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度尾文旦柚辨形疏果最佳FSI阈值研究

2020-06-19王贤达范国成李健

福建农业学报 2020年3期

王贤达 范国成 李健

摘要:[目的]根据裂果率(FCR)与果形指数(FSI)负相关原理,研究FSI辨形疏果的最佳FSI阈值。[方法]由2016-2018年于仙游县度尾文旦柚主产区采集n=8660的果实裂宽(FCW)与FSI数据,对果实FSI及其裂顶与否的分布进行分析,研究FSI辨形疏果的报酬与降低裂果率代价。[结果]FSI=0.90是疏果报酬盈亏拐点,疏果FSI阈值的上限为0.90.经迭代回归模拟LoRistic累积曲线,FSI≤0.83区间疏除裂果效率相对较高;当FSI≤0.80时,疏果量约20%,疏果报酬>2.0;若FSI>0.80时,疏果量将陡增,疏果报酬<2.0,反之FSI<0.80裂果疏除效率降低。据试验总体与3年裂果率Logistic累积曲线变率的峰值评估,FSI≤0.80疏果阈值可靠安全,无过度误导疏果可能。[结论]为降低疏果对产量的影响,提高疏果FSI阈值的可靠性,本文推荐最佳疏果阈值为FSI≤0.80,丰产年份可考虑提升疏果阈值为FSI≤0.83.

关键词:度尾文旦柚,果实裂顶,果形指数,辨形,疏果阈值

中图分类号:S 666.3文献标志码:A 文章编号:1008-0384(1020)030280-06

0引言

(研究意义)度尾文旦柚。Citrus grandis(L)Osbcck.cv.Duweiwendan属福建省莆田市地方柚类良种,该品种以肉质细嫩、酸甜适中而著名,但它同时与其他无籽文旦柚品系(C grandis cv.Sccdlcss-Wendan)共具有果顶易开裂的遗传缺陷,如浙江玉环柚[楚门文旦(Chumen-wendan)、贵州思州柚(Sizhouyou)、四川通贤柚(Tongxianyou)等。在正常气候年份里,无籽文旦柚通常表现出稳定裂果形态(果顶开裂)与稳定裂果率20%-30%,异常气候年份裂果率则高达50%以上。简单疏果无法预测果实发育后期开裂与否,因此,对于裂果规律的研究和疏果對象的确定具有重要意义。(前人研究进展)吴智仁首次报道这一现象后,之后许多研究者为攻克这一顽疾进行过不懈努力,但迄今无籽文旦柚生产中的裂果现象依旧。戴哲保等和彭廷海等曾报道,真正文旦柚品种群的果顶开裂与果形指数呈负相关,即高形果不易裂、扁形果易裂。笔者研究结果表明,裂果率(Fmit crackingrate,FCR)与果形指数(Fruit shape index,FSI)呈极显著负相关P<1E-16.(本研究切入点)前人的研究结果表明果形指数与裂果具有相关性,然而目前并没有利用该特性进行裂果防治方面的研究报道。度尾文旦柚在第二次生理落果(6月中旬)后至果实膨大前期(7月下旬)疏果,FSI基本稳定,因此在确保坐果基数同时,简单采取“留高弃扁”疏果措施降低裂果率设计,但如何科学合理地确定最佳疏果FSI阈值,即以最小误疏代价获取最佳经济报酬,值得研究。(拟解决的关键问题)本研究根据2016-2018年采集度尾文旦柚果测试数据,对果实FSI及其裂顶与否的分布进行研究,探索度尾文旦柚辨形疏果的FSI最佳阈值,以期为度尾文旦柚及其他无籽文旦柚类的农事生产与研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地位于仙游县‘度尾文旦柚主产区(N25°18'33"~N25°23'01”),海拔120~300m,年平均气温20.6℃,极端最低气温-2.3℃,年降水量1624mm,属于亚热带季风气候,主要土壤类型为红壤。

1.2 样品采集

2016-2018年选择20个栽培面积≥3hm2,具有生产代表性且分属不同栽培管理者的度尾文旦柚果园,每园选2~6株丰产样株。每年于果实成熟期(10月上旬)采收,并依树龄不同每株随机采集30-60个果实。3年共采集200单株8660粒果实。样果FSI主要参数为平均值Mean=0.8797、标准差Std=0.0862、偏态Skewness=0.1435、正态性检验P(Normal)=0.0100,1%、10%、90%、99%分位数为0.6947、0.7697、0.9926、1.0822.

1.3 分析方法

1.3.1数据处理 为确保采集数据可靠性,对果形指数(FSI)<1%和>99%分位数的异常数据进行剔除处理,FSI≥0.70&≤1.08,n=8489.

1.3.2统计分析应用SAS8.0系统。果实FSI累积分布Logistic曲线应用proc nlin method marquardt过程迭代方式对v=k/[1+a.exp(-b.x)]非线性回归模拟,迭代参数初估值为k=y(n)、a=k/y(0)-1、b=Ln(a)/[(x(0)+x(n))/2],其中y(0)、y(n)、x(0)、x(n)分别为因变量、自变量的初值、终值;y增长始盛、峰值、盛末期分别对应一阶与二阶导数拐点y'=0、y"=0,x=[Ln(a)-1.317]/b、x=Ln(a)/6、x=[Ln(a)+1.317]/b.

2结果与分析

2.1 辨形疏果的FSI阈值上限

由表1分析,当FSI=0.90时,裂果累计率(Crackingfruits,CF)/总果累计率(All fruits,AF)=0.49,说明在疏除的果实中裂果与正常果的比率约各占50%。由此可知,当把FSI≥0.90的果实疏除时,其中>50%果实为正常果,从疏果报酬代价分析可理解为亏本;反之,当把FSI<0.90的果实疏除时,其中疏除的裂果>50%,即盈利,因而可将FSI=0.90作为疏果报酬盈亏拐点,即图1中CF/AF曲线与50%纵坐标交点。同时,回归模拟发现,CF/AF与1/FSI拟合度最佳,回归模拟方程:

CF/AF=-0.5576+0.9629/FSI,(1)

F=1978,P<0.0001

由式1可知,当CF/AF=0.5时,FSI=0.91,由此建议将FSI=0.90作为度尾文旦柚辨形疏果时FSI的上限。

2.2 辨形疏果最佳效率FSI区间

由表2与图1所示,FSI累积分布近似属于Logistic生长曲线,经迭代回归模拟,总果累计率(All fruits,AF)、正常果(Normal fruit,NF)、裂果累计率(Crackingfruits,CF),累积率(Cumulativerate,CR)模拟方程参数见表2.AF曲线为NF和CF叠加,CF与NF交点在30%,其交点的横坐标也是CF/AF曲线与50%纵坐标交点FSI≈0.90,即CF=NF交点与疏果盈亏拐点等同。裂果累积率CF-CR模拟方程的始盛期、峰值期、盛末期对应的FSl分别为0.78、0.83、0.89,对应的CF比率分别为1.79%、2.00%、1.63%(表1),其增長盛期与末期吻合相对较好,仅FSI峰值错位0.02,实际峰值为FSl0.81=CF2.24%,因此FSI≤0.83区间疏除裂果效率相对较高。

2.3 辨形疏果报酬与代价

疏果报酬(CF/NF)可理解为,每疏除1粒正常果时可伴随着疏除的裂果数。由表1可知,当阈值FSI≤0.80时CF/NF=2.03,即每损失1粒正常果实时至少可同步疏除2粒裂果,其代价是疏除19.07%≈20.00%果实,其中正常果仅占6.30%;若提升阈值FSI>0.8,则疏果报酬<2.0,同时总体果实CR-AF的FSI累积分布进入始盛期0.81(表2),疏果量将陡增,恐生产难以承受;反之,降低FSI阈值疏除裂果效率降低。若选择疏果阈值为FSI≤0.80,那么在不减产的条件下,要求坐果基数提升>120%,而这一条件在生产中可以满足,因实际生产中大小年产量变幅可>30%,乃至>50%。此外,理论上实现疏除FSI≤0.80的果实,可直接降低裂果率12.78%,相对裂果率由37.51%降为30.64%,若人工操作效率为80%,仅凭疏果一项措施至少可降低5.5%裂果率;当通过其他栽培措施提升坐果基数20%时,同理疏果操作效率为0.8%,可降低裂果率10.2%。此外,根据作者同期研究发现(另文报道),扁形果固酸比(TSS/TA)也相较高型果低,疏果为汰裂与淘质双贏举措,其代价为生产者所乐于承受。

2.4疏果FSI阈值可靠性评价

FSI≤0.80疏果阈值是否因年份不同而误导疏果,对照裂果累积率(CR)的三拐点期(表2),仅2016年略低于总体模拟估值(FSI=0.78/0.83/0.89),但峰值均为高于设计确定的FSI≤0.80,因而理论上不可能出现因年份差异出现误导,即只可能出现少疏而绝无多疏可能,因此FSI≤0.80疏果阈值可靠性有保障。其次,据对FSI发育跟踪,FSI≤0.80低形果在第二次生理落果稳果后(6月中旬)至果实膨大前期(7月底)的疏果季的果形是基本稳定的(表3),亦不会出现果形随发育改变而误疏。再则,试验期间2016-2018年在果实生长膨大期所遇的降水背景较丰富,降水异常偏多、异常偏少、正常等状况均有遇到(表4),因而本研究推荐的疏果阈值(FSI≤0.80)具有较宽泛的降水气候代表性,可信度较高。

3讨论与结论

文旦柚品种群果形扁圆、果顶凹陷,且表现有白花不育与果顶易于开裂的遗传缺陷。因此,在防裂技术研究中,抗裂品种选育才是治本之法。从长期目标方面着手,可通过田间普查进行优良单株筛选、芽变选种和遗传育种,在不劣变风味品质前提下,改良品种遗传缺陷。但目前文旦柚品种群中大部分品种属于地方优良品种,在尚无比较好的抗裂品种替代的背景下,要克服裂果问题,近期目标应面对生产实际,着重研究克服其遗传缺陷的技术手段,形成配套栽培技术。目前生产中仅异花授粉对文旦柚果实裂顶的防治较为有效,但其无籽优良特性丧失,且品质变异,因而受消费者排斥难以推广应用。

FCR与FSI呈负相关关系,即“留高弃扁”可降低裂果率。为此本文通过对果实FSI及其裂顶与否的分布情况进行分析研究,结果表明,在保证疏果的经济盈利目的前提下,疏果上限为FSI=0.90,最佳疏果效率为FSI≤0.83,为降低疏果对产量的影响,提高疏果FSI阈值的安全性,本文推荐常规年份疏果对象为FSI≤0.80的扁形果。若疏果阈值提高为FSI≤0.83时,理论上将疏除30.73%的果实,则相对裂果率降至26.56%,同理人工疏果操作效率0.8,可降低8.8%裂果率。由于实际生产中大小年产量变幅可达30%,甚至50%,因此大年可考虑采用FSI=0.83这一疏果阈值。为使本文建议的疏果阈值得到充分利用与修正,各生产者可根据自身果园实际情况,参照本文疏果阈值,评价疏果对产量、品质,特别是一等果比例等指标的影响,同时进行适当的修正。

另,根据不同果形的可食率(Edible rate,ER)测试,高果形(FSI=0.99)与低果形(FSI=0.73)的2类果形极端的果实,前者ERI=46.0%后者ERI=50.3%,相差4.3个百分点,P=0.0170.然而,FCR和TSS/TA相对ER为决定果实经济价值的主要指标,ER为从属指标。随着我国经济发展与生活富裕,品质优先为消费趋势,质先量后,而非4.3%可食率。这也正是无籽文旦柚虽具有果实裂顶的遗传缺陷,但始终仍能维持传统产区与地方消费市场的原因,如度尾文旦、楚门文旦、通贤柚等。由于高果形果实的TSS/TA极显著高于低果形果实,若能以FSI高低论价,那么疏果的效益还将显著提升。