魯會冉,陳錦永,程大偉,顧 紅,張威遠,張 洋,郭西智,鄭先波
(1.中國農業科學院 鄭州果樹研究所,河南 鄭州450009;2.河南農業大學 園藝學院,河南 鄭州450002)
葡萄花穗整形技術研究進展
魯會冉1,2,陳錦永1*,程大偉1,顧 紅1,張威遠1,張 洋1,郭西智1,鄭先波2*
(1.中國農業科學院 鄭州果樹研究所,河南 鄭州450009;2.河南農業大學 園藝學院,河南 鄭州450002)
綜述了葡萄花穗整形的概念與作用、花穗整形時期、花穗整形方式以及花穗整形技術結合植物生長調節劑的使用對果實性狀的影響,并對今后葡萄花穗整形的研究方向及綜合應用進行了展望,以期為葡萄栽培研究與生產應用提供理論依據與技術支撐。
葡萄;花穗整形;品質;果實性狀
葡萄屬于葡萄科(Vitaceae)的葡萄屬(Vitis),是一種味美、營養豐富且商品價值高的水果,在水果生產中占重要位置[1]。據FAO統計,2013年我國葡萄栽培面積居世界第3位,葡萄總產量和鮮食葡萄總產量均居世界第1位。據中國農業統計年鑒的數據,2015年全國葡萄栽培總面積(不含港、澳、臺地區)已達79.92萬hm2,產量達1367萬t[2]。在葡萄種植面積逐年攀升、收益逐年下滑的大背景下,葡萄果品生產必須由數量型向質量型、高產型向控產型轉變。在這種產業結構調整和生產模式轉化、供給改革的關鍵時期,轉變觀念、開展科技創新是提高果品質量和效益工作的重點,需要進一步開展葡萄栽培管理技術研究,加強專業性人才培養。建立健全的花果管理技術是實現葡萄標準化、規范化、省力化生產的必然要求,尤其是花果管理關鍵環節之一的花穗整形技術的建立、健全和推廣實施將在葡萄產業化進程中發揮重要作用。
花穗整形是葡萄栽培管理的一項重要工作[3]。在生產中,葡萄花穗整形十分必要[4]。如四倍體巨峰系品種總體結實性較差,若不進行花穗整形則容易出現果穗不整齊現象。二倍體品種坐果率高,若不整穗則易出現穗大、粒小、含糖量低、成熟度不一致等問題[5]。葡萄花穗整形方式多種多樣,需根據不同品種特性采用不同的整形方式。隨著葡萄產業的發展及消費者需求的轉變,生產中廣泛采用的“去副穗、掐穗尖、去分枝”這種傳統整穗方式存在的問題和弊端日益暴露,如后期管理中套袋不便、果實大小不一、著色不均勻、易感病等。然而,現階段我國缺乏對簡單、省工、美觀的花穗整形技術的系統研究和推廣。因此,隨著葡萄產業的快速發展和規模的擴大,亟需研究并推廣一些簡約、新型的整穗方式,以代替傳統整穗方式,解決果穗大小不一、套袋不便等問題,同時發揮省工、省力、簡約化生產的優點,生產出果穗整齊、果形美觀的優質葡萄。本文就花穗整形的概念、作用、時期以及不同花穗整形方式對果實性狀的影響進行綜述,并對花穗整形未來的發展趨勢進行展望,以期為生產實踐提供理論依據。
1.1 葡萄花穗整形的概念及作用
葡萄花穗整形是指對花序進行整形,一般在葡萄花序分離后至始花期,去掉花序上多余分枝,掐掉過長花序的一部分,以保證留下的花蕾、花器發育良好,使果穗大小、穗形趨于一致[6]。
葡萄花穗整形的作用主要包括以下幾方面:(1)調節負載量。合理的負載是克服果樹大小年和提高果實品質的前提,花穗整形可以有效地調節葡萄的負載量,改善果實品質;(2)控制果穗大小。花穗整形可以控制果實大小,一般葡萄花穗有1000~1500個花蕾,正常生產僅需50~100個果粒,通過花穗整形可以調節果穗大小,適應標準化栽培;(3)提高坐果率,增大果實。花穗整形有利于養分集中、保花保果,從而提高坐果率、增大果粒;(4)調節果穗形狀。通過花穗整形可以根據市場及生產需要,調節葡萄果穗的大小和形狀;(5)調節花期的一致性。整穗后果穗變小、養分集中,花期一般縮短、相對一致,有利于果穗的標準化生產;(6)減少疏果工作量。葡萄花穗整形疏除小花穗,后期疏果量較少甚至不需要疏果[3]。
1.2 葡萄花穗整形的時期
葡萄花穗整形一般在花序分離期至始花期這一階段進行,過早,花序尚未伸展,不便整形;過晚,耗費養分使坐果的效果差。有學者研究認為,寶滿、亞歷山大、紅地球葡萄一般于開花前7 d進行花穗整形較為適宜[7-9],醉金香、美人指于開花前7~15 d進行花穗整形較為適宜[10-11]。修德仁認為,巨峰花序整形在花序分離期較為適宜[6]。陳錦永等研究認為,夏黑葡萄在見花前2 d至見花后3 d進行花穗整形較適宜[12]。王潤軍[13]研究表明,在紅地球葡萄花序5%的花蕾開放時進行花序整形較為適宜。陶建敏[14]建議對二倍體品種進行花穗整形的適宜時期是在花穗上部小穗和副穗花蕾初開到盛開結束時。由于花穗整形對時間要求較為嚴格,整穗環節要求的工作量較大,如果不及時整穗,則會影響后期的坐果率,延誤后期的花果管理,從而影響果實的品質及產量。因此,對葡萄花穗整形時期的把握極為重要。
花穗整形的方式可根據葡萄花穗的大小決定。對于小花穗品種,由于沒有歧肩,整形時只需將副穗除去并將花穗的先端掐去1/5~1/4即可;對于中花穗品種,具有較小的歧肩,花穗上部的分枝梗較長,整形時需要將副穗和歧肩去除,同時還需掐花穗的尖端;對于大花穗品種,具有較大的歧肩,整形時需對花穗上部較長分枝的小花梗剪掉一些,一般剪去1/3~1/2[15]。
我國早在20世紀70~80年代,為提高坐果率,使果穗緊湊,對巨峰品種采取的花序整形方式主要是掐穗尖、去副稍,掐穗尖的程度一般是去掉花穗總長度的1/5至1/3。但是,這種整形方法存在的缺點是果穗大小不一、穗形為上大下小的圓錐形,不便于規范包裝。20世紀90年代后,上海、江蘇、浙江等長三角地區引進了日本的花穗整形技術,即在巨峰花序分離期,掐掉穗尖0.5~1.0 cm,由下至上計數,留14~16個分枝,將上面的多余分枝及副穗全部去掉[6],這種方法很快得到了示范和推廣。現今,研究者和生產者根據不同品種的特性和生產方式正在探究適宜的整穗方法,主要包括以下幾種。
2.1 掐穗尖、去副穗、去分枝
在葡萄生產中,葡萄花穗中部的花蕾一般發育好、成熟早,基部花蕾次之,普遍認為果穗尖端(穗尖)花蕾發育差,成熟晚[16-18]。研究發現,葡萄不同部位花蕾的開花順序也不相同。一般花穗中部花蕾先開花,其次為花穗基部,最后是穗尖,穗尖上的花蕾甚至不開放就脫落[19-22]。因此,根據這種開花特性,“掐穗尖、去副穗、去上部多余分枝”的花穗整形方式被廣泛應用于生產中。
王潤軍[13]對紅地球葡萄采用的方法為當有5%的花蕾開放時除去副穗并掐去穗尖的1/5-1/4,使果穗呈倒梯形或圓錐形。孫海生等[23]研究建議,對于維多利亞等中小果穗品種,應去除副穗、花穗尖1/4及第一、二分枝的1/3;對于香悅、金星無核、克瑞森無核等短果梗品種,除去副穗并剪去花穗尖1/4之外,還要剪去第一、二、三分枝的1/3,使果穗美觀便于套袋。任磊[24]研究建議,掐去1/5~1/4的花穗穗尖,留小穗12~14個,去除副穗和上部多余分枝,為摩爾多瓦葡萄最佳的整形方式。
2.2 隔二疏一法
對美人指、紅地球等大穗葡萄品種一般采用隔二疏一法,整穗時先去掉上部較長的1~2個大花序分枝,然后隔2個花序分枝去掉1個花序分枝[6]。此方法不改變果穗穗形,只是調整果穗的松緊度,便于果粒增大和著色。任磊[24]對摩爾多瓦葡萄進行的整形試驗結果表明,對于3個小穗一輪著生果穗整形可采用每3去1,4個小穗一輪著生的可采用每4去2,使小穗在穗軸上呈“十”字交叉排列最好。
2.3 去穗尖法
為了減少疏花、疏果用工和使果穗更加松散,國外曾有學者對紅地球葡萄采取花序下端一次疏花法。即在使用赤霉素將紅地球花序拉長到35~45 cm的基礎上,在開花前去掉花序下端所有花序分枝,只保留花序上端的6~8個花序分枝[6]。呂湛[25]根據紅地球葡萄果穗長、尖端花序生長勢弱的特點采取剪穗尖的花穗整形方式,對尖端尚未拉長或者很弱的尖端及時剪除,在保留穗長12~15 cm的原則下,剪除多余穗尖。在探究摩爾多瓦花穗整形方法試驗中曾采用剪穗尖,即保留穗長12~15 cm,其余分枝(包括穗尖)全部剪除。
2.4 剪短分枝法
李鐵山[26]曾對大粒型葡萄品種采取剪外留內方法,一般剪去較長分枝的1/3,將主穗和歧枝下部剪除。吳江等[27]建議醉金香葡萄在掐去副穗、上部3~4個分枝和穗尖的基礎上,留下的支穗適當剪短,開花前進行整穗,穗長10~11 cm,寬7 cm,并疏除部分過密的花蕾。對于夏黑,一般在見花前2 d至見花后3 d,剪除花序肩部較長分枝、多余分枝及花蕾,保留長度為1.0~1.5 cm的分枝和花蕾,把花序修整成圓柱形或圓筒形[28-29]。
2.5 留穗尖法
與我國傳統的花穗整形方法不同,日本葡萄栽培普遍采用留果穗穗尖的整形方法,該技術目前已被我國引用并應用于一些生產。研究表明,寶滿、亞歷山大、美人指、魏可等[8,9,30,31]多個葡萄品種可采用留穗尖3~10 cm的整穗方法。夏黑葡萄花穗采用留穗尖整形,一般僅保留花穗尖端4~6 cm部分,其余分枝去除[28-29]。賈玥等[32]對夏黑葡萄不同的花穗整形方法進行了研究,試驗設置為保留花穗基部第1小穗(留1穗)、保留基部第1、2小穗(留2穗)、留副穗和分別留穗尖3、4、5、6、7 cm,結果表明,留穗尖5 cm為夏黑葡萄最適花穗整形方法,生產上推薦采用“以留穗尖為主、留1穗、留2穗為輔”的花穗整形方法。王寶亮等[33]對夏黑采取圓柱形留花序長度4.5~7.5 cm及圓錐形留花序長度3.5~7.5 cm兩種花序整形方法進行比較,結果發現,花前采取圓錐形花序整形,留花序長度4.5 cm或者5.5 cm,綜合表現較好。
近年來,植物生長調節劑在葡萄上的應用有了質的飛躍,在花穗整形與植物生長調節劑相結合應用技術方面也開展了大量研究,在進行花穗整形的基礎上結合植物生長調節劑的無核、保果、膨果等處理,不僅可使葡萄果穗美觀,而且可以提高葡萄的商品價值和經濟效益。尤其是采用留穗尖和剪短分枝整形的方法與調節劑處理花穗相結合的應用較多,如采取剪短分枝法進行整形的葡萄果穗,外觀呈柱狀或圓筒形,穗形美觀;采取留穗尖整形方式的葡萄果穗,雖說果穗穗尖開花較晚,但開花整齊,使用植物生長調節劑進行無核和保果處理時可一次性進行,無需分批處理,不但節約人工,而且葡萄無核率高、坐果均勻穩定、果穗美觀。無核化處理與留果穗穗尖整形方法相結合的原則是:巨峰系品種,如先峰、京亞、翠峰、巨峰、安蕓皇后、信濃笑、藤稔、黑色甜菜等品種一般留穗尖3.0~3.5 cm,8~10個小穗,50~55個花蕾;二倍體品種,如魏可、紅高、白羅莎里奧、瀨戶等一般留穗尖4.0~5.0 cm。對于一些結實性差或果粒小的品種更需要在進行花穗整形時與保果、膨果處理相結合,此類品種一般于見花時進行果穗整形,留穗尖6.0~7.0 cm或采用剪短分枝法結合赤霉酸、吡效隆或噻苯隆等植物生長調節劑處理;常規栽培下(自然生長),不用植物生長調節劑處理,一般留穗尖長度為8.0~10.0 cm[14],果穗分枝18~20個。陳光等[34]對夏黑葡萄采用不同花穗整形方式結合植物生長調節劑(CPPU、GA3)處理的研究表明,在使用植物生長調節劑的基礎上,進行花穗整形葡萄的綜合性狀顯著優于對照(未進行花穗整形),其中以開花前5 d輕剪穗尖,疏除副穗及以下小穗,留穗尖12個小穗的處理表現最佳。同時也說明了植物生長調節劑在葡萄上的應用結合合理的花果管理技術,方能取得理想效果[35]。劉笑宏等[36]曾對巨峰系芽變品種巨早于開花前進行不同花穗整形,花后10 d進行不同組合及濃度的生長調節劑處理,結果發現,保留穗尖6.5 cm的花穗整形方式結合花后使用濃度為25 mg/kg赤霉素浸蘸果穗及全株噴施2 mg/kg蕓苔素內酯的組合,其果粒大、糖度高、酸度低、果實色澤好、果形美觀,果實綜合性狀好。
4.1 花穗整形對葡萄外在質量的影響
4.1.1 花穗整形對葡萄粒重和果形指數的影響 葡萄花穗整形對增大果粒、增加穗重及果形指數有積極作用。研究表明,美人指葡萄于開花前一周采用留5 cm穗尖整形后,葡萄果實平均粒重達到11.21 g,顯著高于不處理的對照(平均粒重10.66 g)[30]。賈玥等[35]研究表明,夏黑葡萄采用留3 cm穗尖的花穗整形方式,果實的縱橫徑增大效果比對照更為顯著,比對照增大12.7%,平均單果重達到8.75 g,比對照增大31.38%;另外,魏可葡萄采用留7 cm穗尖的花穗整形方式,葡萄的果形指數顯著高于不進行花穗整形處理的,采用留5 cm穗尖的平均粒重在所有處理中最大,達到10.97 g,比對照增大13.8%[31]。
4.1.2 花穗整形對葡萄產量的影響 不同的花穗整形方式對葡萄產量有不同程度的影響。任磊等[24]對摩爾多瓦葡萄采取不同方式整穗的研究結果表明,花穗整形對摩爾多瓦葡萄產量有很大的影響,其中去副穗剪穗尖處理對產量影響最為顯著,產量比對照(對葡萄花穗不作任何處理)提高了22.64%。王寶亮等[33]對夏黑采取留花序長度4.5~7.5 cm圓柱形及留花序長度3.5~7.5 cm圓錐形兩種花序整形方法,結果表明:采取留花序3.5 cm的圓錐形這一整形方式,產量過低,不能滿足生產需要;圓柱形及圓錐形所留花序長度4.5 cm兩個處理,產量分別為19477.5~19702.5 kg/hm2、18030~18126 kg/hm2,符合生產高檔精品葡萄的產量指標;圓柱形及圓錐形所留花序長度5.5 cm兩個處理,產量分別為26052~26169 kg/hm2、25095~25386 kg/hm2,產量指標適合生產普通果品;其他花序長度處理和對照的產量過高,不適合推廣。
4.1.3 花穗整形對葡萄著色的影響 賈玥等[32]對夏黑葡萄進行了保留花穗基部第1小穗(留1穗)、保留基部第1、2小穗(留2穗)、留穗尖5 cm、留副穗等4種花穗整形的研究,結果表明:留1小穗處理的成熟果實果皮亮度最低,顏色最深;與留副穗相比,其他3種處理方法的成熟果實果皮顏色更加偏向紫黑色,留副穗法和留穗尖法的成熟果實果皮顏色更純。王寶亮等[33]對夏黑采取圓柱形所留花序長度4.5~7.5 cm及圓錐形所留花序長度3.5~7.5 cm整穗處理,與不處理果穗進行果皮顏色比較,結果發現,所有的花序整形處理均促進果粒的著色,果皮顏色為藍黑或紫黑色,而未整形果穗的果粒著色不良,為紫紅色。劉笑宏等[36]研究發現,經過留穗尖整形方法處理的巨早葡萄,成熟時果實顏色亮度比對照顯著提高,幅度為6.24%。賈玥等[30]對美人指葡萄進行留穗尖3、5、7 cm不同長度的整形方法處理,將不處理作為對照進行著色比較,結果表明,不同長度的花穗整形均可使成熟果實顏色變得更紅,提高成熟果實果皮顏色的純度,其中留穗尖5、7 cm的花穗整形方法效果較好。
4.2 花穗整形對葡萄內在品質的影響
4.2.1 花穗整形對葡萄果實可溶性固形物及可滴定酸的影響 李秀杰等[37]對4年生夏黑葡萄(籬架栽培,東西行向,株行距為1.2 m × 2.5 m,多主蔓扇形)進行不同的整穗方式處理,研究結果表明,花前7 d留5 cm穗尖與花前4 d掐除穗尖,保留5 cm花穗的整穗方式均能顯著提高可溶性固形物含量,而不同整穗方式對可滴定酸含量無顯著影響。賈玥等[7]對寶滿葡萄于開花前7 d進行保留穗尖3、5、7 cm,疏除花穗其余部分等3種花穗整形處理,結果表明:保留花穗尖3 cm葡萄果實的可溶性固形物含量達到18.3%,顯著高于對照;保留穗尖3、5、7 cm這3種花穗整形方式能顯著降低果實可滴定酸含量,其中保留花穗尖3 cm整形的果實可滴定酸含量為0.237%,比對照降低了17.71%。對亞歷山大葡萄進行留花穗穗尖3、5、7、9 cm,疏除花穗其余部分,并以不整穗作為對照的研究表明,不同的整穗長度對亞歷山大葡萄果實可溶性固形物和可滴定酸含量影響不同,其中采取留花穗穗尖7 cm的整形方式葡萄果實可溶性固形物含量最高,達到23.01%,比對照增加了14.31%[10]。
4.2.2 花穗整形對葡萄果實花色苷的影響 葡萄花色苷主要分布于果皮、果肉、葡萄籽、芽鱗片等組織或器官中,但以果皮中含量最高[38]。研究發現,不同花穗整形方式對果皮中花色苷的含量有很大的影響。賈玥等[7]研究證實,采用花穗整形的‘寶滿’葡萄花色苷的種類和含量均增加,其中花色苷的種類為16種,比對照(不進行花穗整形)多1種,葡萄果皮中花色苷含量始終高于對照,其中成熟期二甲基花翠素(Mv)花色苷的含量是對照的1.4倍。劉笑宏等[36]研究也發現,經過花穗整形的‘巨早’葡萄果實中花色苷的含量顯著高于對照,其中采取僅保留穗尖花穗整形的果皮花色苷含量比對照提高27.43%。
4.2.3 花穗整形對葡萄果實內源激素的影響 有研究表明,采用不同花穗整形方式,葡萄果實內源激素含量會發生變化。賈玥等[39]以‘巴拉多’葡萄為試驗材料,于開花前一周進行留穗尖3.0~5.0 cm的花穗整形處理,以不處理作為對照,研究表明:葡萄幼果發育階段同一日期測定的果實中ABA的含量顯著高于對照,其他時期均無顯著差異;在開花前及始花期對照組和處理組GA的含量無顯著差異,但盛花前3 d,處理組顯著高于對照組;處理組CTK含量在盛花期和落花期均顯著高于對照;處理組中GA/ABA與IAA/ABA比值的變化均比對照組穩定,表明花穗整穗修剪有利于花穗的生長及代謝活動,同時也說明花穗整形對葡萄果實中內源激素含量有很大的影響。
4.2.4 花穗整形對葡萄果實其他品質指標的影響 研究發現,花穗整形也對葡萄果實糖酸比、維生素C含量及蔗糖相關酶等性狀指標產生影響。任磊[24]對摩爾多瓦葡萄采用去歧肩穗、剪穗尖、去副穗剪穗尖及分層疏穗等不同整穗方式,以不處理作為對照,研究結果表明,花穗整形對果實中糖酸比、維生素C含量都有很大的影響,其中剪穗尖、去副穗剪穗尖兩種花穗整形處理中糖酸比、維生素C含量與對照相比有顯著差異,糖酸比含量分別比對照提高了15.04%和14.82%,維生素C含量分別比對照提高了23.79%和35.60%。經過花穗整形的葡萄在果實發育中,蔗糖相關酶(酸性轉化酶AI、細胞壁酸性轉化酶CBAI、中性轉化酶NI)的變化趨勢基本一致,但是,在果實采收前經過花穗整形處理的葡萄果實中的蔗糖相關酶(酸性轉化酶AI、細胞壁酸性轉化酶CBAI、中性轉化酶NI)與對照相比均顯著提高,其中,各處理的中性轉化酶比CK分別提高了22.63%、20.48%、33.13%、18.52%。
近年來,我國葡萄生產面積和總產量逐年增加,消費者對葡萄質量的要求越來越高,葡萄生產管理工作量日益增加,所需勞動力、勞力成本逐年增加,多地出現勞力匱乏的問題,尤其是在用工量較大的葡萄花果管理關鍵時期出現了用工荒的現象。另外,傳統的整穗方式“去副穗、掐穗尖、去分枝”的局限性日益顯現,該種整穗方式會引起套袋不便、果實大小不一、著色不均勻、易感病等一系列的問題。生產中,急需不同品種在不同栽培模式下適宜的花穗整形技術。
近幾年,對夏黑、美人指、魏可、亞歷山大等葡萄品種運用不同整穗方式已有研究報道,但我國鮮食葡萄主栽品種巨峰、紅地球以及發展前景廣闊的陽光玫瑰、巨玫瑰、醉金香等缺乏整穗方式的系統報道。因此,很有必要開展巨峰、紅地球、陽光玫瑰、巨玫瑰、醉金香等主流葡萄品種不同整穗方式的研究,評價篩選適合各個品種的配套整穗方式,從而為增強葡萄果品的市場競爭力提供技術措施及理論依據。目前,建議在以下幾個方面進行深入研究:不同葡萄品種適宜整形方式研究;不同花穗整形方式工作量評估,以篩選簡約、省工、實用的花穗整形方式;花穗整形結合安全、高效植物生長調節劑的研究與應用。
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(責任編輯:許晶晶)
Research Progress in Pruning Technology of Grape Floral Clusters
LU Hui-ran1,2, CHEN Jin-yong1*, CHENG Da-wei1, GU Hong1,ZHANG Wei-yuan1, ZHANG Yang1, GUO Xi-zhi1, ZHENG Xian-bo2*
(1. Zhengzhou Fruit Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450009, China;2. College of Horticulture, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)
This paper introduces the concept, function, suitable period and proper way of grape floral cluster pruning, summarizes the common effects of pruning floral clusters and using plant growth regulators on the characters of grape fruits, and discusses the research direction and comprehensive application prospects of grape floral cluster pruning in the future, hoping that it can provide theoretic basis and technical support for the cultivation and production of grape.
Grape; Floral cluster pruning; Fruit quality; Fruit character
2017-03-02
中央級科研院所基本科研業務費專項(Y2016PT39);鄭州市水果(葡萄、草莓等)產業體系;河南省大宗水果產業技術體 系(S2014-11)。
魯會冉(1990─),女,河南濮陽人,碩士研究生,研究方向:果樹生理與栽培技術。*通訊作者:陳錦永、鄭先波。
S663.1
A
1001-8581(2017)07-0056-06