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PP333与外源ABA对轮台白杏新梢生长及果实品质的影响

时间:2024-09-03

杨文莉,周伟权,曼苏尔·那斯尔,赵世荣,章世奎2,阿不都·热合曼,廖 康

(1.新疆农业大学 特色果树研究中心,新疆 乌鲁木齐 830052;2.轮台国家果树资源圃,新疆 轮台 841600)

轮台白杏是新疆境内优异的地方品种,具有果肉多汁、酸甜可口、风味甜美、营养丰富的特点,无论鲜食还是制干都备受消费者青睐。但是,由于杏幼树期生长旺盛,导致成花慢,结果晚。如何合理、适时地控制果树新梢枝条的营养生长,这已成为杏树栽培的关键问题。不少研究者发现,外源激素能够影响植物的生长发育及生理特性[1-2]。因此,研究PP333和外源ABA对轮台白杏新梢生长及果实品质的影响情况,对于轮台白杏优质高效栽培具有重要意义。

PP333与ABA是果树生产中常用的两种生长抑制剂,常用来控制新梢生长[3]、矮化植株[4]、促进花芽分化[5-6],改善果实品质[7-8]等。PP333通过抑制植物体内GA的生物合成,提高IAA氧化酶的活性,降低植物体内IAA水平[9],从而抑制植物的纵向生长而促进横向生长[10]。有关研究结果表明:喷施1 000~1 500 mg·L-1的PP333能使板栗植株的枝梢生长量减少56.2%~65.9%,可使其枝粗增加0.09~0.11 cm[11];PP333还能提高果实产量[12]。ABA是一种以异戊二烯为基本单位组成的倍半萜羧酸[13],可以通过调节植物的细胞分化、新陈代谢、基因表达等来调节植物的生长发育[14-16]。在果树中ABA的作用通常表现为:新梢生长受到抑制,节间长缩短[17]。除此之外,外施ABA还能促进结实,改善果实品质[18]。大量研究结果都表明,PP333与外源ABA均能控制新梢生长,平衡营养生长与生殖生长的关系。为给轮台白杏的优质栽培提供理论依据,在新梢速长期对轮台白杏叶片喷施了不同浓度的PP333与ABA,定期观测其新梢长、粗、节间长、叶片叶绿素值、叶面积及果实品质,探讨了PP333与外源ABA处理对新梢生长发育规律及果实品质的影响情况,以期探寻能控制新梢生长同时对果实品质影响较小的适宜喷施浓度。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

试验材料取自新疆维吾尔自治区轮台县哈尔巴克乡白杏生产园,园区面积1.2 hm2,株行距为4 m×6 m,轮台白杏树龄为13 a,东西行向,树形为开心形,采用常规管理。选取长势相近的样树,于2017年4月25日(新梢速长期)喷施PP333(15%可湿性粉剂)与外源ABA(分析纯),各设3个浓度,PP333浓度分别设为500、1 000和2 000 mg·L-1,ABA浓度分别设为30、60和90 mg·L-1,以清水为对照(CK),每个处理选取3株样树,选择在晴朗无风的傍晚喷施,以滴水为宜,各处理及对照均滴加2~3滴TWEEN-20。

1.2 方 法

1.2.1 新梢生长指标的测定

各处理的每株样树选自30个不同方位、长势中等的新梢,每隔7 d测定新梢长度、粗度、节间长的变化情况。采用便携式手持叶绿素仪(SPAD-502)定期测定各处理新梢上相同部位功能叶片的叶绿素值及新梢叶片的长度与宽度。将叶长和叶宽分别与叶面积进行拟合[19]可得出,叶宽与叶面积的相关性更高,并拟合得出的叶宽(X)与叶面积(Y)之间的拟合公式为:

1.2.2 果实品质指标的测定

果实成熟后,每个处理取15个果实,用数显游标卡尺测定每个果实的纵、横、侧径及单果质量,用GY-1型果实硬度计测定果实的硬度,以手持糖度计测定果实的可溶性固形物含量,用2,6-二氯靛酚滴定法测定其VC含量,用氢氧化钠滴定法测定可滴定酸,以菲林滴定法测定其可溶性糖含量[20]。

2 结果分析

2.1 PP333与外源ABA对轮台白杏新梢生长的影响

2.1.1 新梢长度

PP333与外源ABA对轮台白杏新梢长度的影响情况如图1所示。PP333与外源ABA处理后,新梢的生长动态变化规律与CK相似,6月3日之后,新梢基本停止生长。6月24日测得CK的新梢最长,为16.32 cm,整个生长过程中新梢增加了6.51 cm。以浓度分别为500、1 000、2 000 mg·L-1的PP333处理后新梢分别增加了5.20、4.70和2.88 cm。以浓度分别为30、60和90 mg·L-1的外源ABA处理后新梢分别增加了5.42、3.75、2.73 cm。由此可以看出,对新梢影响较大的是90 mg·L-1的ABA处理,其新梢长度比CK缩短了21.88%;其次是2 000 mg·L-1的PP333处理,其新梢长度比CK缩短了20.56%;再次是60 mg·L-1的ABA与1 000 mg·L-1的PP333处理,其新梢长度分别比CK提高了18.37%和13.89%。

2.1.2 新梢粗度

PP333与外源ABA对轮台白杏新梢粗度的影响情况如图2所示。由图2 可知,各处理新梢基茎粗度的变化趋势与CK相似,均呈先快后慢的生长趋势,而在5月20日后几乎停止生长。6月24日测得的CK新梢基茎粗度为2.72 mm,其生长量为0.49 mm。以浓度分别为500、1 000、2 000 mg·L-1的PP333处理后新梢粗度分别增加了0.50、0.70和0.97 mm,以浓度分别为30、60和90 mg·L-1的外源ABA处理后新梢粗度分别增加了0.65、0.70、1.12 mm。总体看来,90 mg·L-1的ABA处理对新梢粗度的影响最大,其新梢粗度比CK增加了20.22%;其次是2 000 mg·L-1的PP333处理,其新梢粗度比CK增加了15.81%。500 mg·L-1的PP333处理对新梢粗度的影响最小,其新梢粗度比CK仅增加3.68%。

图1 PP333与外源ABA对轮台白杏新梢长度的影响Fig.1 Effects of PP333 and ABA on new shoot length of Armeniaca Vulgaris ‘Luntaibaixing’

图2 PP333与外源ABA对轮台白杏新梢粗度的影响Fig.2 Effects of PP333 and ABA on new shoot coarseness of Armeniaca Vulgaris ‘Luntaibaixing’

2.1.3 新梢节间长

PP333与外源ABA对轮台白杏新梢节间长的影响情况如图3所示。由图3 可知,4月25日至5月13日是新梢节间伸长的主要时期,也是增长速度最快的时期,而在6月3日后几乎停止伸长。在新梢的整个生长过程中,CK的节间生长量为5.06 mm。各浓度的PP333处理均抑制了轮台白杏新梢节间的伸长,且随着PP333浓度的增高,其抑制效果增强,以浓度分别为 500、1 000、2 000 mg·L-1的PP333处理的新梢节间总生长量分别为4.88、3.93和2.42 mm,其中2 000 mg·L-1的PP333处理与CK间有显著差异。以各浓度的ABA处理后其节间长度比CK均有缩短,且其浓度越高,则其抑制效果越强;以浓度分别为30、60和90 mg·L-1的ABA处理的新梢节间总伸长量分别为4.68、3.48、2.70 mm,除30 mg·L-1的ABA处理与CK间无显著差异外,其余各处理与CK间均有显著差异。总体看来,90 mg·L-1的ABA处理的新梢其节间长最短,比CK缩短13.06%;其次是2 000 mg·L-1的PP333处理,其新梢节间长比CK的缩短12.85%;而500 mg·L-1的PP333处理对新梢节间长的影响最小,其新梢节间长比CK仅缩短1.80%,两者间无显著性差异。

图3 PP333与外源ABA对轮台白杏新梢节间长的影响Fig.3 Effects of PP333 and ABA on new shoot basal internode of Armeniaca Vulgaris ‘Luntaibaixing’

2.1.4 叶片叶绿素含量

PP333与外源ABA对轮台白杏叶片叶绿素SPAD值的影响情况如图4所示。由图4可知,不同浓度的PP333与外源ABA处理后叶片叶绿素含量均有不同程度的增加,其中,以1 000与2000 mg·L-1PP333处理的叶绿素含量均显著增加,其含量比CK分别增加8.68%与5.82%,而500 mg·L-1PP333处理的增加不明显,其含量比CK仅增加了2.02%。以60与90 mg·L-1的ABA处理后叶片叶绿素含量均显著提高,其含量比CK分别提高8.49%与11.10%,而30 mg·L-1ABA处理的叶绿素含量增加不明显,仅增加3.65%。总体看来,对叶绿素含量影响最明显的是90 mg·L-1的ABA处理,其次是1 000 mg·L-1的 PP333处理与60 mg·L-1的 ABA 处理,而 500mg·L-1的 PP333 处理与30 mg·L-1的ABA对叶绿素含量的影响均不显著。

图4 PP333与外源ABA对轮台白杏叶片叶绿素SPAD值的影响Fig.4 Effects of PP333 and ABA on leaves SPAD chlorophyeII of Armeniaca Vulgaris ‘Luntaibaixing’

2.1.5 新梢叶面积

PP333与外源ABA对轮台白杏新梢叶面积的影响情况如图5 所示。由图5可知,在轮台白杏新梢整个生长期内各处理的叶面积均呈增加趋势,而6月17日后各处理的叶面积基本不再增加,6月17日测得CK的叶面积总增长量为13.03 cm2。经不同浓度的PP333处理后,各浓度PP333处理的叶面积均有所下降,处理浓度越大,叶面积增长量越小;500、1 000、2 000 mg·L-1PP333 处理的叶面积增长量分别为8.32、4.88、3.64 cm2。不同浓度的外源ABA处理均不同程度地抑制了叶面积的增加,浓度越高,其抑制效果越强;30、60、90 mg·L-1处理的叶面积在其生长期内的增长量分别为8.02、5.84、4.19 cm2。总体看来,以2 000 mg·L-1的PP333处理的抑制效果最强,其叶面积比CK减少32.55%;其次是90 mg·L-1的ABA处理,其叶面积比CK减少30.79%;再次 是 1 000 mg·L-1的 PP333 处 理 与 60 mg·L-1的ABA处理,其叶面积比CK分别减少29.36%和28.72%,而 500 mg·L-1的 PP333 处理与 30 mg·L-1的ABA处理的抑制效果均不明显,其叶面积比CK仅分别减少10.69%和11.91%。

图5 PP333与外源ABA对轮台白杏新梢叶面积的影响Fig.5 Effects of PP333 and ABA on new shoot leaf area of Armeniaca Vulgaris ‘Luntaibaixing’

2.2 PP333与外源ABA对轮台白杏果实品质的影响

PP333与外源ABA对轮台白杏果实品质的影响情况如表1所示。由表1可知,各浓度的PP333处理不同程度地增加了果实的单果质量,1 000 mg·L-1PP333处理的影响达到了显著水平(P<0.05,下同),而其余各处理的增加均不明显;PP333处理促使果实硬度增加,其中1 000与2 000 mg·L-1PP333处理的均达到显著水平;1 000 mg·L-1的PP333处理显著提高了果实可溶性固形物的含量,而500与2 000的PP333处理对其影响均不明显;1 000与2 000 mg·L-1的PP333处理均显著降低了果实的总酸含量,而500 mg·L-1PP333处理的却未达到显著水平(P>0.05,下同);经PP333处理后,1 000与2 000 mg·L-1的PP333处理均显著增加了总糖含量,而500 mg·L-1PP333处理的未达到显著水平;PP333处理能使果实的糖酸比提高,其中1 000 mg·L-1PP333处理的提高最多;相比CK,各浓度PP333处理的Vc含量不同程度地增加,1 000与2 000 mg·L-1PP333处理的均达到显著水平,而500 mg·L-1PP333处理的Vc含量增加不明显。

表1 PP333与外源ABA对轮台白杏果实品质的影响†Table 1 Effects of different PP333 and ABA treatments on fruit quality of Armeniaca Vulgaris ‘Luntaibaixing’

不同浓度的ABA处理对果实单果质量均没有影响,但均明显增大了果实的硬度,其中90 mg·L-1ABA处理的效果最明显;各浓度的ABA处理不同程度地提高了果实的可溶性固形物含量,其中,60 mg·L-1ABA处理的达到显著水平,而其余各浓度处理对其影响均不明显;60 mg·L-1的ABA处理使得总酸含量显著降低,30与90 mg·L-1ABA处理的均未达到显著水平;经ABA处理后,果实中的总糖含量与糖酸比均明显提高,其中60 mg·L-1的ABA处理其含量提高得最多;30与60 mg·L-1ABA处理的Vc含量均显著高于CK,而60 mg·L-1ABA处理的Vc含量却低于CK。

3 结论与讨论

通常认为,PP333能够改变植物内源激素水平,降低GA与IAA含量,提高ZR与ABA含量,通过削弱顶端优势,促进横向生长,从而达到控制营养生长的目的[21]。本研究结果表明,在轮台白杏新梢速长期喷施PP333能有效抑制其新梢生长,具体表现为:新梢长度明显减小,节间长缩短,而新梢粗度增加。这与其在库尔勒香梨[19]和金钱树[22]上喷施的效果一致。本研究结果显示,PP333处理后,叶绿素含量增加,单果质量增加,1 000 mg·L-1的PP333处理显著提高了当年的果实品质,增加了总糖、可溶性固形物的含量及糖酸比,降低了总酸含量。有研究者发现,一定浓度的PP333有助于保护叶绿体膜,使其结构保持稳定,进而使叶绿素含量增加[23]。而叶绿素是植物进行光合作用的主要色素,直接影响着植物的生长[24]。刘红明等[25]在研究多效唑对柠檬营养生长与生殖生长的影响中发现,适宜浓度的PP333能显著提高柠檬的产量,这与本研究结果一致。其原因可能是,PP333抑制了新梢生长,将更多的养分输送到果实中,使单果质量增加,使其含糖量增加。梁燕[26]研究发现,在轮台白杏盛花期喷施200 mg·L-1的 PP333也能提高果实的单果质量,降低其总酸含量。

ABA是调节植物生长的重要激素,具有抑制植株及器官生长的作用[27]。有研究者发现,小麦种子经过ABA浸种后,控制了幼苗的伸长生长,增加了叶绿素含量[28],这与本研究结果一致。赵春章等[29]和尤扬[30]对云杉幼苗和盾叶薯蓣喷施ABA后也得到了相似的结果。而朱周俊等[31]发现,在锥栗花芽分化期叶面喷施ABA,显著抑制了锥栗枝条的粗生长,这与本研究结果不同,这可能与喷施时间不同有关。叶绿素含量增加可能是因外源ABA影响了植物叶片的叶绿体膜及类囊体膜透性发生改变而致[32]。研究中发现,ABA处理后总糖与可溶性固形物含量均增加,而单果质量与总酸含量均降低。这是因为外源ABA对果实的作用机制,提高了果实中内源ABA含量,增加了糖分的运输与积累[33]。程云等[34]在研究外源ABA对‘魏可’葡萄品质的影响过程中发现了类似的结果。王贵元[18]在对红肉脐橙的研究中发现,ABA降低了单果质量。因此,ABA处理不利于提高果实产量。

本研究结果表明:1 000 mg·L-1的PP333与60 mg·L-1的ABA处理均能显著控制新梢生长,并能改善果实品质。本研究仅对2种激素进行了分析,而关于不同种类的激素组合、不同浓度的激素组合等交互作用和作用机理还需进一步探究。另外,本研究仅在新梢速长期喷施,对于不同时期的喷施效果也有待于进一步的试验研究。

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