花蕾期施肥对冰糖橙生长发育和果实品质形成的影响

2024-05-10 17:02粟芳李菲菲龙立长肖海卫向孝华王聪田庄志勇周铁
湖南农业科学 2024年3期
关键词:果实品质生长发育

? 粟芳 李菲菲 龙立长 肖海卫 向孝华 王聪田 庄志勇 周铁

摘要:为探索花蕾期提早施用稳果肥对冰糖橙树体生长发育和果实品质的影响,以常规管理方式中花后10 d施肥为对照(CK),露白后开花前的花蕾期施肥替代稳果肥为处理,分析比较了春梢长度、春梢粗度、叶片形态、叶片叶绿素SPAD值、叶片色泽、果实外观品质和内在品质等指标。结果表明:花蕾期施肥后,春梢长度和粗度显著高于CK,叶长、叶宽相较CK显著提升14.5%~27.2%和18.6%~331.7%,叶绿素SPAD值显著增加7.1%~15.2%,叶片转绿老熟更快。花蕾期施肥促进了柑橘细胞的分裂和果实增大,5月中旬至6月上旬幼果横径为13.91~21.67 mm,单果重为1.83~5.95 g,显著高于CK;膨大期果实横径和单果重显著增加了7.2%和26.7%,可滴定酸含量比CK高0.39个百分点;进入果实转色期,果实横径和单果重显著比CK高5.8%和17.7%,可滴定酸含量比CK高0.39个百分点;果实达到成熟期时,果实横径和单果重仍比CK高 3.4%和13.1%,且成熟果实着色更饱满,果面光亮,果皮橙黄,但果实内在品质并无显著差异。因此,花蕾期提早施用稳果肥更有利于加速春梢发育和增進果实膨大。

关键词:冰糖橙;花蕾期;稳果肥;生长发育;果实品质

中图分类号:S666.406.2文献标识码:A文章编号:1006-060X(2024)03-0054-05

Effects of Fertilization at the Budding Stage on the Growth and Fruit Quality Formation of 'Bingtang' Sweet Orange

SU Fang1,LI Fei-fei2,LONG Li-chang1,XIAO Hai-wei1,XIANG Xiao-hua1,WANG Cong-tian2,

ZHUANG Zhi-yong2,ZHOU Tie2

(1. Hongjiang Bureau of Agriculture and Rural Affairs, Hongjiang 418100, PRC; 2. Hunan Horticultural Research Institute,

Changsha 410125, PRC)

Abstract: This study aims to explore the effects of early application of fruit-setting fertilizer at the budding stage on the growth, development, and fruit quality formation of 'Bingtang' sweet orange, with the conventional fertilization of 10 days after flowering as the control (CK). The shoot length, shoot thickness, leaf morphology, leaf chlorophyll SPAD value, leaf color, fruit appearance quality, and fruit internal quality were determined and compared. The results showed that the group with fertilizer application at the budding stage had higher shoot length and shoot thickness than CK. The fertilizer application at the budding stage increased the leaf length, leaf width, and leaf chlorophyll SPAD value by 14.5%-27.2%, 18.6%-331.7%, and 7.1%-15.2%, respectively, compared with CK, which indicated faster leaf maturity. Fertilizer application at the budding stage promoted cell division and enlargement of the fruit. From mid-May to early June, the early fertilization group showed the fruit diameter and fruit weight ranges of 13.91-21.67 mm and 1.83-5.95 g, respectively, both significantly higher than those in the CK group. Compared with the CK, the early fertilization group showed the fruit diameter, fruit weight, and titratable acid content increases of 7.2%, 26.7%, and 0.39 percentage points, respectively, at the fruit enlargement stage and 5.8%, 17.7%, and 0.39 percentage points, respectively, at the fruit color changing stage. At the mature stage, the fruit diameter and weight in the early fertilization group were 3.4% and 13.1%, respectively, higher than those in the CK group. Moreover, the mature fruits exhibited more vibrant color, with glossy orange-yellow peels. However, the internal fruit quality had no significant difference between groups. Therefore, early application of fruit-setting fertilizer at the budding stage was beneficial for accelerating shoot development and enhancing fruit enlargement.

Key words: 'Bingtang' sweet orange; budding stage; fruit-setting fertilizer; growth and development; fruit quality

冰糖橙(Citrus sinensis Osbeck)又名冰糖柑,是湖南省地方特色的低酸优质甜橙品种,原产湖南洪江市原黔阳县。2020年,我国冰糖橙总面积约6.1万hm2,其中湖南省约占84.6%,全国冰糖橙总产量约120.4万t,其中湖南省约占87.1%。近年来,受栽培管理和环境因子的影响,冰糖橙果实产量和品质下降,市场竞争力不强,冰糖橙产业发展面临严峻的挑战[1]。

优质冰糖橙的生产离不开良好的土壤养分条件[2]。曹胜[3]对湖南省冰糖橙果园调查的结果表明,超过86.20%的果园土壤处于酸性至强酸性环境,65.52%的果园土壤缺钙,75.86%的果园缺镁,82.76%的果园缺硼。进一步研究发现土壤有机质和有效磷与果实重量呈现显著的正相关性,可溶性固形物(TSS)和可滴定酸含量主要受有機质、有效铜、有效锌、速效钾和pH值影响[4],通过土壤、叶片和根系的营养诊断,采取高效配方施肥法可达到养分的平衡[5]。同时,湖南和云南部分冰糖橙果园中也存在大量和微量矿质养分过量的现象[6-7],而元素过量易产生拮抗作用[8],间接影响其他元素的吸收,最终影响树体生长和果实品质。此外,施肥不准导致吸收利用率低下更是生产中普遍存在的问题,研究表明,每生产1 t柑橘果实,氮、磷、钾国外推荐用量为10.4 kg,则每株柑橘目标果实产量为97.5 kg;我国生产1 t柑橘果实肥料推荐量为29.3 kg,单株目标产量为46.7 kg[9]。而实际生产中施肥量远超标准,产量却低于预期,肥料的施用既要考虑柑橘在年周期不同时期的生长发育特点,也要考虑肥料本身的分解时间和肥效持续时间的长短[10]。柑橘一般分3~4次施肥,即春施萌芽肥或稳果肥、夏施壮果肥、秋冬施基肥,但往往因施肥时期不准产生严重浪费,导致橘树对养分的吸收利用不足,果实产量和品质下降[11]。因此,矿质养分作为保障柑橘正常生长的前提,对其准确把握和分析是提高品质的基础,配置合理均衡的施肥方案也是保证柑橘果实优质高产的必要条件。

近年来,针对柑橘平衡施肥和施肥方法的研究较多[10-12],但对探索柑橘最佳施肥时期的研究尚少。由于劳动力成本不断升高,简化施肥方式、减少施肥次数对柑橘生产节本增效意义重大。柑橘稳果肥通常在谢花60%到完全谢花后15 d内施用,在肥效期稳果的同时可能促进早夏梢萌发,而花蕾期施肥可同时兼顾春梢老熟、开花和坐果,可能更为有效。因此,探索柑橘稳果肥提前至花蕾期施用的可行性,以期为指导冰糖橙春季高效施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020年在湖南省洪江市双溪镇柑橘试验站进行,供试地为7年生长势一致且无明显病虫害的枳砧冰糖橙的果园,果园土壤肥力与洪江市其他果园基本一致。供试冰糖橙品种为普通冰糖橙,供试肥料为复合肥,N-P2O5-K2O为15-15-15、10-10-10和15-5-10。

1.2 试验方法

果园常规管理方式为12月中下旬施基肥,施生物有机肥1~1.5 kg/株,15-15-15的平衡型复合肥0.5~1.0 kg/株;约谢花后10 d施稳果肥,施15-5-10复合肥0.5 kg/株;6月下旬施壮果肥,施15-15-15复合肥0.5~1.0 kg/株,施肥方式均为带状开沟施肥。以常规管理方式为对照(CK),施肥时间为4月27日;于露白后开花前的花蕾期施肥替代稳果肥为施肥处理(花蕾期施肥),施肥时间为4月10日。CK和处理每株均施入15-5-10复合肥0.75 kg/株。每个处理选取5棵长势一致的植株作为重复,处理之间设置保护行。于幼果期(5月中旬和6月上旬)和果实膨大期(9月上旬、10月上旬和11月上旬)对树体枝条、叶片和果实取样分析和调查,取样时在每株树冠四周分别选取大小均匀、无病虫害的枝条、叶片和果实。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 春梢与叶片的形态测定 采用精度为0.02 mm的游标卡尺测量春梢长度、春梢基部粗度、叶片长度、宽度和厚度。每株测定5根春梢和10片叶,并以10片叶为一组测定叶片基部、中部和顶部的总厚度,取平均值,每个处理5次重复。

1.3.2 叶片叶绿素SPAD的测定 使用便携式手持叶绿素计(柯尼卡美能达,SPAD-502 PLUS,日本)测定春梢不同部位叶片的叶绿素SPAD值,5个叶片为一组,每个处理重复5次。

1.3.3 叶片和果实色差的测定 利用色彩色差仪(柯尼卡美能达,CR-400,日本)测定春梢中部不同部位叶片和冰糖橙果实赤道面的色差,即L*、a*和b*。L*表示叶片或果皮光泽度,L*值越大亮度越高;a*和b*表示叶片或果实的色差,a*正值为红色,负值为绿色,b*正值为黄色,负值为蓝色;并计算柑橘类果实或叶片的色泽指数CCI(Citrus Color Index)即果实或叶片色泽饱和度,CCI=1 000×a*/(L*×b*)。5个叶片和果实为一组,每个处理重复5次。

1.3.4 果实内在品质测定 用ATAGO(爱拓,日本)PAL-BX/ACID F5柑橘专用糖酸一体机测定果实的可溶性固形物(TSS,Brix°)和可滴定酸含量(%),每次试验随机选取5个果实混合测定,进行5次生物学重复。

1.4 数据处理采用Excel 2013软件对试验数据进行统计分析,用SPSS 23.0软件独立样本t检验进行显著性方差分析。

2 结果与分析

2.1 花蕾期施肥对春梢与叶片生长的影响

花蕾期施肥显著促进冰糖橙树体的营养生长。于花蕾期施肥后,5月中旬春梢长度为92.57 mm,粗度为2.73 mm,而CK春梢生长发育相对稍弱,长度为71.97 mm,粗度为2.53 mm,显著低于花前肥处理约22.3%和7.3%;但不同处理的春梢在数量上并无显著差异。花蕾期施肥后叶片更加饱满,叶长、叶宽在不同时期分别达到89.69~98.88 mm和36.45~40.71 mm,相较CK叶长、叶宽的77.75~78.32 mm和30.73~30.90 mm,显著提升14.5%~27.2%和18.6%~31.7%(表1)。花蕾期施肥处理叶片厚度在5月中旬显著大于CK,但随着生长发育的进行,在6月上旬两个处理厚度接近,差异消失。

2.2 花蕾期施肥對春梢叶片转色的影响

花蕾期施用稳果肥后叶片转绿速度显著加快,叶绿素SPAD值显著升高。5月中旬,CK与花蕾期施肥处理组叶片光泽度L*值、色差a*值和色泽指数CCI值均无显著差异,但花蕾期施肥处理的中部和基部叶片的色差b*值黄色度显著小于CK,且叶片叶绿素SPAD值显著高于CK7.1%~15.2%,说明叶片更蓝,而CK颜色稍淡。进入6月后,叶片色泽仍存在显著差异,CK不同部位的叶片的L*值亮度、b*值黄色度和CCI值显著高于花蕾期施肥处理,且a*值绿色度更高;而花蕾期施肥后叶片的叶绿素SPAD值依然显著比CK高8.1%~11.0%(表2)。由此可见,花蕾期施肥后叶片转色更快,颜色趋于墨绿色;而开花后施肥叶片转色较慢,呈鲜绿色。

2.3 花蕾期施肥对冰糖橙幼果发育的影响

花蕾期施肥后更有利于幼果的生长发育。施肥后的5月中旬,处理组幼果横径、纵径以及单果重为13.91 mm、13.79 mm和1.83 g,而CK果实的仅有11.16 mm、11.35 mm和1.03 g,相较于花蕾期施肥处理减小19.8%、17.7%和43.7%。果实色泽上,花蕾期施肥后果实a*值显著提高,绿色度降低,果实色泽指数CCI值显著高于CK,整体色泽上更加饱和。随着果实的生长发育,两处理在6月上旬果实大小同样表现出显著性差异,花蕾期施肥后果实横径、纵径以及单果重达到21.67 mm、20.40 mm和5.95 g,相较CK显著上升了16.1%、13.6%和44.1%。该时期处理组幼果着色程度与CK并无显著差异(详见表3)。

2.4 花蕾期施肥对冰糖橙果实品质形成的影响

由表4可知,花蕾期施肥有利于提升冰糖橙果实品质。在果实膨大期(9月上旬)花蕾期施肥处理组的果实膨大更充分,果实横径、纵径和单果重分别达到56.04 mm、51.80 mm和88.05 g,相较于CK果实大小的52.30 mm、47.56 mm和69.50 g,显著增加了7.2%、8.9%和26.7%。CK和花蕾期施肥处理的果实TSS含量分别为9.8 Brix°和10.1 Brix°,并无显著差异,但处理组果实可滴定酸含量显著上升,达到1.51%,相比CK酸高出0.39个百分点。

进入果实转色期(10月上旬),花蕾期施肥处理果实大小依然显著高于CK,果实横径、纵径和单果重分别达到59.59 mm、55.86 mm和102.52 g,相较于CK高出5.8%、6.0%和17.7%。两者的果实TSS含量无显著差异在8.58~8.87 Brix°,花蕾期施肥处理可滴定酸含量在1.15%,仍然比CK高0.39个百分点。处理组果面亮度更高,L*值显著高于CK,但果实着色和饱和度上并无显著性差异。

果实达到成熟期时(11月上旬),花蕾期施肥处理果实膨大更显著,果实横径、纵径和单果重分别达到63.57 mm、59.83 mm和127.76 g;CK果实的横径、纵径和单果重略小,分别为61.47 mm、57.37 mm和112.99 g。随着果实的成熟,果实可滴定酸含量逐渐降低,TSS含量较转色期上升,处理和CK果实内在品质上并无显著差异,TSS和酸含量在10.4~10.8 Brix°和0.60%~0.65%。花蕾期施肥后成熟果实着色更饱满,果实色泽饱和度CCI值显著高于CK,果实亮度L*值和黄色度b*值同样显著高于CK,果皮呈现橙黄色;CK果实a*值显著低于处理组,果皮呈现绿色,颜色较处理组更深。

3 小结与讨论

稳果肥提早到花蕾期施用更有利于冰糖橙树体的生长发育,能显著促进春梢的老熟、开花和坐果。花蕾期施肥促进了柑橘果实细胞的分裂和果实膨大,使果实显著增大。

柑橘春梢是接替上一年老叶给幼果提供营养的重要保障,同时也是当年叶片光合产物是果实中糖分的主要来源,而“源”的数量和质量是影响作物产量的基础。叶片的数量多少会影响果实品质,研究发现结果枝叶片对椪柑果实发育起着重要的作用,单果重、果实横径与结果枝叶片数之间均存在极显著线性正相关[13]。邓永辉[14]探索了影响特早熟柑橘果实品质的源库关系,研究表明结果枝着生叶片数多的果实单果重增加,且随着结果枝着生叶片数增多,叶片光合产物增加,果实膨大越显著。包日在等[15]研究表明,叶片的发育质量影响果实品质,杨梅在施用黄腐酸钾后,春梢长度、叶片长度、10片叶厚和叶绿素 SPAD值分别增加 36.16%、13.06%、26.23%和 0.77%,最终成熟果实单果质量显著高于对照。王登亮[16]研究表明,对‘爱媛28春梢叶片喷施不同的叶面肥,加快柑橘春梢转绿速度,可提升果实品质。冰糖橙春梢抽发期易感溃疡病、砂皮病,春梢抽发后尽快老熟对树体健康发育和病虫害的防控密切相关。溃疡病菌和砂皮病菌一般只侵染一定发育阶段的幼嫩组织,对刚抽出来的嫩梢、嫩叶、刚谢花后的幼果,而老熟的组织都不侵染或很少侵染[17-18]。橙类在新梢自剪时叶片开始表现发病症状,新梢转绿期为发病盛期[19]。此研究中,花蕾期施肥后春梢发育更充实,长度和粗度均较CK显著上升;叶片转绿更早,且长度、宽度、厚度和叶绿素SPAD值均显著高于CK。因此,花蕾期施肥促进了冰糖橙春梢发育和老熟,能尽快形成光合能力,有利于树体发育、开花坐果和病虫害防控。

柑橘果实大小发育呈现出明显的规律,主要呈现为果实缓慢增大的细胞分裂期和快速增大的果实膨大期。柑橘果实细胞分裂期主要是果皮和汁囊的细胞反复分裂以增大果体,汁囊的原始细胞为心皮上的表皮毛,在开花时已开始分裂,结成小果后分裂更旺盛,直至整个汁囊液泡化,液泡化的汁胞充满了整个囊瓣,汁囊细胞才停止分裂,而转向细胞的增大。果皮细胞也在开花前就开始分裂,开花时果皮增厚最迅速,细胞分裂期需要较完全的有机和无机营养[20-21]。柑橘果实膨大期转向果实汁囊和海绵层的细胞增大,而汁囊细胞如果在上阶段分裂不充分,则直接影响汁囊细胞增大,进而对果实大小产生影响[22];果实膨大期需要消耗大量养分,树体营养状况也是影响果实膨大的重要因素,在水分适宜和养分充足的条件下,柑橘树体光合能力较强,产量稳定[23]。此研究中,花蕾期施肥后幼果发育加快,5月中旬幼果果实显著大于CK,同时伴随果实更好着色,说明花蕾期施肥后加速了汁胞的分裂,有利于果实发育。在果实膨大期和成熟期,花蕾期施肥处理果实大小和着色持续优于对照,可能与花蕾期施肥诱导更加充分的细胞分裂紧密相关,这与前人的研究理论基本一致。综上,常规稳果肥在谢花后施肥相对较滞后,提前至花蕾期施肥能有效促进果实细胞分裂初始期的营养积累,可促进柑橘果实细胞分裂、果实膨大和着色。

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(责任编辑:张焕裕)

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