、枝叶空间分布，对其光能截获、能量流动、光合作用和蒸腾作用有重要的影响[9,10]，减少无效叶，提高树冠的有效光合面积；调节营养生长和生殖生长平衡；调节作用枝、叶、果等器官生长发育。合理的叶面积指数是经济林充分利用光能、保证高产优质的主要条件。修剪促进坐果技术已经在果树生产中普遍应用，也是目前公认无公害生产技术之一，修剪可以人为调整植株的枝叶分布、光照调节、平衡营养生长和生殖生长，从而达到提高坐果率的目的。有效枝条量选留数量对植株的光合能力及果实数量和产量品质等方面都有很大影响，其选择是由树种、品种、树龄、树势、立地条件以及管理水平等诸多方面综合决定的[9]。不同果树结果习性有很大差异，因此采用不同修剪方法、修剪强度，筛选出最合适的修剪技术，以期提高无患子坐果率。

3.2 施肥对无患子坐果率的影响

施肥是果用经济林管理的重要基础，也是丰产的保证条件。许多农业学者研究表明，矿质营养元素种类和比例，施用肥料的种类、形态、数量、时期与方法，对果用经济林的产量与品质起到明显作用，同时对树体的生长发育有重大的影响[11,12]。

因地理位置和气候不同，不同区域形成的土壤其营养含量有明显差异，不同树种需求的N、P、K也不尽相同，目前对无患子的需肥规律和施肥效应的研究较少。施肥的种类、数量、时期、方法对果用经济林生长发育、产量、品质等影响已被农业研究者所关注，无患子的施肥研究不仅涉及到N、P、K配合比例，而且包括施肥水平[12]，山地土壤养分的有效性，有机肥的效果及N、P、K肥料的合理配合等，为无患子的施肥管理实践提供理论依据，随着农业施肥技术的日趋完善，而果用经济林施肥的理论体系尚未建立；果用经济林施肥试验的基础研究积累较少，果用经济林施肥的实践体系尚不完善。

3.3 外源激素对无患子坐果率的影响

人为诱导植物雌、雄发生的有效手段主要是利用外源激素或生长调节剂处理。研究者认为，在花芽分化阶段对植物喷施外源激素或生长调节剂可以改变植物内源激素水平，从而诱导性别分化，内源激素在性别分化过程中充当诱导信号[13]，高水平ABA、IAA、CTK、GA可以促进雌、雄花分化，这已在黄瓜上得到证实[14]。在荔枝上开花期喷施CPPU能够保持花穗花期延长，并促使花蕾萌动批次增加，这可能与CPPU提高花穗内源细胞分裂素含量有一定的关系[15]。本研究中GA3和CPPU对研究无患子花芽性别分化历程及花期调控具有较好的参考意义。

3.4 提高无患子造林效益途径

经济林实生苗造林普遍存在树体间生长结果差异大、结果迟、产量低、品质差等问题，投资回报迟，经济效益低。果树高产优质的基础途径是通过良种改良，以及规范化和精细化管理。无患子果用原料林要想达到高产，应对无患子实生苗进行良种嫁接，采用科学的经营方法，精心抚育，根据无患子品种生长结果习性进行合理修剪，按照无患子生长规律进行规范施肥，开花期和生理落果期进行保花保果，方可达到增产、增收的目的。优良无患子盛产期果实产量可达12t·hm-2，产值可达46万元·hm-2[6]。无患子种植不仅起到造林的生态效益，同时可以带来巨大经济效益，实现绿水青山就是金山银山的目的。

4 结论

本试验通过良种嫁接，解决了无患子成片种植坐果率低、果实品质差等难题。通过修剪、配方施肥、外源激素等综合处理无患子结果树，其保花保果效果明显高于对照。通过正交试验，综合考虑上述处理方法对提高无患子坐果率的影响，从而得出提高坐果率的最佳试验方案，中短剪后配施复合肥2kg、尿素1kg、磷酸二氢钾0.5kg、硼砂0.1kg，盛花期和第1次生理落果期前喷施浓度为5×10-6的CPPU可以显著提高无患子坐果率和产量。