3 種伴生植物對(duì)衰弱楊梅樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)及果實(shí)品質(zhì)的改良作用

姜路花, 韓昊, 李崗, 張林, 李斌, 俞浙萍, 吳淑芳, 姜維祥, 任海英*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 a 園藝研究所 b 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和營(yíng)養(yǎng)研究所, 浙江 杭州 310021; 2.淳安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心,浙江 淳安 311700; 3.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 浙江 杭州 310020; 4.浙江大學(xué) 生物技術(shù)研究所, 浙江 杭州 310058;5.淳安縣汾口林場(chǎng), 浙江 淳安 311700; 6.淳安縣千優(yōu)尤農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司, 浙江 杭州 311700)

楊梅 (Myricarubra) 是我國南方重要果樹,在中國種植范圍廣泛, 主要分布于浙江、廣西和福建等南方亞熱帶地區(qū), 年產(chǎn)量約95 萬t, 其提取物中含有抗氧化劑, 可對(duì)抗炎癥、過敏、糖尿病、癌癥、細(xì)菌性感染和腹瀉等問題[1-2]。然而, 近年來?xiàng)蠲樊a(chǎn)區(qū)發(fā)生了一種嚴(yán)重病害—衰弱病, 主要表現(xiàn)為新梢抽出困難, 光合速率受抑制, 葉片變窄; 果實(shí)變小, 酸度增加, 可溶性固形物 (TSS) 含量下降, 口感變差; 根圍土壤中微量元素匱乏, 葉片中微量元素平衡顯著失調(diào), 常在3～4 a 內(nèi)導(dǎo)致果樹死亡[3-4]?，F(xiàn)階段, 對(duì)于衰弱楊梅復(fù)壯的研究主要以施肥為主, 為保障楊梅產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展, 亟需開發(fā)多種有效的復(fù)壯病樹樹勢(shì)的防控技術(shù)。

伴生栽培是一種特殊的間作模式, 不以收獲伴生植物為目的, 旨在將2 種或2 種以上生長(zhǎng)季節(jié)相同或相似的作物按照一定比例分行或分帶種植在同一田地上的傳統(tǒng)技術(shù)[5-6]。合理的間作模式可以使間作群體產(chǎn)量提高, 還可以充分、高效、均衡地利用土地和光能資源, 提升作物之間的互作效應(yīng), 達(dá)到時(shí)間與空間在農(nóng)業(yè)資源上集約化利用和作物穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)的目的[7]。何紀(jì)桐等[8]發(fā)現(xiàn), 高寒地區(qū)進(jìn)行燕麥與蠶豆的間作模式, 可以明顯促進(jìn)燕麥生長(zhǎng)發(fā)育改善燕麥、蠶豆的光合特性并提高產(chǎn)量; 倪棟研究結(jié)果表明, 大蔥可以延緩甜瓜衰老, 減緩葉綠素降解, 提高凈光合速率與根系活力, 增加系統(tǒng)產(chǎn)出; 夏秀波等[9]研究認(rèn)為, 伴生大蔥雖不改變番茄葉片數(shù), 但能夠有效增加番茄株高、莖粗及節(jié)間長(zhǎng), 明顯改善果實(shí)品質(zhì), 提高番茄產(chǎn)量。不僅如此, 通過伴生栽培還能增強(qiáng)辣椒對(duì)煙粉虱的抗性[10], 防治獼猴桃和番茄根結(jié)線蟲病[11]等。此外, 伴生作物還可以改善土壤物理性狀, 增加表層土壤肥力[11-13], 改善土壤微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)[14-16]。有研究[17]結(jié)果表明, 果樹生長(zhǎng)狀態(tài)與表層土壤的理化性質(zhì)及養(yǎng)分含量密切相關(guān); 以細(xì)菌和真菌為代表的植物微生物群是植物健康和生產(chǎn)力的關(guān)鍵決定因素之一[18-21]。有趣的是, 筆者過往研究結(jié)果顯示, 楊梅衰弱病的發(fā)生部分歸因于土壤酸化、有機(jī)質(zhì)含量下降、中微量元素缺失以及土壤中益害菌區(qū)系變化[22-23]。

然而, 目前關(guān)于伴生植物栽培防治楊梅衰弱病的研究尚未見報(bào)道。因此, 本文利用魚腥草、艾草和薄荷3 種常見芳香蔬菜作為伴生植物, 針對(duì)楊梅衰弱病樹進(jìn)行伴生栽培, 探究其防治效果。

1 材料與方法

1.1 供試品種

試驗(yàn)園地設(shè)在浙江省淳安縣汾口鎮(zhèn)橫沿村千優(yōu)尤果園, 試驗(yàn)品種為荸薺種楊梅, 樹齡14 a, 種植密度6 m×4 m, 已進(jìn)入結(jié)果盛期。楊梅樹山地栽培, 黃壤土, 海拔150～180 m。淳安縣地處中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)北緣, 年平均氣溫17.0 ℃, 年均降水量1 430 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

魚 腥 草 (Houttuyniacordata)、驅(qū) 蚊 艾 草(Artemisiaargyi) 和大葉薄荷 (Menthacanadensis)3 種伴生植物種子由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院饋贈(zèng)。

本試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理: 處理1, 種植魚腥草;處理2, 種植艾草; 處理3, 種植薄荷; 處理4,不種植伴生植物 (CK)。其中處理1～3 種植伴生植物時(shí)人工除草1 次并澆水定植, 種植間距為20 cm×40 cm, 處理4 人工除草一次作對(duì)照。每處理15 株楊梅樹為1 個(gè)重復(fù)。種子播種時(shí)間為2022年4 月中旬。

1.3 觀察測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 楊梅營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)性狀

每個(gè)處理選取有代表性的試驗(yàn)樹3 株, 每株樹選擇東、南、西、北4 個(gè)方向的當(dāng)年生春梢, 共隨機(jī)選取30 個(gè)枝梢用數(shù)顯游標(biāo)卡尺 (上海刀具) 測(cè)量枝梢的長(zhǎng)度和粗度, 取平均值。

選取樹體外圍中部位置當(dāng)年生春梢頂端以下第4～8 片葉, 每棵樹隨機(jī)共選取30 片葉, 用SPAD-502 PLus 葉綠素計(jì) (日本美能達(dá)公司) 測(cè)定葉綠素含量 (SPAD 值), 并用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量葉片長(zhǎng)度 (頂端至葉柄基部) 和寬度, 取平均值。

1.3.2 楊梅果實(shí)品質(zhì)性狀

每個(gè)處理選取有代表性的試驗(yàn)樹3 棵, 選擇東、南、西、北4 個(gè)方向的楊梅成熟果實(shí), 每個(gè)方位采集果實(shí)50 個(gè), 采后當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室立即測(cè)定單果重、TSS、總糖、總黃酮和花青素含量, 并留存樣品于-20 ℃用于測(cè)定果實(shí)的可滴定酸和維生素C 含量。隨機(jī)取5 個(gè)果實(shí)為一組, 用電子天平 (上海精密儀器) 稱重, 共6 組30 個(gè)果實(shí), 取平均值。每個(gè)處理取15 個(gè)果實(shí), 使用ATAGOPR-101a 手持?jǐn)?shù)顯糖度計(jì) (日本) 測(cè)定TSS 含量, 總糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定, 總酸含量采用酸堿滴定法測(cè)定, 維生素C 含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法測(cè)定, 總黃酮含量采用蘆丁法測(cè)定, 花青素含量采用香草醛-鹽酸法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019 和SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 種伴生植物對(duì)楊梅營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響

3 種伴生植物均對(duì)衰弱楊梅的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)有一定的改善作用(表1)。與未種植伴生植物的衰弱楊梅果樹(CK) 相比, 3 種伴生植物對(duì)病樹的葉長(zhǎng)均表現(xiàn)為增效效應(yīng), 其中以伴生薄荷對(duì)葉長(zhǎng)的促進(jìn)效果最優(yōu), 顯著增加15.16%。伴生魚腥草、艾草和薄荷還分別對(duì)病樹葉綠素含量和葉寬表現(xiàn)為增效效應(yīng),其中葉綠素含量分別增加了6.91%、5.45% 和12.88%; 葉 寬 分 別 增 加 了 3.14%、7.77% 和12.56%。值得一提的是, 伴生魚腥草和艾草對(duì)病樹的梢粗均表現(xiàn)為拮抗效應(yīng), 分別顯著減少10.67%和10.22%, 而伴生薄荷對(duì)病樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)無顯著抑制作用。綜上所述, 種植薄荷對(duì)病樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)作用優(yōu)于種植魚腥草和艾草, 更有利于改善楊梅果樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng), 提高果樹樹勢(shì), 保持健康。

表1 3 種伴生植物對(duì)楊梅營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響

2.2 3 種伴生植物對(duì)楊梅果實(shí)品質(zhì)的影響

3 種伴生植物均對(duì)衰弱楊梅的果實(shí)品質(zhì)有一定的改善作用。3 種伴生植物對(duì)病樹果實(shí)總糖、維生素C 和花青素含量較CK 均顯著增加, 且3 個(gè)處理間均存在顯著差異; 魚腥草處理總黃酮含量顯著高于CK、間作艾草和薄荷; 艾草和薄荷處理單果重顯著高于CK 和間作魚腥草。然而, 伴生魚腥草對(duì)果實(shí)TSS 含量較CK 和伴生薄荷顯著減少, 且處理后果實(shí)總酸含量顯著高于其他間作處理和CK, 而艾草和薄荷處理總酸含量較CK 顯著減少, 其中以間作艾草效果最好 (表2)。

表2 3 種伴生植物對(duì)楊梅果實(shí)品質(zhì)的影響

綜上所述, 3 種伴生植物對(duì)病樹果實(shí)總糖、維生素C 和花青素含量均有明顯改善, 其中伴生魚腥草雖對(duì)提高果實(shí)總黃酮含量效果顯著,但其顯著降低果實(shí)TSS 含量和提高果實(shí)酸度;伴生艾草和薄荷對(duì)提高單果重, 降低果實(shí)酸度效果顯著, 其中以伴生艾草對(duì)降低果實(shí)酸度效果最佳。

3 討論

目前, 在各類果園中關(guān)于伴生植物的栽培運(yùn)用已非常廣泛, 伴生植物的選擇亦有多種, 現(xiàn)有研究結(jié)果表明, 利用旱稻與西瓜間作, 明顯改變西瓜根圍土壤微生物群落關(guān)系, 增加了有益微生物數(shù)量,可改善西瓜連作障礙[16]; 在蘋果園中伴生薄荷,其果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)得到提高, 園內(nèi)病蟲害及鼠害明顯減少[24]; 伴生茴香可以提高甜瓜對(duì)于枯萎病的抵抗力[25]等。本實(shí)驗(yàn)中通過伴生栽培, 衰弱病樹的葉長(zhǎng)及總糖、維生素C 和花青素含量均顯著提升; 對(duì)于病樹的葉寬和葉綠素含量, 伴生魚腥草和薄荷表現(xiàn)為增效效應(yīng); 對(duì)于病樹的單果重, 伴生艾草和薄荷均表現(xiàn)為增效效應(yīng), 且兩者均顯著減少病樹果實(shí)總酸含量。馬洪英等[26]研究認(rèn)為, 間作薄荷對(duì)番茄的株高、莖粗、單果重、單株結(jié)實(shí)數(shù)顯著提升, 這與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。陳約約等[27]研究發(fā)現(xiàn), 芳香蔬菜間作于白菜中, 對(duì)白菜株高、冠幅、葉長(zhǎng)、葉寬和總?cè)~面積顯著增加; 舒然等[11]研究結(jié)果表明, 伴生魚腥草會(huì)顯著增加獼猴桃果實(shí)維生素C、干物質(zhì)、TSS、可溶性蛋白和可溶性總糖含量, 且表示伴生魚腥草不會(huì)影響獼猴桃可滴定酸含量。然而, 在本試驗(yàn)中伴生魚腥草和艾草會(huì)顯著抑制病樹的梢粗生長(zhǎng), 且伴生魚腥草較CK 顯著降低果實(shí)TSS 含量, 增加果實(shí)總酸含量, 但種植薄荷不會(huì)產(chǎn)生任何顯著拮抗效應(yīng), 對(duì)多指標(biāo)均呈現(xiàn)增效效應(yīng),與前人研究結(jié)果不盡相同。分析其原因可能是: 果樹與其他植物產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系, 特別是對(duì)氮素的競(jìng)爭(zhēng), 使得果樹伴生對(duì)果樹的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用[28-30]; 魚腥草和艾草的根部會(huì)分泌化感物質(zhì),部分化感物質(zhì)干擾了衰弱病樹的生長(zhǎng)[31-32]。

結(jié)果表明, 通過在衰弱楊梅樹根圍土壤中間作伴生植物, 可明顯改善衰弱病楊梅樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì), 其中以間作芳香植物薄荷作用最好, 其可通過對(duì)衰弱楊梅營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的增效效應(yīng)來改良果實(shí)品質(zhì), 從而減輕楊梅衰弱。但該措施作為新的農(nóng)業(yè)措施應(yīng)用于衰弱病樹復(fù)壯中的作用機(jī)理未作研究, 因此, 下一步將從伴生植物對(duì)衰弱病樹根系代謝物和土壤微生物組群變化等角度進(jìn)行深刻探究。