蘇霽虹
(遼寧省林業廳外資項目辦公室,沈陽 110036)
眾所周知,樹木生長發育不僅需要水分、礦物質和有機物的供應,而且還受到一類生理活性物質——植物激素的調節和控制。近些年來,隨著人們對植物激素生理生化作用研究的深入,人工合成的具有植物激素功能的植物生長調節劑,已被廣泛應用于農林業生產中,如在促進插枝生根、控制萌發和生長、防止落花落果、疏花疏果、形成無籽果實、增加產量、提高抗逆力等方面,皆顯示出重要的調控作用。某些生長調節劑的應用已成為經濟林果樹生產技術中不可或缺的組成部分。
植物生長調節劑的種類主要有:生長素類、赤霉素類、細胞分裂素類、乙烯發生劑和乙烯抑制劑、生長延緩劑和生長抑制劑,其它尚有茉莉酸、多胺、油菜素內酯、水楊酸等。
植物生長調節劑在應用上主要有以下特點:(1)作用面廣,應用領域多;(2)效果顯著,殘毒少,使用較低濃度的植物生長調節劑即可對植物生長、發育和代謝起到重要的調節作用;(3)對植物的外部形態與內部生理過程進行雙調控;(4)一些栽培技術措施難以解決的問題,可以通過使用植物生長調節劑得到解決,如打破休眠、調節性別、促進開花、化學整枝、防治脫落、促進生根、提高抗性等。
植物生長調節劑具有多方面的生理作用,通常可分為兩大類:一類是具有生長促進作用,促進細胞分裂,如奈乙酸(NAA)可以促進植物生根、發芽、開花,赤霉素(GA)可打破植物休眠,6-芐基氨基嘌呤(6-BA)可防止植物衰老,三十烷醇可增強植物體內酶的活性,提高發芽,增強光合強度,提高葉綠素的含量等;另一類對植物生長有抑制作用,可矮化植株、催熟脫落,如乙烯利可加速果實成熟和脫落,矮壯素(CCC)抑制植物內源激素赤霉素的合成、控制作物瘋長,多效唑(PP333)能抑制植物細胞的分裂與伸長、減弱植株頂端生長優勢,助壯素可促進發育、提前開花、抑制徒長等。但植物生長調節劑的這種促進與抑制作用,并非絕對的,同一種生長調節劑在低濃度下可作為生長促進劑,而在高濃度下又可作為生長抑制劑。例如,用低濃度2,4-D處理作物時,具有促進生根、生長的作用;而在高濃度時,便抑制作物生長;當使用濃度進一步提高時,便能殺死雙子葉植物,具有類同除草劑的作用。因此,應根據植物自身的生理狀況、外界環境條件、栽培措施等合理使用植物生長調節劑,并正確掌握藥劑使用時期、濃度、次數和方法等技術,才能獲得預期效益。
2.1 打破種子休眠
使用生長調節劑可打破經濟林果樹種子休眠,促進萌發,縮短層積處理時間。例如,通過試驗證實,用GA 1000~3500mg/L處理過的砂梨種子,低溫層積30d即可解除休眠,比直接混沙層積縮短30d,其發芽率亦比直接混沙層積要高;櫻桃種子采收后立即浸于GA3中24h,可使后熟期縮短2~3個月,或將種子在7℃冷藏24~34d,然后浸于100mg/L GA3中24h,播種后發芽率達75%~100%;在中國櫻桃胚培養基中加入BA可代替低溫層積處理而打破種胚休眠,萌發率高達100%;對早熟杏進行胚培養時,在1/2MS培養基中附加2mg/L的BA可打破杏胚休眠,成苗率為83.3%。
2.2 促進插穗生根
植物生長發育受酶的調節,采用生長素處理插穗能誘導莖組織內形成淀粉水解酶,促進磷酸激酶的活性,從而推動呼吸鏈的快速運轉,增強細胞壁的透性,進而使較大比例的能量和代謝產物積累到根發端區,促發新根。吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、2,4-D是生長素類的植物生長調節劑,皆能誘導mRNA的合成,從而產生生根所需要的能量和酶蛋白,促進細胞的生長,使插穗快速生根和萌芽。目前,用于促進扦插生根的生長調節劑主要有IAA、IBA、NAA、苯酚化合物、ABT生根粉、GGR等。有關實例不勝枚舉:將無花果插條用生長素 NAA、IBA、IAA、2,4-D處理后進行水培,生根率達100%;應用GGR7處理冬棗嫩枝插穗,可使其發根率達85%左右,為生產上大規模應用嫩枝扦插快繁育苗找到了理論依據。
值得注意的是,不同植物生長調節劑對同一樹種扦插生根的影響不同,同一植物生長調節劑不同濃度處理同一插穗的生根效果不同,處于不同物候期的同一樹種的插穗(硬枝插穗和嫩枝插穗)對同一植物生長調節劑相同濃度處理時的生根反應也不盡相同。例如用植物生長調節劑6-BA、激動素(6-KT)、IBA、比九(B9)和乙烯利分別處理紅桑插插穗,其結果是:6-BA以2mg/L(處理插枝基部16.5h)促進作用最好;6-KT以6mg/L(處理插枝基部16h)促進作用最好;IBA以100mg/L(處理插枝基部13.5h)促進作用最好;而B9(≥200mg/L)和乙烯利(≥0.5%)則對紅桑插穗生根有明顯的抑制作用。所以說,插穗能否生根除了與植物本身遺傳特性和實施扦插的季節有關外,還與處理插穗的激素種類和濃度等因素有密切關系。
2.3 提高果樹抗逆性
試驗證明,CCC、PP333、B9等植物生長延緩劑皆能增強蘋果、柿、核桃、櫻桃等多種經濟林果樹的抗寒、抗旱能力;在核桃新梢15cm長時葉面噴布1000~2000mg/L多效唑(PP333)能顯著降低新梢生長量,提高枝條可溶性糖含量,從而提高抗凍性,避免越冬抽條;崗山白桃幼樹噴施2000mg/L多效唑可提高其越冬抗寒性;蘋果幼苗用50~150mg/L茉莉酸處理可使氣孔開度減小27.4%~63.8%,顯著降低蘋果幼苗葉片相對電導率,提高脯氨酸和可溶性糖含量,從而減輕干旱對質膜的傷害,增強樹體在干旱條件下的抗脫水能力。市售“防凍(霜)劑”等產品的復合成分中,大都含有此類物質。
2.4 調節營養生長
2.4.1 延緩或抑制新梢生長。近年來,隨著設施栽培的興起,利用抑制營養生長的生長調節劑來協調營養生長和生殖生長顯得尤為重要。用控制樹體過旺營養生長的生長延緩劑,如PP333、烯效唑、CCC、立效等可使樹體矮化;PP333可抑制蘋果、核桃、桃、李、無花果、櫻桃等多種經濟林果樹的營養生長,使節間縮短,樹體矮化;用生長調節劑TDS對7a生錐栗做葉面噴施,可在一定程度上抑制錐栗的營養生長,極大地促進光合作用和代謝作用,多分化雌花,增加球果數,大幅提高堅果產量。
2.4.2 促進或延遲芽萌發。用細胞分裂素類生長調節劑BA可促進側芽萌發并形成副梢,也可促進已經停止生長的枝條重新生長——以BA為主要成分的軟膏制劑“發枝素”,已廣泛用于蘋果、山楂、歐洲甜櫻桃等多種果樹幼樹,可實現定位發枝;秋季使用生長調節劑使樹體提前落葉,可促進芽翌春提早萌發;甜櫻桃于覆蓋前10d噴40%乙烯利600倍液,迫使樹體提前落葉,9月初覆蓋,11月16日開始升溫,結果比人工摘葉和對照萌芽整齊,坐果率高,果實比露地栽培提早127d上市;油桃-17于10月15日和11月9日分別噴2000mg/L乙烯利和500mg/L GA,盛花期分別提早了5d和6d;于櫻桃正常落葉前2個月噴低濃度的乙烯利(250mg/L或500mg/L),可推遲花期3~5d;秋季噴布GA3(50mg/L),能推遲花期3周左右,從而有效避免早、晚霜危害。
2.5 調節花芽分化
2.5.1 促進或抑制花芽分化。促進成花的生長調節劑主要有PP333、乙烯利、BA等。在桃、果梅等多個樹種上,尤其是幼樹,施用PP333能明顯地抑制樹體過旺的營養生長,促進成花;對營養生長過旺的金太陽杏幼樹噴施300倍或350倍的PP333水溶液,可有效抑制新梢旺長,促進花芽形成,增加短果枝和花束狀果枝的比例;紅富士蘋果施用PBO可顯著提高花芽分化數量;應用激素、植物生長調節劑或多維營養制劑處理成年栗樹,可不同程度地調節開花結果狀況,用不同濃度的6-BA、PP333和KT進行組合處理,能顯著提高板栗花芽分化量和雌花簇數,尚能促進40%的實生苗至少提早1a開花結果。
GA3能抑制多種果樹的花芽分化。例如在花誘導期,噴施50~100mg/L GA3可以減少桃花芽形成數量約50%左右;扁桃于花芽生理分化期噴施100mg/L GA3,可抑制花芽形成,且花芽質量未見異常。
2.5.2 調節花的性別分化。較為典型的事例有:板栗在雌花分化期葉面噴施50mg/L、100mg/L GA3和100mg/L BA,能顯著提高雌花分化率,降低雄花與雌花的比值,用GA3處理后板栗雄花節位減少;乙烯利對板栗雌花分化具有顯著的抑制作用,促進雄花分化,并使雄花序節位增多;核桃幼葉噴布三碘苯甲酸(TIBA)+GA3時,可增加雌花芽數量;整形素C可有效地增加核桃雄花敗育數量,但不影響雌花分化數量;PP333能有效地改變橄欖雌雄花的比例,增加雌花數量。
2.6 誘導單性結實
果實的形成和發育與激素有關。研究發現,外施生長素、赤霉素和細胞分裂素皆可刺激正常情況下不能單性結實的樹種單性結實,形成無籽果實,如用IAA、GA3、BA處理可使無花果獲得單性結實果;GA3可誘導葡萄、西洋梨單性結實;玫瑰香葡萄于花前和花后10d,以50mg/L GA3分2次處理花序和果穗,可使其全部無核并增重50%;用外源生長調節劑GA3、N-(2-氯-4-吡碇基)-N-苯基脲(CPPU)處理花期、幼果期的沙田柚可獲得少核果實,且生理落果大為降低,果實含糖量增加,果實品質得到一定程度的改善,但單果重略為降低。
2.7 調控坐果
2.7.1 促進坐果和防止采前落果。生理落果期間,抑制脫落的內源激素含量降低,使養分向幼果運輸減少,幼果由于養分不足而脫落。而噴施GA3補充了抑制脫落的內源激素含量,同時赤霉素有抑制脫落酸的作用,從而防止幼果脫落,提高坐果率。盛花期噴施GA3可促進山楂、棗、巴旦杏、櫻桃、桃、李、杏等多種果樹的坐果率,尤其對提高山楂坐果率最為有效;棗樹初花期噴施100倍PBO可提高坐果率2~3倍;板栗用ABT10號20~30mg/L在花期、幼果迅速發育期重點噴施雌花結果部位,可提高坐果率,增產15%;用GA3+BA涂抹幼果和核苷酸+防落酸噴灑幼果均能顯著提高盆栽柑橘坐果率,尤以GA3+BA涂抹幼果的保果效應為極顯著;在巴旦杏盛花期噴施10mg/L或25mg/L的GA3或噴施10mg/L的2,4-D可顯著提高坐果率,在巴旦杏第一次生理落果后選用GA3、2,4-D各10mg/L、20mgL的濃度組合噴施處理幼果,可較對照有效提高幼果保果率,防止出現大量落果。
2.7.2 化學疏果。生產上較為常用的疏果劑有NAA、萘乙酰胺(NAAm)、乙烯利、石硫合劑等。BA是蘋果的有效疏除劑,對紅富士、金冠、元帥等多個品種均有明顯的疏果作用;日本用NAA疏除柿果,以5~10mg/L在盛花后10~20d噴布,具有明顯的疏除效果。
2.8 調節果實生長發育
2.8.1 促進果實增大。GA3常被用來促進果實增大。無籽葡萄噴施GA3可促進果粒的生長;細胞分裂素類物質,如BA、CPPU等在幼果發育期使用,明顯促進葡萄、獼猴桃、櫻桃等果實的增大;主要成分為赤霉素S復合物內源生長調節劑的“早優寶”能促進翠冠梨細胞膨大,提高果實產量,明顯改善內在品質;早蜜桃盛花后30d用50mg/L、100mg/L、150mg/L GA3液處理幼果,可使果實膨大并增加果重。
2.8.2 影響果實品質。以外源生長調節劑GA3及CPPU處理花期、幼果期的香蕉李,其生理落果大為降低,果實的含糖量增加,果實品質得到一定程度改善;GA3顯著提高早蜜桃果實的糖酸比及硬度,但對果實維生素C含量和著色率無明顯影響;蘋果在落瓣期后7d噴GA4+7可減輕果銹,使用BA會增加果銹,二者混合使用時則不會增加金冠果銹;茉莉酮酸甲酯處理明顯地促進蘋果果皮β-胡蘿卜素合成和葉綠素的降解,因而促進果皮顏色的變化,處理呼吸躍變前的夏紅蘋果,能促進酯類、乙醇和乙酸的產生,對躍變后的果實影響很小;但對貯藏后的金帥蘋果用茉莉酮酸甲酯處理則降低酯類含量;GLD生長調節劑在楊桃生產上的初步應用表明,其能促進楊桃穩定增產和提高果實品質。
2.8.3 調控果實成熟期。乙烯利對大多數果樹果實具有催熟作用。如在無花果緩慢生長期間,噴施乙烯利200~400mg/L可促使果實迅速生長,從而使果實提早成熟;山楂在盛花期噴施GA3,既能提高坐果率,也表現出明顯的促熟效果,一般提早成熟10d左右;GA3對翠冠梨果實的生長發育具有良好的促進作用,可增大果實,提早成熟,但不影響果實內在品質和果形指數;核桃于采收前27~10d噴施500~2000mg/L乙烯利,可提早成熟5~10d,且青皮開裂時間較整齊,有利于一次性采收和脫青皮,但在樹上噴乙烯利催熟有時會導致嚴重落葉;在采收前2~3周樹上噴布125mg/L乙烯利和250mg/L(或500mg/L)NAA混合液,可使青皮開裂率達100%,而落葉率僅20%左右。
使用生長調節劑也可延遲某些經濟林果樹的果實成熟期,如甜櫻桃果實生長第二期噴布10mg/L的GA3,可延遲果實著紅3~4d,有利于避開因雨水引起裂果最敏感時期,果實變硬,耐貯運。
生長調節劑在農林業生產實踐中得到了廣泛的推廣和應用,既有成功范例,亦有失敗的教訓,究其原因,主要是對生長調節劑的特性認識不夠和使用不當造成的。
3.1 首先要明確生長調節劑不是營養物質,也不是萬靈藥,更不能代替其它農(林)技措施,只有配合水、肥等管理措施施用,方能發揮其應有效果。但有的植物生長調節劑夸大了使用效果,致使一些林農把調節劑當成肥料使用,把促進作物生長的希望全部寄托在調節劑上面,而不在施肥、灌水、中耕、松土等常規技術上下工夫,最終必然會影響到調節劑的使用效果。
3.2 要根據不同對象(植物或器官)和不同的目的選擇合適的藥劑。
如促進插穗生根宜用NAA、IBA、ABT生根粉和GGR等;促進萌芽則要用KT或6-BA;促進莖、葉的生長用GA;提高樹木抗逆性用BR;打破休眠、誘導萌發用GA;抑制生長時,草本植物宜用CCC,木本植物則最好用B9;葡萄、柑橘保花保果常用GA,鴨梨、蘋果疏花疏果則常用NAA。另外,研究還發現,兩種或兩種以上植物生長調節劑混合施用或先后施用,往往會產生比單獨施用更佳的效果,這樣就可以取長補短,更好地發揮其調節作用。再有,生長調節劑施用的時期也很重要,應注意把握,植物生長調節劑必須在植物生長的關鍵時機施用,才能發揮最大功效,如果時機選擇不當,非但不能收到理想效果,反而會帶來副作用。
3.3 正確掌握藥劑的濃度和劑量,切勿隨意加大用量。
生長調節劑的使用濃度范圍極大,可從0.1μg/L到5000μg/L不等,濃度要視藥劑種類和使用目的確定。劑量是指單株或單位面積上的施藥量,而實踐中常發生只注意濃度而忽略了劑量問題。正確的方法應該是先確定劑量,再定濃度。濃度不能過大,否則易產生藥害,但也不可過小,過小又無藥效。藥劑的劑型有水劑、粉劑、油劑等,施用方法有噴灑、點滴、浸泡、涂抹、灌注等,不同的劑型配合合理的施用方法,才能收到滿意的效果,此外,還要注意施藥時的氣象因素等。
3.4 配制方面的問題。
有的植物生長調節劑,如生產上應用較多的NAA、IBA等必須用酒精或溫熱的高度數白酒溶解后,才能兌水使用。但有的林農在使用植物生長調節劑前,常常沒有認真閱讀使用說明書,將調節劑直接兌水使用。由于有的調節劑不能直接在水中溶解,加之微量的調節劑若不事先配制成“母液”后再配制成需要濃度,藥劑很難一次混勻,因此也會影響到使用效果。
3.5 與其它物質混用問題。
植物生長調節劑與化肥、農藥等其它物質混用,必須在認真閱讀說明書并經過試驗后才能大面積使用。但很多農戶在使用植物生長調節劑時,為圖省事,常將其與化肥、殺蟲劑、殺菌劑等混用,希望達到既促進生長或保花保果,又補充肥料、防病治蟲作用。有時與其它物質混合得當,可以起到一舉多得作用,但若混合不當,也會事倍功半,甚至勞而無功。當然,通過科學試驗,將超強吸水劑與各種營養元素、生根劑、殺菌劑、次生代謝物質和添加劑等按最佳配比,輔之以必要的高科技手段(如電離輻射等)制成功能性復配劑,無疑具有理論和實踐上的雙重意義,亦是重要的創新方向。
3.6 先試驗后推廣原則。
為安全起見,應先做單株或小面積試驗,再中試,最后才能大面積推廣,切不可盲目草率,否則一旦造成損失,將難以挽回。
3.7 禁忌問題。
不可否認,目前植物生長調節劑林果種植業已有較多應用,1株果樹從幼苗至掛果成熟可能使用十幾種激素,囊括細胞分裂素、生長素、生根素、抑制劑等幾大類,常見的諸如ABT生根粉(促進生根成活)、赤霉素(促進發育)、膨大劑(增大果實)、乙希利(促衰老催紅)等等。至于最后在果實內有沒有殘留激素?如果有的話,那么超出的激素量對人體有多大危害?植物本身對激素的降解能力有多大?早熟、高產、具有漂亮外表的“激素果品”與人體、動物的性早熟有何聯系?目前學術界尚缺少這方面的研究,甚至還存在爭議。但有一點是必須正視的:就是AA級“綠色食品”是不許使用化學合成的肥料、農藥和任何激素的;而A級的“綠色食品”對化學合成的肥料、農藥限定品種、濃度、時間限量使用,對由生物源提取(非化學合成)的生長調節激素則允許使用;另外,國家有關部委(局)宣布開啟的“三綠工程”(開辟綠色通道,培育綠色市場,提倡綠色消費),標志著“激素果品”被淘汰出局已成定局,因此,發展有機果業勢在必行。
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