調環酸鈣對輪臺白杏營養生長和果實品質的影響

章世奎，羅曉琴，王亞銅，侯忠友，吾買爾江·巴拉提，樊國全

(1.新疆農業科學院輪臺果樹資源圃，新疆輪臺 841600；2.新疆輪臺縣林業和草原局杏子研究中心，新疆輪臺 841600)

0 引 言

【研究意義】輪臺白杏是新疆輪臺縣及周邊地區果農增收的支柱產業[1]。但是隨著種植面積的擴大，果樹修剪、果實產量和品質控制等是制約輪臺白杏產業發展的關鍵因素。調環酸鈣(Prohexadione calcium)是一種新型植物生長調節劑，調環酸鈣能夠有效的抑制植物體內赤霉素的合成，控制植物營養生長、促進生殖生長、提高光合效率和果實品質[2]。區別于傳統植物生長延緩劑如季銨鹽類(矮壯素、縮節胺)、三唑類(多效唑、烯效唑)，調環酸鈣對輪作植物無殘留毒性，半衰期短，對環境無污染[3]。研究調環酸鈣在輪臺白杏上的應用，對調環酸鈣的推廣和輪臺白杏的生長調節及規模化發展有實際意義。【前人研究進展】調環酸鈣只抑制莖葉的伸長生長，不抑制繁殖器官的發育，克服了傳統矮化劑抑制植物體內所有赤霉素生物合成途徑的缺點[4、5]。研究表明，調環酸鈣可有效降低小麥植株高度，縮短節間長度、增加莖粗，提高光合速率、千粒重和產量[6]；提高花生葉片光合強度、根系活力、單果重量及產量，顯著提高SOD、POD、CAT保護酶的活性和抗逆能力[7]；能抑制夏黑葡萄主梢和副梢的生長，節數、節間粗度均增加[8]，在幼果期噴施200～400 mg/L調環酸鈣可控制蘋果、梨、葡萄等果樹的新梢生長，防止新梢過度旺長導致的營養消耗和幼果期落果現象的發生[9-11]。【本研究切入點】目前對杏、輪臺白杏化控的研究主要是應用多效唑、脫落酸等藥劑，發現使用生長抑制劑后能夠有效減緩輪臺白杏的營養生長，提高葉片光合效率和果實品質[12、13]，由于殘留性高和價格昂貴等因素，未能很好的推廣應用。在開花后10 d噴施不同濃度的調環酸鈣[8-14]，研究調環酸鈣對輪臺白杏營養生長、光合作用和果實品質的主要作用。【擬解決的關鍵問題】從噴施后對營養生長、光合作用和果實品質3個方面的影響來綜合評價調環酸鈣的應用效果，分析篩選出適宜噴施濃度，提出利用調環酸鈣調控輪臺白杏生長發育的可行方法。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于新疆巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣哈爾巴克鄉輪臺白杏標準示范園(闊什吐格曼村)，輪臺白杏為示范園中的15年生果樹，樹冠為開心型，樹體健康，栽植行距4 m×5 m，常規條件栽培管理。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

選取輪臺白杏示范園中部不相鄰的6個單株，在輪臺白杏落花后10 d，選取各個單株樹冠中部向陽面的5個大枝。對每個單株上的大枝分別噴施清水和 100、125、150、175 mg/L的調環酸鈣[8-14]。噴施時枝條間以塑料薄膜隔開，噴施到葉片滴水為止，待1個枝條不再滴水后，處理下1個枝條。處理好的大枝掛牌標記。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 坐果率

處理前統計好每單株不同處理大枝上的果實數量，待生理落果結束之后(開花后20 d左右)，統計各處理枝條上的果實數量，計算各處理的坐果率。重復6個單株。

坐果率(%)=生理落果后果實數量/處理前果實數量×100。

1.2.2.2 新梢生長量

待輪臺白杏新梢停長后(6月上旬)，選取每單株各處理大枝上的新梢15個，參照《杏種質資源數據標準和描述規范》[15]上的方法，用直尺和游標卡尺測量新梢的長(基部到新梢頂端)、節間長(新梢中間節位)和新梢粗(基部以上1 cm)。重復6個單株。

1.2.2.3 葉片長寬和葉面積

參照《杏種質資源數據標準和描述規范》[15]上的方法，在葉幕成熟后(5月下旬)，每單株各處理組大枝選取新梢中部的功能性葉片15片，利用CI-203手持式葉面積儀(美國CID公司)測量葉片的長、寬及葉面積。重復6個單株。

1.2.2.4 光合速率

在葉幕成熟后(5月下旬)，在晴朗無風的天氣，每單株各處理組大枝選取新梢中部向陽的功能性葉片5片，擦除塵土后利用LI-6400便攜式光合作用測量系統(美國LI-COR公司)，在12:00左右，采用自然光、開放式氣路(空氣流速500 μmol/s)測定各處理的凈光合速率(Pn)[1]。測量結束后用SPAD-502型葉綠素測定儀(日本柯尼卡美能達)，同步測定葉片的葉綠素含量[1,12]。重復6個單株。

1.2.2.5 果實品質

在6月下旬，果實達到9成熟后，每單株各個處理的大枝隨機采摘完整的果實10個，分裝好后用裝有冰袋的泡沫箱帶回實驗室，用電子天平測量(YP-5002，精度0.01 g)果實的單果重，用PY-1型果實硬度計(中國艾德堡)測量果實的陽面硬度，用菲林法和酸堿中和法測定果實的可溶性總糖和可滴定總酸含量[12,16]。重復6個單株。

1.3 數據處理

試驗數據的標準誤計算和圖表繪制均采用Excel 2007進行，數據的差異分析采用單因素方差分析(P<0.05，0.01)。

2 結果與分析

2.1 噴施調環酸鈣對坐果率的影響

研究表明，輪臺白杏的生理落果數量顯著下降，平均坐果率提升至10.25%。與噴清水對照(坐果率5.67%)相比，提高了4.58%。125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的落果率為85.67%，坐果率提升到14.33%，效果最好，175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后效果最差。圖1

注：不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著，不同大寫字母表示在0.01水平差異極顯著。下同

2.2 噴施調環酸鈣對新梢生長的影響

研究表明，輪臺白杏的新梢伸長生長量顯著下降，平均伸長生長量為6.74 cm。與噴清水對照(新梢長8.54 cm)相比，減少了1.80 cm。175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的新梢長生長量最小，為5.79 cm。100和125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后新梢長的差異未達到顯著水平。圖2

圖2 不同處理下新梢長變化

研究表明，輪臺白杏的新梢節間的生長量顯著下降，平均節間長為0.98 cm。與噴清水對照(新梢節間長1.48 cm)相比，減少了0.50 cm。175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的新梢節間長量最小，為0.76 cm。100和125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后新梢節間長度的差異未達到顯著水平。圖3

圖3 不同處理下新梢節間長變化Fig. 3 New shoot internode length of different treatments

研究表明，輪臺白杏的新梢粗生長量顯著增加，平均新梢基部生長量為0.32 cm。與噴清水對照(新梢粗0.22 cm)相比，增加了0.10 cm。175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的新梢粗生長量最大，為0.39 cm。125和150 mg/L的調環酸鈣噴施處理后新梢粗的差異未達到顯著水平。圖4

圖4 不同處理下新梢粗變化

2.3 噴施調環酸鈣對葉片生長的影響

研究表明，輪臺白杏的葉片長生長量顯著下降，平均葉片伸長生長量為7.07 cm。與噴清水對照(葉片長7.59 cm)相比，下降了0.52 cm。175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的葉片伸長生長量最小，為6.86 cm。100和125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后葉片長的差異未達到極顯著水平。圖5

圖5 不同處理下葉片長變化

研究表明，輪臺白杏的葉片寬生長量顯著增加，平均葉片寬伸長生長量為6.29 cm。與噴清水對照(葉片寬5.64 cm)相比，增加了0.65 cm。125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的葉片寬伸長生長量最大，為6.73 cm。100和150 mg/L的調環酸鈣噴施處理后葉片長的差異未達到極顯著水平。圖6

圖6 不同處理下葉片寬變化

輪臺白杏的葉面積顯著增加，平均葉面積為27.20 cm2。與噴清水對照(葉面積26.35 cm2)相比，葉面積增加了0.85 cm2。125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的葉面積增加量最大，為28.01 cm2。100和150 mg/L的調環酸鈣噴施處理后葉片寬的差異未達到顯著水平。圖7

圖7 不同處理下葉面積變化

2.4 噴施調環酸鈣對葉片光合的影響

研究表明，輪臺白杏的葉片葉綠素含量顯著增加，平均葉片葉綠素含量為42.67 SPAD。與噴清水對照(葉片葉綠素含量為38.67 SPAD)相比，葉片葉綠素含量增加了4 SPAD。125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的葉片葉綠素含量增加量最大，為47.33 SPAD。100和150 mg/L的調環酸鈣噴施處理后葉片葉綠素含量的差異未達到顯著水平。圖8

圖8 不同處理下葉綠素含量變化

輪臺白杏的葉片凈光合速率顯著增加，平均葉片凈光合速率為10.19 μmolCO2/(m2·s)。與噴清水對照(葉片凈光合速率為9.37 μmolCO2/(m2·s)相比，葉片葉綠素含量增加0.82 μmolCO2/(m2·s)。125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的葉片凈光合速率增加量最大，為11.13 μmolCO2/(m2·s)。100和150 mg/L的調環酸鈣噴施處理后葉片長的差異未達到顯著水平。噴清水對照和175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后葉片凈光合速率無顯著差異。圖9

圖9 不同處理下凈光合速率變化

2.5 噴施調環酸鈣對果實品質的影響

研究表明，輪臺白杏的單果重顯著增加，平均單果重為17.79 g FW。與噴清水對照(單果重為16.37 g FW)相比，單果重增加了1.42 g FW。125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的單果重增加量最大，為18.86 g FW。100和150 mg/L的調環酸鈣噴施處理后單果重的差異未達到極顯著水平。圖10

輪臺白杏的果實硬度顯著增加，平均果實硬度為6.80 kg/cm2。與噴清水對照(果實硬度為5.69 kg/cm2)相比，果實硬度增加了1.07 kg/cm2。175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的單果重增加量最大，為6.88 kg/cm2。100、125和150 mg/L的調環酸鈣噴施處理后果實硬度的差異不顯著。圖11

圖11 不同處理下果實硬度變化

125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的果實可溶性總糖含量與噴清水對照(果實可溶性總糖含量為136.42 g/kg FW)相比，果實可溶性總糖含量無顯著差異，果實可溶性總糖含量平均下降了0.14 g/kg FW。圖12

圖12 不同處理下果實可溶性總糖含量變化

輪臺白杏的果實可滴定酸含量顯著增加，平均果實可滴定酸含量為9.20 g/kg FW。與噴清水對照(果實可滴定酸含量為8.51 g/kg FW)相比，果實可滴定酸含量增加了0.69 g/kg FW。125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后，輪臺白杏的果實可滴定酸含量增加量最大，為9.34 g/kg FW。100、125、150和175 mg/L的調環酸鈣噴施處理后果實可滴定酸含量的差異不顯著。圖13

圖13 不同處理下果實可滴定總酸含量變化

3 討 論

調環酸鈣是一種通過抑制赤霉素合成調控營養生長的植物生長調節劑，對繁殖器官的生殖生長影響較小，能夠提高光合效率和果實品質，同時具有無殘留毒性，半衰期短，對環境無污染的優點[3]。研究發現在幼果期噴施200～400 mg/L調環酸鈣可防止蘋果、梨、葡萄等果樹因新梢過度旺長而導致的營養消耗和幼果期落果現象的發生[9-11]。輪臺白杏在開花后10 d噴施調環酸鈣后落果數量顯著下降，有效的提高了坐果率。125 mg/L調環酸鈣處理后，輪臺白杏的坐果率可達到14.33%，顯著高于輪臺白杏生產中10%左右的坐果率[16]。

調環酸鈣只抑制莖葉的伸長生長，不抑制繁殖器官的發育[4,5]。可有效降低小麥植株高度，縮短節間長度、增加莖粗，提高光合速率、千粒重和產量[6]，能提高花生葉片光合強度、單果重量及產量[7]。夏黑葡萄噴施后主梢和副梢的生長量下降，節數、節間粗度均增加[8]。輪臺白杏在開花后10 d噴施調環酸鈣后新梢生長量下降、節間長縮短、新梢基部粗度增加，葉片長度減小、葉片寬度合格葉面積增加，葉綠素含量增加。增加的葉面積和葉綠素含量有效的提高了處理后輪臺白杏葉片的凈光合速率，較高的碳同化速率則促進了果實的生長，單果重顯著增加。適宜濃度的鈣劑有助于增加果實的硬度，提高果實的品質和耐儲性[17,18]。輪臺白杏在噴施調環酸鈣后，果實的硬度顯著增加。

與多效唑、脫落酸等植物生長調節劑相比，調環酸鈣不僅能抑制果樹的旺長[14]，還能提高輪臺白杏等果樹葉片的光合效率，增加輪臺白杏坐果率、單果重和果實硬度，同時對果實的含糖量無顯著影響。調環酸鈣在調控輪臺白杏的生長中有較高的應用價值，125 mg/L調環酸鈣處理效果最佳。

4 結 論

開花后10 d對輪臺白杏進行調環酸鈣的噴施處理與噴清水對照相比，能夠顯著減少生理落果數量，提高坐果率。降低新梢長的生長量，增加新梢的粗度。減緩葉片的伸長生長，增加葉片寬和葉面積。提高葉片葉綠素含量，增加了葉片的凈光合速率。有效的提高了果實的單果重和果實硬度。可溶性總糖含量無顯著差異，可滴定總酸含量顯著增加。4個處理濃度中，125 mg/L的調環酸鈣噴施處理后效果最佳。