盧蒙蒙,江 珊,張國浩,鄒養軍
(西北農林科技大學園藝學院,陜西楊凌 712100)
蘋果花果管理中通過疏花疏果以確保合理的負載量,調節生長和結果的關系,防止大小年發生,提高果實商品率,增加收益。傳統的疏花疏果依靠人工進行,需要大量勞動力,化學疏花疏果不僅縮短了勞動時間而且能夠降低生產成本。由于花的誘導與強烈的細胞分裂和最初的果實生長同時發生,化學疏除通過向果樹噴施化學試劑去除多余的花朵和果實,調節植物生產能力,從而防止果實之間爭奪養分使果個減小、果實品質變差[1]。機械疏花疏果是相對較新的技術,可用于直接去除多余的花朵和果實[2]。但機械疏除的準確度不高而且會對樹體造成機械傷害,目前國內鮮有應用。國外果園每年需要進行適當的化學疏花疏果,以實現其在花朵數量、果實大小、果實品質、果梢比和防止交替結果方面的合理性[3]。目前國內把化學疏花疏果作為研究重點,根據不同化學試劑在果樹開花后的不同時期進行噴施,利用負載量確定合適的藥劑和合適的噴施時期,為生產實踐提供技術指導。本文通過化學疏花疏果的研究背景、作用機理、影響因素等方面的論述,為化學疏花疏果劑在我國的推廣應用提供依據與指導。
化學疏花疏果起始于20世紀30年代的美國,最初一些藥劑是用來防治病蟲害,無意間發現其具有疏花疏果作用。1939年有學者報道了二硝基化合物有疏花作用,之后又發現石硫合劑和西維因有較好的疏花疏果效果,但隨著廣泛應用,暴露出藥劑本身的缺點和不同品種對藥劑的濃度需求不同,進而越來越多的疏花疏果藥劑被試驗和應用。20世紀50年代以后,開始嘗試使用混合藥劑即化學疏除劑和生長調節劑混用,其疏除效果明顯增加。目前國外把植物油、苯嗪草酮和含鈣化合物等作為研究重點,國內一些學者也在不同品種上研究這些試劑的噴施濃度與使用時期,尤其是含鈣化合物已成為眾多研究者的首選對象。
目前國內外常見的疏花劑有:石硫合劑、智舒優花、蟻酸鈣、橄欖油等;疏果劑有:智舒優果、苯嗪草酮、乙烯利、6-BA、NAA等。
二硝基甲酚(DNOC)是一種二硝基化合物,起初是作為一種殺菌劑被使用。日本在20世紀50年代進行花期噴施二硝基化合物試驗,發現二硝基甲酚會引起果銹發生,影響果實外觀品質[4]。一般在蘋果樹中心花盛開后噴施0.8~2 g/L二硝基甲酚,有較好的疏花效果,但不同品種、樹齡、樹勢所需濃度有所差異[5]。另外有報道稱,花期降雨,空氣濕度大,噴施該藥劑會使樹體發生藥害,而且DNOC含有重金屬,會污染果園生態環境,因此,從1989年開始已不再生產和使用。
石硫合劑是目前使用較廣泛的疏花劑之一,在20世紀50年代日本對其進行了細致的研究,并作為疏花劑一直沿用至今[6]。當‘紅富士’植株中心花75%~80%開放和整株樹75%花開放時,分別噴布稀釋200倍的45%晶體石硫合劑,具有較好的疏花效果[7]。使用石硫合劑疏花時,要熟悉花期并確定適宜的噴布時間節點;另外石硫合劑會使一些帶有鐵制品的噴霧器具生銹,影響機械設備之后的使用;同時石硫合劑的氣味會驅散蜜蜂,影響果園授粉質量。
Wilthin(Monocarbamide Dihydrogensulfate)是華盛頓唯一登記可使用的疏花劑,在大洋洲較為常用,最佳噴施時期是整株樹80%~90%花開放時,噴施濃度為2.5 g/L,適用蘋果品種有‘元帥’‘翠玉’‘瑞光’‘金冠’等。在落花后使用該藥劑進行噴施,果面會產生銹斑[8]。
含鈣化合物作為一種新型無公害疏花劑逐漸被廣泛使用。Ca是果樹生長和果實發育所需的礦質元素之一,常以鈣肥的形式被根系吸收進而被樹體利用,提高了果實的商品率和耐貯性。試驗表明,含鈣化合物在不同蘋果品種上都有不同程度的疏花作用而且效果好,還可起到補充鈣素、防治生理病害的作用。王來平等[9]研究表明,用200倍的有機鈣制劑在‘嘎拉’蘋果盛花初期和盛花后2 d各噴布1次,疏花效果較好而且穩定,單株產量也高。薛曉敏等[10]對‘紅將軍’蘋果疏花試驗表明,在盛花期和謝花后10 d噴布10 g/L有機鈣制劑,花朵坐果率比清水對照降低9%左右,單果比率提高50%左右。白建瑞[11]在‘富士’上噴布施易樂鈣制劑(山西農業生物技術研究中心研制)和蟻酸鈣(CFA)進行疏花試驗,結果表明,100倍的施易樂鈣制劑和10 g/L蟻酸鈣試劑,分別在頂芽中心花開放后3 d和5 d連續噴布2次疏花效果較好,既可保留中心花,又能疏除邊花和腋花,疏花效果與人工相似,而且100倍的施易樂鈣制劑噴施后樹體內鐵、錳、鋅等微量元素均高于對照。
植物油屬于一種天然產物,對果樹安全、友好,不傷害葉片和果實,對蜜蜂有益,將會是有機果園化學疏花的首選對象。Ju等[12]用不同濃度的玉米油乳液在開花期進行噴布,發現玉米油乳劑的疏除效果取決于使用濃度和噴布時間,使用濃度越高,噴布越早,疏除效果就越好;3%~5%的玉米油乳劑,在全樹20%的花開放時使用,疏除效果較好;另外玉米油處理后,不管是在使用時還是使用后,都不會對果實或者葉片產生損傷;提高了當年蘋果產量,不會影響下一年花芽量。雷遠等[13]研究表明,30 g/L大豆油在‘嘎拉’蘋果初花期后的第2 d和第4 d進行噴施,單果比率和果實品質會提高。Deyton等[14]研究也表明植物油處理蘋果樹后不會產生不良影響,而且處理光合作用與對照相似。
西維因原本是一種殺蟲劑,20世紀50年代在美國注冊,是蘋果化學疏除中應用最廣泛的疏除劑。隨后又有學者研究表明其無藥害,使用時期和適宜濃度范圍較廣,疏果的同時兼具防治病害。王來平等[15]在‘嘎拉’‘煙富3’‘富士’3個品種上噴施西維因進行試驗,表明在盛花后10 d和20 d分別噴施400倍藥液疏果效果好,單果重增加,果實品質與對照人工疏花疏果相比有所提高。任洪毅[7]試驗表明,在果實直徑6 mm和10 mm左右分別噴施2次500 mg/L西維因,其單果重和空臺率較高,與人工疏除接近。‘富士’是我國蘋果主栽品種,西維因對‘富士’的疏除效果不太穩定,萘乙酸、6-BA、苯嗪草酮等逐漸取而代之。
萘乙酸(NAA)是一種人工合成的生長調節劑,最初使用是為了防止蘋果早期落果,結果卻促進了落花落果,此后對其深入研究發現花后噴施可以疏除幼果,便成為疏果劑使用。里程輝等在‘岳帥’蘋果試驗中,噴施10 mg/L萘乙酸起到了較好的疏除作用,而且提高了果實品質[16]。薛曉敏等研究表明,‘富士’蘋果在盛花后15 d和25 d,分別噴布10~20 mg/L的NAA具有較好的疏除效果[17]。但有報道稱NAA使用后效果不穩定,引起葉片向上生長,有時會產生侏儒果等。
6-BA(6-benzylaminopurine)是細胞因子組中的一種化合物,Greene研究發現,6-BA通過增加細胞分裂進而提高果實的大小[18]。Fallahi等[19]證明苯嗪草酮與6-BA聯合使用對蘋果幼果的疏除有較好的作用。薛曉敏等[20]在‘紅富士’蘋果落花后,噴布200 mg/L的6-BA疏除效果較好,而且果實品質有較好的提高。Stopar[21]認為單獨噴施6-BA和NAA與2種藥劑混合噴施疏除效果沒有明顯差異,但6-BA的存在可以明顯提高一級果的比率。雖然6-BA可以增大果個,提高果形指數,增加了第2年的花量,但是在多雨的地區使用易造成樹形混亂。
苯嗪草酮作為一種光系統Ⅱ抑制類除草劑已被注冊,逐漸將成為取代西維因和6-BA的新型疏花疏果藥劑。350 mg/L苯嗪草酮,在幼果直徑為6~8 mm進行第1次噴布,12~14 mm進行第2次噴布,與216 mg/L的乙烯利在果實膨大期使用,疏除效果都相對較好,而且果實大小得到改善[22]。根據Basak研究,在適宜天氣下,350 mg/L苯嗪草酮在“Gala Must”蘋果樹上具有較好的疏除作用,但如果花期天氣不適宜,可能會導致過度疏除[23]。Brunner在“Golden Delicious”蘋果中研究發現,果實直徑為8 mm時噴施苯嗪草酮試劑,當試劑濃度高于900 mg/L,隨著試劑濃度增加,單株產量降低,單果重增加[24]。Stern and Greene[25-26]觀察到,隨著苯嗪草酮濃度的增加,果樹上大果數量也增多。在蘋果幼果上噴布苯嗪草酮后,并沒有引起葉片損傷,造成小果、畸形果、銹病果或者在果實中檢測到殘留水平,而且隨著作物負載量的減少果實內在品質也得到提高。
乙烯利是一種植物生長調節劑,具有促進果實成熟的作用。Stopar[27]在‘Jonagold’‘Elstar’‘Golden Delicious’上發現,花后噴布300 mg/L 的乙烯利具有較好的疏除效果。張建國等[28]在‘富士’盛花后10 d噴布300 mg/L的乙烯利,單果重和果實著色指數明顯高于對照,而且提高了翌年花序量。
二硝基化合物、石硫合劑和含鈣化合物的作用機理是破壞柱頭和落在柱頭上的花粉管,阻止授粉受精的進行,只影響尚未受精和正在開放的花朵[29]。目前對植物油疏花機理的研究鮮有報道,但通過去雄把橄欖油涂抹到雌蕊柱頭表面,再授以其他品種花粉,表明橄欖油附著在雌蕊柱頭表面形成一層隔膜,使得花粉和柱頭不能接觸從而阻止正常授粉受精過程[13]。苯嗪草酮疏除機理主要是通過降低光合作用,在原理上它的作用類似于遮陰,通過嫩葉和幼果之間爭奪養分,造成幼果饑餓脫落。
西維因的主要作用部位是果實的維管束組織,阻礙果柄離層中的營養和代謝產物向果實運輸,通過影響維管束內營養物質的運輸,使部分幼果生長缺乏足夠的營養物質供給而逐漸脫落,屬于養分阻礙學說[5]。關于萘乙酸的疏果機理研究較多,有研究認為萘乙酸處理后乙烯含量增加,生長素運輸受到影響,光合作用減弱,最終影響有機物質的生成和輸送[30]。6-BA的疏果原理與光合作用有關,它會抑制光反應,促進暗反應的進行,使大量的營養物質被消耗,由于消耗的營養物質大于合成,造成樹體缺乏營養而誘導果實脫落[31]。乙烯利的疏除機理是促使乙烯的生成,從而產生落果[32]。
MCPB-ethyl和CFA被注冊使用后關于它們的作用機理一直比較模糊。孟玉平等[33]試驗表明,MCPB-ethyl不影響花柱、柱頭和花粉管的授粉受精,而是通過阻礙胚珠組織的生長和發育促使落花落果,在授粉前和授粉后24 h之內噴布可抑制胚的發育;相反CFA不影響胚的發育,通過殺傷柱頭和花柱下面的花粉管,致使不能完成授粉受精導致落果,只對開放后到授粉2 d前有疏花效果。
影響化學疏除的因素較多,主要有噴施時期、噴施濃度、品種、樹齡、樹勢和天氣狀況等。
適宜的噴施時期不僅能夠為樹體節約養分和水分,而且可以避免大小年發生。不同藥劑噴布時期有所差距,一般情況下疏花劑在盛花初期全樹噴施第1遍,2~3 d后噴第2遍,疏果劑于幼果期中心果直徑0.6 cm左右時噴第1遍,幼果期中心果直徑1.0 cm左右噴第2遍。但乙烯利作為疏果劑使用時,第2次噴施相比其他疏果劑要遲。
不同蘋果品種所需濃度不一,如相同樹勢與樹齡的‘富士’所需濃度大于‘蜜脆’。另外在噴施時外圍濃度稍高于內膛,結果多的枝條噴施量大于結果少的。在噴施時應采用低濃度、高劑量,可防止疏除過度,尤其在第1次疏除時不可濃度過大。
自花結實品種疏除難度要高于異花授粉品種,如‘國光’自花結實能力大于‘元帥’,其疏除難度也高且不易疏除。生產中對于自花結實品種一般進行多次噴施或是加大濃度。另外樹體坐果率的高低不僅與品種有關,還與上一年的結果量、天氣狀況、樹體營養水平等都存在關聯,因此在噴藥時要綜合考慮各種因素,確定適宜噴布時期與用量。
通常幼樹比老齡樹較易疏除,由于幼樹體內爭奪養分相對較弱;上一年結果多的樹,當年正常結果也較易疏除,可能由于樹體內儲存的養分不足;長勢弱的樹也較易疏除,由于養分供應不足。因此對于同一品種要根據樹齡大小和樹勢強弱,配比合適的濃度以供生產種植上使用[34]。
在噴施前后天氣狀況對藥劑的影響也是相當大,苯嗪草酮在雨后或是陰天空氣濕度大,易造成疏除過度;而蟻酸鈣和萘乙酸在晴天干燥條件下噴施效果較好。晴朗的天氣,在花期噴施有利于花朵的開放和授粉,在坐果期噴施有利于提高坐果率,相反不利的天氣狀況會影響授粉和坐果率。
隨著人們生活水平的提高,對食物品質要求也越來越高,市場逐漸會從綠色無公害向有機食物發展,未來有機食物將是食品消費市場的主流。純天然、無公害化學疏花疏果劑將是疏花疏果的首選。目前使用的玉米油、橄欖油和蟻酸鈣等新型無公害試劑,不僅操作簡單,使用方便,對技術要求低,同時不污染環境,果實綠色安全無殘留,使這些藥劑有望成為廣泛使用的新一代化學疏花疏果劑,從而實現蘋果產業的高質量和新跨越發展。