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‘秋萍’红树莓在天津地区引种试验

2022-01-22王柏茗聂江力钱滢宇刘海荣

经济林研究 2021年3期
关键词:花酸树莓叶片

王柏茗,聂江力,苏 雅,裴 毅,钱滢宇,刘海荣

(天津农学院 园艺园林学院,天津 300392)

覆盆子Rubus idaeusL.原产于欧洲和北美洲[1], 其果实称为红树莓。其为蔷薇科悬钩子属灌木,植株高1~3 m,呈灌木状或半藤本,枝干密布皮刺,奇数羽状复叶3 ~5 枚,花白色,果实为聚合果,呈球形或圆锥形。其味道酸甜,具有浓郁香气,营养成分丰富,含有酚类、黄酮类物质、维生素C等成分,其中,鞣花酸有较强抗氧化和抗癌活性[2],覆盆子酮有保持体重、控制食欲的功能[3]。其叶是欧洲传统草药,含有有酚类、黄酮类、鞣花酸等,具保健功效[4]。红树莓在欧洲有近500年的栽培历史[5],在我国已有100年左右的历史,在19 世纪末由俄侨引入黑龙江省。20 世纪80年代后,我国树莓产业发展迅速,受到高校和科研院所的重视,研究和生产取得较大进展,截至2015年,全国红树莓种植面积已达10 000 hm2,总产量约7.9 万t,我国已成为红树莓生产大国[6]。

红树莓有较强的适应性,在华北、西北、东北均有栽培,黑龙江和辽宁是我国的树莓主产区。辛微等[7]的研究结果表明,自黑龙江省引种黑穗醋栗能够正常生长,说明天津地区有进行寒地浆果引种的潜力。杨丽维等[8]的研究结果表明,天津能够引种成功多种红树莓,品种表现各异。由于红树莓的遗传背景复杂,品种间差异明显,且引入‘秋萍’红树莓笔者未见报道,天津是典型的土壤盐渍化区域,除蓟州区部分地区外,均有不同程度的盐渍化[9],因此,该品种的适应性需全面考察。大城市周边发展红树莓产业具有良好前景,对都市型农业增加种质、丰富供应、提质增效、增产增收具有促进作用。本研究通过观测其物候期、生长情况、结实能力、果实经济性状、叶片活性物质、光合特性等指标,对比部分引种地和育种地的技术数据,对‘秋萍’在天津引种进行适应性评价,并为其推广栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种及试验地概况

本试验选择的材料是国内第一个自主选育的品种‘秋萍’[10],是沈阳农业大学代汉萍教授由双季型品种‘秋福’实生选育而来。该品种具有早熟、抗性强,生长旺盛,花期整齐,果实大,多汁,具有浓郁的似玫瑰香气的特性,适宜鲜食和加工。苗木购于黑龙江省哈尔滨尚志市。

在天津地区选定3 个地点进行栽培,分别是农学院东校区试验地(A),位于西青区张家窝镇;农学院西校区试验地(B),位于西青区大柳滩镇,土质疏松,部分地区斑块状泛碱,结壳;农学院蓟州校区试验地(C),位于蓟州区五百户镇,是水库南岸的山地。试验地概况如表1。

表1 试验地概况Table 1 Overview of the test site

1.2 栽培方法

苗木系无性繁殖的1年生根蘖苗,裸根,短截茎部保留10 cm,修剪去受损的根系。选择茎粗在8 ~10 mm 的健壮苗木,于10月下旬定植于实验田中,每地栽培50 株。开挖30 cm 深定植沟,施入基肥(鸡粪,每m 施入2.5 kg),生长期不追肥。株距25 cm,每株保留1 ~2 条基生枝,以确保每行树莓的枝密度在8 条/m 左右[11]。花后架设防鸟网。为取夏果供试的需求,每地25%植株埋条处理。

冬季将基生枝修剪去除干枯的部分。为便于观测耐寒力,冬季是否抽条,大部分苗自然越冬。为观察其春季花枝物候及保留夏果供试的需求,将每地25%植株埋条处理。

1.3 测定方法

1.3.1 物候期的观测

随机选择10 株‘秋萍’,在生长期内以目测法观测‘秋萍’在3 个地区的物候。由于双季型红树莓当年基生枝顶端会形成花序,在条件允许的情况下还可形成二次枝并结实,部分发育迟的枝可以持续成熟直至气温降至0 ℃下为止,次年,基生枝叶腋萌发花枝。花枝、基生枝和二次枝是相对独立的生长生殖过程,故分别进行统计。记录每种枝条各发育期出现的时间,其中被观测的10 株中的5 株及以上均达到了某一发育标准,将当天记为该发育期的出现日期[12]。

各生长期的划分依据为:萌发/出土期为新芽露出土面或萌发达到总数50%;生长期为新梢长达1 cm 至现蕾前;现蕾期为新梢叶心花蕾可见; 初、末花期为半数植株达到第1 朵花和花朵全部凋谢的时期;转色期为半数植株第1 个果由白转红的时期;成熟初、末期为半数植株第1 个果完全成熟的时期和全株果实完全成熟的时期;衰退期为花序逐渐干枯,叶片老化及脱落的时期;落叶期为全株叶片脱落达到1/2 以上的时期。

1.3.2 生长情况的调查

调查统计随机10株花枝长、直径、单枝叶片数、花朵数;基生枝萌发数、长、直径、单枝叶片数、花朵数;二次枝数、长、直径、单枝叶片数、花朵数、复叶长、宽。叶长为单片复叶自叶柄基部至先端小叶尖端的长度;叶宽则为整片羽状复叶最宽处的距离。

1.3.3 基生枝结实力的测定

选定基生枝进行测定的原因主要为其固有生长特性以及生产栽培的惯例。鉴于双季型树莓基生枝较短,花枝少于单季型品种;地上部越冬难,若埋条人工成本和效益需要权衡(夏季果效益能否抵偿人工成本);以及其在津引种表现(二次枝萌发与否)的因素[13],因此只统计基生枝结实力。每地随机选定10 条基生枝,成熟期采集果实,测量单果数据后按枝收集,测单枝产量。

1.3.4 果实品质的测定

果实在成熟时摘下,不含花托,测试部位为完整的新鲜聚合果。

物理指标测定:果实纵横径由游标卡尺测定;果形指数为纵径与横径的比值;单果质量由电子天平测定;可溶性固形物由折光仪测定;果实硬度由手持式指针硬度计(草莓用)测定。

化学指标测定:总酚和黄酮测定采用紫外-可见光分光光度计法;可滴定酸含量由酸碱中和滴定法进行测定,果实的酸含量以果中主要有机酸进行折算和标定,树莓的主要有机酸为柠檬酸[14],折算系数为0.064;由于果汁颜色较重,故Vc 含量用红菲啰啉(BP)比色法进行测定。以上指标均按曹建康等[15]的测定方法测定。花青素采用pH示差法进行测定[16];抗氧化性的测定采用FRAP法[17],结果由达到同等吸光度的Fe2+浓度标定。鞣花酸含量的测定采用液相色谱法测定,含量 为μg/g(DW),将果实在40 ℃下烘干至恒质量,研碎,其余步骤按照《中国药典》覆盆子鞣花酸含量的测定[18]的方法测定。

1.3.5 叶片活性物质的测定

样品制备:在8月生长期,取生长旺盛、健康的植株中上部叶片,置于电热鼓风干燥箱内,在120 ℃下杀青烘干,粉碎过四号筛待用。

总黄酮测定方法为亚硝酸钠-硝酸铝法,参考DB37/T 3123-2018 梧桐花黄酮的提取及其生物活性评价技术规范[19]中的方法,有改动。总酚测定为folin-酚法,参考GB/T8313-2018,茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法[20]。鞣花酸含量由高效液相色谱法测定,按照《中国药典》覆盆子鞣花酸含量的测定[18]的方法测定。

1.3.6 ‘秋萍’的光合特性测定

用GFS-3000 光合仪在‘秋萍’生长期测定,在6—11月的每月中旬择晴朗无风的上午9:00—11:00 进行。C 地落叶早,测定到10月。选取向南且发育良好的新梢中上部成熟叶片,随机取3片测定净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2 浓度的指标。

1.4 仪器与耗材

日立UH-5300 分光光度计,Thermo 高速冷冻离心机,GFS-3000 光合仪,METTLER TOLEDO电子天平,电热鼓风干燥箱,Waters Alliance 高效液相色谱仪,游标卡尺,卷尺,指针式果实硬度计,折光计,滴定管,石英比色皿等。

1.5 数据分析

采用Excel 2007 和SPSS 17.0 软件对各项数据进行整理分析。

2 结果与分析

2.1 ‘秋萍’的物候情况

‘秋萍’为枝二年生,根系多年生的落叶灌木,依靠根部萌发的基生枝进行更新,萌蘖力强。其株高约1 ~1.5 m,茎粗0.6 ~1.3 cm,密生紫红色皮刺,奇数羽状复叶互生,有小叶1 ~2 对,上部小叶常和顶端小叶联合,花为伞房花序,果实为聚合核果,红或紫红色。‘秋萍’生长初期直立,后期常倒伏。基生枝寿命2年,3月下旬出土,6月在顶端形成花序。条件适宜时花后可萌发1 ~5 条二次枝进行第2 次生殖生长,8月成花,9—10月成熟。次年腋芽萌动,形成短小的花枝,5月上旬开花,6月果实成熟后连同旧基生枝枯死。

春季萌发A 地最早,为3月25日。腋芽萌发后启动花芽分化[21],春花期5月初,果实历经19 ~20 d 成熟,为夏果,全部成熟后连同旧基生枝条枯死;基生枝萌发于3月25日前后,夏季花期历时30 d 左右,果实历经19 ~21 d 达到成熟,果实成熟后,腋芽萌发二次枝,基生枝叶片逐步干枯掉落。但二次枝仅在A 地结实,在B 和C 地短小不育。生长期‘秋萍’茎皮为灰绿色,入秋逐渐变为紫红色,下部开裂。‘秋萍’枝叶和生殖器官可耐0 ℃低温,A 地部分二次枝果实最迟可成熟至12月初,仅存少数复叶维持花序的生长发育,随着气温继续下降才冻枯。A 地年生长期约256 d,B 地在235 d 左右,C 地也为235 d 左右,生长期均较哈尔滨184 d[22]长50 d 以上。

表2 ‘秋萍’花枝的物候期Table 2 Phenological of ‘Qiuping’ floricanes in Tianjin

2.2 ‘秋萍’生长情况调查

基生枝质量决定着红树莓的产量。‘秋萍’不仅具有早熟的特性,且发育较整齐,基生枝叶片达到23 ~25 枚左右现蕾,二次枝生长至14 ~18 片时开始现蕾,次年花枝叶片达到7 ~9枚左右现蕾。‘秋萍’花枝在三地均无显著差异,基生枝在A 地和C 地正常生长结实,A 地每株能萌发1 ~3 条基生枝,平均高达93.97 cm,单枝花数70.29 朵;C 地能萌发基生枝1 ~2 条,平均高达85.87 cm,单枝花数为51.8 朵,虽无显著差异但较少。二次枝只有A 地可萌发并开花结实,其余地区不萌发或短小。B 地生长情况最差。

表4 ‘秋萍’二次枝的物候期Table 4 Phenological of ‘Qiuping’ secondarycanes in Tianjin

在观察中还发现,春季萌发的部分枝条特性如物候、生物量、叶片数、花果期、花朵数量介于花枝和基生枝之间,呈中间态;部分二次枝萌发也较晚。因此,‘秋萍’采收期在A 地最长,自五月下旬至初冬。

表5 ‘秋萍’生长情况†Table 5 Growth index of ‘Qiuping’

2.3 ‘秋萍’基生枝结实力调查

鉴于双季型树莓的省工栽培法,及本试验的引种表现,夏果不计入产量,仅比较基生枝秋果。由于B 地和C 地的‘秋萍’初生茎不萌发二次枝或成枝不良,因此只统计基生枝第一次花序的结实力。A 地的单枝花数最多,有70.29 朵,比C 地高出35.7%,B 地仅为14.25 朵,仅为A 地五分之一左右。红树莓为聚合果,故座果率高,三地座果率无显著差异。平均单果质量各地差异极显著,C地的果实仅为0.76 g。A地单枝产量达到164.16 g,C 地极显著低于A,但也能达到100 g 以上。

表6 ‘秋萍’基生枝结实力Table 6 The bearing capacity of ‘Qiuping’

2.4 ‘秋萍’果实品质的调查

不同地区、季次果实品质有着一定的差异,共同点在于夏果的可溶性固形物、花青素含量大于秋果。A 地果实横纵径较大,季间无显著差异;C 地秋果单果质量显著大于夏果;各地各季果实硬度均无显著差异。总酚、总黄酮含量以C 地秋果含量最丰富。花青素以A 地夏果最高,各地Vc含量均在600 μg/g 以上,Vc 含量A 地两季果实果实差异不显著,但显著大于C 地和B 地。抗氧化性以C 地秋果最强;而果实鞣花酸含量以A 地最优,A、C 两地均表现出秋果鞣花酸含量高于夏果的特性。就综合因素来看,C 地秋果优于夏果,以营养价值高为主,A 地果实以物理性状优为主。

与育种地数据相比:平均单果质量3.6 g,最大单果质量7.2 g,含可溶性固形物8.0%~12.0%,Vc 0.43 mg/g,可溶性糖4.72%,有机酸1.24%[10],三地维生素C 含量均高于育种地沈阳,至少高于沈阳45%,可溶性固形物只有B 地低于该范围,为7.8%,有机酸含量高于该数据。

表7 ‘秋萍’果实品质Table 7 The fruit quality of ‘Qiuping’

2.5 ‘秋萍’叶活性成分的研究

红树莓叶片中活性成分也很丰富,在西方古代被作为传统草药应用,具有明目、促汗、利尿、收敛的特性,已被开发成树莓叶茶,具有显著的抗氧化活性。经测定,C 地‘秋萍’叶片中总酚、总黄酮含量极显著高于A、B 两地,其中C 地总酚高于A 地24.12%,是B 地的2.49 倍;C 地总黄酮含量高于A 地含量35.29%,是B 地含量的近两倍;鞣花酸含量C 地最高,A 地和C 地数值接近。因此C 地‘秋萍’叶片开发价值最高,A、B 地其次。

表8 ‘秋萍’叶片活性成分含量Table 8 Content of active components in ‘Qiu Ping’ leaves mg/g

2.6 ‘秋萍’的光合特性测定

由图1 ~4 可知,在7月B 地蒸腾速率达到最低,A 地最高。A、C 两地变化趋势一致,呈M型曲线;净光合速率的变化A、C 两地变化趋势一致,呈M 型曲线,分别在8 和9月出现降低;胞间二氧化碳浓度变化在A 和C 地呈现先增后降再增的趋势,A 地最小值出现在9月,而B 地呈现先降后增再持平的趋势,8—11月无显著变化;气孔导度方面A、C 两地6—10月变化规律相同,最大值出现于7月,而B 地最小值出现于7月。

图1 ‘秋萍’蒸腾速率月变化Fig.1 Monthly changes of transpiration rate of ‘Qiuping’

图2 ‘秋萍’净光合速率月变化Fig.2 Monthly changes of net photosynthetic rate of ‘Qiuping’

图3 ‘秋萍’胞间二氧化碳浓度月变化Fig.3 Monthly changes of intercellular CO2 concentration of ‘Qiuping’

图4 ‘秋萍’气孔导度月变化Fig.4 Monthly changes of stomatal conductance of ‘Qiuping’

3 结论与讨论

结果表明‘秋萍’能在天津正常生长。红树莓原产地冬季湿度大,故‘秋萍’在天津越冬需埋土。考虑到大都市周边用工成本,因此冬季平茬只收秋果是最佳选择。在A 地,物候期早,生长量大,结实达164.16 g,年生长期256 d,可萌发二次枝且果实可成熟,这与城市热岛效应,楼宇密集温度高有密切关系,此外该地夏季内涝多达4 次,最长一次达到4 d,但‘秋萍’在表观层次未发生显著变化,可见淹水也未影响生长;B 地生长期短于A地近20 d,该地11月中旬始早霜,停止生长早,生长不良,果实和叶片品质差主要受土壤因素影响。B 地土壤为沙质壤土,进入雨季前,土壤表层常干燥、高温,极大地抑制了生长,植株矮小早衰,叶片小且焦枯,早落;C 地位于山南坡,水库南岸,背风向阳,小气候相对温暖湿润,即使年均温度低,但生长期仍和B地相近,基生枝生长量与A地相近,单果质量偏小,二次枝短小不结实。

该品种的早熟性和整齐性能在天津得以体现,利于批量采收,节省人工。合适的环境下生育期较长,花枝、基生枝、二次枝的生育期较为整齐,但在生长期中不会形成季间断档,春夏间中间形态的枝条以及较晚萌的基生枝和二次枝结出的果实填补了空白期,延长了采摘期。

果实品质方面,天津地区果实和代汉萍教授试验数据[10]相比,果实单果质量小,这与生长期不予追肥有关,若水肥条件继续改善即可改善。栽培地区和气候等因素会影响红树莓果实营养成分。一般海拔越高,果实营养成分越高,Vc 含量随海拔升高而升高,半山区果实综合品质优于平原干燥区[23],A 和C 地果实的品质情况符合这一规律,与葡萄在不同栽培环境下出现品质变化的现象相同[24]。山区昼夜温差大有助于可溶性固形物的积累。故而C 地果实相较于A 地可溶性固形物高,可滴定酸低,因此口感更甜,但Vc 含量低于A 地。B 地果实抗氧化性最强,这可能和条件恶劣下应对胁迫,保证种子发育,营养优先分配给生殖生长[25]有关。鞣花酸含量的差异A、C 两地均呈现出秋果优于夏果的现象,未见相关文献报道季间差异,造成这一现象的原因还需要进一步研究。

就叶片活性成分而言,‘秋萍’叶片有较高的利用价值,在得体的加工下减轻刺激性后,用其代茶饮用可起到保健功效。同绿茶相比,叶总黄酮含量高于特级炒青,总酚含量与之接近[4]。三地红树莓总黄酮、总酚、鞣花酸含量较夏美茹等[26]报道的数据高。C 地的‘秋萍’叶片总酚、总黄酮、鞣花酸成分最高,最适宜开发叶茶等保健产品,但生长量不如A 地。A 地年生长量大,鞣花酸含量和C 地差异不显著,故同等栽培密度下叶片产量更大,较利于采收。B 地则因生长不良,其活性物质指标也不良,故不可采集。

在光合特性方面,三地区无较强的一致性,变化趋势各异,无较明显规律。A 地9月净光合速率低下与两方面有关:入秋太阳高度角减小,东侧楼宇和南侧的树木遮挡,导致接受的光强弱;或因9月14—15日强降水内涝,导致净光合速率和气孔导度的降低,这与牡丹受涝害的变化一致[27]。 10月的升高则因南侧树木落尽叶,不再遮光,光强增加和水涝胁迫的解除有关。B、C 地9月净光合速率均较高是气温和水分均较为适宜。B 地7月气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度最低,主要影响因素为干旱和高温。

本试验后期曾采用一批容器苗用于补充B 地缺苗,其栽培基质为泥炭∶珍珠岩∶蛭石= 2∶1∶1,成活率较高,生长情况优于裸根苗,但栽培时间较短,且未进行越冬,尚需进行进一步的观察。

综上‘秋萍’在天津引种适应性良好,能表现其固有优点,如早熟、整齐度高、抗性强等特质,最突出的是其生长期较引种地哈尔滨市至少延长了50 d,在水热条件充足的地方能萌发二次枝收获果实。即使不予追肥的条件下也能生长良好,果实品质与沈阳相当或更优,但单果质量小。该品种适宜在天津地区的粘壤土区域进行引种,沙质土地区需慎重,需改善栽培条件或采用其他栽培形式的苗木。本研究对红树莓的品质评价是从外观品质和营养品质以及栽培环境等各方面影响因素进行的,未考虑对加工品质的影响,此外由于时间和品种等因素的限制,本研究仅在测定含量方面有所侧重,因此,还应继续引进新品种,增加试验地数量进行测定,在采后加工以及有效成分含量测定方法的选择和优化方面进行更深入的探讨,以获取更全面准确的数据和更简便科学的测定方法,为红树莓品质评定提供理论依据。

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