無患子高接換種配套栽培技術(shù)優(yōu)化及應(yīng)用

黃華明 余榮卓 邱群 陳杰 黃靜怡

(1福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建南平 353000;2福建省洋口國有林場 福建順昌 353200;3福建省建陽范橋國有林場 福建建陽 354200;4吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 吉林長春 130118)

無患子（Sapindus mukorossiGaertn.）作為中國生物質(zhì)能源重點(diǎn)發(fā)展樹種［1］，其果肉含有皂素，可提取之用于制作高檔生物洗滌劑；種仁含脂肪油高達(dá)43.18%，可用來提取油脂，用于制造天然滑潤油和生物柴油。無患子經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，集生物質(zhì)能源、“天然”日用化工原料、園林觀賞、中藥等功能于一體，具有極高的開發(fā)價(jià)值，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)前景廣闊。根據(jù)國家林業(yè)局《全國林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃（2011－2020年）》，2020年全國油料能源林建設(shè)達(dá)422萬hm2，無患子油料能源林規(guī)模將達(dá)到25萬hm2。2019年福建省無患子油料能源林建設(shè)近2.5萬hm2。可前期對種苗重視不夠，規(guī)模種植普遍使用實(shí)生苗，造成品種良莠不齊；加上無患子成片栽培，采用造林模式管理，缺乏精細(xì)化管理，導(dǎo)致樹體高大、冠幅窄，造成少花少果現(xiàn)象，嚴(yán)重影響無患子油料能源林高效培育和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。研究無患子優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)在造林方面的應(yīng)用有重要意義。果用經(jīng)濟(jì)林普遍存在使用實(shí)生苗造林、生理落果現(xiàn)象嚴(yán)重、坐果率低等問題。羅國光［2］認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)林生理落果主要是由于花器發(fā)育不良、授粉受精不完全、胚珠退化和發(fā)育不良，而作為無患子科植物的一員，無患子在此方面表現(xiàn)尤為突出。無患子科植物的坐果率一般偏低。蔡小林等［3］研究顯示，荔枝坐果率僅有1.38%～4.75%，荔枝的生理落果過程有3次落果高峰：授粉受精不良；內(nèi)源激素減少，胚停止發(fā)育；營養(yǎng)供應(yīng)失調(diào)。刁松鋒［4］研究顯示，無患子單花序總花量最高可達(dá)2萬個(gè)左右，70%的花序?yàn)樾刍ǎ砺涔^程也有3次落果高峰。針對果用經(jīng)濟(jì)林可用以下保果措施，如修剪［6-8］、施肥料［9-11］和激素［12-14］等方法。關(guān)于無患子低產(chǎn)林改造的綜合措施研究未見相關(guān)報(bào)道。本研究利用種苗攻關(guān)選育出的無患子良種對低產(chǎn)無患子林進(jìn)行改良，選用2年生無患子實(shí)生苗和2＋6年生無患子黃果直序型（straight infructescenceyellow fruit type，SIYFT）［4］jj10［5］良種嫁接樹作為試驗(yàn)材料，經(jīng)高接換種后，用修剪與常規(guī)施肥、添加外源激素相結(jié)合的優(yōu)化栽培方法，以提高無患子的坐果率和產(chǎn)量，為無患子經(jīng)濟(jì)林改良和造林果實(shí)高產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 無患子

無患子結(jié)果樹種植于福建省南平市延平區(qū)洋口國有林場市郊管護(hù)點(diǎn)和現(xiàn)代田園農(nóng)業(yè)有限公司。選用2年生無患子實(shí)生苗（種植6年）和2＋6年生高接換種樹（2年生實(shí)生苗嫁接品系jj10后種植6年）無患子成年樹為試驗(yàn)材料。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

磨粉機(jī)（JYS-M01，九陽股份有限公司）；恒溫鼓風(fēng)干燥箱（HB881-8，蘇州市豪貝節(jié)能烘箱廠）；索氏提取器（NAI-ZFCDY-8Z，上海那艾精密儀器有限公司）；短程分子蒸餾器［FMD-60（A），上海科興儀器有限公司］；低速離心機(jī)（TD6M，山東博科科學(xué)儀器有限公司）；冰箱（BCD-580WIPDCL，珠海格力電器股份有限公司）；天平，（JT3010N/0.1g，上海精天電子儀器有限公司）；游標(biāo)卡尺（哈爾濱北量工具制造有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)樹選擇

在坡向、土壤基本一致的條件下，從2＋6年生的無患子品系jj10中選擇生長樹勢、地徑大小、冠幅冠層、枝條生長量基本一致的60株作為試驗(yàn)材料，共6個(gè)處理，分別記為1、2、3、4、5、6，每個(gè)處理10株；同時(shí)選擇8年生實(shí)生苗6株作對照。試驗(yàn)樣株均無病蟲害，樹體健壯，能正常開花結(jié)果。

1.2.2 試驗(yàn)方法

1.2.2.1 無患子高接換種對投產(chǎn)和品質(zhì)的影響

2014年12月中旬對無患子優(yōu)良品系jj10進(jìn)行修剪，用500倍液多菌靈消毒；采集無患子優(yōu)良品系jj10發(fā)育枝，在2～4℃冰箱中用保鮮膜全封閉后保鮮保濕，至次年2月初開始嫁接（接穗可以貯藏保鮮2個(gè)月以上）。2015年春季對無患子試驗(yàn)林進(jìn)行高位換種，2016年起對無患子實(shí)生苗和嫁接苗進(jìn)行整形，2017—2019年（開花期為5月下旬，5—11月調(diào)查）觀察無患子實(shí)生苗和嫁接苗開花和結(jié)果情況。調(diào)查高接樹和實(shí)生苗單位面積花穗數(shù)量和結(jié)果量；用電子天平測定無患子果實(shí)質(zhì)量，計(jì)算單果重；采用醇提法萃取無患子果肉皂苷［15］，索氏提取法提取無患子籽油總量［16］。

1.2.2.2 不同修剪強(qiáng)度對無患子開花和結(jié)果影響

2016年起對無患子嫁接苗進(jìn)行修剪，選留3個(gè)骨干枝，開展角度45°，枝角45°［6］，每個(gè)主枝分枝選留2～3個(gè)，保持自然開心形。2019年（11月落葉后）對結(jié)果樹采用長放（不對枝條修剪）、輕短剪（剪除枝條長度1/3）、中短剪（剪除枝條長度1/2）、重短剪（剪除枝條長度2/3）等修剪方式，春季調(diào)查抽梢數(shù)量和開花結(jié)果情況，冬季調(diào)查結(jié)果數(shù)量和產(chǎn)量。

1.2.3 調(diào)查內(nèi)容和測定

采用單株小區(qū)法，重復(fù)3次。在每個(gè)處理植株的東、南、西、北4個(gè)方位分別選擇3個(gè)長勢、大小、物候期相似的花穗進(jìn)行固定調(diào)查，2020年5月20日調(diào)查各處理每株花穗的雌雄花數(shù)量；6月1日生理落果前調(diào)查各處理每株花穗的幼果量；8月20日進(jìn)行結(jié)果數(shù)量統(tǒng)計(jì)；12月上旬果實(shí)完全成熟時(shí)采收，以調(diào)查果穗為單位，采用游標(biāo)卡尺和天平進(jìn)行果實(shí)大小和果實(shí)質(zhì)量測定。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

使用Mircosoft Excel 2019軟件對以上所得數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、整理和圖表繪制；采用SPSS 22.0軟件對單因素24個(gè)處理的結(jié)果量指標(biāo)進(jìn)行方差分析（One-way ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 高接換種對無患子結(jié)果的影響

良種是提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益的主要影響因素，高接換種是無患子低產(chǎn)林改造有效且顯著的途徑［17］。從試驗(yàn)結(jié)果觀察，2015年高接無患子品系jj10，2017年全部結(jié)果，見圖1。而此期間無患子實(shí)生苗均未開花結(jié)果，直至2019年才開花結(jié)果。可見通過高接換種可提早2 a結(jié)果。從表1可知，高接的品系jj10單位結(jié)果面積的花穗量顯著高于實(shí)生苗（p＜0.05）；結(jié)果數(shù)量、單果重、果肉總皂苷含量、種子含油量等與對照（實(shí)生苗）相比均達(dá)極顯著差異水平（p＜0.01）。通過高接良種，不僅可讓無患子實(shí)生苗提早結(jié)果，同時(shí)提高了其果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。

圖1 2019年高接換種jj10結(jié)果情況

表1 高接jj10與實(shí)生苗的結(jié)果情況分析

2.2 修剪對無患子坐果率影響

修剪處理可調(diào)節(jié)無患子植株?duì)I養(yǎng)分配、光照條件，合理的修剪有助于無患子開花結(jié)果［6］。由圖2、3可知，2020年12月上旬采收時(shí)，經(jīng)中短剪處理的無患子實(shí)生苗和品系jj10坐果率明顯高于其它處理。從表2可知，重短剪的無患子坐果率總體上明顯低于其它處理（p＜0.05），表現(xiàn)為中短剪＞輕短剪＞長放＞重短剪。說明中短剪可提高無患子坐果率。由圖4可以看出，品系jj10經(jīng)過中短剪的坐果率要比實(shí)生樹的坐果率明顯提高。

圖2 不同修剪方法對無患子實(shí)生樹坐果率的影響

圖3 不同修剪方法對無患子良種jj10坐果率的影響

圖4 2020年無患子實(shí)生樹和品系jj10中短剪開花坐果比較

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 修剪對無患子坐果率的影響

修剪就是調(diào)整樹冠的冠層結(jié)構(gòu)、枝葉空間分布，對樹體光能截獲、能量流動(dòng)、光合作用和蒸騰作用有重要的影響［18-19］，可使樹冠的有效光合面積達(dá)到最大；調(diào)節(jié)營養(yǎng)生長和生殖生長，使其適量成花、結(jié)實(shí)而不削弱樹勢。修剪對枝、葉、果等器官生長發(fā)育均具有調(diào)節(jié)作用。修剪可促進(jìn)合理的葉面積生長，合理的葉面積指數(shù)是果樹充分利用光能、保證高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主要條件。

修剪促進(jìn)坐果技術(shù)已在果樹生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，也是目前公認(rèn)的無公害生產(chǎn)技術(shù)之一，修剪可人為調(diào)整植株的枝葉分布、光照，平衡營養(yǎng)生長和生殖生長，從而達(dá)到提高坐果率的目的。有效枝條量選留數(shù)量對植株的光合能力及果實(shí)數(shù)量和品質(zhì)等方面都有很大影響，其選擇是由樹種、品種、樹齡、樹勢、立地條件以及管理水平等諸多方面綜合決定的［18］。不同果樹結(jié)果習(xí)性有很大差異，因此應(yīng)通過不同修剪方法、修剪強(qiáng)度，篩選出最合適的修剪方法，以期提高無患子坐果率。

3.1.2 利用激素和施肥促進(jìn)坐果

人為誘導(dǎo)植物雌、雄發(fā)生的有效手段主要是利用外源激素或生長調(diào)節(jié)劑處理。研究認(rèn)為，在花芽分化階段對植物噴施外源激素或生長調(diào)節(jié)劑可改變植物內(nèi)源激素水平。在荔枝開花期噴施氯吡苯脲能夠使花穗花期延長，并促使花蕾萌動(dòng)批次增加，這可能是因?yàn)槁冗帘诫逄岣吡嘶ㄋ雰?nèi)源細(xì)胞分裂素含量［20］。氯吡苯脲對研究無患子花芽性別分化歷程及花期調(diào)控具有一定意義。

施肥是果用經(jīng)濟(jì)林管理的重要基礎(chǔ)，也是豐產(chǎn)的保證條件。許多農(nóng)業(yè)學(xué)者研究表明，礦質(zhì)營養(yǎng)元素種類和比例，施用肥料的種類、形態(tài)、數(shù)量、時(shí)期與方法，對果用經(jīng)濟(jì)林的產(chǎn)量與品質(zhì)均具有明顯作用，同時(shí)對樹體的生長發(fā)育有重大的影響［21-22］。果用經(jīng)濟(jì)林施肥試驗(yàn)的基礎(chǔ)研究積累較少，施肥的實(shí)踐體系尚不完善，但也可為無患子的施肥管理實(shí)踐提供一定理論依據(jù)。

3.1.3 提高無患子造林效益途徑

經(jīng)濟(jì)林實(shí)生苗造林，普遍存在樹體間生長差異大、結(jié)果遲、產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問題，投資回報(bào)遲，經(jīng)濟(jì)效益低。果樹高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主要途徑是通過良種改良及規(guī)范化和精細(xì)化管理。無患子果用原料林要達(dá)到高產(chǎn)，應(yīng)對實(shí)生苗造型進(jìn)行良種嫁接，采用科學(xué)的經(jīng)營方法，精心撫育；根據(jù)無患子品種生長、結(jié)果習(xí)性進(jìn)行合理修剪，按無患子生長規(guī)律進(jìn)行規(guī)范施肥，于開花期和生理落果期進(jìn)行保花保果處理，即可達(dá)到增產(chǎn)、增收的目的。優(yōu)良無患子盛產(chǎn)期果實(shí)產(chǎn)量可達(dá)12 t/hm2，產(chǎn)值可達(dá)46萬元/hm2［17］。無患子種植不僅可帶來造林的生態(tài)效益，同時(shí)可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 結(jié)論

本試驗(yàn)通過良種高接，解決了無患子品種良莠不齊的難題，同時(shí)可使無患子提早進(jìn)入投產(chǎn)期，果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)顯著提升；利用不同修剪方法處理無患子結(jié)果樹，結(jié)果明顯提高無患子坐果率和產(chǎn)量。綜合考慮上述處理方法對無患子坐果率的影響，高接良種和中短剪可顯著提高無患子坐果率、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。