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    5个梨品种枝叶生长与开花结果特性比较

    来源:网友投稿 发布时间:2024-01-17 18:15:03

    王睿哲,崔慧敏,郭铁群,何天明,张 蓓,程嘉宝,曼苏尔·那斯尔

    (1.新疆农业大学园艺学院,乌鲁木齐 830052;
    2.新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究所,新疆库尔勒 841010)

    【研究意义】不同梨品种,不同的栽培条件,都对果树的果实品质有着不小的影响,选育优良的梨品种,并对其配套实施相应的栽培技术,[1]。新疆是我国主要的梨产区之一[2]。库尔勒香梨是新疆梨系统中最具有代表性的梨品种。新疆有很多品种的梨树具有花粉量大、果实品质好、抗性较强,可以作为库尔勒香梨的辅栽树种,来丰富该地区的栽培种植结构。【前人研究进展】 常文君等[3]比较了15个新疆梨品种的果实品质,研究了梨育种材料果实性状品种间相似度和遗传多样性。曼苏尔·那斯尔等[4]研究表明,库尔勒香梨自花授粉结实率不足1%,多以砀山酥梨和鸭梨作为库尔勒香梨的授粉树,单一的授粉树种导致库尔勒香梨出现坐果率低,果实偏小等劣势。章世奎等[5]探讨了不同浓度的烯效唑处理下,库尔勒香梨枝条的生长及果实品质的响应。【本研究切入点】目前对新疆梨的研究主要集中在库尔勒香梨的栽培种植及其资源评价,但对其它品种栽培种植及资源评价的研究相对较少。需研究不同梨品种花期生物学、新梢生长及果实品质特征。【拟解决的关键问题】采用方差分析和主成分分析方法,比较分析对5个梨品种花期生物学、新梢生长及果实品质特征,为新疆巴州地区选择库尔勒香梨的辅栽品种、授粉树配置及果实品质评价提供理论参考。

    1.1 材 料

    试验地位于新疆巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市沙依东园艺场。供试材料为库尔勒香梨,雪香,新梨7号,玉露香和红香酥5个品种,树龄10 a,树体健康,树形相近,栽培管理方式一致。

    1.2 方 法

    1.2.1 开花生物学特性

    (1)开花物候期

    3月初对5个梨品种的萌芽期(全树25 %的花芽膨大鳞片错开),初花期(梨树5%的花开放),盛花期(全树50%的花开放),落花始期(全树5%花正常脱落)落花末期(全树95%的花瓣脱落)进行观测记录[6]。

    (2)花器官特征

    在盛花期,每个梨品种随机选取30朵盛开的完全花,使用游标卡尺对每朵的花冠直径,花瓣纵、横径,花药的长度和宽度,花丝长度,花柱长度进行测量,观察并记录雄蕊、雌蕊、花瓣和花朵的数量,雌蕊和花瓣的颜色及花瓣的位置。

    (3)花粉量

    每个品种选取未开放的10朵饱满的花蕾,剥出花药放置于2mL离心管中,并记录花药数量。待花药自然散粉后,注入1 mL蒸馏水,离心机上10 000 r/min离心5 min,吸取1 μL稀释液滴于载玻片上,在显微镜下统计花粉粒数并计算单花药花粉量,重复5次。

    (4)花粉活力

    在初花期,选取未开放梨花花药,置于手工制作的硫酸纸盒中,待其自然散粉后分别装于2 mL离心管中。以10%蔗糖和1%琼脂制作培养基,倾倒于载玻片上,形成均匀的薄层,待其冷却后,使用棉签蘸取少量花粉,弹拨于培养基上,25℃恒温箱,黑暗湿润条件下培养4 h,在显微镜下选取5个视野,统计花粉萌发数,计算萌发率(花粉萌发数/花粉总数×100%),重复5次。

    (5)柱头可授性

    利用联苯胺-过氧化氢法:将联苯胺-过氧化氢反应液(V1%∶V3%∶V水=4∶11∶22)滴于凹面载玻片凹陷处,联苯胺在溶解过程中适当加入盐酸并加热溶解。将柱头侵入反应液中,根据柱头周围蓝色出现的时间和气泡数量判断柱头可授性。

    1.2.2 坐果率

    在大蕾期选取发育一致的库尔勒香梨同胞家族5个品种结果枝组,人工疏花(去掉花序的第1位和最后1位的花,每个花序留下3~5朵花)后每棵树挂牌标记结果枝上的500朵左右的梨花,每个品种分别做自花授粉(套袋处理)和自然授粉两种模式,各重复3次。在第2次生理落果后统计坐果数,并计算坐果率(坐果数 / 总花数×100%)。

    1.2.3 新梢生长特征

    在2021年4月底选择梨树不同方向15 cm左右的新梢挂牌,每棵树选10个新梢,每个处理重复3次,每隔20 d测定新梢相关指标。包括新梢长度、新梢粗度(新梢基部以上1 cm处粗度作为新梢粗度)和节间长(新梢上的第3节至第4节位的长度);
    使用SPAD-502叶绿素仪测定新梢叶片的叶绿素含量;
    用LI-3000C叶面积仪测定叶面积,并计算平均单个叶面积。

    1.2.4 叶片指标

    在2021年7月每个梨品种树体外围和内膛随机采集并测定30张成熟叶片,在叶片主叶脉两侧各选3个点测量叶绿素值,求其平均值;
    用蒸馏水将叶片冲洗后晾干,测定每片叶子的面积,再剪去叶柄,用电子天平秤出叶片鲜重,后将叶片置于80℃烘箱中烘至恒重,秤出叶片干重。计算叶片比叶面积(比叶面积=总叶面积/总叶干重)。

    1.2.5 果实品质特征

    (1)外在品质

    记录5个梨品种果实成熟时间,并参照牛佳佳等[7]对梨品种综合品质的评价,包括观察果实形状,果点大小,果点密度,果实底色,果面盖色,着色程度。游标卡尺测量果实纵、横径,果梗纵、横径,计算果形指数,单果重。并统计单果种子数量。

    (2)内在品质

    每个品种果实成熟后采集30个果实,并记录成熟时间。使用GY2-1型果实硬度计测定果实硬度,使用PR2-100型折光仪测定可溶性固形物含量,采用2,6-二氯靛酚滴定法测定果实VC含量,酸碱中和滴定法测定可滴定酸含量,硫酸-蒽酮比色法测定可溶性糖含量。

    1.3 数据处理

    使用Excel 2016处理数据,运用SPSS 19.0 进行数据分析。

    2.1 不同梨品种开花生物学特性比较

    2.1.1 不同梨品种开花物候期比较

    研究表明,除了红香酥外,4个品种的花期较为接近,分别在4月8日和9日进入初花期;
    4月10日和12日进入了盛花期;
    4月17日和16日进入落花期。库尔勒香梨和雪香盛花期持续了7 d,较其它品种持续时间长。红香酥的花期较其它品种晚,比库尔勒香梨和雪香晚4 d进入盛花期,比新梨7号和玉露香晚2 d进入盛花期;
    且盛花期持续6 d。新梨7号盛花期持续4 d,时间在所有品种中最短。表1

    表1 不同梨品种开花物候期比较(日/月)

    2.1.2 不同梨品种花器官差异比较

    研究表明,新梨7号的花冠直径、花瓣纵径及横径均显著小于其它品种。玉露香的花冠直径、花瓣纵径及横径、花药长度及宽度、花丝长度、花柱长度与库尔勒香梨最为相近。除花药宽度和雄蕊数量外,雪香和新梨7号的花形态较为相似。5个梨品种的雄蕊数均在20枚左右,雌蕊均为5枚,相比较新梨7号和玉露香的雌蕊颜色,库尔勒香梨和雪香的雌蕊颜色较深,红香酥的雌蕊颜色较浅。5个梨品种中每除雪香花序上的小花有4~8朵,其余4个品种的花序上的小花均在有3~7朵,5个梨品种中花瓣均为白色5瓣花,除新梨7号的花瓣之间是邻接的,其余4个品种花瓣之间都分离。表2

    表2 不同梨品种花器官特征比较

    注:同列内不同小写字母表示差异显著(P< 0.05),下同

    2.1.3 不同梨品种柱头可授性差异比较

    研究表明,开花的第1 d~3 d,5个梨品种的柱头可授性极强,柱头在反应液中迅速变蓝,并伴随出现多个气泡。红香酥和新梨7号的柱头可授性从第3 d开始逐渐减弱,出现气泡数量减少。在第6 d,新梨7号,红香酥和玉露香3个品种的基本没有柱头可授性。而雪香和库尔勒香梨在第7 d基本没有柱头可授性,且2个品种柱头可授性较为相似。表3

    表3 不同梨品种柱头可授性比较

    2.1.4 不同梨品种花粉量及花粉活力差异比较

    研究表明,新梨7号单个花药花粉量为0,说明新梨7号具有雄性不育性特性。雪香的单个药花粉量与库尔勒香梨最为接近,均在4 000粒以上;
    红香酥和玉露香单个药花粉量较少,在1 500粒左右。库尔勒香梨的花粉萌发率为46.44 %,雪香萌发率为48.58 %,略高于库尔勒香梨。红香酥和玉露香的萌发率显著低于库尔勒香梨和雪香,其中玉露香又显著低于红香酥。图1,图2

    2.2 不同梨品种坐果率差异比较

    研究表明,5个梨品种自花授粉坐果率均低于5 %,均表现为自交不亲和性。而经自然授粉后,库尔勒香梨、雪香和红香酥的坐果率分别为52.8 %,54.4 %及46.07 %,且显著高于新梨7号和玉露香。图3

    图1 不同梨品种下单花药花粉量变化

    图2 不同梨品种花粉萌发率比较

    图3 不同梨品种坐果率比较

    2.3 不同梨品种新梢生长特征比较

    研究表明,5个梨品种的新梢长度、粗度、节间、平均叶面积及叶片叶绿素SPAD值均从4月30日开始快速生长,5月20日进入缓慢生长期。整个新梢生长周期中,雪香新梢长度较库尔勒香梨低,其余3个品种较库尔勒香梨高。雪香和玉露香的节间长度与库尔勒香梨相近,新梨7号和红香酥节间长度较库尔勒香梨长。6月30日,红香酥和雪香的叶面积较其余3个品种大。图4

    2.4 不同梨品种叶片指标比较

    研究表明,雪香的叶绿素SPAD值是5个梨品种中最高的,其光合效率较高;
    新梨7号与库尔勒香梨叶绿素SPAD值较为接近,分别为41.76和41.69。玉露香的叶绿素SPAD值在5个梨品种中最小,光合效率较低。除雪香外,其它品种均高于库尔勒香梨,其中红香酥和玉露香的比叶面积与库尔勒香梨相近。表4

    图4 不同梨品种新梢生长特征比较

    表4 不同梨品种下叶片指标变化

    2.5 不同梨品种果实品质特征比较

    2.5.1 不同梨品种果实外在品质比较

    研究表明,库尔勒香梨的单果质量、果实纵横经及果梗纵径在5个梨品种中是最小的。玉露香单果重是最大的,其单果重在258.03 g,果形指数接近1,为圆形。雪香和新梨7号与库尔勒香梨果形指数相近,但果实纵横径均显著大于库尔勒香梨,其中雪香为扁圆形,新梨7号为卵圆形。红香酥果形指数最大,为纺锤形,玉露香果形指数接近1,为圆形,也是5个梨品种中果实纵横径最大的。5个梨品种中,玉露香果的面底色为绿色,其余4个品种底色均为淡绿色,库尔勒香梨盖色较浅,其余4个品种盖色均为暗红色,且5个品种均为部分着色。雪香的果点较大,且果点密度较高,其余4个品种果点较小,且果点密度较低。红香酥种子数较多,每个果实中有8~10个种子,其余4个品种种子数较少,每个果实中有6~8个种子。表5

    2.5.2 不同梨品种果实内在品质比较

    研究表明,5个梨品种中,库尔勒香梨硬度(7.60 kg/cm2)最大,其次是红香酥(6.35 kg/cm2)和玉露香(6.31 kg/cm2),最后是雪香(5.38 kg/cm2)和新梨7号(4.89 kg/cm2)。玉露香的可溶性固形物相较于其余3个品种最接近库尔勒香梨,其余3个品种可溶性固形物均显著低于库尔勒香梨。红香酥的VC含量显著高于其余4个梨品种,在45 mg/kg左右,玉露香和库尔勒香梨VC含量在30~40 mg/kg,雪香和新梨7号VC含量最低,在20~30 mg/kg。雪香的可溶性糖含量与库尔勒香梨最为接近,玉露香可溶性糖含量显著高于库尔勒香梨,新梨7号和红香酥显著低于库尔勒香梨。红香酥可滴定酸含量最高,其次是新梨7号,库尔勒香梨,雪香和玉露香的可滴定酸含量相对较低。5个梨品种的糖酸比由大到小为:玉露香 >雪香 >库尔勒香梨 >新梨7号 >红香酥。表6

    7个果实内在品质中,确定有2个主成分,主成分1轴和2轴的占比分别为94.6%、4.8%。B品种和C品种的果实品质较为相似,且与A、D、E品种的果实品质各不相同。图5,图6

    表5 不同梨品种外在品质比较

    品种Variety果实形状Fruit ripening果面底色Fruit ripening果面盖色Fruit ripening着色程度Fruit ripening果点大小Fruit ripening果点密度Fruit ripening种子数Fruit ripening库尔勒香梨Korla Fragrant Pear卵圆形黄绿色淡红色部分小疏6~8雪香 Xuexiang扁圆形黄绿色暗红色部分大密6~8新梨7号 Xinli 7卵圆形黄绿色暗红色部分小疏6~8红香酥 Hongxiangsu纺锤形黄绿色暗红色部分小疏8~10个玉露香 Yuluxiang圆形绿色暗红色部分小疏6~8

    表6 不同梨品种内在品质比较

    图5 梨品种各指标的主成分碎石

    图6 梨品种各指标的主成分

    植物花器官大小形态主要受基因控制,花器官形态在品种鉴定上可作为参考[8]。研究发现,5个梨品种花瓣形状存在差异。

    柱头可授性的高低与柱头接受有活性的花粉和维持花粉萌发的性能密切相关[9]。发现5个梨品种的柱头在开花的1~6 d均有可授性,且在开花的3 d之内可授性最强,与郭媛[10],李宝江[11],齐莉等[12]对其他梨品种的柱头可授性研究结果相似。研究发现5个梨品种的自花授粉结果率极低,均在5 %以下,这一特征在蔷薇科中普遍存在[13],5个梨品种均需要授粉树。库尔勒香梨,雪香,新梨7号,玉露香花期较为接近,存在相互传粉的可能性,红香酥因其余4个品种之间花期时间相差相对较大,传粉可能性可能较小。研究发现新梨7号的花粉量基本为0,存在雄性不育特性[14]。

    花粉量和萌发率是果树授粉受精的关键因素之一[15]。雪香和库尔勒香梨单个花朵中雄蕊数量差异不大,其余3个品种单个花朵中雌蕊数量相对较少,且雪香和库尔勒香梨单个花药中花粉粒数量均在4 000粒以上,显著高于其余3个品种,并对能够散粉的4个梨品种进行花粉萌发试验,库尔勒香和和雪香的花粉萌发率也显著高于红香酥额和玉露香。雪香和库尔勒香梨花粉的质量和数量相近,并且优于玉露香和红香酥。通过对5个梨品种自然授粉后的坐果率调查,新梨7号和玉露香的坐果率相对较低,可能是因为这2个品种对其它授粉树的亲和性较差,需要选取合适的授粉树品种。

    研究发现5个梨品种的整体生长规律相差不大,4月30日~5月20日是梨树新梢的旺盛生长时期,5月20~6月10日进入缓慢生长期,6月10日以后新梢的各个指标基本不发生变化。根据新梢生长规律,提前进行施肥剪枝等管理。在7月底,对每个品种树的叶片SPAD值和比叶面积进行测测量统计,研究发现雪香的叶片SPAD值高于其他4个品种,其比叶面积小于其他4个品种。较高的叶绿素含量能够更高效率利用光能转化为树体所需的能量[16],而较低比叶面积,使得植物在受到环境胁迫的情况下用于构建保卫结构的碳同化产物含量较高,能够有效的防止叶片失水,从而相对提高叶片的光合效率[17]。

    研究发现,新梨7号为早熟梨品种,果实发育周期在90 d左右,其余3个品种和库尔勒香梨成熟期相差一周以内,均为中晚熟梨品种。早熟品种新梨7号优点在于果实形状与库尔勒香梨相近,外形美观,单果重和果实大小显著大于库尔勒香梨,可弥补当地8月梨市场空缺的梨树种,但其果实VC及可溶性糖含量较低,糖酸比显著低于库尔勒香梨,其原因可能是果实生长发育周期过短,树体对土地中的矿物质元素吸收效果不佳等因素,可适当延长果实采收时期[18,19]。

    新梨7号单个花药花粉量为0,新梨7号具有雄性不育性特性;
    雪香花粉量及花粉活性分别为4 000粒和48.52%,与对照相近,显著高于其它品种,且自然授粉坐果率高,达54.40%;
    玉露香花粉活力相对较低,但其花期与对照相近。选择雪香和玉露香2个品种作为库尔勒香梨的授粉树搭配。新梨7号糖酸比为6.71,VC含量为25.84,显著低于试验对照,但其属于早熟品种,雪香糖酸比为11.31,与对照相差不大;
    玉露香糖酸比高于库尔勒香梨,VC,可溶性固形物含量与对照相近。雪香和新梨7号果实品质较为相似,新梨7号、雪香及玉露香可以作为库尔勒香梨的辅栽品种。

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