植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金彈類金柑幼果生長發(fā)育的影響

陳棕林,周岐偉,崔蕓瑜,蒙容君,李東旭,賴家業(yè)

(1 廣西大學(xué)林學(xué)院,南寧,530004,2 廣西大學(xué)農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院,南寧,530004)

蕓香科金柑屬(Fortunellaswingle)金彈(F.crassifolia)為多年生果樹,一年可開花結(jié)果3～4批[1],其果實(shí)橢圓形或近球形,采收期為11月至12月上旬[2],營養(yǎng)豐富,具有較大利用價(jià)值[3],金彈在廣西常被稱為金桔。在柑桔類果樹中通常使用的生長調(diào)節(jié)劑有赤霉素(GA3)、噻苯隆(TDZ)、油菜素內(nèi)酯(又稱蕓苔素內(nèi)酯,BR)和乙烯利(ETH)等,而以赤霉素應(yīng)用最廣。有研究發(fā)現(xiàn),柑桔噴施GA3能有效抑制裂果的發(fā)生,但對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響不顯著[4]。BR能提高柑桔著果率、增大果實(shí)橫縱徑以及增加產(chǎn)量,且對(duì)柑桔品質(zhì)無不良影響[5]。李俊等研究了金柑果實(shí)的理化性狀及其活性成分的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,明確了9-12月金柑的單果質(zhì)量、pH值、糖酸比和可溶性固形物等理化指標(biāo)均上升[6]。李釗陽等研究發(fā)現(xiàn),在幼果期和果實(shí)膨大期噴施0.2% TDZ可溶液劑3～4 mg/kg,能夠顯著提高金柑的單果質(zhì)量、可溶性固形物和含糖量[7]。陸少峰等[8]于金柑謝花7 d后,噴施GA330 mg/L,間隔7 d和14 d后再分別使用細(xì)胞分裂素(CTK) 5 mg/L +萘乙酸(NAA) 10 mg/L處理一次,可有效提高果實(shí)橫縱徑和單果質(zhì)量。目前,國內(nèi)外對(duì)金柑幼果生長方面的相關(guān)報(bào)道較少。促進(jìn)幼果生長對(duì)金柑產(chǎn)量增加和果實(shí)品質(zhì)改善有重要作用。本研究選取生產(chǎn)上常用的3種植物生長調(diào)節(jié)劑[GA3、6-芐氨基嘌呤(6-BA)和BR]對(duì)金柑果樹進(jìn)行噴施試驗(yàn),以期確定最適用于金柑幼果生長的植物生長調(diào)節(jié)劑及濃度。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況和試驗(yàn)材料試驗(yàn)地點(diǎn)位于廣西桂林陽朔縣白沙鎮(zhèn)金柑種植基地(北緯24°84′,東經(jīng)110°49′),屬中亞熱帶季風(fēng)性氣候,年總降雨量1 700 mm,年平均氣溫為20 ℃,年平均日照時(shí)數(shù)為1 432.1 h,海拔為450 m,坡度約15°,南坡。試驗(yàn)區(qū)土壤由硅質(zhì)巖演化而成,土層深厚,含小片狀砂石。

試驗(yàn)時(shí)間為2021年。選用17年生“陽朔1號(hào)”金柑實(shí)生樹為試驗(yàn)對(duì)象,株行距3 m×4 m,種植密度為833株/hm2,植株生長正常,無病蟲害,管理?xiàng)l件一致。

1.2 主要試劑GA3,由北京酷來搏科技有限公司生產(chǎn)。6-BA,由北京酷來搏科技有限公司生產(chǎn)。28-表高蕓苔素內(nèi)酯(有效成分含量0.004%,水劑),由云大科技生產(chǎn)。硼酸和磷酸二氫鉀,由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。乙二胺四乙酸二鈉鎂、乙二胺四乙酸二鈉鋅和鉬酸鈉,由上海麥克林生化科技股份有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)方案選用GA3、6-BA和28-表高蕓苔素內(nèi)酯(BR)3種植物生長調(diào)節(jié)劑,每種植物生長調(diào)節(jié)劑設(shè)4個(gè)梯度濃度處理,另設(shè)置一個(gè)空白對(duì)照,共13個(gè)處理。各濃度以有效成分計(jì),具體為:T1:GA310 mg/L,T2:GA320 mg/L,T3:GA330 mg/L,T4:GA340 mg/L,T5:6-BA 40 mg/L,T6:6-BA 50 mg/L,T7:6-BA 60 mg/L,T8:6-BA 70 mg/L,T9:BR 0.020 mg/L,T10:BR 0.027 mg/L,T11:BR 0.040 mg/L,T12:0.080 mg/L BR,CK:空白。每3株金柑為一個(gè)小區(qū),每個(gè)處理3次重復(fù),處理組按隨機(jī)區(qū)組排列。各處理配置相同的葉面肥,包括對(duì)照組,葉面肥為硼酸300.00 mg/L、鉬酸鈉0.25 mg/L、乙二胺四乙酸二鈉鎂180.00 mg/L、乙二胺四乙酸二鈉鋅8.33 mg/L和磷酸二氫鉀1 500.00 mg/L。施用方法為噴霧法,使用手搖壓縮式噴霧器,噴濕至植株葉片正反面都濕潤且葉和花藥液不下滴為準(zhǔn)。在第二批花期后幼果膨大期進(jìn)行噴施,共噴施2次,第一次為2021年6月22日,第二次為7月6日,每次均加葉面肥。

1.4 測定指標(biāo)和方法幼果橫徑、縱徑和果柄長度的測定:在第一次處理時(shí),每株試驗(yàn)樹選取東、西、南、北、中5個(gè)方向的枝條,并掛牌標(biāo)記。使用游標(biāo)卡尺測量幼果橫徑、縱徑和果柄長度。幼果橫徑和縱徑共進(jìn)行4次測量,第一次是7月6日,之后隔14 d(7月20日、8月4日)連續(xù)測量兩次,8月17日測量一次。以8月17日測定數(shù)據(jù)計(jì)算果形指數(shù),果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑。8月17日測量一次果柄長度。

幼果可溶性糖、還原糖、可溶性蛋白含量和過氧化物酶活性的測定:在8月17日,每株試驗(yàn)樹從掛牌枝條上共采樣50個(gè)幼果,用塑料袋封裝,當(dāng)天用冰袋裝箱運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。幼果采用1/4取樣法取樣,磨碎混勻后勻漿,用于品質(zhì)指標(biāo)測定?？偺堑臏y定采用蒽酮法[9],還原糖的測定采用3,5-二硝基水楊酸法[9],可溶性蛋白的測定采用考馬斯亮藍(lán)法[10],使用紫外分光光度計(jì)測定法測過氧化物酶的活性,參考張志良等方法[10]。

1.5 數(shù)據(jù)分析采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果橫徑生長的影響不同處理的幼果橫徑均呈現(xiàn)相同的增長趨勢。在GA3(T1-T4)處理組中,7月6日僅T2的橫徑顯著大于CK,GA3其他處理與CK無顯著差異;8月17日,T2和T3的橫徑均顯著大于CK,其中,T2的橫徑最大,較CK提高12.21%。在6-BA(T5-T8)處理組中,8月17日T7和T8的橫徑顯著大于CK,其中,T7的橫徑最大,較CK提高11.47%。在BR(T9-T12)處理組中,8月17日,T9和T10的橫徑顯著大于CK,其中,T10的橫徑最大,較CK提高10.05%(見圖1)。8月17日,各處理幼果橫徑排序?yàn)?T2>T3>T4>T7>T10>T8>T11>T1>T12>T6>T9>T5>CK。

注:A:GA3(T1-T4)處理組;B:6-BA(T5-T8)處理組;C:BR(T9-T12)處理組;不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。圖2同。圖1 不同處理對(duì)金柑幼果生長發(fā)育過程中果實(shí)橫徑變化的影響

2.2 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果縱徑生長的影響不同處理的幼果縱徑均呈現(xiàn)相同的增長趨勢。在GA3(T1-T4)處理組中,8月17日GA3各處理的縱徑均顯著大于CK,其中T2的縱徑最大,較CK提高16.33%。在6-BA(T5-T8)處理組中,8月17日,T6、T7和T8的縱徑顯著大于CK,其中,T7的縱徑最大,較CK提高12.48%。在BR(T9-T12)處理組中,8月17日BR各處理的縱徑均顯著大于CK,其中,T10縱徑最大,較CK提高11.08%(見圖2)。8月17日各處理按幼果縱徑排序?yàn)?T2>T7>T3>T4>T11>T8>CK>T10>T5>T6>T12>T9>T1。

圖2 不同處理對(duì)金柑幼果生長發(fā)育過程中果實(shí)縱徑變化的影響

2.3 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果果形的影響在所有處理中,僅T1和T4的果形指數(shù)顯著大于CK,其中,T4的果形指數(shù)最大,其他處理與CK無顯著差異。所有處理對(duì)幼果果柄長度的影響不顯著(見圖3)。

注:不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。圖3 植物生長調(diào)節(jié)劑不同處理金柑幼果果形

2.4 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果可溶性糖和還原糖的影響隨著各供試植物生長調(diào)節(jié)劑使用濃度的增加,幼果可溶性糖和還原糖含量均先升后降,有顯著變化。在GA3(T1-T4)處理組中,T3的可溶性糖和還原糖含量均為最大,顯著高于CK,分別較CK提升24.02%和19.59%。在6-BA(T5-T8)處理組中,T7的可溶性糖含量最大,顯著高于CK,較CK提高9.35%。在BR(T9-T12)處理中,T10的可溶性總糖含量最大,顯著高于CK,較CK提高22.32%。綜合比較,可溶性糖含量與CK相比顯著提高的處理有T3、T10、T2、T11、T7和T9,其中,T3和T10處于相同水平且顯著高于其他處理;還原糖含量與CK相比顯著提高的處理僅為T3(見表1)。

表1 不同處理對(duì)金柑幼果可溶性糖和還原糖含量的影響 mg/g

2.5 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果可溶性蛋白含量和過氧化物酶活性的影響隨著各供試植物生長調(diào)節(jié)劑使用濃度的增加,幼果可溶性蛋白含量和過氧化物酶活性先升后降,且有顯著性變化。在GA3(T1-T4)處理中,可溶性蛋白含量最大的是T3,是CK的1.87倍;T2的過氧化物酶活性最大,是CK的3.20倍。在6-BA(T5-T8)處理中,可溶性蛋白含量和過氧化物酶活性最大的均為T7,分別是CK的1.70和5.16倍。在BR(T9-T12)處理中,T10的可溶性蛋白含量和過氧化物酶活性最高,分別是CK的1.77和2.02倍。綜合比較,除T1外,其他植物生長調(diào)節(jié)劑處理的可溶性蛋白含量均顯著高于CK,其中,T3的可溶性蛋白含量最高,顯著高于除T10和T7外的其他植物生長調(diào)節(jié)劑處理;除T9外,其他植物生長調(diào)節(jié)劑處理的過氧化物酶活性均顯著高于CK,其中,T7的過氧化物酶活性最高,顯著其他植物生長調(diào)節(jié)劑處理(見表2)。

表2 不同處理對(duì)金柑幼果可溶性蛋白含量和過氧化物酶活性的影響

2.6 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果生長的綜合評(píng)價(jià)相關(guān)性分析:將不同處理后幼果的8個(gè)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析結(jié)果表明,幼果的橫徑與縱徑呈極顯著正相關(guān)(p<0.01),與果形指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01),與果柄長度、可溶性糖、還原糖和過氧化物酶呈顯著正相關(guān)(p<0.05);縱徑與可溶性糖和還原糖呈極顯著正相關(guān)(p<0.01),與果柄長度、果形指數(shù)和過氧化物酶呈顯著正相關(guān)(p<0.05);可溶性糖與還原糖呈極顯著正相關(guān)(p<0.01),與可溶性蛋白呈顯著正相關(guān)(p<0.05);還原糖與可溶性蛋白呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)(見表3)。

表3 不同處理對(duì)金柑幼果各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性分析

主成分分析:對(duì)7個(gè)相關(guān)指標(biāo)(橫徑、縱徑、果柄長度、可溶性糖、還原糖、可溶性蛋白和過氧化物酶)進(jìn)行主成分分析,提取特征值大于1的2個(gè)主成分,進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明,不同處理對(duì)金柑幼果生長發(fā)育的影響排名依次為:T7>T3>T2>T8>T10>T11>T6>T9>T4>T5>T1>T12>CK(見表4)。

表4 不同外源植物生長調(diào)節(jié)劑處理金柑幼果綜合得分及排名

3 討論

3.1 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果橫縱徑、果柄長度和果形指數(shù)的影響GA3是金柑生產(chǎn)中使用最廣泛的,主要生理功能是為了促進(jìn)植物細(xì)胞分裂,莖葉伸長,加速植物的生長發(fā)育[11];6-BA可增強(qiáng)植物的光合作用,促進(jìn)細(xì)胞生長,抑制葉綠素降解,提高氨基酸含量,延緩葉片衰老,在調(diào)控作物生長和提高產(chǎn)量方面發(fā)揮重要的作用[12];蕓苔素能夠促進(jìn)營養(yǎng)生長,能促進(jìn)植物花芽分化和生長發(fā)育[13]。在本研究中,金柑幼果橫縱徑隨著GA3濃度的增大呈先升后降,與沙建川等對(duì)蘋果幼果的試驗(yàn)結(jié)果相似[14];另外,陸少峰等[8]對(duì)金柑的研究結(jié)果也得到相同結(jié)論。其原因可能是,外源GA3處理提升了金柑幼果的生長素含量,加速果實(shí)吸收營養(yǎng),導(dǎo)致果實(shí)生長的養(yǎng)分競爭處于優(yōu)勢,進(jìn)而促進(jìn)了細(xì)胞的伸長和果實(shí)膨大[15]。在本研究中,一定濃度6-BA處理對(duì)金柑幼果的橫縱徑也有顯著增大作用,這與張赫男等對(duì)甘藍(lán)型油菜角果的相關(guān)研究結(jié)果一致,這是由于細(xì)胞分裂素會(huì)具有促進(jìn)細(xì)胞分裂以及細(xì)胞增大的功能,對(duì)植物組織器官發(fā)育擁有著較大的影響。在本研究中,一定濃度BR處理同樣對(duì)金柑幼果橫縱徑有顯著性增大作用[16],與江麗等在油脂轉(zhuǎn)化期噴施一定濃度的外源BR顯著提高茶果的橫縱徑的結(jié)論相同[17]。

果形指數(shù)是反映果實(shí)形狀的指標(biāo),當(dāng)果形指數(shù)在1.0～1.1時(shí),果形為圓[18]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),僅T1和T4的果形指數(shù)顯著增大。不同處理的果柄長度差異不顯著。

3.2 植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)金柑幼果可溶性糖、還原糖、可溶性蛋白和過氧化物酶的影響可溶性蛋白對(duì)果實(shí)的發(fā)育有重要作用,是與產(chǎn)量最密切的營養(yǎng)物質(zhì),另外可溶性糖在植物生命周期中也具有重要作用,它不僅為植物的生長發(fā)育提供能量和代謝中間產(chǎn)物,而且具有信號(hào)功能,它也是植物生長發(fā)育和基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)因子[19]。采用一定濃度的GA3、6-BA和BR進(jìn)行噴施,金柑幼果的可溶性糖均顯著高于對(duì)照組,這與李騰基等使用GA3和6-BA處理墨蘭所得結(jié)果相同[20],但GA3、6-BA和BR超過一定濃度后,在促進(jìn)細(xì)胞增大和細(xì)胞分裂的同時(shí),導(dǎo)致營養(yǎng)供應(yīng)不充足[21],金柑幼果的可溶性糖反而下降。

唐實(shí)玉等的研究發(fā)現(xiàn),GA3對(duì)色木槭的可溶性蛋白的含量有顯著提升作用[22];金鑫等在對(duì)老芒麥幼苗的研究過程中發(fā)現(xiàn),使用6-BA處理可顯著提升可溶性蛋白含量[23],并且使用BR處理也有同樣的效果,楊鳳英等[24]在豆角上的研究也得到了相同結(jié)論。本研究中,絕大多數(shù)植物生長調(diào)節(jié)劑處理(T1除外)的可溶性蛋白含量顯著高于對(duì)照。分析認(rèn)為,可溶性蛋白與植物組織器官的生長密切相關(guān),由于是金柑果實(shí)膨大期,幼果生長旺盛,外源植物生長調(diào)節(jié)劑促進(jìn)了幼果生長,因此可溶性蛋白含量較高。

適當(dāng)?shù)闹参锷L調(diào)節(jié)劑處理(T3)后金柑幼果的還原糖含量顯著高于對(duì)照,這與周龍等[25]研究結(jié)果一致。

過氧化物酶與呼吸作用、光合作用以及生長素的氧化等都有關(guān)系,在植物生長發(fā)育過程中它的活性不斷發(fā)生變化。本研究表明,所有GA3和6-BA處理后金柑幼果的過氧化物酶活性顯著高于對(duì)照;較高濃度BR處理后,過氧化物酶活性也顯著高于對(duì)照。

4 結(jié)論

在金柑第二批花期后幼果膨大期(6月下旬至7月上旬),間隔約半月使用一定濃度GA3、6-BA和BR等(配合葉面肥)噴施兩次后,與對(duì)照(僅噴葉面肥)相比,可以促進(jìn)幼果生長,對(duì)幼果橫縱徑和內(nèi)含物質(zhì)有顯著促進(jìn)作用,而對(duì)果柄長度的影響不顯著。GA320 mg/L (T2)處理對(duì)幼果橫縱徑的增長效果最好,GA330 mg/L (T3)處理幼果的可溶性糖、還原糖和可溶性蛋白含量最高,6-BA 60 mg/L (T7)處理幼果的過氧化物酶活性最高。通過對(duì)3種不同外源植物生長調(diào)節(jié)劑處理金柑幼果各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析發(fā)現(xiàn),各處理綜合得分排序?yàn)門7>T3>T2>T8>T10>T11>T6>T9>T4>T5>T1>T2>CK,即6-BA 60 mg/L(T7)的效果最佳,最能促進(jìn)金柑幼果生長發(fā)育。