福建地区不同栽培模式下百香果的产量与品质特征

刘智成,严良文,陈瑶瑶,欧雪婷

(1.龙岩市农业科学研究所 果蔬育种研究室,福建 龙岩 364000; 2.闽西职业技术学院 文化与旅游学院,福建 龙岩 364021)

百香果(PassifloraedulisSims.)属于多年生藤本植物,生产上运用一年一植的栽培方式,将其作为当年栽植当年即可获得收益的特色水果[1]。近年来,百香果产业发展迅速,在我国多个省市地区都有栽培[2],成为了地方特色水果产业之一,其相应栽培面积与栽培区域逐年扩大,但产量与品质易受到不同栽培地域的环境差异限制。生产上运用高密度栽培[3]、架式栽培[4]、设施栽培[5]等多样化栽培技术增加百香果产量,提高果实品质[6]。张丽敏等[7]研究发现,生长期间增施高氮磷钾肥可提高百香果产量,同时配施有机肥可提高果实品质;吴斌等[8]研究表明,采用多级修剪措施有利于百香果花期和采收期提前,且对产量和果实品质无显著影响。田青兰等[9]研究发现,多级结果蔓栽培模式中,一级蔓和二级蔓是主要结果枝蔓,一、二级结果蔓产量占总产量的82.4%以上,而主蔓和三级蔓产量较少,这与主蔓以营养生长为主和三级蔓抽生时间较迟有关。一级结果蔓和二级结果蔓部分开花结果形成的产量为前期产量,4—6月份高温前坐果的果实品质为最佳[10],市场价格处于较高水平。因此,增加百香果一、二级蔓枝条数,即单位面积内结果枝条数量,对增加产量和提高经济效益具有重要意义。

目前,生产上主要是通过增加施肥量、选择肥料类型、修剪等措施实现百香果增产提质效果,且前人相关研究均以多级结果蔓栽培模式为基础,这种栽培模式下,百香果大田生长时间较长,从当年3月中旬定植后,无霜条件可采收至翌年2月份。百香果定植后易受气象因子波动的影响,如3月份定植后遇极端低温和雨季会影响植株生长发育[11],夏季高温影响开花坐果[12],秋冬季的早霜促使大田生产时间提前结束[13]等,导致百香果产量与品质稳定性较差,无法充分发挥百香果产量与品质应有的潜能[12,14-15]。因此,如何在有限的适宜气候条件下,提高单位结果蔓枝条数量,依据当地气候等环境因素,选择合适的栽培模式,进一步提高百香果产量与果实品质,成为亟需解决的问题。

单级结果蔓栽培模式是由龙岩市农业科学研究所百香果团队在大苗定植、平棚栽培方式的基础上总结出的一种栽培模式。与多级结果蔓栽培模式相比,该模式保留单级结果蔓并结合高密度种植,可有效控制单位面积内结果蔓枝条数量,避免枝叶过密相互遮蔽影响开花坐果;百香果定植时间可推迟至3月下旬,6月份结束开花,9月份可结束采收并清园,使百香果大田生长时间缩短,同时可避免受春季冷害、夏季高温、秋季霜冻等不利气候影响;10月份可进行休耕或轮作,有利于土壤良性发展。采用单级结果蔓栽培模式种植百香果,减少季节性气候因子对百香果生长、开花、结果的影响的相关研究还未见报道。本研究以紫果类主栽品种台农1号百香果和黄果类品种芭乐味百香果为材料,于2020—2021年进行大田种植,比较多级结果蔓栽培模式和单级结果蔓栽培模式下百香果大田生长所需时间、产量、品质,并分析花蕾期、果实成熟期、产量和品质相关指标的稳定性,以及栽培模式、品种类型互作关系的显著性,同时运用Spearman相关性分析探讨果实品质指标之间及其与果实成熟期内温度、光照等的相关性,旨在为百香果优质高效栽培生产提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验地点概况

本试验种植园区位于福建省龙岩市新罗区小池镇卓洋村,海拔473.20 m,于2020—2021年进行百香果大田生产试验,定植后试验点主要气温、日照时数与降水量见表1。开始坐果至采收结束期间温度、光照情况见表2,其中土壤水分蒸发量均高于1 500 mm,采用膜下滴灌方式进行滴灌补水;种植畦土壤翻耕前0～30 cm土层主要理化特性见表3,土壤和环境因素较适宜百香果生长。

表1 百香果田间生长期间的温度和降雨量

表2 百香果开始坐果至采收结束的温度、光照

表3 种植畦土壤翻耕前0～30 cm土壤理化特性

以2019年邻近高产田块生产中氮磷钾肥施用量为试验100%施用量,其中,氮肥以尿素(纯氮46%)为主,全年施用量为240 kg·hm-2,氮磷钾肥按质量比N∶P2O5∶K=2∶1∶1.5施用,20%氮肥和全部磷钾肥作基肥在定植前随土壤翻耕起畦一次性施入,80%氮肥作为追肥。定植后每隔7～10 d进行滴灌补水和施肥。

1.2 材料与栽培模式

试验采用裂区设计,主区为多级结果蔓栽培模式和单级结果蔓栽培模式,裂区为品种,选取生产上紫果类主栽品种台农1号和黄果类品种芭乐味,分别于2020年、2021年开展大田生产试验,其中百香果种苗采用扦插定植苗,定植苗高约为0.80 m。栽培模式为：1)多级结果蔓栽培模式,百香果种苗定植后,去除棚下主蔓侧芽,当主蔓生长至棚架(棚架高度为1.80 m,下同)后,从主蔓开始依次萌发出次级蔓,以一级蔓、二级蔓和三级蔓作为主要结果蔓,人为牵引一级蔓向四周方向生长,其余次级蔓任意生长;2)单级结果蔓栽培模式,百香果种苗定植后,立即将定植苗修剪保留至离畦面0.30 m高,促使修剪后的主蔓侧芽萌发,并选取、培养一条健壮的一级蔓作为结果蔓,当结果蔓生长至棚架后,沿水平向邻畦方向牵引至2.00 m后摘心打顶(分别于2020年6月19日、2021年6月23日摘心打顶),期间去除结果蔓侧芽。

百香果定植时间为2020年3月25日和2021年3月25日,每个处理设置3个重复小区,每个小区面积为100 m2,每个小区随机选取18株百香果植株作为标记观察植株。为合理控制结果枝条数量,避免后期因枝条数量骤增和枝条交叉重叠而影响产量和果实品质,同时避免因枝条数量稀疏而达不到常规产量,根据百香果新梢生长伴随花蕾形成的生长特性[8,11],在多级结果蔓栽培模式中将台农1号和芭乐味种植密度分别设置为1 800株·hm-2和3 300株·hm-2,在单级结果蔓栽培模式中2个品种的种植密度均设置为15 000株·hm-2。

1.3 指标测定

1.3.1 百香果大田生长时间

百香果种苗定植后,于4月份开始跟踪、观察记载现蕾期、始花期、始果期、始收期、采收结束期。为避免多级结果蔓栽培模式在生长后期因结果枝条数量多,枝叶交叉重叠,不利于花蕾与果实统计工作,于每月15日标记当日小区内植株花蕾数并跟踪记载至果实成熟采摘,统计出标记的花蕾数、开花数和结果数,计算出每月花蕾期、果实发育成熟期、成花率和坐果率。

单个花蕾生长至5 mm时作为统计或标记对象,当5%植株出现花蕾即为现蕾期。从花蕾出现后至花朵完全盛开所需时间为花蕾期。成花率为小区内标记花蕾发育而成的花朵总数占标记花蕾总数的百分比。当果实80%表面转色(红色或黄色)时即为果实成熟,从花朵坐果后(花谢后第3天)至果实成熟采摘所需时间为果实发育成熟期。坐果率为小区内标记花朵成功坐果总数占标记花朵总数的百分比。分别把5%植株出现开花、坐果、果实成熟统计为始花期、始果期、始收期。因最低温度连续3 d低于5 ℃,多级结果蔓栽培模式于2020年11月15日和2021年11月18日结束开花结果相关指标统计工作;单级结果蔓栽培模式于2020年6月19日和2021年6月23日摘心打顶后,结果枝蔓结束生长,开花相关指标统计工作也相应结束,于2020年9月18日和2021年9月22日最后一个果实成熟后,结果和采收相关指标统计工作也相应结束。

1.3.2 产量相关指标

果实成熟采摘后称重。统计单株结果数、平均单果重、中大果数(单果重≥65 g为中大果)。采收结束后,统计总果数、中大果数、小区实收产量,单位面积(100 m2)内结果枝条总数量、有效结果枝条总长,计算中大果比率、单株产量和总产量。有效结果枝条长度为结果枝条第一个果实至最后一个成熟采收果实位置的长度,有效结果枝条总长为每个结果枝条长度总和。以上指标均按主蔓、一级蔓、二级蔓、三级蔓进行分类观察、统计。

1.3.3 果实品质指标

由于百香果转色成熟时间不一致,导致每批次采收的成熟果实数量相差较大,为全面分析果实品质与气象因子的相关性,每次采收时选取同批次成熟果实18个,分别称出单果重、果皮重和果汁重,计算可食率;同时测定百香果的可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量和糖酸比。可溶性固形物含量测定参考NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定折射仪法》,总糖含量测定方法参考GB 5009.8—2016《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》,总酸含量测定参考GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》,糖酸比为总糖与总酸的比值。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 2007软件整理,用SPSS17.0软件进行方差分析、多重比较和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 两种栽培模式下百香果生长、开花和结果相关指标特征

从表4可以看出,2020年,与多级结果蔓栽培模式相比,采用单级结果蔓栽培模式的台农1号和芭乐味现蕾期分别推迟12 d和8 d,始花期分别推迟10 d和3 d;2021年,与多级结果蔓栽培模式相比,采用单级结果蔓栽培模式的台农1号和芭乐味现蕾期分别推迟10 d和9 d,始花期分别推迟9 d和5 d。2020年,台农1号和芭乐味在单级结果蔓栽培模式下生长所需时间分别为164 d和177 d,最后一个果实采收结束期比多级结果蔓栽培模式分别提早71 d和58 d;2021年,台农1号和芭乐味在单级结果蔓栽培模式下生长所需时间分别为169 d和187 d,最后一个果实采收结束期比多级结果蔓栽培模式分别提早69 d和51 d。综上可知,单级结果蔓栽培模式可缩短百香果的大田生产时间。

表4 百香果开花、坐果和采收时间

从表5可以看出,在单级结果蔓栽培模式下,台农1号和芭乐味的花蕾期、成花率和坐果率均高于多级结果蔓栽培模式,2个百香果品种果实发育成熟期均短于多级结果蔓栽培模式。多级结果蔓栽培模式下花蕾期、成花率、果实发育成熟期和坐果率的变异系数均高于单级结果蔓栽培模式,说明单级结果蔓栽培模式下这些指标更稳定。

2.2 两种栽培模式下百香果的产量及其构成

由表6可知,2021年,台农1号单株产量在多级结果蔓栽培模式下最大,为20.15 kg;2020年,芭乐味单株产量在单级结果蔓栽培模式下最小,为1.36 kg。2种栽培模式下,台农1号单株产量均显著高于芭乐味,且台农1号和芭乐味的单株产量在多级结果蔓栽培模式下均高于单级结果蔓栽培模式。从2种栽培模式平均值看,多级结果蔓栽培模式下单株产量由主蔓产量、一级蔓产量、二级蔓产量和三级蔓产量组成,各级蔓产量在单株产量中占比分别为5.60%～5.86%、23.91%～24.33%、59.77%～59.85%和10.15%～10.38%,而单级结果蔓栽培模式下单株产量全部由一级蔓产量组成。

表6 百香果单株产量和各级蔓产量

由表7可知,除结果枝条总数外,台农1号实收总产量与产量构成因素在2种栽培模式下均显著高于芭乐味,芭乐味在单级结果蔓栽培模式下实收总产量比多级结果蔓栽培模式提高10.12%～24.51%。与单级结果蔓栽培模式相比,台农1号结果枝条总数和单株结果数在多级结果蔓栽培模式下分别增加91.31%～91.69%和806.01%～861.57%,而平均单果重、中大果比率分别减少8.42%～13.14%和20.00%～20.26%;芭乐味结果枝条总数和单株结果数在多级结果蔓栽培模式下分别增加151.67%～152.26%和541.18%～612.50%,而平均单果重、中大果比率分别减少25.46%%～27.10%和22.14%～22.39%。从2种栽培模式平均值看,单级结果蔓栽培模式下实收总产量均显著高于多级结果蔓,增加5.06%～8.19%。在实收总产量构成因素中,单级结果蔓栽培模式下结果枝条总数显著少于多级结果蔓栽培模式,单果重和中大果比率均显著大于多级结果蔓栽培模式,同一年度中有效结果枝条总长在2种栽培模式下无显著差异。因此,在实收总产量与产量构成因素中,单株产量与单株结果数在单级结果蔓栽培模式下显著少于多级结果蔓栽培模式,但单级结果蔓栽培模式有利于提高单果重和中大果比率,而且能够通过适当提高种植密度,保持单位面积内有效结果蔓总长,从而达到增加产量的目的。

表7 百香果实收总产量及其主要构成因素

2.3 两种栽培模式下百香果的品质特征

从表8可知,同一品种百香果在多级结果蔓栽培模式下果实中总酸含量高于单级结果蔓栽培模式,且在单级结果蔓栽培模式下,除可食率和总酸含量外,其余果实品质指标值均高于多级结果蔓栽培模式。从果实可食率看,台农1号的可食率在2020年单级结果蔓栽培模式下最大,为53.26%,而芭乐味在2021年多级结果蔓栽培模式下可食率最低,为48.65%。从2年的糖酸比看,芭乐味在单级结果蔓栽培模式下糖酸比较高,台农1号糖酸比在多级结果蔓栽培模式下较低。从2种栽培模式的平均值来看,单级结果蔓栽培模式下可食率和糖酸比均显著高于多级结果蔓栽培模式。

表8 百香果果实主要品质指标

变异系数(表9)结果表明,除可溶性固形物含量外,单级结果蔓栽培模式下其他果实品质指标的变异系数均小于多级结果蔓栽培模式,各指标稳定性较好。

表9 百香果品质指标变异系数

2.4 百香果产量和果实品质在两种栽培模式间的方差

方差分析结果(表10)表明,百香果产量与果实品质在栽培模式和品种类型两者间均达到极显著差异;其中单株产量、实收总产量在栽培模式、品种类型,以及栽培模式与品种类型两者互作间均存在极显著性差异,可溶性固形物含量在栽培模式、品种类型间存在显著差异,但在栽培模式与品种类型两者互作间无显著差异,这可能与果实品质测定时取样数较少,且每批次成熟果实数量有限有关;总糖含量、总酸含量和糖酸比在栽培模式、品种类型,以及栽培模式与品种类型两者互作间存在极显著差异。可见,栽培模式和品种类型均可显著影响百香果产量和品质及相关指标。

表10 不同栽培模式下百香果产量与果实品质的方差分析(F值)

2.5 Spearman相关性分析

果实品质指标的相关性分析结果(表11)表明：果皮重与果汁量、可溶性固形物含量、总糖含量、糖酸比呈极显著正相关,与可食率、总酸含量呈极显著负相关;果汁量与可食率、可溶性固形物含量、总糖含量、糖酸比呈极显著正相关,与总酸含量呈极显著负相关;可食率与可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量、糖酸比无显著性相关关系;可溶性固形物含量与总糖含量、糖酸比呈极显著正相关,与总酸含量呈极显著负相关;总糖含量与总酸含量呈极显著负相关,与糖酸比呈极显著正相关;总酸与糖酸比呈极显著负相关。

表11 百香果品质相关指标间Spearman相关性分析

果实品质指标与温度、光照的相关性分析结果(表12)表明,日平均最高气温、日平均最低气温、日平均气温均与果皮重、果汁量、可溶性固形物含量、总糖含量、糖酸比存在极显著正相关性,均与总酸含量存在极显著负相关性,日平均最高气温、日平均气温均与可食率存在显著正相关性;日平均温差与果皮重、果汁量存在极显著负相关性,与可食率、可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量、糖酸比无显著相关关系;日平均日照时数与果皮重、果汁量、可溶性固形物含量、总糖含量、糖酸比存在极显著正相关性,与可食率无显著性相关关系,与总酸含量存在极显著负相关关系。

表12 百香果果实品质与果实成熟过程温度、光照相关因子的相关系数

3 讨论

3.1 不同栽培模式下百香果的开花、结果和采收时间

修剪作为果树整形、促花等常用措施之一[16-17],其可以打破枝条的顶端优势[18],降低地上部氮素水平,促使植株由营养生长向生殖生长转换;但修剪可使植株受到逆境胁迫,出现暂时性生长滞缓现象[19],还可以调整植株内源激素的应激反应,诱导侧芽萌发,以恢复植株长势。本研究中,与多级结果蔓栽培模式相比,单级结果蔓栽培模式下修剪使定植苗生长出现暂时性滞缓,待侧芽萌发形成结果蔓后,其相应现蕾期、始花期和始果期均推迟。有研究发现,修剪能使花和果实生长发育过程中碳水化合物和氮营养关系发生变化[20],可诱导番荔枝成花过程中成花基因FY和AP2表达,从而诱导成花[21]。本研究中,单级结果蔓栽培模式下花蕾期延长、果实发育成熟期缩短,成花率和坐果率提高,这可能是修剪措施平衡了植株营养生长与生殖生长的关系,促使碳水化物向生殖生长器官如花蕾运转与积累,当花蕾中可溶性糖、淀粉等碳营养物质累积到一定量,促使花蕾发育并形成花朵,然后盛开和坐果,从而提高成花率[22-23]和坐果率[24]。单级结果蔓栽培模式下花和果实发育中的碳、氮含量,以及碳氮比还有待进一步研究。总体上,单级结果蔓栽培模式结合修剪措施可提高成花率和坐果率,能发挥百香果的增产潜力;但由于定植苗修剪短截后高度仅为0.30 m,管理中应注意避免极端低温等因素胁迫,在实际生产上可适当推迟定植时间。

百香果最适开花结果温度为18～22 ℃[25],但由于百香果花蕾随新梢萌发生长而分化形成[26],其大田生长时间较长,从4月份开始现蕾至霜冻前,均有花或果生长、发育和成熟,各生长期所处的温光等气象条件范围均较广[14,27],开花和坐果受气象因子影响较大。兰雅萍等[12]研究表明,西番莲开花期持续高温会导致坐果率下降。林晓君等[25]研究表明,各生长期内降水量、气温、有效积温和日照时数等气象因子均能影响百香果生长、开花和结果。百香果4月份进入现蕾期后,开花、结果易受夏季高温等气象因子影响。本试验中,多级结果蔓栽培模式和单级结果蔓栽培模式下百香果大田生长时间分别为235～238 d和164～187 d,植株生长持续时间较长,相应的花蕾期、成花率、果实发育成熟期和坐果率的变异系数变化较大,其中,单级结果蔓栽培模式下的花蕾期、成花率、果实发育成熟期和坐果率变异系数均低于多级结果蔓栽培模式。因此,采用单级结果蔓栽培模式可以缩短百香果在大田的生长时间,同时可避开夏季高温,并充分利用有限的适宜温光条件,尤其是在4～6月份福建中、低海拔地区种植百香果,可提高开花、结果的稳定性。

3.2 不同栽培模式下百香果产量特征

陆艳琴等[28]在百色市石山地区引种不同百香果品种,结果显示,台农1号百香果的田间综合性状最好,产量高、果实品质佳。倪秋凉[6]研究发现,不同架式栽培下百香果产量存在极显著差异。叶金巧等[29]研究发现,合理密植有利于植株枝蔓合理分布,降低发病率,提高中大果比例与结果数。本研究表明,栽培模式和品种均显著影响百香果产量与品质,单级结果蔓栽培模式下提高种植密度,可以增加结果枝条数,是提高产量的原因,这与杜丽君等[10]采用增加单位面积结果枝条数提高产量的效果类似。在单级结果蔓栽培模式下栽培密度对百香果产量和品质的影响还有待进一步研究。

台农1号实收总产量在2种栽培模式下差异不明显,但在单级结果蔓栽培模式下大田生产时间可于9月份结束,且由于百香果前期价格较高,其获得的经济效益较佳。芭乐味实收总产量在单级结果蔓栽培模式下显著高于多级结果蔓栽培模式,在同一年份同一栽培模式下,台农1号实收总产量均高于芭乐味。

在百香果单株产量构成中,结果蔓是形成产量的重要因子[9,30]。寸待泽等[31]研究发现,不同季节结果蔓上的果实单果重、中大果比例存在一定差异。本研究中,在多级结果蔓栽培模式下,百香果单株产量由主蔓、一级蔓、二级蔓和三级蔓等各级蔓产量组成,一级蔓和二级蔓在单株产量组成占比中起主导地位,这一结果与田青兰等[9]的研究结果一致。在单级结果蔓栽培模式下,由于主蔓定植后进行修剪短截,且一级蔓侧芽全部剪除,其单株产量全部由一级蔓产量组成,单株产量不受限于各级蔓产量和结果蔓抽生时间的影响,可为百香果精品果生产提供技术支撑。单级结果蔓栽培模式的缺点是单株产量较低,且产量构成较为单一,生产上需提高种植密度以获得高产,造成种苗成本相应增加,加大了前期投入成本,不利于规模化生产。

3.3 不同栽培模式下百香果的品质特征

台农1号百香果在2种栽培模式下的可食率、总酸含量比芭乐味高,而可溶性固形物含量、总糖含量和糖酸比低于芭乐味,这与百香果品种有关[32]。百香果果实品质在单级结果蔓栽培模式下优于多级结果蔓栽培模式;在多级结果蔓栽培模式下百香果果实品质变异系数大于单级结果蔓栽培模式,稳定较差,这与百香果花果重叠生长中营养物质平衡特性,以及百香果果实发育至成熟受季节、气候等环境条件的影响有关[33]。张朝坤等[34]研究发现,夏秋季节成熟的百香果果实较大、可溶性固形物含量较高,冬春季节成熟的百香果果实较小,可溶性固形物含量较低。本研究中,2020年与2021年同期月份中,果实品质与果实成熟期温度、光照存在显著或极显著的相关性。可见,果实品质差异除与品种有关外,还与果实发育至成熟期内温度、光照等气象因子有关。

4 结论

百香果定植后易受天气因素影响,从而影响植株生长、开花、结果,导致产量与品质出现差异。百香果大田生产中建议选择单级结果蔓栽培模式,提高开花、结果等主要农艺性状,从而实现百香果产量与品质的稳定提升。