不同授粉措施對三季梨果實(shí)品質(zhì)及內(nèi)源激素的影響

王兆龍1.2,王義菊1,于 強(qiáng)1,李慶余1,牟紅梅1,姜福東1,李元軍

(1.山東省煙臺(tái)市農(nóng)科院,山東 煙臺(tái) 265500;2.煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東 煙臺(tái) 265500)

梨樹屬于自花授粉不結(jié)實(shí)的果樹,伴隨著農(nóng)藥的大面積施用,導(dǎo)致了野生傳粉昆蟲的減少,有限的風(fēng)力傳粉不能滿足梨樹授粉的需要。授粉已成為梨樹生產(chǎn)和梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重大問題[1]。不同的授粉方式影響著梨樹果實(shí)品質(zhì)及生長素、赤霉素、脫落酸和細(xì)胞分裂素等的含量，也涉及梨樹產(chǎn)量的高低。

目前,關(guān)于液體授粉、人工授粉等授粉方式對東方梨關(guān)鍵酶的影響進(jìn)行了許多研究,王宇[1]發(fā)現(xiàn)不同的授粉方式對庫爾勒香梨果實(shí)內(nèi)源激素和果實(shí)發(fā)育的影響存在差異,這種差異在果實(shí)生長發(fā)育初期不明顯,在果實(shí)發(fā)育后期較為明顯。王宏偉[2]對豐水梨、黃金梨的授粉試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)器械授粉與人工點(diǎn)授、自然授粉相比,豐水梨與黃金梨花朵坐果率明顯提升,器械授粉后梨果實(shí)品質(zhì)與人工點(diǎn)授差異不顯著,高于自然授粉果實(shí)。席東[3]對黃冠梨與南果梨液體授粉后,坐果率較自然授粉提高10%以上,果實(shí)品質(zhì)與人工授粉無顯著差異。陳善波[4]試驗(yàn)證明早酥梨生長素的趨勢是先升高再降低,脫落酸的含量一直上升,赤霉素先升高再降低。孫彪[5]認(rèn)為液體授粉法較噴粉法可明顯減少花粉用量,較人工點(diǎn)授法省時(shí)、省工,是一種適合大面積推廣的高效授粉方法。齊開杰[6]試驗(yàn)表明驗(yàn)新高梨果肉生長素先升高再降低。但授粉方式對于三季梨等西洋梨的影響少見報(bào)道。該研究以8年生三季梨為試驗(yàn)試材,分別采用液體授粉，人工點(diǎn)授、自然授粉3種方式進(jìn)行授粉，其中，人工點(diǎn)授的花粉配比有純花粉，花粉與淀粉比1∶1，花粉與淀粉比1∶2，花粉與淀粉比1∶4，調(diào)查不同授粉方式對梨樹坐果率、果實(shí)品質(zhì)、內(nèi)源激素等的影響有助于選擇最適合的授粉方式，以達(dá)良好的授粉效果，獲得單果重較大的果實(shí)，提高梨樹生產(chǎn)效益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)園位于煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院梨核心示范園,當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?2.6 ℃,年平均降水735 mm,年平均日照時(shí)數(shù)2 658 h,平均無霜期215 d,肥力中等,土質(zhì)均勻。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

梨樹品種為8年生三季梨。2018年4月梨樹盛花期選取長勢一致、無病蟲害的8年生三季梨,以5株為一組，一組為1個(gè)處理。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：處理1為液體授粉，處理2～5為人工點(diǎn)授。花粉配比為：處理2純花粉，處理3花粉與淀粉比為1∶1，處理4花粉與淀粉比為1∶2，處理5花粉與淀粉為1∶4，自然授粉為對照。液體授粉配方采用南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張紹鈴教授的配方,在盛花期用電動(dòng)噴霧器噴施兩次。人工點(diǎn)粉用帶橡皮的鉛筆進(jìn)行點(diǎn)授。

授粉期間,每個(gè)處理的每株樹選取30組完整花序做好標(biāo)記,花后20 d,調(diào)查每棵樹的花朵坐果率和花序坐果率,然后取平均值。2018年5月9日開始調(diào)查果實(shí)的縱橫徑與果重,以后間隔兩周調(diào)查一次,直到7月18日采收期。

統(tǒng)計(jì)花朵坐果率與花序坐果率,測定果重,果實(shí)縱橫徑、果實(shí)內(nèi)生長素、赤霉素、脫落酸、細(xì)胞分裂素的含量、可溶性固形物、硬度。其中果實(shí)內(nèi)生長素、赤霉素、脫落酸和細(xì)胞分裂素測定由上海源葉生物科技有限公司測定。

利用Excel 2016和SPSS 19軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,利用Excel 2016軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同授粉方式對花朵、花序坐果率的影響

由表1得知,三季梨的液體授粉花序坐果率和花朵坐果率都高于自然授粉,液體授粉比自然授粉花序坐果率提升近7%,證明液體授粉可以起到增加花序坐果率的作用。處理1的花朵坐果率和花序坐果率都是最高,三季梨花序坐果率順序:處理2>處理3>處理1>處理4>處理5>CK。處理5與自然授粉結(jié)果相差不大,但是該試驗(yàn)處理授粉效率低,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不建議采用。處理4和處理2的花朵坐果率與花序坐果率太高,增加后期人工疏果工作量。

表1 三季梨花朵坐果率與花序坐果率

2.2 不同授粉方式對果形指數(shù)的影響

由圖1，2得知,不同的授粉方式和不同花粉濃度對三季梨的果實(shí)縱橫徑有影響。由表2得知,處理1、處理2和處理4對三季梨的果形指數(shù)產(chǎn)生顯著的影響,液體授粉使三季梨趨向圓形,處理4使三季梨葫蘆形更顯著。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),處理4在整個(gè)生長期的縱徑與橫徑基本都是最大的,說明處理2可以獲得縱橫徑大的三季梨。處理2的縱徑與橫徑在采收期低于處理3和處理4。液體授粉果實(shí)縱橫徑大于自然授粉。處理2與處理3效果不如處理4,不建議生產(chǎn)使用。處理5與自然授粉相差不大且費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不建議生產(chǎn)使用。

圖1 三季梨橫徑/cm

圖2 三季梨縱徑/cm

處理12345CK果形指數(shù) 0.840.760.770.740.780.80

2.3 不同授粉方式對果實(shí)重量的影響

表3測量了6月6日到6月21日,6月21日到7月4日,7月4日到7月18日不同處理的果重變化。由表6得知,處理4在兩個(gè)生長期果實(shí)增長量都是最大。處理4在6月6日到6月21日和7月4日到7月18日增長量最大,液體授粉在6月21日到7月4日增長量最大。充分說明純花粉、液體授粉和自然授粉對果實(shí)發(fā)育有促進(jìn)作用。

表3 三季梨測量期間凈增長量/g

圖3 三季梨果重/g

由圖3得知,處理4果實(shí)重量最大,三季梨自然授粉重量最小,處理2果重大于自然授粉,不如處理2、處理3與處理4。液體授粉在6月21日以后果重增長速度增長顯著。處理4比自然授粉果重增加51.4%。三季梨果實(shí)重量從大到小順序:處理4>處理3>處理2>處理5>處理1>對照。人工授粉效果優(yōu)于液體授粉,人工授粉和液體授粉優(yōu)于自然授粉。處理2、3、5是人工授粉的不同花粉濃度,試驗(yàn)結(jié)果顯示三者都不如處理4，建議推廣使用1花粉∶2淀粉花粉濃度的人工授粉。

2.4 不同授粉方式對果實(shí)可溶性固形物含量的影響

由表4得知,不同的授粉方式和不同的花粉濃度會(huì)影響西洋梨果實(shí)的可溶性固形物含量。處理2與處理4的可溶性固形物含量最高。液體授粉和自然授粉相比,提高了可溶性固形物含量。自然授粉的可溶性固形物含量最低。不同授粉方式和花粉濃度對梨硬度有影響,液體授粉和人工授粉使梨硬度降低,液體授粉的硬度數(shù)值最小。

表4 硬度和可溶性固形物含量

2.5 不同授粉方式對果實(shí)內(nèi)源激素的影響

由圖4得知,生長素含量在6月6日到7月18日的變化趨勢:先升高再降低,在7月4日達(dá)到最高點(diǎn)。三季梨在7月4日前,生長素含量增加最多的是自然授粉,生長素含量增加最小的是純花粉。在7月4日以后,自然授粉生長素降低量最顯著,處理4的生長素含量數(shù)值最高。

圖4 三季梨生長素/pmol/L

由圖5得知,脫落酸含量在6月6日到7月18日的變化趨勢是逐漸上升的,自然授粉的脫落酸含量增加最多。液體授粉的脫落酸含量在6月6日,6月21日和7月18日三次測量中屬于最低。三季梨處理4脫落酸含量最穩(wěn)定。

圖5 三季梨脫落酸/pmol/L

由圖6得知,在6月6日到7月18日的生長周期內(nèi)赤霉素的變化趨勢是先升高再降低,赤霉素含量在6月21日達(dá)到最高。在測量期間,自然授粉的赤霉素含量變化幅度最顯著。在6月21日前,三季梨赤霉素增加最多的是處理4,最少的液體授粉。6月21日以后,赤霉素含量變化最顯著的是自然授粉。赤霉素含量最平穩(wěn)的液體授粉。

圖6 三季梨赤霉素/pmol/L

由圖7得知,細(xì)胞分裂素含量在6月6日到7月18日的變化趨勢為逐漸降低。在測量期間。三季梨液體授粉、處理4(花粉與淀粉比1∶2)和純花粉的細(xì)胞分裂素含量在6月6日、6月21日都大于自然授粉。自然授粉在7月4日數(shù)值最高。

圖7 三季梨細(xì)胞分裂素/pmol/L

日期處理1處理4處理2CK 6月6日3.4812.9003.3662.954 6月21日2.6813.0683.0222.788 7月4日2.1442.2301.7122.072 7月18日1.5531.3571.2311.050

由表5得知,6月6日到7月18日,液體授粉、純花粉和自然授粉生長素、赤霉素和細(xì)胞分裂素的總和與脫落酸的比值是逐漸減少的,處理4(花粉淀粉比1∶2)的比值是先升高在降低,不同處理的果實(shí)重量一直在增加。三季梨液體授粉和純花粉在6月6日比值最大,7月18日自然授粉的比值最低。試驗(yàn)證明,液體授粉和人工點(diǎn)粉改變了梨果實(shí)內(nèi)的4種激素濃度,導(dǎo)致了不同處理的果實(shí)重量的變化。花粉濃度的不同也會(huì)改變梨果實(shí)激素的濃度,維持4種激素的相對穩(wěn)定,延長梨果實(shí)生長發(fā)育的時(shí)間。

3 討論與小結(jié)

該研究結(jié)果表明,與自然授粉相比,液體授粉,人工點(diǎn)授均可以提高三季梨的花序坐果率,增加三季梨產(chǎn)量。這與趙紅亮[7]、劉珠琴[8]、白雪[9]等的研究結(jié)果一致。原因是不同的授粉措施都會(huì)增加三季梨花朵內(nèi)的花粉,便于花粉萌發(fā)和果實(shí)的產(chǎn)生,增加三季梨的坐果量。

三季梨生長素含量先升高再降低,在7月4日達(dá)到最高水平,在7月4日以后,自然授粉處理生長素含量降低量最多;赤霉素含量先升高再降低,在6月21日達(dá)到最高水平;脫落酸含量一直升高,自然授粉處理增長量最多;細(xì)胞分裂素含量一直下降。這與陳善波[4]、齊開杰[6]的試驗(yàn)結(jié)果一致。原因可能是不同的授粉措施會(huì)通過影響梨花朵的花粉數(shù)量的多少,進(jìn)而影響三季梨果實(shí)內(nèi)生長素、赤霉素、脫落酸和細(xì)胞分裂素的含量,導(dǎo)致4種激素的比值發(fā)生變化,花粉淀粉比為1∶2的人工點(diǎn)授會(huì)提前果實(shí)的快速發(fā)育期,延長了三季梨的生長發(fā)育期,容易獲得果個(gè)較大的果實(shí)。

與自然授粉相比,純花粉、花粉淀粉比為1∶1及1∶2的人工點(diǎn)授、液體授粉,均可以提高三季梨的果重、縱橫徑、可溶性固形物、花序坐果率,降低三季梨硬度,液體授粉降低硬度最顯著。花粉淀粉比為1∶2的人工點(diǎn)授可以獲得果個(gè)、品質(zhì)最佳的三季梨。液體授粉會(huì)改變?nèi)纠婀?使三季梨趨近于圓形,液體授粉比人工授粉大大縮短授粉用時(shí),便于大面積梨園生產(chǎn),這和Daisuke Sakamoto[10]試驗(yàn)結(jié)果一致。花粉淀粉比為1∶4的人工點(diǎn)授與自然授粉相差不大,不建議生產(chǎn)使用。