3 种伴生植物对衰弱杨梅树营养生长及果实品质的改良作用

姜路花, 韩昊, 李岗, 张林, 李斌, 俞浙萍, 吴淑芳, 姜维祥, 任海英*

(1.浙江省农业科学院 a 园艺研究所 b 农产品质量安全和营养研究所, 浙江 杭州 310021; 2.淳安县农业农村发展服务中心,浙江 淳安 311700; 3.浙江省农业技术推广中心, 浙江 杭州 310020; 4.浙江大学 生物技术研究所, 浙江 杭州 310058;5.淳安县汾口林场, 浙江 淳安 311700; 6.淳安县千优尤农业开发有限公司, 浙江 杭州 311700)

杨梅 (Myricarubra) 是我国南方重要果树,在中国种植范围广泛, 主要分布于浙江、广西和福建等南方亚热带地区, 年产量约95 万t, 其提取物中含有抗氧化剂, 可对抗炎症、过敏、糖尿病、癌症、细菌性感染和腹泻等问题[1-2]。然而, 近年来杨梅产区发生了一种严重病害—衰弱病, 主要表现为新梢抽出困难, 光合速率受抑制, 叶片变窄; 果实变小, 酸度增加, 可溶性固形物 (TSS) 含量下降, 口感变差; 根围土壤中微量元素匮乏, 叶片中微量元素平衡显著失调, 常在3～4 a 内导致果树死亡[3-4]。现阶段, 对于衰弱杨梅复壮的研究主要以施肥为主, 为保障杨梅产业健康发展, 亟需开发多种有效的复壮病树树势的防控技术。

伴生栽培是一种特殊的间作模式, 不以收获伴生植物为目的, 旨在将2 种或2 种以上生长季节相同或相似的作物按照一定比例分行或分带种植在同一田地上的传统技术[5-6]。合理的间作模式可以使间作群体产量提高, 还可以充分、高效、均衡地利用土地和光能资源, 提升作物之间的互作效应, 达到时间与空间在农业资源上集约化利用和作物稳产与高产的目的[7]。何纪桐等[8]发现, 高寒地区进行燕麦与蚕豆的间作模式, 可以明显促进燕麦生长发育改善燕麦、蚕豆的光合特性并提高产量; 倪栋研究结果表明, 大葱可以延缓甜瓜衰老, 减缓叶绿素降解, 提高净光合速率与根系活力, 增加系统产出; 夏秀波等[9]研究认为, 伴生大葱虽不改变番茄叶片数, 但能够有效增加番茄株高、茎粗及节间长, 明显改善果实品质, 提高番茄产量。不仅如此, 通过伴生栽培还能增强辣椒对烟粉虱的抗性[10], 防治猕猴桃和番茄根结线虫病[11]等。此外, 伴生作物还可以改善土壤物理性状, 增加表层土壤肥力[11-13], 改善土壤微生物区系结构[14-16]。有研究[17]结果表明, 果树生长状态与表层土壤的理化性质及养分含量密切相关; 以细菌和真菌为代表的植物微生物群是植物健康和生产力的关键决定因素之一[18-21]。有趣的是, 笔者过往研究结果显示, 杨梅衰弱病的发生部分归因于土壤酸化、有机质含量下降、中微量元素缺失以及土壤中益害菌区系变化[22-23]。

然而, 目前关于伴生植物栽培防治杨梅衰弱病的研究尚未见报道。因此, 本文利用鱼腥草、艾草和薄荷3 种常见芳香蔬菜作为伴生植物, 针对杨梅衰弱病树进行伴生栽培, 探究其防治效果。

1 材料与方法

1.1 供试品种

试验园地设在浙江省淳安县汾口镇横沿村千优尤果园, 试验品种为荸荠种杨梅, 树龄14 a, 种植密度6 m×4 m, 已进入结果盛期。杨梅树山地栽培, 黄壤土, 海拔150～180 m。淳安县地处中亚热带季风气候区北缘, 年平均气温17.0 ℃, 年均降水量1 430 mm。

1.2 试验材料

鱼 腥 草 (Houttuyniacordata)、驱 蚊 艾 草(Artemisiaargyi) 和大叶薄荷 (Menthacanadensis)3 种伴生植物种子由浙江省农业科学院馈赠。

本试验共设4 个处理: 处理1, 种植鱼腥草;处理2, 种植艾草; 处理3, 种植薄荷; 处理4,不种植伴生植物 (CK)。其中处理1～3 种植伴生植物时人工除草1 次并浇水定植, 种植间距为20 cm×40 cm, 处理4 人工除草一次作对照。每处理15 株杨梅树为1 个重复。种子播种时间为2022年4 月中旬。

1.3 观察测定项目

1.3.1 杨梅营养生长性状

每个处理选取有代表性的试验树3 株, 每株树选择东、南、西、北4 个方向的当年生春梢, 共随机选取30 个枝梢用数显游标卡尺 (上海刀具) 测量枝梢的长度和粗度, 取平均值。

选取树体外围中部位置当年生春梢顶端以下第4～8 片叶, 每棵树随机共选取30 片叶, 用SPAD-502 PLus 叶绿素计 (日本美能达公司) 测定叶绿素含量 (SPAD 值), 并用数显游标卡尺测量叶片长度 (顶端至叶柄基部) 和宽度, 取平均值。

1.3.2 杨梅果实品质性状

每个处理选取有代表性的试验树3 棵, 选择东、南、西、北4 个方向的杨梅成熟果实, 每个方位采集果实50 个, 采后当天运回实验室立即测定单果重、TSS、总糖、总黄酮和花青素含量, 并留存样品于-20 ℃用于测定果实的可滴定酸和维生素C 含量。随机取5 个果实为一组, 用电子天平 (上海精密仪器) 称重, 共6 组30 个果实, 取平均值。每个处理取15 个果实, 使用ATAGOPR-101a 手持数显糖度计 (日本) 测定TSS 含量, 总糖含量采用蒽酮比色法测定, 总酸含量采用酸碱滴定法测定, 维生素C 含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法测定, 总黄酮含量采用芦丁法测定, 花青素含量采用香草醛-盐酸法测定。

1.4 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 2019 和SPSS 26.0 统计分析。

2 结果与分析

2.1 3 种伴生植物对杨梅营养生长的影响

3 种伴生植物均对衰弱杨梅的营养生长有一定的改善作用(表1)。与未种植伴生植物的衰弱杨梅果树(CK) 相比, 3 种伴生植物对病树的叶长均表现为增效效应, 其中以伴生薄荷对叶长的促进效果最优, 显著增加15.16%。伴生鱼腥草、艾草和薄荷还分别对病树叶绿素含量和叶宽表现为增效效应,其中叶绿素含量分别增加了6.91%、5.45% 和12.88%; 叶 宽 分 别 增 加 了 3.14%、7.77% 和12.56%。值得一提的是, 伴生鱼腥草和艾草对病树的梢粗均表现为拮抗效应, 分别显著减少10.67%和10.22%, 而伴生薄荷对病树营养生长无显著抑制作用。综上所述, 种植薄荷对病树营养生长的调节作用优于种植鱼腥草和艾草, 更有利于改善杨梅果树营养生长, 提高果树树势, 保持健康。

表1 3 种伴生植物对杨梅营养生长的影响

2.2 3 种伴生植物对杨梅果实品质的影响

3 种伴生植物均对衰弱杨梅的果实品质有一定的改善作用。3 种伴生植物对病树果实总糖、维生素C 和花青素含量较CK 均显著增加, 且3 个处理间均存在显著差异; 鱼腥草处理总黄酮含量显著高于CK、间作艾草和薄荷; 艾草和薄荷处理单果重显著高于CK 和间作鱼腥草。然而, 伴生鱼腥草对果实TSS 含量较CK 和伴生薄荷显著减少, 且处理后果实总酸含量显著高于其他间作处理和CK, 而艾草和薄荷处理总酸含量较CK 显著减少, 其中以间作艾草效果最好 (表2)。

表2 3 种伴生植物对杨梅果实品质的影响

综上所述, 3 种伴生植物对病树果实总糖、维生素C 和花青素含量均有明显改善, 其中伴生鱼腥草虽对提高果实总黄酮含量效果显著,但其显著降低果实TSS 含量和提高果实酸度;伴生艾草和薄荷对提高单果重, 降低果实酸度效果显著, 其中以伴生艾草对降低果实酸度效果最佳。

3 讨论

目前, 在各类果园中关于伴生植物的栽培运用已非常广泛, 伴生植物的选择亦有多种, 现有研究结果表明, 利用旱稻与西瓜间作, 明显改变西瓜根围土壤微生物群落关系, 增加了有益微生物数量,可改善西瓜连作障碍[16]; 在苹果园中伴生薄荷,其果实产量和品质得到提高, 园内病虫害及鼠害明显减少[24]; 伴生茴香可以提高甜瓜对于枯萎病的抵抗力[25]等。本实验中通过伴生栽培, 衰弱病树的叶长及总糖、维生素C 和花青素含量均显著提升; 对于病树的叶宽和叶绿素含量, 伴生鱼腥草和薄荷表现为增效效应; 对于病树的单果重, 伴生艾草和薄荷均表现为增效效应, 且两者均显著减少病树果实总酸含量。马洪英等[26]研究认为, 间作薄荷对番茄的株高、茎粗、单果重、单株结实数显著提升, 这与本试验结果基本一致。陈约约等[27]研究发现, 芳香蔬菜间作于白菜中, 对白菜株高、冠幅、叶长、叶宽和总叶面积显著增加; 舒然等[11]研究结果表明, 伴生鱼腥草会显著增加猕猴桃果实维生素C、干物质、TSS、可溶性蛋白和可溶性总糖含量, 且表示伴生鱼腥草不会影响猕猴桃可滴定酸含量。然而, 在本试验中伴生鱼腥草和艾草会显著抑制病树的梢粗生长, 且伴生鱼腥草较CK 显著降低果实TSS 含量, 增加果实总酸含量, 但种植薄荷不会产生任何显著拮抗效应, 对多指标均呈现增效效应,与前人研究结果不尽相同。分析其原因可能是: 果树与其他植物产生竞争关系, 特别是对氮素的竞争, 使得果树伴生对果树的生长产生抑制作用[28-30]; 鱼腥草和艾草的根部会分泌化感物质,部分化感物质干扰了衰弱病树的生长[31-32]。

结果表明, 通过在衰弱杨梅树根围土壤中间作伴生植物, 可明显改善衰弱病杨梅树营养生长和果实品质, 其中以间作芳香植物薄荷作用最好, 其可通过对衰弱杨梅营养生长的增效效应来改良果实品质, 从而减轻杨梅衰弱。但该措施作为新的农业措施应用于衰弱病树复壮中的作用机理未作研究, 因此, 下一步将从伴生植物对衰弱病树根系代谢物和土壤微生物组群变化等角度进行深刻探究。