文旦柚品种群裂果原因及防治研究最新进展

秦柳钱 2024-07-04 02:22:52

文旦柚品种群裂果原因及防治研究最新进展

曾丽兰等

基金项目:2023年福建省特色现代农业发展专项(设区市农科院所建设)项目(2023PTNK03)

柚在中国有 2 000 多年的栽培历史,且分布较广,由于种植环境差异大和柚的单胚性,形成了高度多样化的柚类栽培品种和品种资源 。根据柚的形态学特征,我国柚类可分为沙田柚品种群、文旦柚品种群和种间杂交品种群,其中裂果表现最严重是文旦柚品种群 。该种群现有主要品种如:浙江的早香柚、玉环柚、四季柚,福建的琯溪蜜柚、漳州柚、度尾文旦柚、坪山柚、湖滨蜜柚、下河蜜柚,重庆的垫江白柚、梁平柚、三元红心柚、五布柚,四川的凤凰柚、通贤柚、脆香甜柚、冰糖柚、早香柚,湖南安江香柚,台湾晚白柚等 。在正常气候年份,文旦柚品种群裂果率通常为 30%~40%,严重的年份裂果率甚至高达70%以上 ,影响到果实品质和储运,大大降低商品价值,给果农带来非常大的经济损失,严重制约了柚产业的发展。本文对文旦柚品种群裂果原因及防治方法研究进展进行综述,以期为文旦柚品种群裂果防治研究提供参考。

1 裂果概述

裂果一般是指果实内部生长由于生理失调引发的一类生理性病害。柑橘类果实裂果分为外裂、内裂和皱皮裂 3 种 。吴智仁等 解剖发现度尾蜜柚由内裂(果中轴)开始,后外裂至果顶,露出裂缝。玉环柚由中心柱开裂,最后发生裂果 。文旦柚类果实裂果大多表现为中心柱先开裂,但如坪山柚 、早香柚 等品种为果瓣开裂。

文旦柚品种群裂果一般发生于果实成熟期或膨大期 。吴智仁等 于 1984—1985 年解剖观察到度尾蜜柚裂果是从 7 月下旬由果中轴先开裂,且最多发生在 8 月中旬至 9 月上旬,于 9 月上旬于果顶露出裂口。陈清西等 于 2008 年 8 月初通过显微镜切片技术在度尾文旦柚中发现裂原,且裂 果 集 中 发 生 在 9 月 上 旬 至 10 月 上 旬 。 陈 顺珍 于 2010 年剖果观察发现度尾文旦柚大多于7 月中旬由中心柱开裂,于 7 月底果顶露出裂缝的 占 5% ,8 月 底 露 出 裂 缝 的 占 15% ,9 月 的 占31%。研究发现的度尾文旦柚裂果时间有差异,可能与不同年份生长情况不一致有关。早香柚于 8 月 上 旬 开 始 出 现 裂 果 ,在 9 月 上 旬 达 到 高峰 。柳兴岳等 研究发现玉环柚裂果发生于 8月,裂果集中在 9—10 月。漳州柚裂果集中在 9月 。

2 裂果的主要原因

2.1 品种

研究表明,果树品种自身遗传特性决定着果实的易裂性 。大量研究表明,文旦柚品种群裂果表现较明显 ,且以度尾文旦柚、玉环柚等无籽品种最为严重。福建莆田的度尾文旦柚在正常气候年份一般裂果率表现为 30%~40%,严重年份甚至高达 70% ;浙江的玉环柚裂果率一般为 30%~40%,个别年份可达 50% ;漳州柚裂果率达 30%~40% ;思州柚的裂果率一般为 15%~30%,严重年份裂果率也达 50%,其最早母本是玉环柚 ;四川的通贤柚、脆香甜柚等裂果率正常是 30%~40% ,个别年份超 70% 。

2.2 果实性状

裂果与果实性状有一定的关系。前人研究发现,文旦柚品种群的裂果率与果形指数呈负相关,即扁形果比高形果更易裂 。彭廷海等 研究表明,果形指数(FSI)大于 0.95 时,裂果率较低,FSI 小于 0.95 时,裂果率较高。王贤达等 发现度尾文旦柚大果比小果更易裂。另外,裂果与果皮过渡层细胞疏密、细胞大小、排列方式等也有一定的关系 。陈苑虹等 研究发现,玉环柚易裂果的果皮没有过渡细胞层,且细胞大小不均一,而抗裂果则相反。谢立生 认为果皮薄的品种较容易发生裂果。

2.3 砧木

选择不同砧木嫁接柚类显著影响裂果率。戴哲保等 嫁接文旦柚时发现,枳壳砧的裂果率最高,酸柚砧次之,玉橙砧、本地早砧较低;陈玳清等 嫁接玉环柚时也发现裂果率为枳砧>酸柚砧>高橙砧;严纯珍 嫁接思州柚时发现裂果率为枳壳>蜜柚、沙田柚>酸柚;此外,嫁接脆香甜柚时裂果率为柚>红橘砧>橙砧、枳砧 。

2.4 水分

裂果与日常的水分管理也紧密相关,如夏季高温、久旱后降雨,突降暴雨、人工漫灌和降水量不均等情况下,水分急剧增多会使果肉快速膨大,进而使因干旱而老化的果皮开裂 。赖奕弘 研究发现,琯溪蜜柚在干旱或水分不足时果皮会出现干皱现象,在果实膨大期突降暴雨或人工漫灌,水分急剧增加导致果肉细胞生长速度加快,会涨破干皱的外果皮出现裂果。王贤达等 对度尾文旦柚模拟久旱后暴雨式灌溉,发现其植株群体的裂果率高达 45.2%,而未处理的裂果率为 35.9%。卢艳清等 在对度尾文旦柚果皮进行转录组测序对比分析时,发现水分亏缺和高温逆境响应基因在裂果果皮中表达均明显下降,说明水分亏缺和高温影响着度尾文旦柚裂果。

2.5 矿质营养

矿质元素的缺乏和含量失衡也会加重裂果的发生 。研究表明增施钙、钾肥可以降低裂果率 。钙作为维持细胞壁完整性的重要结构成分,可以调节果皮细胞壁酶活性,从而减低裂果率 。彭建平等 发现给度尾文旦柚增施钙肥能有效降低裂果率,而增施磷肥则无显著效果。黄品湖等 研究发现,早香柚叶面喷施钙肥可以使其裂果率降低。琯溪蜜柚在个别年份裂果率达到 40%,与其缺钙密切相关 。黄德发等 和林继红等 认为对琯溪蜜柚增施钙肥可以使其裂果率下降。钾作为酶的活化剂,有利于形 成 纤 维 素 和 类 脂 ,从 而 降 低 裂 果 率 ,谌 金 吾等 研究表明,适当给思州柚施钙、钾肥可以明显使其裂果率下降。陈子聪等 研究表明,平衡施肥可以使琯溪蜜柚增产 20.6%,且裂果率降低46.4%;此外,缺硼、锌也会产生裂果 。林燕金等 研究发现,钙、镁、硼、锌等多元素喷施度尾文旦柚的裂果率最低。

2.6 激素

内源激素含量影响着果实裂果率 。吴万泳等 研究发现,种子败育的琯溪蜜柚果实中赤霉素(GA 3 )含量不足,导致果皮和果肉生长不一致,从而裂果。有研究表明,玉环柚易裂果中的乙烯和脱落酸(ABA)的含量较高,可能通过加快果皮衰老而产生裂果 ;且扁圆形果中的吲哚乙酸(IAA)、乙烯和 ABA 含量都大于梨形果 。陈清西等 研究发现,授粉可以减少度尾文旦柚中 IAA 合成,保持果皮与果肉平衡生长,从而减少裂果。综上,果皮中低含量的 GA 3 或高含量的IAA、ABA、乙烯可以诱发裂果。

2.7 土壤

长期不科学的农药、化肥施用或偏施化肥会导致柚园土壤酸化、板结,引起柚园土壤有害微生物积累、土壤肥力下降等问题,进而使果实变酸,裂果增多,品质降低;土层较深厚、理化性状优良的土壤,其保水、保肥较好,裂果较低 ,因此土壤也是引起裂果等果实品质降低的主要因素 。

2.8 其他因素

其他影响裂果的因素还包括植株树龄 、病虫害 、栽培管理 、挂果量 、气候 和环境 等。

3 防裂果的措施

3.1 选择抗裂品种与建园

由于文旦柚品种群自身的遗传缺陷,如易裂果和自花不育等,因此防治裂果的最根本措施是选育出果实性状好、抗逆性强、成熟期不同的抗裂品种 ,但目前未见文旦柚品种群中选育出比较好的抗裂品种。在建园时因地制宜选择品种,使果实成熟期尽量避开暴雨、高温等极端天气,也可以减少裂果 。新植时应选择 1 年生健壮、无病虫害的嫁接苗;可选择优良品种的接穗来高接换种改良裂果率高的老果园 。建园时应选择土层较深厚透气性好的土壤,如遇黏性土壤要注意加强排水和扩穴改土。

3.2 注重辨形疏果

由于扁形果比高形果更易裂果 ,王贤达等 通过对度尾文旦柚进行辨形疏果,即去扁形果(果形指数≤0.8 ),结果发现可以使其裂果明显减少(较对照减少 4.28%)。笔者认为该方法可以有效应用于当前文旦柚类品种的生产上,通过对度尾文旦柚进行辨形疏果配套矮化修剪来减少裂果率,即去扁形果、留高形果,按照“大年早疏、小年迟疏”的原则,疏果时间一般为 6 月初稳果后至 7 月底。

3.3 选择抗裂砧木

生产上应选择适宜的抗裂砧木来减少裂果。文旦柚品种群嫁接时宜选用酸柚或橙作为砧木来降低裂果率,如文旦柚选择玉橙砧或本地早砧作为砧木 ,玉环柚选择本地早和玉橙砧 ,思州柚选择酸柚砧 ,脆香甜柚选择枳砧 等。

3.4 加强水肥调控

生产上加强水肥管理有利于减少裂果。陆平中等 研究发现水分调控使玉环柚裂果率明显下降。陈苑虹等 在不同月份进行水分调控的处理,明显减少了后期的裂果率。彭建平等 研究发现,在不同水分调控下给度尾文旦柚平衡施肥和增施有机肥都能降低裂果率,且增施钙肥能进一步减少裂果率。黄品湖等 研究表明,叶面喷施钙肥会减少早香柚的裂瓣和裂果的发生。通过不同生长期和不同部位来补钙,可以减少琯溪蜜柚的裂果发生 。黄品湖等 研究发现喷施稀土肥料可以提高早香柚品质,并减少其裂果率。玉环柚在生产中应免施壮果肥和减施芽前肥,因后期过多施肥会加重裂果率 。琯溪蜜柚应早施壮果肥来减少裂果 。在 4—5 月干旱时注重补水,膨果期应注重钙肥的施用,以减少裂果 。林燕金等 研究发现,可通过在度尾文旦柚的挂果期增施高钾水溶性叶面肥和钙镁硼来防治裂果,特别是在果实膨大期,缺钙会使果皮变薄,易裂果,钾可以提高果实硬度和改善果实风味,但单施钾肥易引发硼镁缺乏,因此生产上要注重搭配矿质元素平衡施肥。

3.5 涂防裂素调控

果实发育和裂果与内源激素密切相关,可以通过喷施外源激素对裂果进行调控 。我国很早就有报道用植物生长调节剂来减少裂果 。如在玉环柚果顶位置涂上自配的防裂素,裂果率可以降低 50%以上 ;涂上 500 mg·L -1 的 GA 3 (7月下旬)或涂上 50 mg·L -1 的 IAA 和 200 mg·L -1 的BA 混合液(6 月下旬)可以显著减少裂果率 ;在玉环柚果顶涂上 GA 3 2~3 次(6 月中旬至 8 月中旬),可以减少裂果率 。罗涛 在脆香甜柚果顶涂上 200~250 mg·L -1 的 GA 3 (6 月中旬至 7 月上旬)降低裂果率。郑元勋 研究表明,使用 GA(40 mg·kg -1 )+BA(400 mg·kg -1 )激素处理时,脆香甜柚的裂果率最低。因此,可通过在柚子果顶位置涂上相关的防裂素来减少裂果。

3.6 采用异花授粉

度尾蜜柚和琯溪蜜柚具有自花不孕的特性,与其易裂果密切相关 。彭建平等 用‘度柚 6号’和琯溪蜜柚授粉,均能明显减少度尾文旦柚裂果率,选用琯溪蜜柚授粉的果实品质较差且种子数量增多,用‘度柚 6 号’授粉的果实品质基本不变且种子数增多不明显。真龙柚通过异花授粉,不仅能减少裂果率,还能提高坐果率 ;陈青英等 对玉环柚进行异花授粉,降低裂果率效果为琯溪蜜柚>沙田柚>土栾>早香柚>四季抛>梨形文旦,综合考虑对果实品质和种子数的影响,建议选用沙田柚、早香柚、四季抛授粉较好;倪海枝等 也发现玉环柚通过异花授粉可以减少裂果率,但琯溪蜜柚授粉的裂果率最高,这与前人研究有差异,可能是因为花粉活力强弱不一。郑元勋等 研究发现,脆香甜柚通过琯溪蜜柚、沙田柚、本地酸柚和江永香柚授粉时,裂果率均会降低,且琯溪蜜柚、本地酸柚和江永香柚授粉的可降至 4% 以下。文旦柚品种群通过异花授粉可以明显减少裂果,但大多会影响果实原有风味,并改变无籽、少籽的优势。王平等 研究发现,度尾蜜柚通过蕾期自交授粉可以一定程度地克服不亲和性,降低裂果率且产生种子较少。陈方永 通过玉环柚与异源四倍体花粉杂交,不仅可以降低裂果率,还使玉环柚原有性状基本不变。以上方法为文旦柚品种群防裂果研究提供了新的方向。

3.7 其他措施

前人对文旦柚品种群防裂果方法还做了以下研究:如用针刺法降低玉环柚裂果率 ;陈青英等 发现于 8 月底至 9 月初对成熟前的玉环柚进行全园灰膜覆盖可减少裂果;蔡宗启等 研究反光膜、地膜、稻草等 3 种覆盖材料对度尾文旦柚果实品质的影响,结果表明反光膜覆盖在降低裂果率和提高单果重方面效果最好;陈顺珍 研究发现对度尾文旦柚施菜籽饼能减少裂果;此外,利用套袋防治裂果 ;大棚栽培也可防治裂果 等。

4 小结与展望

文旦柚品种群裂果受到品种、果实性状、砧木、水分失调、矿质营养、激素、植株树龄、病虫害、栽培管理、挂果量、气候、环境和土壤等多方面的影响,其中度尾文旦柚、玉环柚、琯溪蜜柚等文旦柚品种群裂果表现较严重,极大阻碍了柚产业发展。为了解决这一问题,前人做了很多相关研究,涉及选育抗裂品种、注重辨形疏果、选择抗裂砧木、加强水肥管理、喷施激素调控、采用异花授粉、针刺法、全园灰膜覆盖、反光膜覆盖、施菜籽饼、套袋、大棚栽培等,为了减少裂果对柚子产业的不利影响,更好地提高生产者的种植经济效益,笔者认为还有以下几点工作值得深入。

4.1 选育抗裂品种

文旦柚品种群自身具有易裂果和自花不育等遗传特性,选育抗裂品种或因地制宜选择品种才是防治裂果的最关键技术,可以通过选育优良单株、芽变或杂交育种等方式选育出抗裂品种,且未来有必要在裂果的遗传特性和分子机制上进行深入研究,为选育抗裂品种提供理论依据。

4.2 研究绿色轻简高效防裂栽培技术

仅靠单一的方法防治裂果往往效果不显著,需要在多方面进行综合防治。近年来,随着用工成本日益提高,如何降低农业生产成本,节本增效,成为当前一大挑战。研究绿色轻简高效防裂栽培技术,实现“减化肥、减农药”从而减少农业面源污染,对提高种植经济效益和发展绿色农业具有重要意义。柚子多栽植在山坡地上,如何应用果园轨道车、水肥一体化、推广新型植保药械等省力化操作,果园套种绿肥改良酸化、板结土壤进而提高果实品质,在柚子果顶位置涂上防裂素,在挂果期尤其是果实膨大期通过灌水、套种绿肥和覆膜等方式保持土壤湿度,防止土壤干旱,加强科学管理,实现生产管理智慧化 ,是需要不断探索和深入的课题。

4.3 提高裂果等残次果的利用率

度尾文旦柚、玉环柚等文旦柚品种群裂果率高,而裂果等残次果实营养丰富。从资源再利用角度来看,若丢弃残次果,会造成柚园中可利用养分等资源浪费;从病虫害防治角度来看,残次果若不及时清理,会成为病虫和病菌的繁殖或越冬的载体,导致柚园病虫害加重。因此,残次果实 循 环 再 利 用 成 为 柚 子 产 业 发 展 中 的 一 大 挑战。建议可将裂果等残次果实发酵后施用于果园,目前相关应用已在梨、苹果、樱桃等果树上有报道 ,不仅能提高果实品质,还能降低病虫害发生率,从而减少化肥、农药的施用量,实现节本增效。同时,还可以将残次果加工成畜禽养殖饲料,实现柚园废弃物变废为宝,提高残次果的利用率,做到柚园废弃物“零废弃”,有利于发展生态农业。

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秦柳钱

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