春梢葉損失對刺梨生長和果實產(chǎn)量與品質(zhì)的影響機(jī)理分析

樊衛(wèi)國，潘學(xué)軍，陳 紅，穆 瑞，官紀(jì)元，周禹佳

(1 貴州大學(xué) 國家林業(yè)和草原局刺梨工程技術(shù)研究中心，貴陽 550025；2 貴州省植物園，貴陽 550004)

干旱、冰雹、病蟲害、大氣污染等自然災(zāi)害和葉片的采收利用，都會造成經(jīng)濟(jì)植物葉片出現(xiàn)不同程度的損失，其損失量過大對其生長和結(jié)實會產(chǎn)生不利的影響。研究葉片的損失量對經(jīng)濟(jì)植物生長及果實產(chǎn)量、品質(zhì)和相關(guān)生理特性的影響，可為災(zāi)后損失的評估和合理采葉量的確定提供科學(xué)依據(jù)。葉片損失對植物的影響是多方面的，不僅會改變植物的源庫器官的比例，而且會造成樹體養(yǎng)分的丟失，從而改變器官的生長、生理特性、代謝規(guī)律[1]、固碳能力及生物量的分配[2]，引起植物的水力特征發(fā)生變化，嚴(yán)重時減緩或停滯根和新梢的生長，甚至導(dǎo)致植株死亡[3-6]。同時，植物在葉片損失后，也會在生長及生理上作出一些補(bǔ)償反應(yīng)。其中，在葉片損失后的短期內(nèi)，油橄欖(Oleaeuropaea)[7]、藍(lán)桉(Eucalyptusglobulus)[8]等植物能夠提高留存葉片的光合能力，以此彌補(bǔ)葉片的碳同化能力和同化物質(zhì)分配的不足，這種光合能力的上調(diào)主要與落葉后樹體的水分關(guān)系及營養(yǎng)狀況的改變有關(guān)[8-10]，但隨時間的延長，存留葉會加快衰老[7]，最終導(dǎo)致固碳能力降低。

果樹或其他經(jīng)濟(jì)樹種發(fā)生不同數(shù)量的葉損失后，對其生長和果實的產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生的影響在不同樹種間有明顯的差異。金爭平等對雄性葉用沙棘(Hippophaerhamnoides)摘取適量葉片后，能夠促進(jìn)當(dāng)年的新梢生長，但摘葉量大于25%后，會對生長產(chǎn)生嚴(yán)重抑制，造成樹勢的早衰，因此建議采葉量應(yīng)控制在25%以內(nèi)[11]。 在春季初花期摘去油橄欖50%的葉片后，會導(dǎo)致座果率和果實產(chǎn)量大幅度降低[7]。5月份模擬病蟲危害對油茶(Camelliaoleifera)樹冠造成不同的葉量損失后，失葉率超過 25% 的油茶果實產(chǎn)量、茶籽的出籽率、出仁率、含油率都明顯降低，翌年樹體的生長也受到明顯抑制[12]。而對于葡萄而言，在生長期適當(dāng)摘除部分葉片，不但不會降低果實的產(chǎn)量，而且對果實的品質(zhì)還會有明顯提高的作用[13-14]。

刺梨(RosaroxburghiiTratt.)是原產(chǎn)中國西南地區(qū)的特有經(jīng)濟(jì)樹種，在貴州的種植規(guī)模已達(dá)15萬hm2以上。刺梨的抗旱力極弱，短期的干旱就能導(dǎo)致大量落葉[15]。另外，刺梨葉片易受食葉性害蟲危害而造成大量失葉。刺梨果實和葉片中均含有豐富的營養(yǎng)和保健物質(zhì)[16-18]，在貴州刺梨主產(chǎn)區(qū)，除了對刺梨果實進(jìn)行加工利用外，在春季也采收刺梨嫩葉作為食品加工的原料，傳統(tǒng)的利用方式是用刺梨嫩鮮葉與茶青混合殺青后干制成茶，這種茶因富含谷氨酸而鮮爽宜人[17]。近年來已出現(xiàn)很多以刺梨嫩鮮葉為原料采用現(xiàn)代制茶工藝加工的產(chǎn)品，由于刺梨葉茶具有獨特的茶香和保健功效，在當(dāng)?shù)厥袌錾瞎┎粦?yīng)求[18]。然而，目前生產(chǎn)上還沒有葉用刺梨品種，利用現(xiàn)有品種進(jìn)行果葉兼用可能還會持續(xù)很長時間，因此，在刺梨的果葉兼用過程中，如何確定合理的采葉量是生產(chǎn)中急待解決的重要問題，失葉量大小對刺梨生長及果實產(chǎn)量、品質(zhì)和相關(guān)生理究竟有何影響也值得深入探究。本試驗采用摘葉的方法，研究了刺梨葉片不同損失量對新梢生長和果實產(chǎn)量、品質(zhì)及其相關(guān)生理特性的影響，旨在為刺梨合理采葉量的確定提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2017～2019年在貴州大學(xué)國家林草局刺梨工程技術(shù)研究中心試驗基地進(jìn)行，試驗樹為2015年1月定植的 ‘貴農(nóng)5號’刺梨品種，種苗采用扦插繁殖，株距2.5 m，行距3 m，樹勢中庸且長勢一致。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置4個失葉率處理，失葉率分別為20%、40%、60%和80%，以不摘葉植株為對照。每個處理3株，重復(fù)3次。

1.3 摘葉處理

于2017年5月初對參試刺梨樹春梢進(jìn)行摘葉處理。處理前先選擇與試驗樹長勢及大小一致的3個單株，分別摘除全部春梢葉片，稱重后計算單株平均鮮葉重，再分別計算出20%、40%、60%、80%失葉率的單株平均鮮葉重，據(jù)此進(jìn)行摘葉操作。在對不同處理的刺梨樹春梢進(jìn)行摘葉時，失葉率20%、40%、60%和80%處理中每5片葉分別摘除1、2、3和4片，使不同處理的失葉量分別達(dá)到單株鮮葉重的20%、40%、60%和80%。

1.4 觀測指標(biāo)及方法

1.4.1 新梢生長狀況刺梨摘葉后的當(dāng)年、翌年和第3年，定時觀察不同處理各次新梢的萌芽時期及生長狀況。于葉損失的當(dāng)年、翌年和第3年的10月上旬刺梨新梢全部停長后，測定不同處理的春梢、夏梢和秋梢的數(shù)量，同時在不同處理的每個植株上隨機(jī)選擇春梢、夏梢和秋梢各50個，測定其長度及梢徑。

1.4.2 座果率和果實產(chǎn)量在失葉當(dāng)年、翌年和第3年的開花期，測定不同失葉率處理及對照植株的花朵數(shù)，果實成熟期測定單株的果實數(shù)、平均單果重和單株果實平均產(chǎn)量，計算各年的座果率。

1.4.3 果實品質(zhì)指標(biāo)在葉損失當(dāng)年、翌年和第3年的果實成熟期，隨機(jī)取不同處理及對照的果實各3份，每份20個果，帶回實驗室進(jìn)行可溶性固形物、可溶性總糖、可滴定酸、維生素C及總黃酮的含量測定。測定總黃酮含量的果實在取樣后立即殺酶、烘干、粉碎過40目篩備用。果實可溶性固形物含量采用數(shù)字折光儀測定，可溶性總糖含量采用蒽酮法測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定(GB 12293-1990，以蘋果酸作為其換算系數(shù))，維生素C含量測定采用2,6-二氯靛酚法(GB/T 6195-86)，總黃酮含量測定參照杜薇等[19-20]的方法。

1.4.4 葉片營養(yǎng)元素含量在失葉處理當(dāng)年、翌年和第3年的6月中旬(刺梨營養(yǎng)診斷期)，對不同處理及對照當(dāng)年春梢中部存留葉和翌年、第3年春梢中部葉片進(jìn)行取樣后，按李港麗提供的果樹葉樣預(yù)處理方法[21]進(jìn)行洗滌、烘干、粉碎后過60目尼龍篩，測定葉中的營養(yǎng)元素含量。其中，N含量測定用凱氏定氮法[21]，P含量測定用釩鉬黃比色法[21]，K含量測定用火焰光度計法[21]，Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu含量測定用電感耦合等離子發(fā)射光譜法[22]，B含量測定用姜黃素比色法[21]。

1.4.5 失葉當(dāng)年春梢中內(nèi)源激素含量從失葉處理后的1～30 d內(nèi)，每隔5 d對不同處理及對照植株春梢進(jìn)行1次取樣。取樣部位為失葉春梢中部的帶芽體梢段，不同處理及對照各取樣3份，取樣后立即將樣品置于冰壺內(nèi)帶入實驗室，稱取0.5 g，用80%冷甲醇提取內(nèi)源激素，采用酶聯(lián)免疫法[23]測定其中的生長素(IAA)、赤霉素(GA1+3)、玉米素核苷(ZR)和脫落酸(ABA)含量。測定內(nèi)源激素的試劑盒由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.4.6 失葉當(dāng)年春梢存留葉片的光合指標(biāo)從失葉處理后的第1天起至第30天內(nèi)，每隔5 d用Li-6400 便攜式光合測定系統(tǒng)對不同處理失葉春梢存留葉的凈光合速率(Pn)和蒸騰速率(Tr)進(jìn)行1次測定，每次測定的時間均在上午10:00～11:00。然后按Pn/Tr計算水分利用效率(WUE)。

1.4.7 失葉當(dāng)年果實中維生素C合成積累關(guān)鍵酶活性在失葉當(dāng)年8月初刺梨果實快速膨大期(維生素C合成積累的關(guān)鍵期)[24]，取不同處理及對照的果實用液氮冷凍處理后置于超低溫冰箱(-79 ℃)中保存，用于測定對維生素C合成、積累有極其重要影響的L-半乳糖-1，4-內(nèi)酯脫氫酶(GalLDH)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)、抗壞血酸氧化酶(AAO)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)的活性。其中，GalLDH、MDHAR、APX、AAO活性采用分光光度法測定，參照試劑盒實驗說明書進(jìn)行酶的提取；DHAR活性采用酶聯(lián)免疫法測定，酶的提取及具體測定方法按試劑盒實驗說明書進(jìn)行。上述酶活性的測定試劑盒由北京索萊寶科技有限公司提供。

1.4.8 失葉當(dāng)年果實中類黃酮合成積累關(guān)鍵酶活性在失葉當(dāng)年8月中旬果實成熟期(類黃酮合成積累的關(guān)鍵時期)，取不同處理及對照的果實用液氮冷凍處理后，置于超低溫冰箱(-79 ℃)中保存后，用酶聯(lián)免疫法測定果實中影響類黃酮物質(zhì)合成的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羥化酶(C4H)、4-香豆素輔酶A連接酶(4CL)和查爾酮合成酶(CHS)的活性，酶的提取分別參照Br?denfeldt R.等[25]和范存斐等[26]的方法。上述酶活性的測定試劑盒和總黃酮含量的標(biāo)準(zhǔn)品均由深圳子科生物科技有限公司提供。

1.5 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并作圖, 用 DPS v7.05 軟件進(jìn)行差異顯著性和相關(guān)性分析, 多重比較采用鄧肯氏新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 春梢失葉對刺梨不同年份新梢生長的影響

2.1.1 當(dāng)年新梢生長試驗結(jié)果(表1)表明：失葉刺梨當(dāng)年春梢的數(shù)量在不同失葉率處理間無顯著差異，但失葉會促進(jìn)刺梨當(dāng)年的夏梢萌發(fā)，增加夏梢數(shù)量，并使秋梢數(shù)量及長度、粗度明顯減小。其中，隨著刺梨春梢失葉量的增大，當(dāng)年夏梢的數(shù)量隨之增加，而秋梢數(shù)量卻隨之減少；失葉率20%～80%處理的夏梢數(shù)量比對照增加了 1.55～3.43倍，秋梢的數(shù)量比對照減少了26.19～99.78個，且當(dāng)年夏梢及秋梢數(shù)量在不同處理和對照間差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。失葉率20%和40%處理的當(dāng)年夏梢長度和梢徑與對照的差異不顯著，而其當(dāng)年秋梢的長度和梢徑隨失葉率的增大而顯著減小。另外，試驗中還觀察到，失葉使當(dāng)年夏芽萌發(fā)和抽生的時間提早，失葉率超過20%的3個處理，夏芽提早膨大，夏梢抽生的時間比失葉率20%的處理和對照提早了10 d以上。

2.1.2 翌年和第3年新梢生長刺梨春梢失葉量過大會嚴(yán)重抑制翌年和第3年新梢的生長(表1)。其中，刺梨失葉后第2年，失葉率20%處理的春梢、夏梢及秋梢的數(shù)量、梢長、梢徑與對照無顯著差異；但失葉率超過20%的3個處理，3次新梢的數(shù)量、長度及梢徑都顯著小于對照。至刺梨失葉后的第3年，失葉率60%和80%處理的3次新梢的數(shù)量、長度及梢徑仍然顯著低于對照和失葉率20%及 40%處理。由此可見，刺梨春梢失葉率超過20%后，對其新梢生長的抑制作用能夠持續(xù)多年；失葉率40%以上處理的樹勢衰弱，到失葉后翌年和第3年的春梢抽生仍然明顯比對照晚。

2.2 春梢失葉對刺梨當(dāng)年春梢中內(nèi)源激素含量的影響

圖1顯示，從失葉后5 d開始，春梢中IAA、 GA1+3、ZR和ABA的含量就已在不同處理間表現(xiàn)出明顯差異，且隨著失葉時間的增加處理與對照間的差異逐漸明顯增大。其中，各失葉處理春梢中的IAA和ABA含量與對照相比均表現(xiàn)出隨失葉率增大而降低的趨勢；在失葉后5 d時，除失葉率20%處理的IAA含量與對照差異不顯著外，其他3個處理與對照的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，從失葉5～30 d，所有處理春梢中的IAA含量均隨失葉率增大而顯著降低；各處理失葉春梢中ABA的含量變化與IAA類似，在失葉后5 d內(nèi)，春梢中的ABA含量就迅速下降，在此后的時間內(nèi)均表現(xiàn)出隨失葉率增大而顯著降低的趨勢。同時，各處理春梢中GA1+3和ZR的含量隨失葉時間的變化趨勢正好與IAA和ABA含量的相反，表現(xiàn)出不斷增加的趨勢；從失葉后10 d開始， GA1+3和ZR含量增加在處理之間和處理與對照間已經(jīng)有很大差異。因此，失葉春梢中內(nèi)源激素含量變化可能對當(dāng)年的夏梢萌發(fā)、存留葉的光合及水分生理產(chǎn)生重要的調(diào)控作用。

2.3 春梢失葉對刺梨當(dāng)年春梢存留葉片光合特性的影響

圖2顯示，從4月下旬至5月下旬(失葉后30 d內(nèi))，對照組(CK)春梢葉片的凈光合速率(Pn)呈不斷增強(qiáng)的趨勢，這是葉片逐漸發(fā)育成熟的正常生理表現(xiàn)，而各失葉處理春梢存留葉的Pn則表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。其中，在失葉后的15 d內(nèi)，各失葉處理春梢存留葉的Pn都迅速提高，而且表現(xiàn)出隨失葉率的增大而明顯增強(qiáng)的趨勢；到失葉20 d后，各失葉處理的Pn增強(qiáng)的趨勢開始減弱，且失葉率80%處理的Pn比前期明顯下降；失葉25 d之后，所有失葉處理的Pn都低于對照，而且隨失葉率的增大Pn下降的趨勢也十分明顯。春梢存留葉的Pn在失葉后短期內(nèi)迅速增強(qiáng)，可能是光合補(bǔ)償?shù)纳肀碚?，而其Pn在失葉后期的迅速降低可能與存留葉中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的葉片生理衰老有關(guān)。

表1 春梢葉片損失對刺梨新梢生長的影響

圖1 不同春梢失葉量下刺梨當(dāng)年春梢內(nèi)源激素含量的變化 Fig.1 The endogenous hormone contents change of R. roxburghii spring shoots in same year under different leaf loss rates

同時，圖2還顯示，所有失葉處理春梢存留葉的Tr都顯著高于同期對照，且其Tr均隨失葉率的增大而增加，不同處理間的差異也均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；隨著失葉天數(shù)的增加，各處理春梢存留葉的Tr均逐漸增加。這表明失葉會加快刺梨春梢存留葉的水分蒸騰，且失葉率越大、失葉時間越長這種增加的趨勢越明顯，這對維持失葉植株的水分平衡和生理代謝具有重要作用。

另外，水分利用效率(Pn與Tr的比值)是光合作用過程中對水分有效利用的重要生理指標(biāo)。試驗結(jié)果(圖2)表明，各失葉處理刺梨春梢存留葉WUE均不同程度地低于同期對照，并隨著失葉率的增加而逐漸降低，且在相同時期內(nèi)處理間及其與對照間差異大多達(dá)到顯著水平；隨著失葉時間的延長，各失葉處理春梢存留葉WUE均表現(xiàn)出先升后降的變化趨勢，且均在失葉后15 d左右達(dá)到最大值。說明失葉處理明顯降低了刺梨春梢存留葉WUE，且失葉率越大，WUE降幅越大，這與失葉后春梢存留葉的水分蒸騰加劇有關(guān)。

2.4 春梢失葉對刺梨不同年份葉片營養(yǎng)元素含量的影響

2.4.1 常量營養(yǎng)元素含量表2顯示，春梢失葉過多會明顯降低各年份刺梨葉中的常量營養(yǎng)元素N、P、K、Mg的含量，且降幅隨著失葉率的增加而增大。其中，在失葉率20%及以上的處理中，當(dāng)年存留的春梢葉中N、P、K、Mg含量都顯著低于相應(yīng)對照，而Ca的含量在不同處理間的差異不顯著，這可能與N、P、K、Mg元素容易轉(zhuǎn)移和Ca元素不容易轉(zhuǎn)移的特性有關(guān)；除Ca以外，存留春梢葉中N、P、K、Mg含量隨失葉率的增大而顯著減少，這種不利影響可持續(xù)至翌年甚至第3年。在失葉翌年，失葉率20%處理的春梢葉中N、P、K、Mg含量與對照已經(jīng)沒有顯著差異，但失葉率超過20%的3個處理的N、P、K、Mg含量仍然明顯低于對照，說明失葉率過大處理的這些元素含量到翌年都難以恢復(fù)到正常水平。在失葉后的第3年，失葉率20%～40%處理的春梢葉中N、P、K、Mg含量均與對照沒有顯著差異，而失葉率60%和80%兩個處理的N、P、K、Mg含量

圖2 不同失葉量下刺梨當(dāng)年春梢存留葉Pn、Tr和WUE的變化Fig.2 The Pn, Tr and WUE change of spring shoots remaining leaves of R. roxburghii in same year under different leaf loss rates

仍然顯著低于對照。另外，雖然失葉當(dāng)年存留春梢葉中Ca的含量在不同處理間沒有顯著差異，但翌年失葉率60%和80%處理，以及第3年失葉率80%處理春梢葉中Ca含量仍然顯著低于對照和失葉率20%、40%處理(P<0.05)，說明刺梨春梢失葉量過大對其Ca含量的不利影響要到翌年后才表現(xiàn)出來。

2.4.2 微量營養(yǎng)元素含量從表3可知，在刺梨失葉當(dāng)年春梢存留葉中，不同失葉率處理及對照間的Fe、Mn、Cu、B微量元素含量差異均不顯著，但失葉率60%和80%兩個處理的Zn含量顯著比同期其他處理和對照顯著降低，說明當(dāng)年刺梨春梢存留葉中Fe、Mn、Cu、B元素含量在不同失葉率處理下均未顯著影響，而其Zn含量則在失葉量過大時顯著降低。在翌年春梢葉中，失葉率60%和80%兩個處理的Fe、Cu含量顯著低于對照和失葉率20%及40%的處理；失葉率80%的處理的Mn含量顯著低于其他處理；失葉率大于20%處理的B含量顯著低于失葉率20%處理和對照，說明失葉對春梢葉中Fe、Mn、Cu、B元素含量的降低作用在翌年才表現(xiàn)出來。到失葉后的第3年，刺梨春梢葉中Fe、Mn、Cu的含量在各處理與對照間已無顯著差異，但失葉率60%、80%處理的Zn、B含量仍然明顯比對照和失葉率20%、40%處理顯著降低，說明失葉量過大對刺梨樹體春梢葉片Zn、B損失的不利影響同樣會持續(xù)多年。

2.5 春梢失葉對當(dāng)年刺梨果實中維生素C和類黃酮物質(zhì)合成、積累關(guān)鍵酶活性的影響

在植物維生素C合成的L-半乳糖途徑中，L-半乳糖-1，4-內(nèi)酯脫氫酶(GalLDH)直接催化半乳糖內(nèi)酯形成維生素C[27-28]。維生素C可被抗壞血酸氧化酶(AAO)和抗壞血酸過氧化物酶(APX)催化氧化分解為單脫氫抗壞血酸(MDHA)，再通過非酶歧化反應(yīng)形成脫氫抗壞血酸(DHA)，DHA在MDHAR和DHAR的作用下被還原為AsA[29-31]，因此，AAO 和APX能夠促進(jìn)AsA的氧化分解，而MDHAR和DHAR則促進(jìn)AsA的循環(huán)再生。表4結(jié)果表明：在刺梨果實維生素C大量合成積累的關(guān)鍵時期，不同失葉處理果實中GalLDH活性均遠(yuǎn)比AAO、APX和MDHAR、DHAR活性要強(qiáng)得多，說明失葉后GalLDH在刺梨果實維生素C的積累過程中起主導(dǎo)作用，這與刺梨具有維生素C不易被氧化從而大量積累的生理特性[32]有關(guān)；同時，隨失葉率增大，刺梨果實中GalLDH活性逐漸明顯減弱，且除失葉率20%以外的其他處理的GalLDH活性都比對照顯著降低，而同期的AAO、APX、MDHAR、DHAR的活性則均呈現(xiàn)出增強(qiáng)的趨勢，說明春梢葉損失后刺梨果實中出現(xiàn)了維生素C氧化分解和循環(huán)再生的過程。

表2 失葉對不同年份刺梨春梢葉片中常量營養(yǎng)元素含量的影響

表3 失葉對不同年份刺梨春梢葉片中微量營養(yǎng)元素含量的影響

苯丙烷途徑是植物體內(nèi)類黃酮物質(zhì)合成代謝的重要途徑，其中，苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羥化酶(C4H)、4-香豆素輔酶A連接酶(4CL)和查爾酮合成酶(CHS)是類黃酮物質(zhì)合成代謝的關(guān)鍵酶[33-35]。從表5可以看出，在春梢失葉當(dāng)年，刺梨果實中PAL、C4H、4CL和CHS的活性隨失葉量的增大而逐漸減弱，總黃酮的含量也隨之降低；在不同失葉處理中，除失葉率20%處理的4CL活性與對照差異不顯著外，上述4種類黃酮物質(zhì)合成代謝關(guān)鍵酶的活性在處理間及其與對照間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；在相同失葉處理下，CHS的活性明顯最高，其次是4CL活性，而PAL、C4H活性遠(yuǎn)低于前兩者。以上結(jié)果說明春梢葉損失對刺梨果實中類黃酮物質(zhì)的合成代謝有抑制作用，其相關(guān)機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

2.6 春梢失葉對不同年份刺梨果實產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.6.1 果實產(chǎn)量春梢失葉量過大會嚴(yán)重降低刺梨的座果率、單果重和果實產(chǎn)量(表6)。其中，在春梢失葉后3年內(nèi)，失葉率20%處理的刺梨座果率、單果重和單株果實產(chǎn)量與對照的差異均不顯著；但隨失葉量的增大(失葉率40%～80%)，刺梨當(dāng)年的座果率、平均單果重和單株果實產(chǎn)量逐漸顯著降低，并各處理間及其與對照間均差異顯著；在失葉翌年，失葉率超過20%的 3個處理的刺梨果實產(chǎn)量仍然顯著小于對照和失葉率20%的處理；直至失葉第3年，失葉率40%處理的產(chǎn)量才恢復(fù)正常，而此時失葉率60%和80%兩個處理的產(chǎn)量指標(biāo)都仍然顯著低于其余處理和對照。這說明春梢失葉量超過20%后，失葉對刺梨結(jié)果和產(chǎn)量造成的不利影響能夠持續(xù)2年以上甚至更長；失葉量過大導(dǎo)致的樹體養(yǎng)分丟失、樹勢減弱、座果率降低、果實變小是刺梨果實產(chǎn)量降低的根本原因。

2.6.2 果實品質(zhì)刺梨春梢失葉會不同程度地降低當(dāng)年、翌年和第3年果實的可溶性固形物、可溶性總糖糖、可滴定酸、AsA和總黃酮的含量；各指標(biāo)的降幅隨著失葉時間增加而減小，隨著失葉量的增加而明顯增加，且失葉量過大會嚴(yán)重降低刺梨果實以上品質(zhì)指標(biāo)(表7)。

表4 葉片損失對當(dāng)年刺梨果實中維生素C積累的相關(guān)酶活性的影響

表5 葉片損失對當(dāng)年刺梨果實中類黃酮物質(zhì)合成關(guān)鍵酶活性的影響

表6 春梢葉片損失對不同年份刺梨果實產(chǎn)量的影響

表7 春梢葉片損失對不同年份刺梨果實品質(zhì)的影響

首先，隨春梢失葉量的增大，刺梨當(dāng)年的果實中可溶性固形物、可溶性總糖、可滴定酸、AsA和總黃酮的含量均表現(xiàn)出十分明顯的逐漸降低趨勢，且所有處理與對照間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。其中，失葉率40%～80% 處理果實中AsA含量分別比對照顯著減少了29.14%～62.54%，它們的總黃酮含量分別比對照顯著減少了29.32%～67.67%?？梢姡~量過大對刺梨果實品質(zhì)的不利影響極其嚴(yán)重，這種影響可能與源庫器官比例改變后引起的營養(yǎng)物質(zhì)合成、運轉(zhuǎn)、分配的相關(guān)生理變化有密切的關(guān)系。

其次，在春梢失葉后的翌年和第3年，雖然失葉率20%處理刺梨果實所有品質(zhì)指標(biāo)與對照間的差異已經(jīng)不顯著，但失葉率超過20%的3個處理的上述品質(zhì)指標(biāo)仍然顯著低于對照，說明失葉量大于20%后，失葉對刺梨果實品質(zhì)的不利影響持續(xù)時間較長。另外，在試驗中還觀察到，春梢失葉能夠使刺梨果實著色有所提早，果實上的皮刺也有所變硬。

3 討 論

3.1 果葉兼用刺梨的合理采葉量、間隔期和采葉后的養(yǎng)分管理

刺梨主產(chǎn)區(qū)主要是在春季采收刺梨嫩葉進(jìn)行加工利用，在尚無葉用刺梨品種的情況下，對果葉兼用刺梨的采葉量應(yīng)嚴(yán)格控制在總?cè)~量的20%以內(nèi)，否則會造成嚴(yán)重的樹體養(yǎng)分損失，導(dǎo)致樹勢衰弱和嚴(yán)重減產(chǎn)，降低果實的品質(zhì)。對于結(jié)果較多和樹勢較弱的刺梨，最好不要采葉。在采葉過程中，對營養(yǎng)生長旺盛的樹和樹冠上必須剪掉的徒長枝及基部萌蘗枝上的葉片可適當(dāng)多采。由于失葉對刺梨樹體中N、P、K、Mg等養(yǎng)分的損失影響可持續(xù)多年，即便在采葉量不超過總?cè)~量20%的前提下，也建議對果葉兼用刺梨的采葉間隔期最好在1年以上。采葉后要及時加強(qiáng)刺梨的養(yǎng)分管理，及時增施速效N、P、K肥和Mg肥，適當(dāng)補(bǔ)充Zn、B等微量元素，以便盡快恢復(fù)樹勢，避免因失葉對果實產(chǎn)量和品質(zhì)造成的不利影響。

3.2 失葉對刺梨生長、果實產(chǎn)量及品質(zhì)和相關(guān)生理的影響

有些植物在失葉后不僅不會限制其生長，而且還能促進(jìn)生長，甚至加快生長，這種現(xiàn)象稱之為植物的補(bǔ)償反應(yīng)或超補(bǔ)償反應(yīng)[12, 36-37]，其生理機(jī)制可歸納為光合作用、同化產(chǎn)物及營養(yǎng)元素的代謝、運轉(zhuǎn)和內(nèi)源激素變化對生長的調(diào)控，其中，細(xì)胞分裂素在該機(jī)制中發(fā)揮了重要作用[36]。IAA、ABA濃度的降低能夠解除對新梢側(cè)芽萌發(fā)的抑制，而GA和CTK濃度的增加有利于促進(jìn)新梢側(cè)芽萌發(fā)的生長，此外，ABA濃度的降低和CTK濃度的增加對促進(jìn)葉片氣孔開啟和增強(qiáng)光合作用有積極的作用[23]。在本試驗中，隨失葉率的增大，刺梨失葉春梢中的IAA、ABA含量降低，GA1+3和ZR含量增加，當(dāng)年的夏芽萌發(fā)期提早，夏梢的數(shù)量增大，在短期內(nèi)春梢存留葉的Pn及Tr增強(qiáng)，這是刺梨在失葉后短期內(nèi)的應(yīng)急生長和生理補(bǔ)償反應(yīng)，刺梨失葉后的生長及光合反應(yīng)與失葉春梢中內(nèi)源激素變化密切關(guān)聯(lián)。然而，由于失葉造成刺梨樹體養(yǎng)分的大量損失，使刺梨對失葉的生長及生理補(bǔ)償反應(yīng)難以長期維持，類似的結(jié)果在油橄欖[7]、沙棘[11]、楊樹[38]、棉花[36]等植物上都有報道。

失葉對果樹及經(jīng)濟(jì)樹種果實產(chǎn)量及品質(zhì)的影響不盡相同。在葡萄上，由于摘除部分葉片改善了光照條件，增強(qiáng)了葉片的光合產(chǎn)物合成和糖的輸出，使葡萄果實著色度、糖度及花青素、氨基酸、總酚的含量都有所提高[13,39-41]，進(jìn)而改善了果實的品質(zhì)，蘋果[42]上也有類似的報道。然而在油茶上，失葉量在12. 5%～25%的范圍內(nèi)對茶籽產(chǎn)量、品質(zhì)和翌年樹勢的生長影響不大；當(dāng)葉損失量超過 25%，油茶的長勢、茶籽產(chǎn)量、出油率和油脂品質(zhì)嚴(yán)重降低，而且這種不利影響可持續(xù)多年[12]。在油橄欖上，初花期結(jié)果枝上的葉片損失50%后，座果率、單果重和果實產(chǎn)量明顯降低[7]。維生素C和黃酮類物質(zhì)含量極其豐富是刺梨果實最重要的品質(zhì)特征，刺梨春梢葉損失量超過20%后，不僅會嚴(yán)重降低當(dāng)年、翌年和第3年的果實產(chǎn)量，而且會明顯降低果實的維生素C和類黃酮物質(zhì)的含量，不利于保持刺梨特有的品質(zhì)。糖類物質(zhì)是維生素C和類黃酮物質(zhì)合成的重要底物，刺梨果實中維生素C的積累量與GalLDH的活性、可溶性糖的含量呈極顯著正相關(guān)[43]，PAL、C4H、4CL和CHS都參與了類黃酮物質(zhì)合成積累的調(diào)控[31-34]。刺梨大量失葉后，由于光合源器官的減少，導(dǎo)致固碳能力減弱，輸入果實中的糖類物質(zhì)減少，同時果實中GalLDH、PAL、C4H、4CL、CHS的活性也明顯降低，這些都是大量失葉后刺梨果實中維生素C和類黃酮物質(zhì)減少的重要生理原因。

4 結(jié) 論

刺梨春梢失葉后，在短期內(nèi)失葉春梢中的IAA和ABA含量迅速降低，GA1+3和ZR含量迅速增加，失葉春梢存留葉的Pn會迅速增強(qiáng)，當(dāng)年夏梢的數(shù)量會增加，當(dāng)年秋梢和翌年及第3年的新梢生長會受到明顯抑制。春梢失葉會降低刺梨葉片中的營養(yǎng)元素含量，導(dǎo)致刺梨樹體養(yǎng)分損失，對N、P、K、Mg元素的損失影響尤其嚴(yán)重。隨失葉率的增大，刺梨果實的產(chǎn)量、品質(zhì)明顯降低。大量失葉后刺梨果實中糖的含量減少和GalLDH、PAL、C4H、4CL、CHS的活性減弱，是導(dǎo)致刺梨果實中維生素C和類黃酮物質(zhì)含量減少的重要生理原因。失葉量過大對刺梨生長和果實產(chǎn)量、品質(zhì)的不利影響可持續(xù)多年。在春季對果葉兼用的刺梨進(jìn)行嫩葉采收利用時，采葉量應(yīng)控制在20%內(nèi)，采葉的間隔期最好在1年以上。