影響西番蓮著果率的高溫試驗(yàn)初報(bào)

蘭雅萍，施宗強(qiáng)，李麗容

(福建省漳州市熱帶作物氣象試驗(yàn)站，福建漳州，363001)

西番蓮Passifloracaerulea又名百香果，屬西番蓮科西番蓮屬草質(zhì)藤本植物，原產(chǎn)南美洲巴西至阿根廷一帶[1]，常野生于林緣山坡灌叢[2]，現(xiàn)廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū)。我國西番蓮主要分布在廣東、廣西、海南、福建、云南、臺(tái)灣、江西等地。近年來，在市場需求驅(qū)動(dòng)、政策引導(dǎo)和地方政府的大力支持下，西番蓮種植面積和產(chǎn)量迅速增加，西番蓮作為福建的“福果”[3]，已成為農(nóng)民脫貧致富的重要途徑之一。

根據(jù)農(nóng)戶多年種植經(jīng)驗(yàn)表明，西番蓮生產(chǎn)中普遍存在著果率低、產(chǎn)量不穩(wěn)定等問題，尤其在開花著果期遇高溫會(huì)直接導(dǎo)致不著果。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，開花當(dāng)日溫度30 ℃以上時(shí)，溫度越高著果率越低，氣溫≤30 ℃陰天或多云陣雨天氣有利于著果[4]。因此，了解高溫對(duì)西番蓮著果的影響具有重要實(shí)踐意義。目前，對(duì)西番蓮的研究主要集中在營養(yǎng)價(jià)值、栽培技術(shù)、品種優(yōu)化等[5-8]方面，對(duì)高溫影響的研究較少。因此，本文通過人工環(huán)境模擬法，結(jié)合自然環(huán)境作對(duì)比觀測，探索高溫對(duì)西番蓮著果率的影響，以期為開展高溫監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警和西番蓮種植區(qū)劃等提供參考，助力西番蓮產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

生長健壯的黃金西番蓮扦插苗120株。

1.2 時(shí)間和地點(diǎn)

根據(jù)黃金西番蓮的生長物候期和漳州市氣候特點(diǎn)，試驗(yàn)于2020年5—10月開展，地點(diǎn)在漳州市熱帶作物氣象試驗(yàn)站果園(福建省漳州市薌城區(qū)天寶鎮(zhèn)寨林2號(hào)，北緯24°38′，東經(jīng)117°31′，海拔44 m)及其智能玻璃溫室。該智能玻璃溫室性能良好，能模擬自然界的各種氣象條件，按照試驗(yàn)要求精確控制室內(nèi)溫度(誤差±1 ℃)。

1.3 方法

采用人工環(huán)境模擬法和自然環(huán)境平行觀測法探明高溫條件對(duì)西番蓮著果率的影響。

1.3.1 人工環(huán)境模擬法 利用智能玻璃溫室分別設(shè)置不同恒定高溫、持續(xù)脅迫時(shí)間進(jìn)行人工環(huán)境模擬，試驗(yàn)分兩次進(jìn)行。第一次試驗(yàn)主要探明西番蓮開花期經(jīng)歷不同強(qiáng)度高溫，不同高溫持續(xù)時(shí)間的著果情況。即根據(jù)氣象高溫標(biāo)準(zhǔn)，玻璃溫室分別設(shè)置35、37、39 ℃，高溫脅迫時(shí)間設(shè)置為2和4 h，脅迫重復(fù)天數(shù)設(shè)置為1和2 d。第二次試驗(yàn)在重復(fù)驗(yàn)證的同時(shí)，增加脅迫溫度梯度，進(jìn)一步明確西番蓮開花期受耐高溫強(qiáng)度與著果率的關(guān)系，將玻璃溫室分別設(shè)置為33、35、37、38、39、40 ℃等6個(gè)不同溫度，脅迫時(shí)間均為2 h。為了減少自花授粉的不確定性對(duì)試驗(yàn)帶來的影響，試驗(yàn)中統(tǒng)一進(jìn)行人工授粉，并做好相應(yīng)的標(biāo)記。試驗(yàn)后將試驗(yàn)苗木放置戶外，提供適當(dāng)水分、養(yǎng)分進(jìn)行培養(yǎng)、觀察，記錄著果情況。

1.3.2 自然環(huán)境平行觀測法 120株試驗(yàn)苗木定植后出現(xiàn)兩次花期，即6月3—16日和9月25日至10月12日，脅迫試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行自然條件下的對(duì)比觀測。對(duì)試驗(yàn)苗木不同時(shí)期花掛牌和人工授粉處理，放置于果園試驗(yàn)地，提供適當(dāng)水分、養(yǎng)分，記錄著果情況并計(jì)算著果率。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

選取試驗(yàn)苗木第5天的著果數(shù)量和試驗(yàn)掛牌的花數(shù)量為著果率統(tǒng)計(jì)要素，采用Excel 2017軟件統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)和制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同高溫脅迫對(duì)著果率的影響

開花期高溫脅迫2 h的情況下，統(tǒng)計(jì)不同高溫處理的著果率。試驗(yàn)結(jié)果看出，兩次高溫試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化存在一致性，即隨著脅迫溫度升高，著果率總體呈下降趨勢。(35±1 ) ℃處理對(duì)著果率的影響極?。?37±1) ℃處理的著果率有11～14個(gè)百分點(diǎn)的下降；(39±1) ℃處理的著果率下降明顯，著果率40%左右。第二次高溫試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨溫度升高，著果率呈現(xiàn)下降趨勢的同時(shí)，出現(xiàn)兩個(gè)快速下降節(jié)點(diǎn)，即(37±1) ℃和(39±1) ℃，尤其(39±1) ℃，其著果率下降幅度為6個(gè)高溫處理中最大(見表1)。

表1 自然環(huán)境下西番蓮平行組試驗(yàn)當(dāng)日溫度與著果率情況

表1 不同高溫脅迫下西番蓮著果率比較

根據(jù)高溫對(duì)著果率影響情況，對(duì)33～40 ℃進(jìn)行劃分，脅迫溫度≤35 ℃，著果率>90%，基本無影響；35 ℃<脅迫溫度≤38 ℃，著果率80%～90%，輕度影響；脅迫溫度>38 ℃，著果率<50%，中度至重度影響?？梢钥闯?，短時(shí)(2 h)高溫脅迫下，35 ℃對(duì)著果率基本無影響，>35 ℃以后，影響程度逐步加大。

2.2 不同高溫時(shí)間對(duì)著果率的影響

利用智能玻璃溫室分別設(shè)置35、37、39 ℃3個(gè)恒定高溫，再分別持續(xù)不同時(shí)間，即2 h+1 d、4 h+1 d、2 h+2 d、4 h+2 d。試驗(yàn)結(jié)果看出，35、37、39 ℃3個(gè)溫度處理+不同處理時(shí)間均表現(xiàn)出相似的變化趨勢，即隨著溫度升高，著果率呈下降趨勢；整體趨勢與2.1結(jié)論一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了隨著脅迫溫度升高，西番蓮的著果率總體呈下降趨勢，且(39±1) ℃處理的著果率呈現(xiàn)顯著下降。

相同處理溫度下，不同持續(xù)時(shí)間，持續(xù)脅迫時(shí)間從2 h延長至4 h，3個(gè)溫度處理的著果率均呈現(xiàn)明顯下降趨勢，下降幅度為8個(gè)百分點(diǎn)～28個(gè)百分點(diǎn)。本試驗(yàn)中，在其他條件一致的情況下，35 ℃持續(xù)2 h處理對(duì)著果率基本無影響，持續(xù)4 h其著果率下降25個(gè)百分點(diǎn)。說明當(dāng)持續(xù)時(shí)間延長，35 ℃高溫處理對(duì)著果率也有影響(見表2)。

表2 不同高溫不同持續(xù)時(shí)間脅迫下西番蓮著果率比較

相同處理溫度，持續(xù)相同時(shí)間，不同重復(fù)天數(shù)對(duì)西番蓮的著果率影響不顯著。其主要原因可能是由于西番蓮的花期只有1 d，授粉時(shí)間集中在盛花時(shí)段;花期第二天，西番蓮基本完成授粉受精，且重新枯萎回包，因此增加脅迫天數(shù)無明顯影響。

2.3 自然環(huán)境下平行觀測分析

試驗(yàn)結(jié)果看出，日平均氣溫和極端高溫對(duì)西番蓮著果率的影響趨勢一致，即隨著日平均溫度的增高或極端溫度的增高，其著果率都是逐步降低。西番蓮對(duì)自然高溫的響應(yīng)與人工模擬試驗(yàn)存在差異，對(duì)自然高溫的受耐承受能力更低。在平行觀測中，日極端最高氣溫34.8 ℃時(shí)，著果率僅50%；日極端最高氣溫37 ℃以上時(shí)，基本不著果。分析其主要原因：自然條件下，高溫脅迫存在逐步上升和逐步下降過程，時(shí)間比模擬試驗(yàn)更長。6月18日極端最高氣溫36.4 ℃，35 ℃以上高溫長達(dá)7 h；6月23日極端最高氣溫37.9 ℃，35 ℃以上高溫長達(dá)9 h，其持續(xù)時(shí)間比模擬試驗(yàn)更長，影響程度更大。根據(jù)氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，37 ℃高溫天氣下，35 ℃以上高溫持續(xù)7 h或以上，對(duì)著果率的影響持續(xù)延長。同時(shí)，高溫還伴隨著干旱、植株缺水、灼燒等，對(duì)著果率的影響加重。

2.4 西番蓮對(duì)高溫的響應(yīng)分析

根據(jù)人工環(huán)境與自然環(huán)境對(duì)比觀測分析，高溫強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間均對(duì)西番蓮著果率產(chǎn)生影響。短時(shí)高溫脅迫，西番蓮受耐程度較強(qiáng)，可以承受35 ℃的高溫，即最高溫達(dá)35 ℃，持續(xù)4 h及以上，或最高溫度達(dá)37 ℃，持續(xù)2 h及以上，開始對(duì)西番蓮著果率有影響。在自然環(huán)境中，溫度存在波動(dòng)上升和波動(dòng)下降，西番蓮受高溫影響存在疊加現(xiàn)象，日極端最高氣溫34.8 ℃，著果率僅為50%；當(dāng)日極端最高氣溫>36 ℃，著果率急聚下降；日極端最高氣溫37 ℃以上時(shí)，基本不著果。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度升高，西番蓮著果率呈下降趨勢；且同一高溫下持續(xù)時(shí)間越長，著果率越低；短時(shí)高溫脅迫，西番蓮受耐程度較強(qiáng)。在自然環(huán)境下，西番蓮對(duì)高溫的受耐程度下降，著果率僅50%左右，甚至更低，其主要原因：一是試驗(yàn)調(diào)控溫度無法真正實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境中的梯度變化，其受耐時(shí)間不同步；二是在自然環(huán)境下，高溫同時(shí)伴隨著干旱等災(zāi)害天氣，影響加重。

由于試驗(yàn)當(dāng)日開花數(shù)量不可控導(dǎo)致系列試驗(yàn)的樣本量無法做到統(tǒng)一，且樣本量無法達(dá)到足夠多，著果率差異性較大。兩次試驗(yàn)花期不同，其著果率受到苗木抗逆性、水肥等影響，著果率也存在差異。

本試驗(yàn)試材為袋裝苗，與實(shí)際大田環(huán)境還有差別。下一步將進(jìn)行大田試驗(yàn)驗(yàn)證，加大樣本量觀測；本次觀測過程中，發(fā)現(xiàn)高溫對(duì)開花也存在影響，也將進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)主要針對(duì)黃金西番蓮單一品種進(jìn)行研究，未考慮其他品種。因此，其他品種對(duì)高溫的響應(yīng)情況有待進(jìn)一步研究。