花期噴硼對板栗光合特性和結實率的影響

王路紅，袁德義，沈廣寧，田壽樂，孫曉莉

(1.中南林業(yè)科技大學，a.經(jīng)濟林培育與保護省部共建教育部重點實驗室；b.經(jīng)濟林育種與栽培國家林業(yè)局重點實驗室；c.經(jīng)濟林培育與利用湖南省2011協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 長沙 410004；

2.山東果樹研究所，山東 泰安 271000)

板栗Castanea mollissima Bl.屬殼斗科Fagaceae栗屬Castanea植物，原產(chǎn)我國，約有500個品種資源[1]，是我國重要的經(jīng)濟林樹種之一。空苞是影響栗實產(chǎn)量的重要因素之一，形成空苞的原因很多，目前認為主要與樹體營養(yǎng)狀況、授粉受精不良、胚胎發(fā)育受阻等因素相關。據(jù)已有文獻報道，硼被認為是與板栗空苞形成直接相關的礦質營養(yǎng)元素之一[2-4]，有研究表明，當土壤中有效硼含量低于0.094mg/kg時,空苞率達80％以上[2]。植株硼素營養(yǎng)主要從土壤中獲得，但硼在多雨季節(jié)易淋失，而干旱季節(jié)易被土壤固定，導致植株缺硼。已有關于施硼肥減輕板栗空苞率的研究報道[5-7]，但關于花期噴硼對板栗光合特性和結實率的影響的研究鮮見報道。本研究中采用花期噴施硼肥的方法，探討硼對板栗葉片光合生理和結實率的影響，旨在為生產(chǎn)中降低空苞率、提高產(chǎn)量提供參考。

1 試驗地概況

本試驗于2013年5～6月在山東省泰安市山東省果樹研究所萬吉山試驗示范基地進行。該基地屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候區(qū)，年平均降水量697mm，降水主要集中在7～8月；土質為砂壤土，微酸性，土層薄，土壤肥力一般。

2 材料與方法

2.1 材 料

試驗樹為2010年移栽的5年生‘燕紅’，株行距3m×4m，樹高2.5m，冠幅2.5m×2.5m，長勢良好，常規(guī)管理，無病蟲害。

2.2 試驗方法

在基地內選取長勢一致的‘燕紅’板栗樹，每3株1個小區(qū)。配制C1(0.1％)、C2(0.2％)、C3(0.3％)、C4(0.4％)和C5(0.5％)共5個硼質量分數(shù)的硼砂溶液，以噴清水(CK)為對照。分別于初花期和盛花期噴施2遍，時間間隔7d。處理結束后，于第7天在樹體不同方向的中上部結果枝上分別選取成熟葉片，上午9:30用SPAD-502便攜式葉綠素測定儀測定葉片葉綠素含量，上午10:00～11:30用CIRAS-2便攜式光合儀測定葉片光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)，每個處理重復3次，取平均值。9月下旬果實成熟期調查栗實產(chǎn)量，統(tǒng)計結實率。

2.3 數(shù)據(jù)分析

應用Excel和SPSS13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。

3 結果與分析

3.1 噴硼對板栗葉片葉綠素含量的影響

花期噴施不同質量分數(shù)的硼肥，板栗葉片中葉綠素含量會有不同變化。噴施不同質量分數(shù)的硼肥后，‘燕紅’板栗葉片中葉綠素含量隨硼質量分數(shù)的增加呈先升高后降低的趨勢(見圖1)。C1、C2、C3、C4這4個處理中板栗葉片葉綠素含量比CK和C5處理的明顯提高；C2和C3處理中，葉片葉綠素含量明顯比其它處理高；C2處理中，葉綠素含量達到最高值47.27mg·kg-1，比對照(CK)處理葉片中葉綠素含量高9％；C5處理中，葉綠素含量基本下降至CK水平。觀察葉片顏色可以看出，C1、C2、C3、C4處理中成熟葉片顏色變深變亮，葉面積大，C2處理中葉片顏色最深最鮮亮，C5處理中葉片出現(xiàn)卷曲和葉緣枯萎現(xiàn)象。

通過對葉片葉綠素含量影響的方差分析，可以得出F＝11.663(p＜0.01)，表明噴施不同質量分數(shù)硼肥對‘燕紅’板栗葉片中葉綠素含量變化具有極顯著的影響。由圖1中多重比較結果可以看出，在噴施不同質量分數(shù)的硼肥的處理中，C2和C3處理板栗葉片中葉綠素含量變化與其它處理差異顯著；C5處理中葉片葉綠素含量與CK處理差異不顯著。

圖1 不同質量分數(shù)硼肥對板栗葉片中葉綠素含量的影響Fig.1 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on chlorophyll content in C.mollissima leaves

3.2 噴硼對板栗葉片光合速率的影響

在花期對板栗采取不同質量分數(shù)噴硼處理后，板栗葉片光合速率(Pn)隨硼肥質量分數(shù)的增加呈先升高后降低的趨勢(見圖2)。C2、C3處理中葉片光合速率比其它處理明顯提高；C3處理中葉片的光合速率升高至最大值12.23 μmol·m-2s-1，比對照CK提高35％；C1、C4、C5處理中葉片的光合速率與對照相比變化較小。

圖2 不同質量分數(shù)硼肥對板栗葉片光合速率的影響Fig.2 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on photosynthetic rate in C.mollissima leaves

對不同處理中葉片光合速率進行方差分析，可以得出F＝2.100(p＞0.05)，表明噴施不同質量分數(shù)的硼肥對‘燕紅’板栗葉片光合速率的影響不顯著。

3.3 噴硼對板栗葉片氣孔導度的影響

在板栗花期采取不同質量分數(shù)硼肥處理后，板栗葉片氣孔導度(Gs)隨硼質量分數(shù)增加呈先升高后下降的趨勢(見圖3)；C3處理中葉片氣孔導度達到最大值140.67mmol·m-2s-1，比對照CK提高了48％；C5處理中葉片氣孔導度低于對照，僅為84mmol·m-2s-1。

對不同處理中葉片氣孔導度進行方差分析，可以得出F＝2.378(p＞0.05)，表明噴施不同質量分數(shù)的硼肥對‘燕紅’板栗葉片氣孔導度的影響不顯著。

圖3 不同質量分數(shù)硼肥對板栗葉片氣孔導度的影響Fig.3 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on stomatal conductance in C.mollissima leaves

3.4 噴硼對板栗葉片胞間CO2濃度的影響

不同質量分數(shù)硼肥處理后，板栗葉片胞間CO2濃度(Ci)隨硼質量分數(shù)的增加呈先升高后降低的趨勢(見圖4)。C3處理中板栗葉片胞間CO2濃度達到最大值210 μmol·mol-1，比對照提高35％。

圖4 不同質量分數(shù)硼肥對板栗葉片胞間CO2濃度的影響Fig.4 Effect of different mass fractions of boron fertilizer on intercellular CO2 concentration in C.mollissima leaves

對不同處理中葉片胞間CO2濃度進行方差分析，可以得出F＝5.070(p＜0.05)，表明噴施不同質量分數(shù)硼肥對‘燕紅’板栗葉片胞間CO2濃度具有顯著的影響。由圖4中多重比較結果可以看出，在噴施不同質量分數(shù)的硼肥處理中，僅C3處理中‘燕紅’板栗葉片胞間CO2濃度與對照差異顯著。

3.5 噴硼對板栗結實率的影響

不同質量分數(shù)硼肥對板栗結實率具有明顯的影響，隨硼肥質量分數(shù)的增加，‘燕紅’板栗的結實率呈先上升后降低的趨勢(見表1)；C3處理中結實率達到最高值71.33％，為對照的2.2倍；各處理間差異顯著。觀察發(fā)現(xiàn)，硼肥質量分數(shù)小于0.4％時，板栗結實率比對照顯著提高，堅果飽滿，光澤鮮亮；在C5處理中，當噴施硼肥質量分數(shù)為0.5％時，板栗的結實率有所下降，出現(xiàn)堅果顏色灰暗、顆粒變小的現(xiàn)象。

4 結論與討論

硼在植物核酸的生物合成、維持細胞壁結構的完整性和穩(wěn)定性、維持葉片功能和結構中具有重要作用[8-9]，且通過影響葉綠素和花粉萌發(fā)而抑制植物的生理生長和生殖生長[10]。Lee[11-13]等分別在對向日葵和油菜的研究中發(fā)現(xiàn)，缺硼引起葉綠體膜膜層碎片化和液泡化，葉綠體數(shù)量和體積大大減少，葉片結構功能被破壞。充足的硼對植物維持葉綠體和葉片結構功能的穩(wěn)定性、對葉片的光合作用具有重要作用[14-15]，缺硼使桑樹葉片的光合作用比健康桑樹葉片低21％左右[16]；吳禮樹[17]和許根娣[18]等分別在硼對棉花和大豆生長的影響研究中也有類似報道。硼是板栗生長必需的微量元素，缺硼和硼害之間的界限狹窄，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一定要掌握好作物所需最適濃度。

表1 噴硼對板栗‘燕紅’結實率的影響及方差分析?Table 1 Effect of spraying boron fertilizer on fruit-setting rate of ‘Yanhong’ and variance analysis

‘燕紅’為我國北方主栽板栗品種之一，堅果栗實飽滿，色澤棕紅鮮亮，大小適中，但在生產(chǎn)中空苞率較高，在山東的結實率平均為30％～40％[2]。本試驗中結果顯示，在板栗花期噴施不同質量分數(shù)的硼肥，板栗葉片的光合特性和結實率具有顯著的變化，隨著硼質量分數(shù)的增加，葉綠素含量、光合速率、氣孔導度等指標均呈先升高后降低的趨勢；花期對板栗噴施適宜濃度的硼肥可顯著提高‘燕紅’的結實率和外觀質量，從而增加產(chǎn)量和效益；硼元素的適宜質量分數(shù)為0.2％～0.3％，硼肥質量分數(shù)為0.3％時，‘燕紅’板栗葉片光合特性和結實率指標最優(yōu)，質量分數(shù)超過0.3％時葉綠素含量、光合特性等指標均下降。

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