昆明地區(qū)盆栽蘋果誘導(dǎo)二次開花試驗研究

龍 陽，石卓功

(1 西南林業(yè)大學/西南地區(qū)生物多樣性保育國家林業(yè)和草原局重點實驗室，昆明，650224；2 西南林業(yè)大學林學院，昆明，650224)

蘋果MalusdomesticaBorkh.是世界上重要的果樹之一，栽植面積在我國水果栽植面積中排第二，產(chǎn)量排第三。蘋果當年開花結(jié)果的混合芽是在上年分化形成的，并且以當年生的腋芽和頂芽為主[1]。蘋果花芽分化全過程可以分為成花誘導(dǎo)、花芽發(fā)端及花芽發(fā)育等3個階段[2]?；ㄑ糠只怯蔂I養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變的生理和形態(tài)標志[3-4]。打破休眠是落葉果樹正常萌芽和開花的必要條件之一，蘋果樹必須解除休眠才能開始下一次開花結(jié)果。研究表明，蘋果樹一般是在7月新梢停止生長后進入到條件休眠階段，9月上旬進入到自發(fā)休眠前期。處于休眠階段中的蘋果樹在滿足其最低需冷量后，能打破休眠后開始萌芽開花[5]。單氰胺(cyanamide，NH2CN)是一種植物外源破眠劑，能夠代替一定的需冷量打破植物休眠，被廣泛應(yīng)用在葡萄[6]、藍莓[7]、桃[8]、甜櫻桃[9]、棗[10]等果樹中打破休眠，促進萌芽和開花。

蘋果樹在春季正常開花結(jié)果后，又在當年秋季因為打破休眠而再次開花，這種植物在一年內(nèi)不同時期兩次開花的現(xiàn)象稱為二次開花[11]。在熱帶地區(qū)印度尼西亞爪哇島上栽植的羅美蘋果，在采果1個月后對其進行全株摘葉等處理后，能夠讓蘋果再次開花并結(jié)果，達到一年兩熟[12]。研究表明，對南方早熟梨進行全株脫葉處理是誘導(dǎo)其二次開花的重要措施[13]。全株脫葉也是牡丹成功實現(xiàn)二次開花的重要措施，但是不同品種牡丹的二次開花表現(xiàn)有所不同，花芽分化所需時間較短的品種更容易實現(xiàn)二次開花[14-15]。一些研究表明，芽中ABA(脫落酸)含量處于較低水平有利于促進芽的萌發(fā)，而葉片又是植物生成ABA的主要器官，脫葉可以阻止葉片中的ABA轉(zhuǎn)運到芽體中，從而能夠促進芽的萌發(fā)[16]。

近年來蘋果樹的觀賞價值正受到越來越多的重視，開始出現(xiàn)了以觀賞為主要目的的盆栽蘋果[17]。盆栽蘋果的花期集中在春季，而二次開花的蘋果可以在當年夏、秋季再次開花，可以延長盆栽蘋果的觀賞期和掛果期至翌年春節(jié)前后，提高觀賞價值，促進蘋果盆栽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本試驗通過對不同品種蘋果盆栽的二次開花試驗和花芽分化形態(tài)觀察研究，試圖找出適宜在昆明地區(qū)二次開花的蘋果品種及促成二次開花的技術(shù)措施。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗基地選在昆明市西南林業(yè)大學校內(nèi)苗圃，海拔1 940 m，年平均溫度14 ℃，年降水量1 000 mm左右。試驗選用嘎拉、富士、紅色之愛、皮諾娃和神砂等5個蘋果品種，5年生嫁接盆栽樹，矮化砧木為M26，露地生長，統(tǒng)一管理栽培措施。

1.2 試驗方法

隨機區(qū)組設(shè)計，單株小區(qū)，4個重復(fù)。各品種花芽分化觀測共采樣3次，分別為8月13日、10月5日和12月3日，每個品種每次采樣12個芽，采樣部位為樹冠中上部小于5 cm的短枝頂芽，采樣后立刻將花芽置于FPA70固定液(甲醛5 mL+丙酸5 mL+70%乙醇90 mL)中。

顯微石蠟切片法：①將采好的材料放入FPA70固定液中至少48 h；②從固定液中取出材料，用鑷子、挑針、解剖刀等工具剝落鱗片；③將解剖好的材料依次放入到70%、85%、95%、100%濃度的脫水液中進行脫水，每個梯度脫水時間3 h；④將盛有材料和最后一級脫水液的瓶子放入到真空泵中抽真空，分2次進行，每次3 h；⑤將100%叔丁醇倒入抽過真空的材料中，共清洗3次，每次3 h；⑥將材料放入溶解后的石蠟中48 h浸蠟處理(放置在60 ℃恒溫烘箱中)；⑦將已經(jīng)融化的石蠟倒入包埋盒中，用鑷子快速將材料移至包埋盒中，同時把材料按需要的切面排放整齊，把包埋盒放于冷臺或冷水中，使其快速凝固；⑧用刀片按需要的切面切割成正六面體，將修好的蠟塊使用切片機進行切片，切片厚度為10 μm；⑨在載玻片上均勻涂抹上薄薄一層粘片劑，在載玻片上滴加少許蒸餾水，將切好的蠟帶用挑針輕輕放在液面上，然后將載有蠟帶的載玻片放在35 ℃的展片機上展片；⑩待載玻片完全干燥后，使用蘇木精染色法進行染色，染色完成后滴少許中性樹脂于材料上，蓋上蓋玻片，貼上標簽，放入切片盒中保存以供觀察。

二次開花試驗方法與觀測指標：對試驗選取的5個品種盆栽蘋果進行全株人工脫葉處理，脫葉后立即噴3%單氰胺溶液，隨后觀察和記錄各品種的開花結(jié)實株數(shù)及時間、單株開花花序數(shù)、開花數(shù)和著果數(shù)等指標數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種盆栽蘋果花芽分化進程

蘋果品種嘎拉8月中旬花芽分化集中在萼片形成期，花蕾原基頂端周圍出現(xiàn)凸起，第二花蕾原基已突起明顯(見圖1a)；至10月上旬大部分花芽分化處在雄蕊形成后期，整個花序均已進入雄蕊形成期(見圖1b)；至12月初花芽形態(tài)分化完成，可明顯觀察到從中心底部出現(xiàn)的凸起，即雌蕊原基(見圖1c)。富士花芽分化進程稍晚于嘎拉(見圖1d，圖1e，圖1f)，8月中旬花芽分化集中在花蕾分化期(見圖1d)；至10月上旬花芽分化集中處在第1層雄蕊形成期(見圖1e)；富士花芽分化期集中性沒有嘎拉明顯。紅色之愛8月中旬花芽分化集中在花瓣形成期，萼片原基內(nèi)的基部發(fā)生突起體(見圖2a)；至10月上旬大部分花芽形態(tài)分化完成(見圖2b)。神砂8月中旬花芽分化大部分處在雄蕊形成初期(見圖2d)，可明顯觀察到第1層雄蕊凸起；至10月上旬大部分花芽形態(tài)分化完成，可明顯觀察到底部雌蕊原基凸起(見圖2e)。皮諾娃花芽分化進程稍晚于神砂(見圖3a，圖3b，圖3c)。

2.2 分化特點

嘎拉和富士的花芽形態(tài)分化開始時期比較晚，8月中旬嘎拉花芽分化集中在萼片形成期，富士花芽分化集中在花蕾分化期，嘎拉和富士的花芽分化時期晚于其他3個品種。紅色之愛的花芽形態(tài)分化在8月中旬，集中在花瓣形成期，分化時期早于嘎拉和富士、晚于神砂和皮諾娃。神砂和皮諾娃的花芽分化開始時期比較早，8月中旬花芽分化集中在雄蕊形成期，早于其他3個品種。10月上旬所有5個品種的花芽分化都進入了雌雄蕊形成階段，其中花芽分化時間最晚的嘎拉和富士進入了雄蕊形成期，而其他3個品種花芽分化已經(jīng)進入到雌蕊形成期。12月3日所有品種的花芽已經(jīng)完成雌蕊原始體的分化。

注：a嘎拉花芽處于萼片形成期(2020-08-13)；b嘎拉花芽處于雄蕊形成期(2020-10-05)；c嘎拉花芽處于雌蕊形成期(2020-12-03)；d富士花芽處于花蕾分化期(2020-08-13)；e富士花芽處于雄蕊形成期(2020-10-05)；f富士花芽處于雌蕊形成期(2020-12-03)。圖1 嘎拉和富士花芽分化進程顯微結(jié)構(gòu)

注：a 紅色之愛花芽處于花瓣形成期(2020-08-13)；b 紅色之愛花芽處于雌蕊形成期(2020-10-05)；c 紅色之愛花芽處于雌蕊形成期(2200-12-03)；d 神砂花芽處于雄蕊形成期(2020-08-13)；e 神砂花芽處于雌蕊形成期(2020-10-05)；f 神砂花芽處于雌蕊形成期(2020-12-03)。圖2 紅色之愛和神砂花芽分化進程顯微結(jié)構(gòu)

注：a 雄蕊形成期(2020-08-13)；b雌蕊形成期(2020-10-05)；c 雌蕊形成期(2020-12-03)。圖3 皮諾娃花芽分化進程顯微結(jié)構(gòu)

相同品種蘋果的不同花芽，其分化進程不同，各分化時期存在重疊現(xiàn)象，每個時期都有一個集中分化階段[18]。8月13日的采樣中，嘎拉和富士的花芽處于未分化期到萼片形成期，嘎拉的花芽分化相對集中在萼片形成期，而富士的花芽分化相對集中在花蕾分化期；紅色之愛、神砂和皮諾娃的花芽處于未分化期到雄蕊形成期，但神砂和皮諾娃花芽分化相對集中于雄蕊形成期，紅色之愛花芽分化相對集中于花瓣形成期。

2.3 不同盆栽蘋果品種二次開花試驗

不同品種人工脫葉后萌芽和二次開花的時間存在顯著差異(見表1)。神砂萌芽和開花的時間最早，脫葉后至萌芽平均只有13 d，其次為皮諾娃、嘎拉和富士，紅色之愛最晚，平均長達40 d；從脫葉到開花的時間，神砂持續(xù)的時間最短，平均只需24 d，其次為皮諾娃和嘎拉，富士最長，平均達57 d。紅色之愛沒有出現(xiàn)二次開花，全樹只有個別芽萌發(fā)。

表1 不同品種盆栽蘋果二次開花物候期

在相同的試驗處理和栽培環(huán)境條件下，5個蘋果品種植株經(jīng)過脫葉后的株開花率、開花數(shù)和結(jié)果數(shù)不相同。神砂株開花率100%，單株開花花序數(shù)和開花花朵數(shù)分別為12.75個、50.75朵，平均結(jié)實數(shù)6個，都顯著高于其他4個品種；嘎拉株開花率達100%，但單株開花花序數(shù)和開花花朵數(shù)以及結(jié)實數(shù)均顯著少于神砂；皮諾娃單株花序數(shù)、開花數(shù)和掛果數(shù)與嘎拉沒有顯著差異。富士開花數(shù)最少，單株花序數(shù)僅有1.5個，單個花序平均開花數(shù)不足2朵花，且沒有著果，與紅色之愛沒有顯著差異(見表2)。

表2 不同品種盆栽蘋果二次開花性狀

3 討論與結(jié)論

顯微石蠟切片法是研究植物組織、器官形態(tài)變化的重要方式之一，已廣泛應(yīng)用于植物花芽分化以及組織形態(tài)發(fā)育等方面的研究[19]。本試驗選取不同品種盆栽蘋果不同時間點的花芽進行顯微石蠟切片觀察，顯示神砂8月中旬大部分花芽已進入雄蕊形成期，8月下旬有部分花芽已進入雌蕊形成期；皮諾娃花芽分化稍晚于神砂，8月中旬大部分花芽進入雄蕊形成初期；富士8月中旬花芽處于花蕾分化期，至脫葉時大部分花芽可能還處在萼片形成期，這是富士在供試品種中二次開花時間最晚的重要原因之一；嘎拉8月中旬大部分花芽分化處于萼片形成期，嘎拉的花芽形態(tài)分化時期比富士早，這是嘎拉二次開花成花效果優(yōu)于富士的主要原因之一；8月中旬紅色之愛的花芽分化大部分處于花瓣形成期，花芽分化進程早于嘎拉和富士，但是只有極少量的芽萌發(fā)，沒有出現(xiàn)二次開花現(xiàn)象。有研究表明，不同蘋果品種間的開花結(jié)果習性有所不同，打破休眠需要的最低需冷量也不相同[20-21]，紅色之愛脫葉后萌芽少沒有二次開花的原因可能是施用單氰胺代替的需冷量沒有滿足打破其休眠的最低需冷量。

研究表明，嘎拉的花芽形態(tài)分化時期比富士開始晚結(jié)束早，整個分化時期比富士更集中[22]，并且富士花芽分化各時期的持續(xù)時間均比嘎拉長[23]。在本次試驗過程中也體現(xiàn)出富士的花芽分化進程比嘎拉慢，并且在所有供試品種中花芽分化進程最緩慢，在10月上旬花芽分化仍處于雄蕊形成初期，未完成整個花芽分化進程，這是本次試驗中富士二次開花時間在所有供試品種中最晚并且二次開花數(shù)量最少的重要原因。

試驗通過整株脫葉以及噴施單氰胺措施促使神砂、皮諾娃和嘎拉二次開花并成功掛果，但掛果后果實生長緩慢，至12月30日果實平均橫徑僅為4 cm左右，可能是因為二次開花掛果時間集中在10月中下旬，11月上旬的環(huán)境溫度下降至10 ℃左右，同化產(chǎn)物不足，影響果實細胞增大。為了增加二次開花的果實大小，應(yīng)盡可能促進花芽分化進度以及提早脫葉時間，從而提前二次開花和掛果，減小低溫對果實生長的影響。

本次試驗的結(jié)果表明，神砂二次開花時間最早且開花數(shù)量最多，二次開花綜合性狀顯著優(yōu)于其他品種，在供試品種中最適宜進行二次開花誘導(dǎo)。其次是皮諾娃和嘎拉，這兩個品種二次開花綜合性狀僅次于神砂。富士和紅色之愛表現(xiàn)較差，富士二次開花數(shù)量少且沒有掛果，紅色之愛沒有成功實現(xiàn)二次開花，表明富士和紅色之愛不適宜進行二次開花誘導(dǎo)。