春季噴施植物生長調節(jié)劑對杏樹花期物候及坐果的影響

王棟梁，張志剛，程 平，楊 璐，李 宏，孫明森

(1.新疆農業(yè)大學 林學與園藝學院，烏魯木齊 830052；2.新疆林業(yè)科學院，烏魯木齊 830000；3.沙依巴克區(qū)園林隊，烏魯木齊 830002)

杏樹(PrunusarmeniacaL)是中國北方的主要果樹之一，也是國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略及生態(tài)建設生態(tài)樹種，杏果的經(jīng)濟效益顯著，具有巨大的發(fā)展空間[1]。樹上干杏樹勢強健，童齡期短，每株產量可高達60 kg[2]，在品質及加工制干性能等方面表現(xiàn)良好，對新疆杏樹產業(yè)結構的優(yōu)化有重大意義。但樹上干杏在北疆常受樹種本身特性(花期早易受晚霜凍害等，致使產量不高)的制約，造成推廣困難。早期常用煙熏、樹干涂白、果園灌水等物理方法來預防倒春寒，但費工、效果差，近幾年來，植物生長調節(jié)劑延遲花卉和果樹花期已經(jīng)得到了廣泛應用和研究，如矮壯素(CCC)、多效唑(PP333)等植物生長延緩劑應用于花卉花期的推遲上，春季噴施100 mg/L PP333可使金盞花推遲19.7 d開花[3]；奈乙酸(NAA)、赤霉素(GA3)和乙烯利(CEPA)等植物生長促進劑也能推遲花卉和果樹的花期，春季噴施500～1 000 mg/L NAA可使牡丹花期推遲2～4 d[4]，推遲櫻桃、杏花花期5 d 左右[5]；在秋季對木奈李噴施100和150 mg/kg GA3，可推遲其花期3～7 d[6]；10月中旬在杏樹上噴施50～100 mg/L的GA3或100～200 mg/L CEPA，可推遲花期5～8 d[7]。植物生長調節(jié)劑在果樹上的應用還涉及食品安全的問題，因為其屬于農藥，有一定的毒性，人體長期食用后在體內積蓄，造成慢性中毒[8]。目前，關于植物生長調節(jié)劑對樹上干杏花期、坐果率以及其在果實中殘留方面的研究還較少。本研究以樹上干杏為試驗材料，在春季對其噴施不同質量濃度的植物生長調節(jié)劑，研究其對樹上干杏的花期時間、坐果率的影響，并且分析其在果實中的殘留量，旨在篩選出一種或幾種安全有效的植物生長調節(jié)劑，為北方地區(qū)受倒春寒危害嚴重的杏樹在保產和增產上提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 試驗地概況及材料 試驗地位于新疆天山西北部伊犁河南麓察布查爾縣境內的伊犁州林木良種繁育試驗中心(E 81.23°，N 43.86°)，此地全年平均溫度6.7～9.9 ℃，≥10 ℃的有效積溫3 185 ℃，無霜期為140～180 d，平均年降水量273 mm，年日照2 800 h，全年太陽輻射總量為562.21 kJ/cm2，試驗地管理水平中等。在試驗地選擇10 a生、高3～4 m、冠幅2.5～3 m、處在盛果期、生長勢健壯一致的75株樹上干杏進行試驗。

1.1.2 主要試劑與儀器設備 GA3、PP333、CEPA、ABA、NAA和CCC 6種生長調節(jié)劑(表1)，主要分析試劑有甲醇，色譜純，由廣州市麒旭化工有限公司生產；NAA、PP333標準物質，純度99.0%以上，由上海宸功生物技術有限公司生產。高效液相色譜Waters e2695，由美國Waters公司生產，其中檢測器為Waters 2998：二極管陣列，色譜柱為 Sun Fire C18(4.6 mm×150 mm，5 μm)。酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒，由上海江萊生物科技有限公司生產。

1.2 方 法

2017-03-31早晨，待露水蒸發(fā)過后，選擇伊犁州林木良種繁育試驗中心果園內的75株樣樹，對其噴施6種植物生長調節(jié)劑，每種植物生長調節(jié)劑設置4個質量濃度梯度，每種處理3株樹，另對3株樹噴施清水作為對照(CK)，噴施時以在枝條上形成水滴為標準，本次噴施時花期處于露萼期。噴施6種植物生長調節(jié)劑及質量濃度見表1。

表1 植物生長調節(jié)劑種類及噴施質量濃度Table 1 Plant growth regulator species and spraying mass concentration

1.3 測定項目及方法

1.3.1 物候期的觀察 4月1日-4月20日，每天8:00[9]，統(tǒng)計75株樹上干杏花的物候期，參照桃樹花的物候期觀察項目及標準[10]，統(tǒng)計樹上干杏花的物候期，具體標準為：①露瓣期(露白期)：花萼綻開，花瓣有5%露出；②初花期：全樹5%花朵開放；③盛花期：全樹75%花朵開放；④盛花末期：全樹完全花朵開放；⑤完全謝花期：全樹95%花瓣掉落。記錄相同處理下3株樹各物候期出現(xiàn)平均時間。

1.3.2 完全花比率的統(tǒng)計 盛花期，在每株樹的東、南、西、北4個方向，各選1枝具有長、中、短果枝和花束狀果枝的中上部枝條，總花數(shù)不少于100朵，掛牌標記。記錄掛牌枝條上花的敗育狀況，統(tǒng)計相同處理下3株樹的平均完全花數(shù)量，完全花數(shù)是以長有雌蕊且雌蕊不低于雄蕊為標準。計算完全花比率，完全花比率=3株樹掛牌枝條的平均完全花數(shù)/3株樹掛牌枝條的平均花數(shù)×100%。

1.3.3 坐果率的統(tǒng)計 5月25日(生理落果期的第3個時期，已經(jīng)受精的幼果會進入果實著色期，果實不再脫落)，統(tǒng)計相同處理下3株樹，掛牌標記的枝條上的坐果數(shù)，計算坐果率。坐果率=3株樹掛牌枝條的平均坐果數(shù)/3株樹掛牌枝條的平均花數(shù)×100%。

1.3.4 果實中植物生長調節(jié)劑殘留量的檢測 于5月25日(生理落果期)、6月27日(果實著色期)，在75株杏樹陰陽兩面的上、中、下、內、外等不同部位各采集10個以上(不少于1 kg)生長正常、無病害的果實，去除果柄、果核，用研缽磨碎，用四分法將樣品分成100 g以上，將其標號放入-80 ℃低溫冰柜，備用。

PP333、NAA殘留量用高效液相色譜Waters e2695檢測[8，11]，具體方法如下：

(1)提取。稱取研磨后的水果樣品10 g( 精確至0.000 1 g)于50 mL的離心管中，加入20 mL體積分數(shù)80%甲醇提取劑，18 000 r/min條件下離心30 s，超聲提取20 min，將提取液于8 000 r/min離心5 min，取上清液進行凈化。

(2)HPLC 測定。分別用5 mL甲醇和5 mL水預處理C18固相萃取小柱，取5 mL提取液過柱，再分別用5 mL水和體積分數(shù)5%甲醇水5 mL 淋洗，棄去淋洗液，抽干小柱后，用5 mL甲醇洗脫2遍，于室溫條件下用氮氣吹干洗脫液，用1 mL 色譜純甲醇定容，過0.22 μm濾膜，進行高效液相色譜(HPLC)測定。色譜條件為：流動相為甲醇-磷酸混合液[V(甲醇)∶V(體積分數(shù)0.02%磷酸)=60∶40]，柱溫 30 ℃，檢測波長 220 nm，流速 1.2 mL/min，進樣體積 10 μL。

GA3、CCC、CEPA、ABA殘留量用酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒檢測，具體方法參考該試劑盒說明書進行檢測。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2003統(tǒng)計數(shù)據(jù)，用SPSS19.0 軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同質量濃度植物生長調節(jié)劑對樹上干杏花期的影響

由表2可知，未噴植物生長調節(jié)劑(CK)的樹上干杏初花期一般在4月9日，完全謝花期在4月17日，花期8 d，露瓣期與初花期相隔7 d，初花期與盛花末期相隔3～4 d，盛花末期與完全謝花期相隔4 d。與CK相比，不同植物生長調節(jié)劑處理后樹上干杏的露瓣期、初花期、盛花期、盛花末期、完全謝花期總體上均推遲。6種植物生長調節(jié)劑中，PP333、CEPA 、NAA 能明顯推遲樹上干杏露瓣期，CCC、NAA能明顯推遲樹上干杏初花期、盛花期、盛花末期、完全謝花期，其中500～1 000 mg/L NAA的效果較優(yōu)，其能推遲樹上干杏初花期4～6 d，推遲完全謝花期3～4 d，能減少初花期與盛花末期間隔時間，使花開放整齊；縮短花期1～2 d，減少花朵受凍害的幾率。這是因為NAA對營養(yǎng)器官縱向生長有明顯的促進作用，能維持植物的頂端優(yōu)勢，抑制抽芽，從而推遲初花期時間。NAA處理后新梢徒長，且在處理初期新梢中IAA含量較高，而 IAA是一種抑花激素，它的含量升高會抑制花芽的分化[12]；之后IAA含量的降低[13]，抑制作用減弱，因此減少了初花期與盛花末期的間隔時間并減少了花期時間。

表2 不同植物生長調節(jié)劑處理下樹上干杏花的物候期Table 2 Phenological period of apricot trees under treatments of different regulators

2.2 不同質量濃度植物生長調節(jié)劑對樹上干杏完全花比率和坐果率的影響

從表3可以看出，隨著GA3、PP333和CEPA噴施質量濃度的增加，樹上干杏完全花的比例呈先降低后升高的變化趨勢；隨著NAA、CCC噴施質量濃度的增加，樹上干杏完全花的比例呈先升高后降低的變化趨勢，當質量濃度在750 mg/L時完全花比率最高；隨著ABA噴施質量濃度的增加，樹上干杏完全花的比例呈先降低后升高再下降的變化趨勢。春季噴施1 000～4 000 mg/LCCC、50～200 mg/L ABA和1 500～2 000 mg/L CEPA均降低樹上干杏完全花比率，其中1 000～2 000 mg/L CCC、200 mg/L ABA、1 500 mg/L CEPA能大幅度降低完全花的比率，降幅為44.4%～58.2%；50～100和200 mg/L GA3，50和150～200 mg/L PP333及50～1 000 mg/L CEPA和500～750 mg/L的NAA均顯著提高完全花比率。可見，GA3、PP333、NAA在一定質量濃度范圍內能提高完全花比率。有研究指出，GA3促進后期花器官發(fā)育[14]、抑制花芽分化[15]，故GA3對完全花比率的提高有促進作用。研究發(fā)現(xiàn)，PP333能促進花粉萌發(fā)以及花粉管的增長[16]，故PP333增加了完全花比率。NAA能促進組織器官的縱向伸長[13]，增加花粉管長度，故NAA能提高完全花比率。

表3 不同質量濃度植物生長調節(jié)劑處理下樹上干杏的完全花比率和坐果率Table 3 Total flower ratio and fruit fructify rate under treatments of different regulators

從表3可以看出，100～200 mg/L PP333、CEPA、ABA、CCC均可明顯降低樹上干杏的坐果率，50～200 mg/L GA3、500～1 000 mg/L NAA均可明顯提高樹上干杏的坐果率。研究發(fā)現(xiàn)，GA3能抑制ABA的產生，減少幼果因養(yǎng)分不足而造成的脫落，加速幼果的生長發(fā)育，有助于子房坐果[17]，故能提高坐果率。NAA可促進細胞分裂，增加坐果率，促進新陳代謝和光合作用，加速生長發(fā)育，增強抗性，在一定范圍內抑制纖維素酶，防止落果[18]。 從表4可以看出，相對于其他處理，NAA、CCC顯著推遲初花期和謝花期時間；調節(jié)劑對花期時間、完全花比率影響不顯著；GA3、NAA顯著提高杏樹的坐果率，而PP333、CEPA、ABA顯著降低坐果率。

2.3 不同處理樹上干杏果實中的植物生長調節(jié)劑的殘留量

GB-2763-2014規(guī)定的不同植物生長調節(jié)劑在果實中最大殘留限量：CCC 0.1～10 mg/kg，PP3330.2～0.5 mg/kg，NAA 0.05～0.1 mg/kg，CEPA 0.05～20 mg/kg[19]。GA3殘留量在中國還沒有相關標準，美國、日本規(guī)定水果、蔬菜中GA3最高殘留限量為0.2 mg/kg[20]。由表5可知，生理落果期，除了PP333、NAA外，其他植物生長調節(jié)劑殘留量均較低，符合國家植物生長調節(jié)劑的殘留標準，果實著色期PP333和NAA的殘留量未超標。春季初花期噴施的植物生長調節(jié)劑經(jīng)過3個月的代謝、分解，均已符合國家標準。

表4 不同植物生長調節(jié)劑對推遲樹上干杏花期和坐果率平均值的影響Table 4 Effects of regulator on delay of apricot blossom and fruit rate

注：同列數(shù)據(jù)后標不同大、小寫字母分別表示在P<0.01和P<0.05水平差異顯著。

Note:Uppercase and lowercase letters in the same columns represent significant difference atP<0.01 andP<0.05.

3 討 論

3.1 植物生長調節(jié)劑對花期的影響

落葉果樹休眠解除后需熱量是影響開花的主導因素之一，更多的需冷量和需熱量有利于延遲花期[21]。落葉果樹開花所需熱量受遺傳控制，而遺傳的表達與內源激素調控有關，微量的植物生長調節(jié)劑可以調節(jié)控制植物體內源激素間相互平衡關系，改變開花所需的熱量。此外果樹花芽從休眠解除到開花是一個有機物積累的過程，營養(yǎng)物質的供應是植物開花結果的物質保障，植物生長調節(jié)劑可以調節(jié)控制植物體內物質代謝或生理功能，調控花蕾內有機物的累積速度，從而控制花期。

本研究中，500～1 000 mg/L NAA能推遲樹上干杏初花期4～6 d，并使完全謝花期推遲3～4 d。黃金鋒等[4]在春季噴施500～1 000 mg/L NAA也使牡丹花期推遲2～4 d，與本試驗結果一致。NAA推遲花期的作用在杏樹上同樣適用。時寶凌[22]認為，用NAA、IAA、2,4-D等植物生長調節(jié)劑處理，對開花激素的形成有抑制作用。NAA促進營養(yǎng)器官縱向生長，維持植物的頂端優(yōu)勢，從而抑制抽芽[23]。ZR促使芽的分化及側芽的發(fā)育，除去頂端優(yōu)勢[24]，高水平的GA、ZR有利于植物花芽分化[25]，而NAA使GA、ZR含量降低[13]，抑制花芽分化，推遲花期。NAA推遲花期的作用可能是IAA、GA、ZR等幾種內源激素共同作用的結果。

表5 不同植物生長調節(jié)劑在樹上干杏果實中的殘留量Table 5 Residual amount of plant growth regulators in the fruit

本研究中，1 000～3 000 mg/L的CCC推遲初花期3 d，推遲完全謝花期1～2 d。100～200 mg/L PP333延長初花期2 d，推遲完全謝花期2～3 d。萬茜等[26]用CCC處理鳳仙花，使其花期推遲1周，周志凱等[27]用大于1 000 mg/L的CCC處理菊花，使其花期推遲3～9 d。弓德強[28]還發(fā)現(xiàn)無論在秋季還是春季，100 mg/L PP333均顯著抑制春季花芽的萌發(fā)并推遲花期[3]。本試驗中PP333、CCC對果樹花期的推遲效果差于花卉，其主要原因可能與開花類型有關，杏花當年7月初進入花芽分化初期，第2年開花，花芽發(fā)育的各個時期經(jīng)歷的時間長，而花卉為直接開花型，當年開花，花芽的發(fā)育時間短，植物生長調節(jié)劑對花期的影響大。PP333和CCC能延緩植株莖頂端細胞分裂分化和伸長的進程，而且能夠抑制GA3的生物合成，ETH釋放率和ABA含量上升[29]。PP333通過調節(jié)GA3、ETH、ABA等內源激素之間的平衡，影響或暫時抑制花芽細胞的分裂、伸長和生長，從而延遲花期。PP333和CCC延遲花期的最佳質量濃度和噴施時間有待進一步認定。

本研究中CEPA和ABA對初花期的推遲效果較差，可能是由于處理的時間較晚，導致處理效果變差，將處理時間提前至花芽萌動前效果可能更優(yōu)。研究認為，CEPA處理增加了春季花芽萌動時的需熱量，從而延遲了果樹的萌芽和開花[30]。CEPA處理后花芽內的乙烯含量增高，導致ABA含量也增高，抑制了細胞分裂，從而減緩了花芽的生長發(fā)育。外施ABA可降低穗內源IAA、GA的含量，增加內源ABA的含量[31]，在芽中，ABA主要集中在芽外圍的鱗片中，剝除鱗片，芽就會萌發(fā)，剝除鱗片使得ABA/GA的比值降低，促使芽萌發(fā)[30]。CEPA和ABA是影響植物開花的重要激素，但處理時間和質量濃度還待進一步試驗認證。

3.2 植物生長調節(jié)劑對完全花比率和坐果率的影響

本研究中，GA3和NAA均能提高完全花比率和坐果率，且其高質量濃度處理的作用效果低于低質量濃度。前人發(fā)現(xiàn)低質量濃度NAA 促進花粉萌發(fā)和花粉管生長，提高完全花比率，而在高質量濃度下有抑制作用[32]，與本試驗結果一致。韓宏偉等[33]在巴旦杏盛花期噴施10 mg/L(或25 mg/L)的GA3和10 mg/L 2,4-D(NAA類似物)，均顯著提高巴旦杏坐果率。GA3和NAA促進了細胞分裂和生長，促進養(yǎng)分的吸收，防止生理落果，有利于形成無核果實，從而提高完全花比率和坐果率。

本研究中，經(jīng)PP333處理后，樹上干杏坐果率下降6.9%～8.1%。李嘉瑞等[34]應用生長延緩劑PP333，使巨峰葡萄出現(xiàn)坐果率低及小型果粒數(shù)增加的現(xiàn)象。與本研究結果一致。王朝鳳[35]指出PP333對花粉萌發(fā)的抑制作用強度為40.7%，遠高于對花粉管長度的促進作用強度26.3%。PP333雖能提高完全花比率，但降低坐果率，其原因可能是由于PP333抑制了花粉萌發(fā)，抑制了花果對養(yǎng)分的吸收，導致生理落果，坐果率降低。

本研究中，500～1 000 mg/L CEPA提高完全花比率1.2%～13.1%，而高質量濃度(1 500～2 000 mg/L)的CEPA則使完全花比率降低了16.8%～43.6%；唐志鵬等[36]發(fā)現(xiàn)，用800 mg/L的CEPA處理，可明顯降低雞嘴荔的成花率。坐果率隨CEPA噴施質量濃度的增高而降低，1 500～2 000 mg/L CEPA使坐果率嚴重降低；陳登文等[37]認為，CEPA處理雖使杏花雌蕊敗育率降低，但同時也降低了花粉活力，從而降低了坐果率。剛明慧等[38]在庫爾勒香梨初花期噴施CEPA，降低了庫爾勒香梨的坐果率，CEPA被器官吸收后產生大量內源乙烯，促使離層纖維素的形成，阻礙著開花授粉受精過程的發(fā)生，削弱了花果對營養(yǎng)物質的競爭能力[39]，從而降低了樹上干杏的坐果率。

綜上所述，本研究認為春季噴施500～1 000 mg/L的NAA對推遲、延長花期，增加坐果率有明顯作用，可應用于生產當中；CCC和PP333也能推遲花期、提高坐果率，但高質量濃度(>150 mg/L)的處理對坐果率產生不良影響；6種植物生長調節(jié)劑在果實發(fā)育過程中被代謝分解掉，果實著色期后符合國家植物生長調節(jié)劑的殘留標準，可以安全使用。