楊興旺,劉 暢,王海波,王孝娣
(中國農業科學院果樹研究所,農業農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室,遼寧省落葉果樹礦質營養與肥料高效利用重點實驗室,遼寧興城 125100)
桃是我國第三大落葉果樹,原產于我國西部,屬薔薇科李屬桃亞屬植物。我國桃栽培面積和產量自1993 年來位居世界第一[1]。桃萌芽力、成枝力強,1 年可抽生2~4 次副梢,年生長量大,易過早封行,造成果園郁閉,影響成花進而影響果品質量和產量。隨著勞動力成本不斷上升和果園優質輕簡高效栽培的需求,通過夏剪控制樹勢,既消耗大量人力物力,浪費樹體營養,也不利于肥料的高效利用。因此,使用生長調節劑調控樹體冗余生長,更利于果園的輕簡化、機械化管理。
目前,桃樹上常用的生長調節劑主要為多效唑(PP333)等。研究表明,葉面噴施多效唑500~1 000 mg/L,土施多效唑0.125~4.000 g/m2[2-4],能夠有效抑制桃樹營養生長,促進生殖生長。目前,我國尚未規定多效唑在桃果實上的殘留標準,但規定在蘋果、荔枝等農產品上限量0.5 mg/kg。多效唑主要通過木質部運轉,因而土施比葉面噴施效果好[5],但在土壤中易被吸附,且降解慢、殘留時間長[6]。有研究顯示,多效唑在土壤中的降解半衰期為44.5 d[7]。黃海等[8]研究發現,土施多效唑0.25、0.50 g/m2在施后第2 年仍有殘效。史曉梅[9]研究表明,葉面噴施和土施多效唑均會造成土壤和桃果實不同程度的殘留,依據0.5 mg/kg 的限量標準時,安全間隔期為21 d。隨著我國果業技術的進步、消費者農產品質量安全意識的提升,果品的安全性逐漸受到關注,已對一些低毒性、低殘留的新型植物生長調節劑開展研究。本研究對5 種新型植物生長調節劑復配施用,觀察其對桃樹新梢的抑制效果,為生產中調控樹體生長提供理論依據。
試驗于2021 年3 月在中國農業科學院果樹研究所砬山基地日光溫室內進行。以2 年生中農紅花珍珠1 號盆栽苗為試材。采用水平中心干多直立主枝形,行株距2 m×1 m。采用水肥一體化管理技術。亞磷酸鉀從北京童心通達商貿有限公司購買,調環酸鈣、D-絲氨酸、復合氨基酸粉由上海源葉生物科技有限公司生產。
試驗采用五因素四水平正交試驗L16(45)設計,共設16 個處理,如表1 所示。

表1 正交試驗設計L16(45)
5 種調節劑各水平及其對應濃度如表2 所示。

表2 5 種生長調節劑各水平及對應濃度 g/L
于新梢5~7 cm 長(2021 年3 月4 日)開始噴施,每5 d 噴施1 次,共2 次。各處理隨機挑選10~15 個新梢,測定總長并記錄節間數。

試驗數據采用Excel 2019、SAS、SPSS 等軟件進行整理和統計分析。
與T1(對照)相比,除T6、T9 處理與對照節間長度無顯著差異外,其余處理均顯著降低了枝條節間長度,其中T15 處理枝條節間長度最短,并顯著低于其他處理(圖1)。

圖1 不同調節劑處理節間長度
由正交試驗方差分析可知(表3),亞磷酸鉀水平2、水平3 和水平4 濃度的節間長度與水平1均無顯著差異,其中水平3、水平4 濃度的節間長度分別較水平2 降低11.73%、15.82%,表現出一定的低濃度促進和高濃度抑制效應。且復合氨基酸粉各水平也表現出低濃度促進作用(水平3 較水平1節間長度顯著增加11.76%),但暫未表現出高濃度的抑制作用。調環酸鈣水平2、水平3、水平4 濃度的節間長度分別較水平1 顯著降低12.44%、26.79%、17.70%,其中水平3、水平4 濃度間無顯著差異。D-絲氨酸水平2 濃度的節間長度較水平1顯著降低22.00%,而L-纈氨酸各水平間無顯著差異。

表3 調節劑不同水平對節間長度的影響
由正交試驗方差分析可知(表4),5 種調節劑對節間長度的影響力由大到小為調環酸鈣、D-絲氨酸、亞磷酸鉀、復合氨基酸粉、L-纈氨酸,其最佳理論配比為亞磷酸鉀4.5 g/L、調環酸鈣0.4 g/L、D-絲氨酸2.1 g/L、L-纈氨酸3.2 g/L、復合氨基酸粉0 g/L,這也是T15 處理的復配組合。

表4 調節劑影響力排序及最佳組合配比
調環酸鈣屬環己烷羧酸類植物生長調節劑,通過抑制3β-羥化酶基因(GA3ox)的表達,干擾赤霉素合成途徑步驟GA20—GA1,降低GA1的水平,從而抑制植物生長[10-11],且其毒性低,無殘留[12],符合綠色農業生產要求[13]。一系列研究表明,調環酸鈣在葡萄[14]、蘋果[15]、杏[16]等果樹上均能有效控制旺長。本研究發現,各組合中調環酸鈣濃度在0.2~0.6 g/L(水平2 至水平4)時,均能顯著抑制新梢節間增長,且最佳濃度為0.4 g/L(水平3)。
生產上發現,在桃樹新梢3~5 cm 時噴施高濃度氨基酸能有效控制新梢旺長。前人研究發現,一些氨基酸的D-型[17]和L-型[18]能夠有效抑制離體小麥胚植株的生長,并推測是因為氨基酸的反饋抑制原理。本研究發現,D-絲氨酸濃度為2.1 g/L 的復配組合能夠顯著抑制節間生長,但抑制作用隨濃度升高反而下降,這可能因為當濃度為4.2 g/L(水平3)和6.3 g/L(水平4)時,葉片發生藥害所致;根據正交試驗方法分析可知D-絲氨酸對節間長度的影響力排第2,預測最佳配比濃度為2.1 g/L,試驗發現該濃度下仍有輕微藥害,后續試驗應進一步降低濃度。復合氨基酸粉對節間長度的影響力排名第4,預測濃度為0 g/L,但考慮其表現出低濃度促進作用,推測可能因為濃度過低導致未表現出抑制作用,在后續試驗將提高復合氨基酸粉濃度。L-纈氨酸影響力排第5,且未表現出對節間長度的顯著影響,后續試驗可去除該調節劑。
任士偉等[19]研究認為,低濃度的亞磷酸鉀能夠促進番茄地上部的生長,高濃度亞磷酸鉀抑制地上部的生長,并推測可能是因為亞磷酸鹽氧化為磷酸鹽需要一段時間,引起了番茄的低磷脅迫,從而抑制番茄地上部的生長。本研究發現,復配組合中亞磷酸鉀從低濃度(水平2)到高濃度(水平4)表現出一定的低濃度促進、高濃度抑制作用,結合最佳理論配比,后續試驗中應提高亞磷酸鉀的復配濃度。
本研究對亞磷酸鉀、調環酸鈣、D-絲氨酸、L-纈氨酸、復合氨基酸粉5 種新型植物生長調節劑復配組合試驗,發現當濃度分別為4.5、0.4、2.1、3.2、0 g/L 時,對桃樹枝條節間生長抑制效果最佳。