熟期调控

陈勇 易鑫 曹卓 聂松青 徐丰 杨国顺 白描

  摘要：本研究采用二次果进行了‘阳光玫瑰’葡萄的错季栽培，通过20个不同药剂复配处理，研究了其对主梢冬芽结二次果成花的影响。结果表明，错季栽培相比常规栽培显著缩短物候期，萌芽期至花期缩短35 d，开花期缩短4 d。对于促进花芽分化，复配植物生长调节剂效果优于单剂，调环酸钙50 mg·L⁻¹+缩节胺980 mg·L⁻¹（T7）可作为更安全的方案代替矮壮素500mg·L⁻¹处理(T3)；在使用调环酸钙100 mg·L⁻¹基础上增加缩节胺浓度显著提高成花率；而在相对低浓度缩节胺下，复配磷酸二氢钾、2,4-表芸苔素内酯、苄氨基嘌呤和复硝酚钠有助于成花，而噻苯隆可能具有抑制作用。本研究中，T17（调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺1306.67 mg·L⁻¹+复硝酚钠4.5 mg·L⁻¹）处理成花率最佳，达88.97%。另外，在一定范围内增加处理次数未必提高成花率。二次果虽果形较小，但可溶性固形物含量高于一次果，酸度降低，整体风味更优。本研究为“阳光玫瑰”葡萄的熟期调控栽培技术提供了指导方案。

  关键词：‘阳光玫瑰’；错季栽培；熟期调控；二次果；花芽分化

 

 ‘阳光玫瑰’（Vitis vinifera×Vitis labrusca）葡萄作为优质的欧美杂交种，自2009年引入我国后，凭借其果粒硕大、糖度高、肉质脆爽、玫瑰香浓郁等特点，深受消费者的喜爱。其适应性较强，具产量高、品质稳定、经济效益高等特点，深受种植户的推崇[1]。随着该品种的迅速扩张，其成熟期高度集中，市场供应量激增，造成了常规栽培模式下果实品质下降、价格暴跌等问题[2]。进行‘阳光玫瑰’的延后或错季栽培是缓解其集中上市压力、提升种植效益的有效途径。通过熟期调控使鲜果错季上市，可显著提升利润空间。在20世纪30年代起，便开始运用修剪技术调节葡萄产期，让葡萄一年多次结果[3]。对于‘阳光玫瑰’葡萄错季栽培而言，通常采用诱发夏芽和迫使冬芽萌发结二次果[4]。

  葡萄的冬芽是构成产量的主要来源，其花芽分化属于一年多次分化类型。在开花期，主梢上的冬芽即已启动花芽形态分化过程。研究表明，‘阳光玫瑰’葡萄各节位成花能力存在差异，第3-4节位的冬芽成花率相对基部和上部节位更高[5-6]。利用葡萄冬芽二次结果的关键在于加速当年花芽的分化与发育进程。葡萄花芽分化过程受诸多因素影响，包括光照、温度和水分等外部环境因素，及营养水平、内源激素水平、基因调控等内部因素[7]。一般，相对高水平的磷、钾、钙、镁和低水平的氮元素更有利于葡萄花芽分化。内源激素中赤霉素（Gibberellin，GA）与细胞分裂素是调控葡萄成花的关键，赤霉素在花芽分化过程中抑制葡萄花序原基分化，而细胞分裂素能够促进葡萄成花[8-10]。因此，在葡萄二次果促花调控中，常应用赤霉素合成抑制剂来调节内源激素平衡。其中，矮壮素、缩节胺和调环酸钙是分别作用于赤霉素生物合成通路的不同阶段的三类赤霉素抑制剂。矮壮素主要抑制生物合成早期步骤中柯巴基焦磷酸（CPP）向内根-贝壳杉烯（ent-Kaurene）的转化，该反应由内根-贝壳杉烯合酶（KS）催化，从而阻断关键前体的合成。缩节胺主要通过抑制KS的活性，阻断CPP向ent-Kaurene的转化，干扰早期环化过程。调环酸钙则作用于生物合成下游，通过抑制GA20氧化酶（GA20ox）的活性，阻止非活性前体GA20向高活性赤霉素GA1的转化。它们均被证实对葡萄成花有促进作用，常应用于葡萄二次果的促花调控中[11-13]。然而矮壮素是一种植物生长调节剂，已被证实存在诸多危害。有研究明确表示，矮壮素可能损害生育能力及胎儿发育[14]。其对雄鼠的生殖毒性，表现为睾丸形态结构和精子生成水平以及精子活率的改变[15]。长期在植物上使用矮壮素，其残留可能经食物链进入人体，带来健康风险[14,15]。相比之下，调环酸钙与缩节胺具有低毒、易降解的特性，规避了矮壮素的持久残留问题。在此背景下，探索出调环酸钙与缩节胺的安全高效促花复配方案具有重要的实践意义。

  本课题组前期研究证实，矮壮素或缩节胺分别与苄氨基嘌呤（6-BA）或胺鲜酯（DCPTA）复配，可显著提升‘阳光玫瑰’二次果成花率[16]。但鉴于矮壮素的生殖毒性风险，本研究旨在探索出以调环酸钙和缩节胺为核心的替代性安全复配方案。通过不同配比组合研究其对葡萄主梢冬芽二次果成花调控的影响，筛选出安全、高效、可替代矮壮素的主梢冬芽促花调控技术，为‘阳光玫瑰’葡萄错季优质安全生产提供技术支撑。

 

  1 材料与方法

  1.1 试验地概况

  试验于湖南农业大学阳光葡萄园基地开展，该基地位于湖南省长沙市长沙县干杉镇（东经113°19.6′，北纬28°13.2′），海拔约53米，属亚热带季风气候区，年均温16-18℃左右，夏季高温常达35℃以上。

  1.2 试验材料

  供试葡萄品种为‘阳光玫瑰’，树龄8年，采用飞鸟式架形栽培，株行距1.8 m×2.8 m。每个处理设置5棵树。从萌芽期到开花期进行统一常规管理。

  1.3 试验药剂

 

  1.4 试验方法

  1.4.1二次果枝梢修剪方法

  春季主梢出现第一次花序时，将其摘除。待主梢长至12片叶后，保留8片叶进行摘心。顶端副梢保留3-4片叶进行绝后摘心，其余夏芽副梢均保留1片叶进行绝后摘心。于6月27日，对主梢进行带叶短截（保留4个芽）。短截后，用1.5%单氰胺溶液处理剪口芽以破除休眠，促使冬芽萌发。冬芽萌发后，调查其萌芽率和成花率。

  1.4.2 促花处理方法

  试剂及处理方案见表1~2，各药剂使用浓度参考生产上常用浓度。每个处理设置5棵树，共计100棵。当主梢长至4片叶时（4月14日），参照表1~2的组合进行第一次全树喷施。每次处理间隔7 d：T1~T13和T16~T20处理共喷施4次；T14和T15处理共喷施5次。所有处理结束后，按1.4.1所述方法，于6月27日进行短截促萌，后续进行萌芽率与成花率的统计。

 

  1.4.3 果实品质评价方法

  理化指标：可溶性固形物（TSS，数显糖度计）、总酸（NaOH滴定法，以酒石酸计）

  形态指标：单果重（电子天平）、横纵经（数显游标卡尺）

  1.5 指标计算方法与数据处理

  萌芽率和成花率按如下公式计算。采用SPSS 27.0进行邓肯单因素分析，用Excel 2019作图。

 

  2 结果与分析

  2.1 阳光玫瑰错季栽培与常规栽培物候期观察

 

 

  观察结果表明，在常规栽培条件下，‘阳光玫瑰’葡萄品种完成从萌芽到开花的整个阶段（Ⅰ）需要46 d；而在错季栽培模式下，该生育期（Ⅰ）显著缩短至仅11 d，比常规栽培减少了35 d。同时，其花期（Ⅱ）的持续天数也较常规栽培模式缩短了4 d（表3）。

  2.2 不同促花处理下‘阳光玫瑰’葡萄二次果枝梢生长

  于6月27日进行带叶短截后10 d，短截处冬芽开始萌芽，陆续统计萌芽率，截止7月17日。此时，部分植株已进入开花期，未萌芽的节位不再萌发。本研究结果显示，在使用了1.5%单氰胺对剪口芽进行破眠处理后，不同促花处理（T2-T20）与对照（T1）组的萌芽率未呈现显著差异（P>0.05），所有处理的萌芽率均达90%以上（图1）。暗示，1.5%单氰胺在该时间点具有稳定且强效的破眠作用，且促花处理对后续萌芽率无显著影响。

 

 

  2.3 不同促花处理下‘阳光玫瑰’葡萄二次果成花率分析

  本研究发现，以T1（CK）为对照，不同处理组间成花率存在显著差异。其中，T13（78.10%±8.68%）、T17（88.97%±11.57%）和T18（71.37%±12.48%）表现出较高成花率；而T8处理组成花率最低（24.04%±14.26%）（表4）。

 

  各促花处理的成花率表现出差异，复配植物生长调节剂的处理效果和稳定性，普遍优于单剂处理（图2-A）。相较于对照（T1），长放（T2）和单剂的两个浓度下的调环酸钙处理（T4和T8）均未提高成花率；单剂缩节胺980 mg·L⁻¹处理（T5）与矮壮素500 mg·L⁻¹（T3）提升了平均成花率，但单剂缩节胺和矮壮素处理内误差较大，均不太稳定。而复配调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺（T6和T7）与矮壮素500 mg·L⁻¹（T3）处理的成花率无显著差异，且当适当提高缩节胺浓度（T7: 68.18%）时，其成花率显著高于单剂调环酸钙、清水对照（T1）及长放（T2）处理（图2-A）。

  研究了相同药剂组合下，不同处理次数的效应（图2-C）。结果显示，虽无显著差异，但4次处理（T9: 59.43%±3.51%；T10: 60.04%±10.12%）平均成花率优于5次处理（T14: 53.32%±7.22%；T15: 50.01%±8.62%），表明增加处理次数未达到提高成花率的目的。

另外，本研究发现在调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺的基础组合，其成花率均显著高于对照。适当提高缩节胺浓度（由980 mg·L⁻¹提高至1306.67 mg·L⁻¹）可有效提升成花能力，体现在平均成花率和稳定性上。如调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺1306.67 mg·L⁻¹的基础组合（T16、T17、T18）分别较980 mg·L⁻¹组（T9、T10、T11）成花率有所提高（图2-C）。

  在赤霉素抑制剂浓度一致情况下，比较辅助药剂对成花的影响发现，复配不同辅助药剂，对成花率存在一定影响。在调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺1306.67 mg·L⁻¹时，不同辅助药剂的添加其成花率没有明显差异（T16~T20）；而在缩节胺浓度较低（980 mg·L⁻¹）时，不同辅助药剂的添加对成花率存在一定的影响（T9~T13），表现为磷酸二氢钾（T13） = 芸苔素内酯（T12） > 复硝酚钠（T10）= 6-BA（T9）> TDZ（T11）（图2-C）。

  综上结果表明：调环酸钙+缩节胺的组合可以替代矮壮素，促进成花；缩节胺浓度对成花的影响是最主要的，而辅助药剂效能及药剂间的差异，需在相对较低浓度的缩节胺下体现。本研究结果也显示，调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺1306.67 mg·L⁻¹+复硝酚钠4.5 mg·L⁻¹（T17，88.97%）为最优组合，成花率逼近90%，且处理内结果稳定，误差较小。

  2.4 ‘阳光玫瑰’一次果与二次果的品质评价

  由表5可知，二次果在形态指标上显著小于一次果，纵径、横径和单果重分别降低69.8%、66.8%和68.8%，果形指数也略有下降。然而，二次果在内在品质方面表现优异：可溶性固形物（TSS）含量达20.5%，高于一次果的17.1%；可滴定酸含量为0.21%，低于一次果的0.26%，表明二次果糖酸比更高，风味更佳。果实硬度略有增加。综合来看，尽管二次果个头较小，但其糖积累能力更强，口感更甜。

 

  3 讨论与结论

  在本研究中，于6月中下旬对经过各种促花处理的‘阳光玫瑰’葡萄进行短截，1.5%单氰胺破眠后大部分处理萌芽率在90%以上，表明此时单氰胺处理具有稳定地促进萌芽作用，这与任俊鹏等的研究结论一致[17]。

  本试验通过20种药剂组合处理发现，环酸钙+缩节胺的组合可以替代矮壮素，稳定促进成花，其原因可能是调环酸钙和缩节胺作用于GA合成途径中的不同位置，起到复合效应。大部分调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺980 mg·L⁻¹+辅助药剂（6-BA、磷酸二氢钾、24-表芸苔素内酯、TDZ、复硝酚钠）与对照T1具有显著差异，但效果不如增加了缩节胺浓度至1306.67 mg·L⁻¹的情况，这暗示缩节胺浓度增加至合理浓度，能有效抑制赤霉素合成，有助与花芽分化。另外，值得注意的是，TDZ作为强效细胞分裂素，理论上可通过促进细胞分裂提升成花率，但是在低缩节胺浓度下，TDZ的添加（T11）反而降低了成花率。这可能是由于全株喷施，TDZ可能过度促进植株叶片营养生长，从而与花芽竞争资源，导致成花率下降。这一推断可能也可以解释6-BA（T16）为何促花效果不够稳定（处理内差异较大）。另外，芸苔素内酯具有提高光合效率的作用，本研究中其促花能力未突显，这可能是其促进细胞伸长的特性会加剧营养生长，与花芽争夺光合产物，且部分功能与GA重叠（如细胞伸长），可能削弱促花效果。由此，在采取全树喷施方案时，需要解决营养生长与生殖生长的矛盾，才能有效促花。根据赵昕欣研究，磷酸二氢钾具有促进营养生长向生殖生长转化，但是效果并不明显[18]。在本研究中，在较低的缩节胺浓度下磷酸二氢钾（T13）具有显著且稳定的促花效果。花芽分化可能依赖磷（能量代谢）和钾（糖分运输），促进ATP合成，支持花序发育的能量需求，优化碳水化合物向花芽的转运，这点符合高秀岩的成花量与“C/N比”成正相关[19]的结论。

  本研究中T17处理（调环酸钙100 mg·L⁻¹+缩节胺1306.67 mg·L⁻¹+复硝酚钠4.5 mg·L⁻¹）具有稳定的高成花率（达88.97%）。这一结果可能源于多机制的协同：在赤霉素调控层面，调环酸钙与缩节胺双途径抑制GA的合成，缩节胺阻断内根-贝壳杉烯转化，PC抑制GA20氧化酶活性，显著降低内源赤霉素水平，符合Vasconcelos提出的低GA促花理论[8,12-13]。而复硝酚钠的加入可能通过调节细胞代谢活性从而协同促进花芽分化，其具体机制与本研究中调环酸钙、缩节胺抑制赤霉素的路径是否形成互补，还需进一步研究。

  二次果虽果实较小，但可溶性固形物含量提升，酸度降低，整体风味更优，具备更高的商品价值和市场潜力。

  总之，使用调环酸钙与缩节胺的组合，可安全替代矮壮素。在本研究中T17方案是‘阳光玫瑰’二次果生产促花技术的首选方案。未来需进一步验证该方案在不同气候区的表现，并深入探索复硝酚钠的分子调控机制，为相关理论提供新依据。