復混型植物生長調節(jié)劑對駿棗光合特性及品質構成因素的影響

鄭強卿，陳奇凌*，李 銘，王晶晶，支金虎 (.新疆農墾科學院林園研究所，新疆石河子83000;.塔里木大學植物科學學院，新疆阿拉爾843300)

棗樹為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Ziziphus Mill.)［1－2］的多年生落葉果樹，原產于我國，有悠久的栽培歷史，因其栽培容易、早實、富含VC和糖類、耐干旱和對pH適應性強等特性，一直保持著強勁的發(fā)展勢頭［3］。棗屬于多花樹種，花的分化量很大，但受樹體和環(huán)境條件的影響，落花落果現象十分嚴重，采收果率一般僅占花蕾數的1% ～2%［4］。棗花小多蜜，是一種蜜源植物，單花盛開時蜜汁豐富，易受此時盛行風沙或浮塵的危害，致使蜜盤因沾滿沙子或失水而干枯，形成“焦花”現象，對棗樹坐果極為不利，導致產量過低，制約了棗產業(yè)的健康發(fā)展。

棗樹自然坐果率低除了授粉、栽培管理及環(huán)境因子影響外，最主要是棗樹的內源激素不足，使其生殖器官形成離層所造成［5］。已有研究表明［6－7］，通過外源植物生長調節(jié)劑供給來影響棗樹內源激素系統(tǒng)，可刺激花粉萌發(fā)，促使花粉管伸長，并能刺激單性結實，促進幼果發(fā)育，避免空氣干燥及低溫等不良因子的影響，提高坐果率。目前，棗生產區(qū)應用最廣泛的是花期噴施赤霉素，該類物質在較低濃度下，能對棗樹細嫩莖葉細胞的伸長生長具有誘導能力或抑制能力，可以促進棗花粉發(fā)芽，還能刺激未授粉棗樹結實。但易引發(fā)棗吊加速生長，營養(yǎng)生長和生殖生長難以平衡，營養(yǎng)競爭激烈，落花落果現象嚴重，尤其是干旱區(qū)受空氣濕度影響施用效果不穩(wěn)定。在新疆駿棗主產區(qū)，花期均在5月下旬至6月上旬，此時多干旱，空氣濕度低，降低了棗花花粉的發(fā)芽率，造成受精不良，坐果率低。同時盲目追求產量，過量多次施用造成棗果病害加重，品質下降，價格下滑，市場風險加劇，給紅棗產業(yè)可持續(xù)發(fā)展埋下隱患。光合作用是植物生長發(fā)育的基礎和生產力的決定性因素［8］，近年來有關土壤水分、配方施肥與棗樹光合特性關系的研究報道較多［9－13］，但有關植物生長調節(jié)劑對駿棗光合特性影響的研究尚未見報道。該文將赤霉素(GA3)、細胞分裂素(CPPU)與5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)3種激素進行復配，研究其對駿棗果實發(fā)育過程中光合特性及果實品質的影響，以期篩選出既能增產又能改善果實品質的復合型植物生長調節(jié)劑，為紅棗產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況 試驗區(qū)位于新疆生產建設兵團第一師阿拉爾農場，地處新疆塔克拉瑪干沙漠北部、塔里木河畔的阿克蘇地區(qū)，屬典型的內陸中緯度暖溫帶荒漠、半荒漠大陸性干旱氣候，海拔1 012.6 m，平均年降水量42.4 mm，年蒸發(fā)量2 110.5 mm，相對空氣濕度50%，年平均氣溫10.7℃，≥10℃活動積溫為4 113.1℃，極端最低氣溫為－28.4℃，無霜期約為197 d。試驗于2013～2014年在阿拉爾農場12連731號地駿棗園進行，2010年直播，2011年嫁接，園相整齊，長勢一致，株行距1.0 m×1.5 m。棗園土壤主要為沙壤土，土壤堿解氮含量為56 mg/kg，速效磷含量為8 mg/kg，速效鉀含量為61 mg/kg，pH=7.8，含鹽量為 1.47%。

1.2 試驗設計 該研究采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積30 m×40 m，復配6個配方處理，以現行棗園普遍施用的GA3作對照(表1)，每個處理3次重復，取其平均值。當棗樹開花量達到40%左右且密盤發(fā)油亮時，選擇晴朗無風天氣，于18:00后進行噴施，間隔7 d進行第2次噴施。

表1 試驗設計方案 μg/g

1.3 測試內容與方法

1.3.1 光合參數的測定。分別在駿棗生長的坐果期、膨大期、白熟期、成熟期選擇從頂部向下第一延長枝中部的健康葉片，采用LI-6400光合測定系統(tǒng)進行活體測定。每處理選取8 片葉進行重復測定，包括凈光合速率［Pn，μmol/(m2·s)］、蒸騰速率［Tr，g/(m2· h)］、水分利用率(WUE，μmol/mmol)、氣孔導度［GS，mmol/(m2·s)］，并以 Berry 等［14］的方法計算氣孔限制值(Ls):Ls=1 － Ci/Ca，Ci為細胞CO2濃度，Ca為空氣CO2濃度。

1.3.2 果實產量與品質觀測。果實成熟收獲時，每區(qū)選取有代表性的果實50個，利用游標卡尺測量其縱徑與橫徑，同時采用精度為0.01 g的電子秤測量果實單果重，求取平均值。果實有機酸含量采用滴定法，可溶性糖含量采取斐林試劑法［15］測定，VC含量依照 GB/T 5009·86 －2003 測定［16］，全N含量采用凱氏法測定，全P含量采用釩鉬黃比色法測定，全K含量采用火焰光度計法測定［17］。

1.4 數據處理 試驗數據采用Excel2010進行統(tǒng)計分析、制圖，用DPS9.5軟件中的LSD、Dancun’s檢驗對指標進行方差分析比較。同時將整理后的數據，用模糊數學隸屬度公式［18－19］進行定量轉換，再將各指標隸屬函數值取平均值進行相互比較。隸屬函數公式為

如果某一指標與評判結果為負相關，則用反隸屬函數進行定量轉換。

式中，U(Xi)為隸屬函數值，Xi為某項指標測定值，Xmax和Xmin為所有處理中某一指標的最大值和最小值。

2 結果與分析

2.1 不同處理對駿棗葉片凈光合速率的影響 駿棗生長發(fā)育過程中凈光合速率從坐果期到果實成熟期處理呈下降趨勢(圖1)。坐果期不同生長調節(jié)劑處理對葉片的凈光合速率產生顯著影響，凈光合速率較大的為T2和T3處理，分別較對照提高了19.71%和11.57%，兩者之間差異不顯著，但與其他處理達到顯著差異水平。果實膨大期各處理的凈光合速率最大的T6處理較CK提高了12.65%，其余各處理均不顯著。果實白熟期T5處理和T4處理凈光合速率較大，均與其他處理差異顯著。成熟期，T6處理的凈光合速率上升，其余各處理仍在持續(xù)降低。

圖1 葉片凈光合速率隨時間變化趨勢

2.2 不同處理對駿棗葉片蒸騰速率和水分利用率的影響不同生長調節(jié)劑對葉片蒸騰速率的影響如圖2所示。在果實膨大期之前葉片的蒸騰速率除T5處理外均呈上升趨勢，然后開始急劇下降。在果實白熟到果實逐漸成熟階段，葉片蒸騰速率呈緩慢下降。坐果期葉片蒸騰速率最大的T5處理較最小的T1提高了99.33%。膨大期葉片蒸騰速率最高的為T6處理，T1處理最小。從膨大期到果實白熟期T1處理的葉片蒸騰速率較其他處理緩慢，但在果實成熟過程中，T1處理葉片蒸騰速率較其他處理變化劇烈。在果實發(fā)育過程中葉片水分利用率與蒸騰速率的變化相反(圖3)，坐果期T1處理葉片的水分利用率最高，其次是T2處理，分別較CK處理提高了26.06%和18.79%，其余各處理均低于CK處理。在果實膨大期T1處理葉片的水分利用率同樣最高，此后逐漸減緩，而其他處理呈上升趨勢。果實白熟期的水分利用率均無顯著差異，在果實成熟階段水分利用率由高到低的處理依次為 T6、T2、T4、T3、T1、CK。

圖2 葉片蒸騰速率隨時間變化趨勢

2.3 不同處理對駿棗葉片氣孔導度和氣孔限制值的影響葉片氣孔導度在果實發(fā)育過程中呈先上升后下降再平穩(wěn)的趨勢(圖4)。不同植物生長調節(jié)劑處理對葉片氣孔導度影響最大的為坐果期和果實膨大期，坐果期氣孔導度最大T5處理較最小的T1處理提高了67.16%，較對照提高了24%。果實膨大期最大的T6處理較最小的T2和T1處理分別提高了19.27%和17.82%，這與葉片蒸騰速率的變化相似。葉片氣孔限制值在果實發(fā)育過程中呈先降低再升高再下降的趨勢(圖5)。在坐果期和果實成熟過程中不同處理的氣孔限制值變化顯著，坐果期氣孔限制值最高的為T2，其次為T1和CK，而果實成熟期氣孔限制值由高到低的處理依次為T6、T2、T4、T3、T5、T1、CK。

圖3 葉片水分利用率隨時間變化趨勢

圖4 葉片氣孔導度隨時間變化趨勢

圖5 葉片氣孔限制值隨時間變化趨勢

2.4 不同處理對駿棗產量及果實品質的影響 不同處理條件下駿棗果實產量分布如圖6所示。T1、T4和T6處理的產量較對照分別提高了43.85%、12.43%和38.00%，其中 T1處理的產量最高為12 721.40 kg/hm2，產量較對照低的其他各處理，坐果率較低，并且由于后期營養(yǎng)供應不足產生縮果病，落果現象嚴重。

圖6 不同處理產量分布

不同植物生長調節(jié)劑對駿棗果實營養(yǎng)及形態(tài)特征的影響如表2所示。對照與其他各處理相比總糖和總酸含量均最高，總糖含量比最低的T1處理提高了20.66%，總酸含量較最低的T1處理高出44.00%，各處理糖酸比由高到低的順序依次為 T1、T6、T2、T5、T4、T3、CK，其中 T1 的糖酸比較 CK提高了19.31%。VC含量較高的T2、T5和T1處理分別較CK 提高了42.36%、28.82%和 12.93%。

果實縱徑最小的T3處理分別與T1、T4和T6處理達到顯著差異水平，同樣果實橫徑最小的CK與T6處理達到顯著差異水平，但果形指數較大的處理分別是T1和T4，較小處理分別為T2和T3。果核縱徑最小、橫徑最大的T3處理分別與縱徑最大的CK和橫徑最小的T4處理達到極顯著差異水平，果核形態(tài)指數較大的處理分別是CK和T1。各處理棗核的單重由高到低依次為 T2、T3、T6、T1、T5、CK、T4。

2.5 不同生長調節(jié)劑對駿棗果實品質的綜合評價 紅棗果實品質的評價是集果實外在形態(tài)特征和內在營養(yǎng)成分為一體的綜合性性狀分析，單從某一指標評價紅棗果實品質，難以客觀真實反映其本質屬性。不同類型植物生長調節(jié)劑對紅棗果實品質的諸多指標均有不同程度的影響(表2)，單從某一指標難以客觀篩選出既能增產又能改善果實品質的復合型植物生長調節(jié)劑。因此該研究采用隸屬函數值綜合評價方法，就7種不同組合的試驗處理對果實形態(tài)特征、內在營養(yǎng)成分以及產量等指標的影響進行綜合評價，即將各指標平均數值換算成隸屬函數值，取各指標隸屬度的平均值作為不同處理的綜合評定標準，評價結果由高到低依次為T2、T6、T1、T5、CK、T4、T3。從評價結果判斷 T2 處理效果最優(yōu)，但T2處理的產量較低，分別比T6和T1處理減少了44.55%和46.80%。故綜合評定效果最佳的處理為T6，其次為T1。

表2 不同處理對果實品質的影響

3 討論

植物生長調節(jié)劑是有機合成、微量分析、植物生理和生物化學以及現代農林園藝栽培等多種科學技術綜合發(fā)展的產物，具有與內源生長素和激素同樣的生理功能［20］。曹柳青［21］和劉平等［22］研究表明，噴施外源 GA3能夠改變植株內部的激素環(huán)境，進而能夠提高光合速率。高晶晶等［23］研究表明，生長季節(jié)噴施低質量濃度5-ALA溶液可以增加‘紅星’和‘富士’蘋果葉片葉綠素含量，提高光合速率，促進PSII反應中心對光能的捕獲、吸收和轉化，減少能量的熱耗散，并且活化PSI反應中心，從而增加光合產物積累。該研究在紅棗盛花期噴施GA3、5-ALA、CPPU 3種植物生長調節(jié)劑復配組合，與生產中的單施高濃度GA3處理對比分析，結果表明復混性植物生長調節(jié)劑對駿棗果實發(fā)育過程中光合特性影響最為顯著的主要在坐果期，較單一的調節(jié)劑明顯提高了葉片凈光合速率，加快了改變源庫之間物質分配的速率，達到提高坐果率和增加產量的目的。同一濃度5-ALA條件下，GA3濃度越低，坐果期葉片的凈光合速率、水分利用率以及氣孔限制值越高，葉片蒸騰速率和氣孔導度越小。5-ALA和GA3相同濃度條件下，CPPU濃度越低，坐果期葉片凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率越高，水分利用率和氣孔限制值越小。隨紅棗果實發(fā)育過程的推進，氣溫逐漸升高，導致其蒸騰速率加快，在環(huán)塔里木盆地極度干旱缺水的條件下，過量蒸騰會導致紅棗早衰和果實脫落，噴施單一赤霉素會促使棗樹葉片蒸騰作用增強并加速干旱條件下植株失水。

已有研究表明［24－25］，GA3與 CPPU 具有促果實膨大，提高果實品質的效果，且兩者有加成效應，花期噴施赤霉素、棗豐靈的成熟米棗果實中可溶性糖以及VC含量比對照均有所降低。該研究結果表明，在駿棗盛花初期噴施5-ALA以及5-ALA與GA3、CPPU等復混處理，較單用GA3有降低總糖和總酸含量的趨勢，但糖酸比相比對照均有顯著提高，單用20 μg/g 5-ALA處理顯著提高了駿棗的果形指數。果核的形態(tài)特征分析表明，單用20 μg/gGA3顯著增加了果核縱徑，降低果核橫徑。另外不同處理條件下駿棗果實產量結果表明，單用 20 μg/g 5-ALA 處理和 5 μg/g 5-ALA+10 μg/gGA3+15 μg/gCPPU的混合處理的產量較對照分別提高了43.85%和38.00%，這與郭珍［26］、汪良駒等［27］的研究結果一致。產量較低的處理主要是調節(jié)劑類型不同，濃度不同造成樹體營養(yǎng)生長和生殖生長不平衡，前期的落果現象嚴重。

4 結論

棗樹花期噴施植物生長調節(jié)劑是提高坐果率的一項重要措施，但在生產上由于棗農缺少對生長調節(jié)劑作用機理的了解，以及市場上產品類型復雜混亂，每年在棗樹花期都有因調節(jié)劑使用不當而造成產(質)量損失的現象。該研究在前人基礎上提出以5-ALA為主復配6個處理與GA3進行對比研究表明，在駿棗盛花初期葉面噴施5 μg/g 5-ALA+10 μg/g GA3+15 μg/g CPPU，對于提高果樹葉片凈光合速率、防止水分因蒸騰而過量散失、調節(jié)氣孔導度、降低氣孔限制值方面具有顯著效果，有利于二氧化碳的吸收和同化，并在棗樹水分虧缺時改善其光合作用。尤其在紅棗生長后期，自身光合作用減弱后，利用5-ALA和CPPU的優(yōu)勢緩沖過量赤霉素對紅棗生長的不利作用。另外該研究通過果實成熟后棗果縱橫徑、單果重、產量和品質等指標的測試結果表明，復配6個處理均顯著增加了果實的生長能力，其中表現最為顯著的為20 μg/g的5-ALA 處理，其次是 5 μg/g 5-ALA+10 μg/gGA3+15 μg/gCPPU的混合處理，與GA3對照相比顯著提高果實的糖酸比，增強了果實口感，同時提升果形指數，增加了果實單果重，產量分別提高了43.85%和38.00%。

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