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赤霉素、三十烷醇、油菜素内酯对花椒产量的影响

2019-05-13张云霞窦雪绒梁森虎王秀玲

陕西农业科学 2019年4期
关键词:叶长赤霉素内酯

银 航,张云霞,窦雪绒,周 浩,梁森虎,王秀玲,黄 蓉,韩 森

(1.韩城市花椒管理局,陕西 韩城 715400;2.韩城市花椒研究所,陕西 韩城 715400)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)原产中国,从西周初年开始就以辟邪用的香料走进了人们的生活。它不仅是广泛接受的食品调味料,更是具有温中止痛、杀虫止痒功效的中药材[1]。近年来花椒的价格在国内外市场一路走高,花椒的栽培面积也不断扩大,成为了广为群众所喜爱的经济林树种。然而,近年来随着花椒栽培面积的不断扩大,树龄老化、种质资源退化、滥用农药导致虫害增加、滥用化肥导致土壤退化等问题日益突显,单位产量所需要的经济投入逐年增加。因此,探讨如何有效增加花椒产量、提高抗性等问题显得愈发重要。

采用植物生长物质调节植物生长和产量,是一种在农林生产中长期被群众使用、并且实践检验确实可行的方法。植物生长物质包括植物激素、植物生长调节剂等生理活性物质,它们能够调节植物的生长发育、抗性,具有作用面广、农残少、功能多样等优势[2],这类有机化合物往往以微小的浓度起到显著的调节作用[3]。然而,目前植物生长物质在花椒栽培上的应用十分有限,大多集中在植物组织培养、增加花椒抗性等方面,如生长素、赤霉素在花椒的离体组织培养上的应用[4],应用赤霉素打破花椒种子休眠[5],赤霉素、细胞分裂素等用于诱导温室囤栽花椒萌芽[6],油菜素内酯增加花椒幼苗抗旱性[7]等方面。在提高花椒产量方面见到的报道是魁有良等应用100 mg·kg-1赤霉素、0.1 mg·kg-1三十烷醇对甘肃花椒叶面喷肥效果的单因素实验,结果100 mg·kg-1赤霉素使得产量增加了27%、座果率增加了2.3%;0.1 mg·kg-1三十烷醇使得产量增加了56%、座果率增加了3.1%[8]。从现有文献资料来看,对于植物生长物质对花椒影响的探索中,还缺乏不同浓度水平的研究,并且植物生长物质的研究种类有待拓宽。

为此,我们选择韩城大红袍花椒作为实验对象,选取赤霉素、三十烷醇、油菜素内酯对于花椒产量的影响。赤霉素在农林生产中广泛应用,能够保花保果、促进单性结实等[3],能够显著增加柑橘属果树的座果率[9],因此它对同为芸香科的花椒也应当有明显效果。三十烷醇原产于植物蜡、昆虫蜡中,天然、无毒、高效,在ppm级就能发挥显著的增产作用[10]。油菜素内酯(芸薹素内酯)属于油菜素甾醇类化合物,1979年由美国科学家Mitchell从油菜花粉中分离得到,是活性极高的植物内源激素,它不仅提高植物的抗逆性,同时增加光合作用[3],在苹果[11]、猕猴桃[12]、桃[13]等果树上应用都取得了良好的效果。在已有研究的基础上,我们对赤霉素、三十烷醇分别选取了三个不同的浓度水平;对于新增的油菜素内酯,我们选取了五个浓度水平,以确定对于生产实践最合适的应用浓度。

1 材料与方法

1.1 试验地自然概况

试验地设在陕西省韩城市芝阳镇赵峰村赵新民等村民家的花椒园中。该地位于韩城市芝阳镇浅山丘陵区,属于渭汾地堑,位于关中盆地的边缘,海拔高度约为600 m。气候方面,种质资源圃位于暖温带半干旱区域,属大陆性季风气候,气候温和,四季分明,光照充足,雨量较多,常年平均气温13.5度,≥10℃积温约为4 460度,冬季最低温在-10℃以上(极端情况出现-16℃),年较差27.7℃[14]。土质为黄土,是韩城大红袍花椒的优生带。

1.2 试验材料

试验药品为90%赤霉素920(GA3)、2%三十烷醇乳粉、0.2%芸薹素内酯乳粉(广州市林国化肥有限公司)。

试验植物为花椒,品种为韩城大红袍花椒,树龄20 a,行距、株距均为2m,试验园栽培条件均匀一致,椒树长势健壮。

1.3 试验方法

试验于2018年4-9月在韩城市芝阳镇赵峰村进行,试验的药剂处理及分组名称分别为:

赤霉素组设置3个水平:100 mg·L-1(G1), 150 mg·L-1(G2), 200 mg·L-1(G3)。

三十烷醇组设置3个水平:1.0 mg·L-1(T1), 1.5 mg·L-1(T2), 2.0 mg·L-1(T3)。

油菜素内酯组设置5个水平:0.1 mg·L-1(B1), 0.2 mg·L-1(B2), 0.3 mg·L-1(B3), 0.4 mg·L-1(B4), 0.5 mg·L-1(B5)。

以清水为对照,随机重复3次。选用的花椒品种、树龄、长势相同,肥水管理条件一致。

试验喷施药剂的时间选取花椒的生理落果前期和果实膨大期,分别在4月底、5月初分两次进行,间隔20 d。每次喷施药剂浓度相同,即为上述所指定试验方案的浓度。喷施选择下午4点以后进行,为阴到多云天气,采用椒农提供的手摇式喷雾器喷施花椒全株(叶片、花果穗喷施为主),以喷湿花椒叶片、果穗至药液不滴下为度。

1.4 测定方法

1.4.1 叶片指标测定 在第二次喷施药剂之后的1个月(6月初),在同一组内各株上随机选取叶片,测量整个复叶从叶柄着生点到顶叶尖端的长度(叶长);并用游标卡尺测量百叶厚度。

1.4.2 果穗指标测定 在果实成熟时期的8月底从每一试验组随机选取3个果穗,用万分之一分析天平测量千粒重,用游标卡尺测定平均粒径。对于聚合蓇葖果,按照本地习俗称呼每一雌蕊成果的果粒数≥3的花椒为梅花椒(该产品经济价值相对同类花椒高出20%左右),统计梅花椒比例(图1)。同时统计单雌蕊上种子数(果粒数)≥2的比例(聚合椒比例)。

1.4.3 生物量测定 待花椒果实全部变为鲜红色以后,分别放在自封袋中,测定每一颗树所有花椒的重量(鲜重)。称量鲜重后放入80℃烘箱中烘干至恒重,测定重量(干重)。并计算干制比(干重/鲜重)。

图1 典型的花椒果穗小枝(示梅花椒)

2 结果与分析

2.1 不同浓度植物生长物质对叶片特性的影响

不同的植物生长物质对于叶长(图2)、百叶厚度(图3)的影响是不同的;对于同一植物生长物质,不同的浓度影响也不相同。从实验结果来看,三种激素都能明显地增长羽状复叶的长度,都能增加叶片的厚度。其中以油菜素内酯0.4 mg·L-1对于叶长的增加最为明显,可达12.333 cm。油菜素内酯0.3 mg·L-1对于百叶厚度的刺激最为明显,可达4.950 cm。赤霉素在低浓度100 mg·L-1能够促进叶长的增加,高浓度200 mg·L-1反而使得叶长低于对照组;百叶厚度也出现类似的变化规律。三十烷醇在1.5 mg·L-1对叶长促进作用最明显,可达9.957 cm;此浓度下百叶厚度增加也最明显,为4.538 cm。以上数值对于对照组都有明显增加(P<0.005)。由此说明,植物激素对于叶长和百叶厚度的影响趋势是一致的。

图2 不同浓度植物生长物质对叶长的影响

图3 不同浓度植物生长物质对百叶厚度的影响

2.2 不同浓度植物生长物质对果穗的影响

考虑植物生长物质对果穗性状的影响可以看出(图4),对于同一种植物生长物质,随着浓度的增加,千粒重、平均粒径、梅花椒比例、≥2聚合椒比例都大致呈现出先增加、后减小的趋势,这和大部分正调节植物激素浓度低时促进生长、浓度高时促进作用减弱甚至抑制的特点是一致的。

其中,油菜素内酯对千粒重影响不明显,而赤霉素、油菜素内酯较为明显。三种物质对于平均粒径的影响是类似的。而赤霉素对于梅花椒比例、聚合椒比例的增加作用是十分明显的。

图4 不同浓度植物生长物质对果穗的影响

2.3 不同浓度植物生长物质对生物量的影响

花椒作为经济林,其林产品最终反映在花椒果皮的重量上。生产实践中,采摘的花椒直接体现为带有种子的果实,该重量为鲜重。在太阳之下曝晒以后,花椒果皮开裂,筛除种子以后的干燥果皮为最后的成品商品,体现为干重。生产实践中,一般将鲜重/干重的比例称为干制比,这部分重量损失主要由果皮的干燥失水、和种子的重量两部分构成,很显然干制比越小,表明果皮的重量比越大,对于商品而言是越有利的。试验中我们发现植物生长物质对干制比的影响不大,相对于对照组干制比的减小并不大(表1)。作为最终产品的干重,产量最高的是1.5 mg·L-1三十烷醇(T2)。0.4 mg·L-1油菜素内酯(B4)、150 mg·L-1赤霉素(G2)对于产量的增加都比较明显,在20%~30%左右(图5),都是生产上比较好的选择。

表1 不同植物生长物质对生物量的影响

图5 不同浓度植物生长物质对干重的影响

3 结论

本试验的研究发现,和前人的研究一致,赤霉素、三十烷醇对于花胶产量的提高是十分可靠的,并且探究了其较佳浓度为150 mg·L-1、1.5 mg·L-1。同时,本试验第一次研究了油菜素内酯对于花椒产量的影响,并且找出了最佳浓度0.4 mg·L-1。

根据试验结果,生物量的积累和叶长、百叶厚度有直接的相关性,在叶长、百叶厚度指标里,三种物质的最佳浓度和促进干重增加的最佳浓度基本是一致的。这表明,三种物质促进有机质在果实中的积累,与促进植物的光合作用、促进植物细胞伸长等过程是协同的[3]。

虽然对于赤霉素、三十烷醇梅花椒比例是随着植物生长物质浓度增加而增加的,但是由于粒径和千粒重的减小,最终使得产量在中间浓度出现了峰值。而油菜素内酯在梅花椒比例、干重上出现了一定的相关性。这提示我们很有可能三种激素增加产量的一个重要因素是促进座果率的增加。

花椒1个雌蕊包含4~5个心皮,但是并不能都发育成果实。事实上很多品种的花椒只有1个心皮发育成果实,这就是所谓的“单粒花椒”。但是有的优良品种可以出现部分发育,如汉源花椒“娃娃椒”出现1个聚合蓇葖果上1大、2小三粒椒的情况,实际上是1个心皮发育良好、2个心皮部分发育、其余心皮脱落的情况。而所谓“梅花椒”事实上是1个雌蕊里全部或者大部分心皮都发育的情况。

决定心皮发育成果实的关键阶段是花椒的生理落果期,该阶段是椒农最心痛的时期,在本阶段花椒雌蕊的大部分幼果会脱落,直接减少了后期的成果量。幼果脱落的直接标志就是在4月底~5月底这段时间内没有长大,而是在直径0.1~0.2 cm左右时提前变红,然后脱落。然而,我们发现,在喷施了植物生长物质后观测,生理落果期内“变红”的幼果数明显减少(图6):

(A)对照组 (B) 赤霉素200 mg·L-1

实践中我们发现,相比于对照组花椒幼果大量出现小直径时变红、即将脱落的现象,用植物生长物质处理后的花椒果实生长比较均匀,落果率大大减少。这与植物生理学上认为赤霉素等植物生长物质能够保花保果的作用是一致的[3]。

综上所述,150 mg·L-1赤霉素、1.5 mg·L-1三十烷醇、0.4 mg·L-1油菜素内酯对于花椒产量的增加是十分明显的。当然,它们对于花椒挥发油、花椒酰胺等物质含量的影响有待进一步研究。

致 谢:

本试验的研究得到了韩城市人社局、韩城市花椒局的大力支持,在此表示感谢!韩城市芝阳镇赵峰村、以及椒农赵新民等老先生为本试验提供了场所和农具支持,在此表示感谢!

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