3 種伴生植物對衰弱楊梅樹營養生長及果實品質的改良作用

姜路花, 韓昊, 李崗, 張林, 李斌, 俞浙萍, 吳淑芳, 姜維祥, 任海英*

(1.浙江省農業科學院 a 園藝研究所 b 農產品質量安全和營養研究所, 浙江 杭州 310021; 2.淳安縣農業農村發展服務中心,浙江 淳安 311700; 3.浙江省農業技術推廣中心, 浙江 杭州 310020; 4.浙江大學 生物技術研究所, 浙江 杭州 310058;5.淳安縣汾口林場, 浙江 淳安 311700; 6.淳安縣千優尤農業開發有限公司, 浙江 杭州 311700)

楊梅 (Myricarubra) 是我國南方重要果樹,在中國種植范圍廣泛, 主要分布于浙江、廣西和福建等南方亞熱帶地區, 年產量約95 萬t, 其提取物中含有抗氧化劑, 可對抗炎癥、過敏、糖尿病、癌癥、細菌性感染和腹瀉等問題[1-2]。然而, 近年來楊梅產區發生了一種嚴重病害—衰弱病, 主要表現為新梢抽出困難, 光合速率受抑制, 葉片變窄; 果實變小, 酸度增加, 可溶性固形物 (TSS) 含量下降, 口感變差; 根圍土壤中微量元素匱乏, 葉片中微量元素平衡顯著失調, 常在3～4 a 內導致果樹死亡[3-4]?，F階段, 對于衰弱楊梅復壯的研究主要以施肥為主, 為保障楊梅產業健康發展, 亟需開發多種有效的復壯病樹樹勢的防控技術。

伴生栽培是一種特殊的間作模式, 不以收獲伴生植物為目的, 旨在將2 種或2 種以上生長季節相同或相似的作物按照一定比例分行或分帶種植在同一田地上的傳統技術[5-6]。合理的間作模式可以使間作群體產量提高, 還可以充分、高效、均衡地利用土地和光能資源, 提升作物之間的互作效應, 達到時間與空間在農業資源上集約化利用和作物穩產與高產的目的[7]。何紀桐等[8]發現, 高寒地區進行燕麥與蠶豆的間作模式, 可以明顯促進燕麥生長發育改善燕麥、蠶豆的光合特性并提高產量; 倪棟研究結果表明, 大蔥可以延緩甜瓜衰老, 減緩葉綠素降解, 提高凈光合速率與根系活力, 增加系統產出; 夏秀波等[9]研究認為, 伴生大蔥雖不改變番茄葉片數, 但能夠有效增加番茄株高、莖粗及節間長, 明顯改善果實品質, 提高番茄產量。不僅如此, 通過伴生栽培還能增強辣椒對煙粉虱的抗性[10], 防治獼猴桃和番茄根結線蟲病[11]等。此外, 伴生作物還可以改善土壤物理性狀, 增加表層土壤肥力[11-13], 改善土壤微生物區系結構[14-16]。有研究[17]結果表明, 果樹生長狀態與表層土壤的理化性質及養分含量密切相關; 以細菌和真菌為代表的植物微生物群是植物健康和生產力的關鍵決定因素之一[18-21]。有趣的是, 筆者過往研究結果顯示, 楊梅衰弱病的發生部分歸因于土壤酸化、有機質含量下降、中微量元素缺失以及土壤中益害菌區系變化[22-23]。

然而, 目前關于伴生植物栽培防治楊梅衰弱病的研究尚未見報道。因此, 本文利用魚腥草、艾草和薄荷3 種常見芳香蔬菜作為伴生植物, 針對楊梅衰弱病樹進行伴生栽培, 探究其防治效果。

1 材料與方法

1.1 供試品種

試驗園地設在浙江省淳安縣汾口鎮橫沿村千優尤果園, 試驗品種為荸薺種楊梅, 樹齡14 a, 種植密度6 m×4 m, 已進入結果盛期。楊梅樹山地栽培, 黃壤土, 海拔150～180 m。淳安縣地處中亞熱帶季風氣候區北緣, 年平均氣溫17.0 ℃, 年均降水量1 430 mm。

1.2 試驗材料

魚 腥 草 (Houttuyniacordata)、驅 蚊 艾 草(Artemisiaargyi) 和大葉薄荷 (Menthacanadensis)3 種伴生植物種子由浙江省農業科學院饋贈。

本試驗共設4 個處理: 處理1, 種植魚腥草;處理2, 種植艾草; 處理3, 種植薄荷; 處理4,不種植伴生植物 (CK)。其中處理1～3 種植伴生植物時人工除草1 次并澆水定植, 種植間距為20 cm×40 cm, 處理4 人工除草一次作對照。每處理15 株楊梅樹為1 個重復。種子播種時間為2022年4 月中旬。

1.3 觀察測定項目

1.3.1 楊梅營養生長性狀

每個處理選取有代表性的試驗樹3 株, 每株樹選擇東、南、西、北4 個方向的當年生春梢, 共隨機選取30 個枝梢用數顯游標卡尺 (上海刀具) 測量枝梢的長度和粗度, 取平均值。

選取樹體外圍中部位置當年生春梢頂端以下第4～8 片葉, 每棵樹隨機共選取30 片葉, 用SPAD-502 PLus 葉綠素計 (日本美能達公司) 測定葉綠素含量 (SPAD 值), 并用數顯游標卡尺測量葉片長度 (頂端至葉柄基部) 和寬度, 取平均值。

1.3.2 楊梅果實品質性狀

每個處理選取有代表性的試驗樹3 棵, 選擇東、南、西、北4 個方向的楊梅成熟果實, 每個方位采集果實50 個, 采后當天運回實驗室立即測定單果重、TSS、總糖、總黃酮和花青素含量, 并留存樣品于-20 ℃用于測定果實的可滴定酸和維生素C 含量。隨機取5 個果實為一組, 用電子天平 (上海精密儀器) 稱重, 共6 組30 個果實, 取平均值。每個處理取15 個果實, 使用ATAGOPR-101a 手持數顯糖度計 (日本) 測定TSS 含量, 總糖含量采用蒽酮比色法測定, 總酸含量采用酸堿滴定法測定, 維生素C 含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法測定, 總黃酮含量采用蘆丁法測定, 花青素含量采用香草醛-鹽酸法測定。

1.4 數據分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2019 和SPSS 26.0 統計分析。

2 結果與分析

2.1 3 種伴生植物對楊梅營養生長的影響

3 種伴生植物均對衰弱楊梅的營養生長有一定的改善作用(表1)。與未種植伴生植物的衰弱楊梅果樹(CK) 相比, 3 種伴生植物對病樹的葉長均表現為增效效應, 其中以伴生薄荷對葉長的促進效果最優, 顯著增加15.16%。伴生魚腥草、艾草和薄荷還分別對病樹葉綠素含量和葉寬表現為增效效應,其中葉綠素含量分別增加了6.91%、5.45% 和12.88%; 葉 寬 分 別 增 加 了 3.14%、7.77% 和12.56%。值得一提的是, 伴生魚腥草和艾草對病樹的梢粗均表現為拮抗效應, 分別顯著減少10.67%和10.22%, 而伴生薄荷對病樹營養生長無顯著抑制作用。綜上所述, 種植薄荷對病樹營養生長的調節作用優于種植魚腥草和艾草, 更有利于改善楊梅果樹營養生長, 提高果樹樹勢, 保持健康。

表1 3 種伴生植物對楊梅營養生長的影響

2.2 3 種伴生植物對楊梅果實品質的影響

3 種伴生植物均對衰弱楊梅的果實品質有一定的改善作用。3 種伴生植物對病樹果實總糖、維生素C 和花青素含量較CK 均顯著增加, 且3 個處理間均存在顯著差異; 魚腥草處理總黃酮含量顯著高于CK、間作艾草和薄荷; 艾草和薄荷處理單果重顯著高于CK 和間作魚腥草。然而, 伴生魚腥草對果實TSS 含量較CK 和伴生薄荷顯著減少, 且處理后果實總酸含量顯著高于其他間作處理和CK, 而艾草和薄荷處理總酸含量較CK 顯著減少, 其中以間作艾草效果最好 (表2)。

表2 3 種伴生植物對楊梅果實品質的影響

綜上所述, 3 種伴生植物對病樹果實總糖、維生素C 和花青素含量均有明顯改善, 其中伴生魚腥草雖對提高果實總黃酮含量效果顯著,但其顯著降低果實TSS 含量和提高果實酸度;伴生艾草和薄荷對提高單果重, 降低果實酸度效果顯著, 其中以伴生艾草對降低果實酸度效果最佳。

3 討論

目前, 在各類果園中關于伴生植物的栽培運用已非常廣泛, 伴生植物的選擇亦有多種, 現有研究結果表明, 利用旱稻與西瓜間作, 明顯改變西瓜根圍土壤微生物群落關系, 增加了有益微生物數量,可改善西瓜連作障礙[16]; 在蘋果園中伴生薄荷,其果實產量和品質得到提高, 園內病蟲害及鼠害明顯減少[24]; 伴生茴香可以提高甜瓜對于枯萎病的抵抗力[25]等。本實驗中通過伴生栽培, 衰弱病樹的葉長及總糖、維生素C 和花青素含量均顯著提升; 對于病樹的葉寬和葉綠素含量, 伴生魚腥草和薄荷表現為增效效應; 對于病樹的單果重, 伴生艾草和薄荷均表現為增效效應, 且兩者均顯著減少病樹果實總酸含量。馬洪英等[26]研究認為, 間作薄荷對番茄的株高、莖粗、單果重、單株結實數顯著提升, 這與本試驗結果基本一致。陳約約等[27]研究發現, 芳香蔬菜間作于白菜中, 對白菜株高、冠幅、葉長、葉寬和總葉面積顯著增加; 舒然等[11]研究結果表明, 伴生魚腥草會顯著增加獼猴桃果實維生素C、干物質、TSS、可溶性蛋白和可溶性總糖含量, 且表示伴生魚腥草不會影響獼猴桃可滴定酸含量。然而, 在本試驗中伴生魚腥草和艾草會顯著抑制病樹的梢粗生長, 且伴生魚腥草較CK 顯著降低果實TSS 含量, 增加果實總酸含量, 但種植薄荷不會產生任何顯著拮抗效應, 對多指標均呈現增效效應,與前人研究結果不盡相同。分析其原因可能是: 果樹與其他植物產生競爭關系, 特別是對氮素的競爭, 使得果樹伴生對果樹的生長產生抑制作用[28-30]; 魚腥草和艾草的根部會分泌化感物質,部分化感物質干擾了衰弱病樹的生長[31-32]。

結果表明, 通過在衰弱楊梅樹根圍土壤中間作伴生植物, 可明顯改善衰弱病楊梅樹營養生長和果實品質, 其中以間作芳香植物薄荷作用最好, 其可通過對衰弱楊梅營養生長的增效效應來改良果實品質, 從而減輕楊梅衰弱。但該措施作為新的農業措施應用于衰弱病樹復壯中的作用機理未作研究, 因此, 下一步將從伴生植物對衰弱病樹根系代謝物和土壤微生物組群變化等角度進行深刻探究。