樊衛(wèi)國(guó)，潘學(xué)軍，陳 紅，穆 瑞，官紀(jì)元，周禹佳

(1 貴州大學(xué) 國(guó)家林業(yè)和草原局刺梨工程技術(shù)研究中心，貴陽(yáng) 550025；2 貴州省植物園，貴陽(yáng) 550004)

干旱、冰雹、病蟲害、大氣污染等自然災(zāi)害和葉片的采收利用，都會(huì)造成經(jīng)濟(jì)植物葉片出現(xiàn)不同程度的損失，其損失量過(guò)大對(duì)其生長(zhǎng)和結(jié)實(shí)會(huì)產(chǎn)生不利的影響。研究葉片的損失量對(duì)經(jīng)濟(jì)植物生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)和相關(guān)生理特性的影響，可為災(zāi)后損失的評(píng)估和合理采葉量的確定提供科學(xué)依據(jù)。葉片損失對(duì)植物的影響是多方面的，不僅會(huì)改變植物的源庫(kù)器官的比例，而且會(huì)造成樹體養(yǎng)分的丟失，從而改變器官的生長(zhǎng)、生理特性、代謝規(guī)律[1]、固碳能力及生物量的分配[2]，引起植物的水力特征發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)減緩或停滯根和新梢的生長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致植株死亡[3-6]。同時(shí)，植物在葉片損失后，也會(huì)在生長(zhǎng)及生理上作出一些補(bǔ)償反應(yīng)。其中，在葉片損失后的短期內(nèi)，油橄欖(Oleaeuropaea)[7]、藍(lán)桉(Eucalyptusglobulus)[8]等植物能夠提高留存葉片的光合能力，以此彌補(bǔ)葉片的碳同化能力和同化物質(zhì)分配的不足，這種光合能力的上調(diào)主要與落葉后樹體的水分關(guān)系及營(yíng)養(yǎng)狀況的改變有關(guān)[8-10]，但隨時(shí)間的延長(zhǎng)，存留葉會(huì)加快衰老[7]，最終導(dǎo)致固碳能力降低。

果樹或其他經(jīng)濟(jì)樹種發(fā)生不同數(shù)量的葉損失后，對(duì)其生長(zhǎng)和果實(shí)的產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生的影響在不同樹種間有明顯的差異。金爭(zhēng)平等對(duì)雄性葉用沙棘(Hippophaerhamnoides)摘取適量葉片后，能夠促進(jìn)當(dāng)年的新梢生長(zhǎng)，但摘葉量大于25%后，會(huì)對(duì)生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重抑制，造成樹勢(shì)的早衰，因此建議采葉量應(yīng)控制在25%以內(nèi)[11]。 在春季初花期摘去油橄欖50%的葉片后，會(huì)導(dǎo)致座果率和果實(shí)產(chǎn)量大幅度降低[7]。5月份模擬病蟲危害對(duì)油茶(Camelliaoleifera)樹冠造成不同的葉量損失后，失葉率超過(guò) 25% 的油茶果實(shí)產(chǎn)量、茶籽的出籽率、出仁率、含油率都明顯降低，翌年樹體的生長(zhǎng)也受到明顯抑制[12]。而對(duì)于葡萄而言，在生長(zhǎng)期適當(dāng)摘除部分葉片，不但不會(huì)降低果實(shí)的產(chǎn)量，而且對(duì)果實(shí)的品質(zhì)還會(huì)有明顯提高的作用[13-14]。

刺梨(RosaroxburghiiTratt.)是原產(chǎn)中國(guó)西南地區(qū)的特有經(jīng)濟(jì)樹種，在貴州的種植規(guī)模已達(dá)15萬(wàn)hm2以上。刺梨的抗旱力極弱，短期的干旱就能導(dǎo)致大量落葉[15]。另外，刺梨葉片易受食葉性害蟲危害而造成大量失葉。刺梨果實(shí)和葉片中均含有豐富的營(yíng)養(yǎng)和保健物質(zhì)[16-18]，在貴州刺梨主產(chǎn)區(qū)，除了對(duì)刺梨果實(shí)進(jìn)行加工利用外，在春季也采收刺梨嫩葉作為食品加工的原料，傳統(tǒng)的利用方式是用刺梨嫩鮮葉與茶青混合殺青后干制成茶，這種茶因富含谷氨酸而鮮爽宜人[17]。近年來(lái)已出現(xiàn)很多以刺梨嫩鮮葉為原料采用現(xiàn)代制茶工藝加工的產(chǎn)品，由于刺梨葉茶具有獨(dú)特的茶香和保健功效，在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)上供不應(yīng)求[18]。然而，目前生產(chǎn)上還沒(méi)有葉用刺梨品種，利用現(xiàn)有品種進(jìn)行果葉兼用可能還會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，因此，在刺梨的果葉兼用過(guò)程中，如何確定合理的采葉量是生產(chǎn)中急待解決的重要問(wèn)題，失葉量大小對(duì)刺梨生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)和相關(guān)生理究竟有何影響也值得深入探究。本試驗(yàn)采用摘葉的方法，研究了刺梨葉片不同損失量對(duì)新梢生長(zhǎng)和果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)及其相關(guān)生理特性的影響，旨在為刺梨合理采葉量的確定提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017～2019年在貴州大學(xué)國(guó)家林草局刺梨工程技術(shù)研究中心試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)樹為2015年1月定植的 ‘貴農(nóng)5號(hào)’刺梨品種，種苗采用扦插繁殖，株距2.5 m，行距3 m，樹勢(shì)中庸且長(zhǎng)勢(shì)一致。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)失葉率處理，失葉率分別為20%、40%、60%和80%，以不摘葉植株為對(duì)照。每個(gè)處理3株，重復(fù)3次。

1.3 摘葉處理

于2017年5月初對(duì)參試刺梨樹春梢進(jìn)行摘葉處理。處理前先選擇與試驗(yàn)樹長(zhǎng)勢(shì)及大小一致的3個(gè)單株，分別摘除全部春梢葉片，稱重后計(jì)算單株平均鮮葉重，再分別計(jì)算出20%、40%、60%、80%失葉率的單株平均鮮葉重，據(jù)此進(jìn)行摘葉操作。在對(duì)不同處理的刺梨樹春梢進(jìn)行摘葉時(shí)，失葉率20%、40%、60%和80%處理中每5片葉分別摘除1、2、3和4片，使不同處理的失葉量分別達(dá)到單株鮮葉重的20%、40%、60%和80%。

1.4 觀測(cè)指標(biāo)及方法

1.4.1 新梢生長(zhǎng)狀況刺梨摘葉后的當(dāng)年、翌年和第3年，定時(shí)觀察不同處理各次新梢的萌芽時(shí)期及生長(zhǎng)狀況。于葉損失的當(dāng)年、翌年和第3年的10月上旬刺梨新梢全部停長(zhǎng)后，測(cè)定不同處理的春梢、夏梢和秋梢的數(shù)量，同時(shí)在不同處理的每個(gè)植株上隨機(jī)選擇春梢、夏梢和秋梢各50個(gè)，測(cè)定其長(zhǎng)度及梢徑。

1.4.2 座果率和果實(shí)產(chǎn)量在失葉當(dāng)年、翌年和第3年的開(kāi)花期，測(cè)定不同失葉率處理及對(duì)照植株的花朵數(shù)，果實(shí)成熟期測(cè)定單株的果實(shí)數(shù)、平均單果重和單株果實(shí)平均產(chǎn)量，計(jì)算各年的座果率。

1.4.3 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)在葉損失當(dāng)年、翌年和第3年的果實(shí)成熟期，隨機(jī)取不同處理及對(duì)照的果實(shí)各3份，每份20個(gè)果，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可溶性固形物、可溶性總糖、可滴定酸、維生素C及總黃酮的含量測(cè)定。測(cè)定總黃酮含量的果實(shí)在取樣后立即殺酶、烘干、粉碎過(guò)40目篩備用。果實(shí)可溶性固形物含量采用數(shù)字折光儀測(cè)定，可溶性總糖含量采用蒽酮法測(cè)定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測(cè)定(GB 12293-1990，以蘋果酸作為其換算系數(shù))，維生素C含量測(cè)定采用2,6-二氯靛酚法(GB/T 6195-86)，總黃酮含量測(cè)定參照杜薇等[19-20]的方法。

1.4.4 葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量在失葉處理當(dāng)年、翌年和第3年的6月中旬(刺梨營(yíng)養(yǎng)診斷期)，對(duì)不同處理及對(duì)照當(dāng)年春梢中部存留葉和翌年、第3年春梢中部葉片進(jìn)行取樣后，按李港麗提供的果樹葉樣預(yù)處理方法[21]進(jìn)行洗滌、烘干、粉碎后過(guò)60目尼龍篩，測(cè)定葉中的營(yíng)養(yǎng)元素含量。其中，N含量測(cè)定用凱氏定氮法[21]，P含量測(cè)定用釩鉬黃比色法[21]，K含量測(cè)定用火焰光度計(jì)法[21]，Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu含量測(cè)定用電感耦合等離子發(fā)射光譜法[22]，B含量測(cè)定用姜黃素比色法[21]。

1.4.5 失葉當(dāng)年春梢中內(nèi)源激素含量從失葉處理后的1～30 d內(nèi)，每隔5 d對(duì)不同處理及對(duì)照植株春梢進(jìn)行1次取樣。取樣部位為失葉春梢中部的帶芽體梢段，不同處理及對(duì)照各取樣3份，取樣后立即將樣品置于冰壺內(nèi)帶入實(shí)驗(yàn)室，稱取0.5 g，用80%冷甲醇提取內(nèi)源激素，采用酶聯(lián)免疫法[23]測(cè)定其中的生長(zhǎng)素(IAA)、赤霉素(GA1+3)、玉米素核苷(ZR)和脫落酸(ABA)含量。測(cè)定內(nèi)源激素的試劑盒由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.4.6 失葉當(dāng)年春梢存留葉片的光合指標(biāo)從失葉處理后的第1天起至第30天內(nèi)，每隔5 d用Li-6400 便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)對(duì)不同處理失葉春梢存留葉的凈光合速率(Pn)和蒸騰速率(Tr)進(jìn)行1次測(cè)定，每次測(cè)定的時(shí)間均在上午10:00～11:00。然后按Pn/Tr計(jì)算水分利用效率(WUE)。

1.4.7 失葉當(dāng)年果實(shí)中維生素C合成積累關(guān)鍵酶活性在失葉當(dāng)年8月初刺梨果實(shí)快速膨大期(維生素C合成積累的關(guān)鍵期)[24]，取不同處理及對(duì)照的果實(shí)用液氮冷凍處理后置于超低溫冰箱(-79 ℃)中保存，用于測(cè)定對(duì)維生素C合成、積累有極其重要影響的L-半乳糖-1，4-內(nèi)酯脫氫酶(GalLDH)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)、抗壞血酸氧化酶(AAO)、抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)的活性。其中，GalLDH、MDHAR、APX、AAO活性采用分光光度法測(cè)定，參照試劑盒實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書進(jìn)行酶的提?。籇HAR活性采用酶聯(lián)免疫法測(cè)定，酶的提取及具體測(cè)定方法按試劑盒實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書進(jìn)行。上述酶活性的測(cè)定試劑盒由北京索萊寶科技有限公司提供。

1.4.8 失葉當(dāng)年果實(shí)中類黃酮合成積累關(guān)鍵酶活性在失葉當(dāng)年8月中旬果實(shí)成熟期(類黃酮合成積累的關(guān)鍵時(shí)期)，取不同處理及對(duì)照的果實(shí)用液氮冷凍處理后，置于超低溫冰箱(-79 ℃)中保存后，用酶聯(lián)免疫法測(cè)定果實(shí)中影響類黃酮物質(zhì)合成的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羥化酶(C4H)、4-香豆素輔酶A連接酶(4CL)和查爾酮合成酶(CHS)的活性，酶的提取分別參照Br?denfeldt R.等[25]和范存斐等[26]的方法。上述酶活性的測(cè)定試劑盒和總黃酮含量的標(biāo)準(zhǔn)品均由深圳子科生物科技有限公司提供。

1.5 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并作圖, 用 DPS v7.05 軟件進(jìn)行差異顯著性和相關(guān)性分析, 多重比較采用鄧肯氏新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 春梢失葉對(duì)刺梨不同年份新梢生長(zhǎng)的影響

2.1.1 當(dāng)年新梢生長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)果(表1)表明：失葉刺梨當(dāng)年春梢的數(shù)量在不同失葉率處理間無(wú)顯著差異，但失葉會(huì)促進(jìn)刺梨當(dāng)年的夏梢萌發(fā)，增加夏梢數(shù)量，并使秋梢數(shù)量及長(zhǎng)度、粗度明顯減小。其中，隨著刺梨春梢失葉量的增大，當(dāng)年夏梢的數(shù)量隨之增加，而秋梢數(shù)量卻隨之減少；失葉率20%～80%處理的夏梢數(shù)量比對(duì)照增加了 1.55～3.43倍，秋梢的數(shù)量比對(duì)照減少了26.19～99.78個(gè)，且當(dāng)年夏梢及秋梢數(shù)量在不同處理和對(duì)照間差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。失葉率20%和40%處理的當(dāng)年夏梢長(zhǎng)度和梢徑與對(duì)照的差異不顯著，而其當(dāng)年秋梢的長(zhǎng)度和梢徑隨失葉率的增大而顯著減小。另外，試驗(yàn)中還觀察到，失葉使當(dāng)年夏芽萌發(fā)和抽生的時(shí)間提早，失葉率超過(guò)20%的3個(gè)處理，夏芽提早膨大，夏梢抽生的時(shí)間比失葉率20%的處理和對(duì)照提早了10 d以上。

2.1.2 翌年和第3年新梢生長(zhǎng)刺梨春梢失葉量過(guò)大會(huì)嚴(yán)重抑制翌年和第3年新梢的生長(zhǎng)(表1)。其中，刺梨失葉后第2年，失葉率20%處理的春梢、夏梢及秋梢的數(shù)量、梢長(zhǎng)、梢徑與對(duì)照無(wú)顯著差異；但失葉率超過(guò)20%的3個(gè)處理，3次新梢的數(shù)量、長(zhǎng)度及梢徑都顯著小于對(duì)照。至刺梨失葉后的第3年，失葉率60%和80%處理的3次新梢的數(shù)量、長(zhǎng)度及梢徑仍然顯著低于對(duì)照和失葉率20%及 40%處理。由此可見(jiàn)，刺梨春梢失葉率超過(guò)20%后，對(duì)其新梢生長(zhǎng)的抑制作用能夠持續(xù)多年；失葉率40%以上處理的樹勢(shì)衰弱，到失葉后翌年和第3年的春梢抽生仍然明顯比對(duì)照晚。

2.2 春梢失葉對(duì)刺梨當(dāng)年春梢中內(nèi)源激素含量的影響

圖1顯示，從失葉后5 d開(kāi)始，春梢中IAA、 GA1+3、ZR和ABA的含量就已在不同處理間表現(xiàn)出明顯差異，且隨著失葉時(shí)間的增加處理與對(duì)照間的差異逐漸明顯增大。其中，各失葉處理春梢中的IAA和ABA含量與對(duì)照相比均表現(xiàn)出隨失葉率增大而降低的趨勢(shì)；在失葉后5 d時(shí)，除失葉率20%處理的IAA含量與對(duì)照差異不顯著外，其他3個(gè)處理與對(duì)照的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，從失葉5～30 d，所有處理春梢中的IAA含量均隨失葉率增大而顯著降低；各處理失葉春梢中ABA的含量變化與IAA類似，在失葉后5 d內(nèi)，春梢中的ABA含量就迅速下降，在此后的時(shí)間內(nèi)均表現(xiàn)出隨失葉率增大而顯著降低的趨勢(shì)。同時(shí)，各處理春梢中GA1+3和ZR的含量隨失葉時(shí)間的變化趨勢(shì)正好與IAA和ABA含量的相反，表現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)；從失葉后10 d開(kāi)始， GA1+3和ZR含量增加在處理之間和處理與對(duì)照間已經(jīng)有很大差異。因此，失葉春梢中內(nèi)源激素含量變化可能對(duì)當(dāng)年的夏梢萌發(fā)、存留葉的光合及水分生理產(chǎn)生重要的調(diào)控作用。

2.3 春梢失葉對(duì)刺梨當(dāng)年春梢存留葉片光合特性的影響

圖2顯示，從4月下旬至5月下旬(失葉后30 d內(nèi))，對(duì)照組(CK)春梢葉片的凈光合速率(Pn)呈不斷增強(qiáng)的趨勢(shì)，這是葉片逐漸發(fā)育成熟的正常生理表現(xiàn)，而各失葉處理春梢存留葉的Pn則表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。其中，在失葉后的15 d內(nèi)，各失葉處理春梢存留葉的Pn都迅速提高，而且表現(xiàn)出隨失葉率的增大而明顯增強(qiáng)的趨勢(shì)；到失葉20 d后，各失葉處理的Pn增強(qiáng)的趨勢(shì)開(kāi)始減弱，且失葉率80%處理的Pn比前期明顯下降；失葉25 d之后，所有失葉處理的Pn都低于對(duì)照，而且隨失葉率的增大Pn下降的趨勢(shì)也十分明顯。春梢存留葉的Pn在失葉后短期內(nèi)迅速增強(qiáng)，可能是光合補(bǔ)償?shù)纳肀碚?，而其Pn在失葉后期的迅速降低可能與存留葉中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的葉片生理衰老有關(guān)。

表1 春梢葉片損失對(duì)刺梨新梢生長(zhǎng)的影響

圖1 不同春梢失葉量下刺梨當(dāng)年春梢內(nèi)源激素含量的變化 Fig.1 The endogenous hormone contents change of R. roxburghii spring shoots in same year under different leaf loss rates

同時(shí)，圖2還顯示，所有失葉處理春梢存留葉的Tr都顯著高于同期對(duì)照，且其Tr均隨失葉率的增大而增加，不同處理間的差異也均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；隨著失葉天數(shù)的增加，各處理春梢存留葉的Tr均逐漸增加。這表明失葉會(huì)加快刺梨春梢存留葉的水分蒸騰，且失葉率越大、失葉時(shí)間越長(zhǎng)這種增加的趨勢(shì)越明顯，這對(duì)維持失葉植株的水分平衡和生理代謝具有重要作用。

另外，水分利用效率(Pn與Tr的比值)是光合作用過(guò)程中對(duì)水分有效利用的重要生理指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果(圖2)表明，各失葉處理刺梨春梢存留葉WUE均不同程度地低于同期對(duì)照，并隨著失葉率的增加而逐漸降低，且在相同時(shí)期內(nèi)處理間及其與對(duì)照間差異大多達(dá)到顯著水平；隨著失葉時(shí)間的延長(zhǎng)，各失葉處理春梢存留葉WUE均表現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，且均在失葉后15 d左右達(dá)到最大值。說(shuō)明失葉處理明顯降低了刺梨春梢存留葉WUE，且失葉率越大，WUE降幅越大，這與失葉后春梢存留葉的水分蒸騰加劇有關(guān)。

2.4 春梢失葉對(duì)刺梨不同年份葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

2.4.1 常量營(yíng)養(yǎng)元素含量表2顯示，春梢失葉過(guò)多會(huì)明顯降低各年份刺梨葉中的常量營(yíng)養(yǎng)元素N、P、K、Mg的含量，且降幅隨著失葉率的增加而增大。其中，在失葉率20%及以上的處理中，當(dāng)年存留的春梢葉中N、P、K、Mg含量都顯著低于相應(yīng)對(duì)照，而Ca的含量在不同處理間的差異不顯著，這可能與N、P、K、Mg元素容易轉(zhuǎn)移和Ca元素不容易轉(zhuǎn)移的特性有關(guān)；除Ca以外，存留春梢葉中N、P、K、Mg含量隨失葉率的增大而顯著減少，這種不利影響可持續(xù)至翌年甚至第3年。在失葉翌年，失葉率20%處理的春梢葉中N、P、K、Mg含量與對(duì)照已經(jīng)沒(méi)有顯著差異，但失葉率超過(guò)20%的3個(gè)處理的N、P、K、Mg含量仍然明顯低于對(duì)照，說(shuō)明失葉率過(guò)大處理的這些元素含量到翌年都難以恢復(fù)到正常水平。在失葉后的第3年，失葉率20%～40%處理的春梢葉中N、P、K、Mg含量均與對(duì)照沒(méi)有顯著差異，而失葉率60%和80%兩個(gè)處理的N、P、K、Mg含量

圖2 不同失葉量下刺梨當(dāng)年春梢存留葉Pn、Tr和WUE的變化Fig.2 The Pn, Tr and WUE change of spring shoots remaining leaves of R. roxburghii in same year under different leaf loss rates

仍然顯著低于對(duì)照。另外，雖然失葉當(dāng)年存留春梢葉中Ca的含量在不同處理間沒(méi)有顯著差異，但翌年失葉率60%和80%處理，以及第3年失葉率80%處理春梢葉中Ca含量仍然顯著低于對(duì)照和失葉率20%、40%處理(P<0.05)，說(shuō)明刺梨春梢失葉量過(guò)大對(duì)其Ca含量的不利影響要到翌年后才表現(xiàn)出來(lái)。

2.4.2 微量營(yíng)養(yǎng)元素含量從表3可知，在刺梨失葉當(dāng)年春梢存留葉中，不同失葉率處理及對(duì)照間的Fe、Mn、Cu、B微量元素含量差異均不顯著，但失葉率60%和80%兩個(gè)處理的Zn含量顯著比同期其他處理和對(duì)照顯著降低，說(shuō)明當(dāng)年刺梨春梢存留葉中Fe、Mn、Cu、B元素含量在不同失葉率處理下均未顯著影響，而其Zn含量則在失葉量過(guò)大時(shí)顯著降低。在翌年春梢葉中，失葉率60%和80%兩個(gè)處理的Fe、Cu含量顯著低于對(duì)照和失葉率20%及40%的處理；失葉率80%的處理的Mn含量顯著低于其他處理；失葉率大于20%處理的B含量顯著低于失葉率20%處理和對(duì)照，說(shuō)明失葉對(duì)春梢葉中Fe、Mn、Cu、B元素含量的降低作用在翌年才表現(xiàn)出來(lái)。到失葉后的第3年，刺梨春梢葉中Fe、Mn、Cu的含量在各處理與對(duì)照間已無(wú)顯著差異，但失葉率60%、80%處理的Zn、B含量仍然明顯比對(duì)照和失葉率20%、40%處理顯著降低，說(shuō)明失葉量過(guò)大對(duì)刺梨樹體春梢葉片Zn、B損失的不利影響同樣會(huì)持續(xù)多年。

2.5 春梢失葉對(duì)當(dāng)年刺梨果實(shí)中維生素C和類黃酮物質(zhì)合成、積累關(guān)鍵酶活性的影響

在植物維生素C合成的L-半乳糖途徑中，L-半乳糖-1，4-內(nèi)酯脫氫酶(GalLDH)直接催化半乳糖內(nèi)酯形成維生素C[27-28]。維生素C可被抗壞血酸氧化酶(AAO)和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)催化氧化分解為單脫氫抗壞血酸(MDHA)，再通過(guò)非酶歧化反應(yīng)形成脫氫抗壞血酸(DHA)，DHA在MDHAR和DHAR的作用下被還原為AsA[29-31]，因此，AAO 和APX能夠促進(jìn)AsA的氧化分解，而MDHAR和DHAR則促進(jìn)AsA的循環(huán)再生。表4結(jié)果表明：在刺梨果實(shí)維生素C大量合成積累的關(guān)鍵時(shí)期，不同失葉處理果實(shí)中GalLDH活性均遠(yuǎn)比AAO、APX和MDHAR、DHAR活性要強(qiáng)得多，說(shuō)明失葉后GalLDH在刺梨果實(shí)維生素C的積累過(guò)程中起主導(dǎo)作用，這與刺梨具有維生素C不易被氧化從而大量積累的生理特性[32]有關(guān)；同時(shí)，隨失葉率增大，刺梨果實(shí)中GalLDH活性逐漸明顯減弱，且除失葉率20%以外的其他處理的GalLDH活性都比對(duì)照顯著降低，而同期的AAO、APX、MDHAR、DHAR的活性則均呈現(xiàn)出增強(qiáng)的趨勢(shì)，說(shuō)明春梢葉損失后刺梨果實(shí)中出現(xiàn)了維生素C氧化分解和循環(huán)再生的過(guò)程。

表2 失葉對(duì)不同年份刺梨春梢葉片中常量營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

表3 失葉對(duì)不同年份刺梨春梢葉片中微量營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

苯丙烷途徑是植物體內(nèi)類黃酮物質(zhì)合成代謝的重要途徑，其中，苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羥化酶(C4H)、4-香豆素輔酶A連接酶(4CL)和查爾酮合成酶(CHS)是類黃酮物質(zhì)合成代謝的關(guān)鍵酶[33-35]。從表5可以看出，在春梢失葉當(dāng)年，刺梨果實(shí)中PAL、C4H、4CL和CHS的活性隨失葉量的增大而逐漸減弱，總黃酮的含量也隨之降低；在不同失葉處理中，除失葉率20%處理的4CL活性與對(duì)照差異不顯著外，上述4種類黃酮物質(zhì)合成代謝關(guān)鍵酶的活性在處理間及其與對(duì)照間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；在相同失葉處理下，CHS的活性明顯最高，其次是4CL活性，而PAL、C4H活性遠(yuǎn)低于前兩者。以上結(jié)果說(shuō)明春梢葉損失對(duì)刺梨果實(shí)中類黃酮物質(zhì)的合成代謝有抑制作用，其相關(guān)機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

2.6 春梢失葉對(duì)不同年份刺梨果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.6.1 果實(shí)產(chǎn)量春梢失葉量過(guò)大會(huì)嚴(yán)重降低刺梨的座果率、單果重和果實(shí)產(chǎn)量(表6)。其中，在春梢失葉后3年內(nèi)，失葉率20%處理的刺梨座果率、單果重和單株果實(shí)產(chǎn)量與對(duì)照的差異均不顯著；但隨失葉量的增大(失葉率40%～80%)，刺梨當(dāng)年的座果率、平均單果重和單株果實(shí)產(chǎn)量逐漸顯著降低，并各處理間及其與對(duì)照間均差異顯著；在失葉翌年，失葉率超過(guò)20%的 3個(gè)處理的刺梨果實(shí)產(chǎn)量仍然顯著小于對(duì)照和失葉率20%的處理；直至失葉第3年，失葉率40%處理的產(chǎn)量才恢復(fù)正常，而此時(shí)失葉率60%和80%兩個(gè)處理的產(chǎn)量指標(biāo)都仍然顯著低于其余處理和對(duì)照。這說(shuō)明春梢失葉量超過(guò)20%后，失葉對(duì)刺梨結(jié)果和產(chǎn)量造成的不利影響能夠持續(xù)2年以上甚至更長(zhǎng)；失葉量過(guò)大導(dǎo)致的樹體養(yǎng)分丟失、樹勢(shì)減弱、座果率降低、果實(shí)變小是刺梨果實(shí)產(chǎn)量降低的根本原因。

2.6.2 果實(shí)品質(zhì)刺梨春梢失葉會(huì)不同程度地降低當(dāng)年、翌年和第3年果實(shí)的可溶性固形物、可溶性總糖糖、可滴定酸、AsA和總黃酮的含量；各指標(biāo)的降幅隨著失葉時(shí)間增加而減小，隨著失葉量的增加而明顯增加，且失葉量過(guò)大會(huì)嚴(yán)重降低刺梨果實(shí)以上品質(zhì)指標(biāo)(表7)。

表4 葉片損失對(duì)當(dāng)年刺梨果實(shí)中維生素C積累的相關(guān)酶活性的影響

表5 葉片損失對(duì)當(dāng)年刺梨果實(shí)中類黃酮物質(zhì)合成關(guān)鍵酶活性的影響

表6 春梢葉片損失對(duì)不同年份刺梨果實(shí)產(chǎn)量的影響

表7 春梢葉片損失對(duì)不同年份刺梨果實(shí)品質(zhì)的影響

首先，隨春梢失葉量的增大，刺梨當(dāng)年的果實(shí)中可溶性固形物、可溶性總糖、可滴定酸、AsA和總黃酮的含量均表現(xiàn)出十分明顯的逐漸降低趨勢(shì)，且所有處理與對(duì)照間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。其中，失葉率40%～80% 處理果實(shí)中AsA含量分別比對(duì)照顯著減少了29.14%～62.54%，它們的總黃酮含量分別比對(duì)照顯著減少了29.32%～67.67%?？梢?jiàn)，失葉量過(guò)大對(duì)刺梨果實(shí)品質(zhì)的不利影響極其嚴(yán)重，這種影響可能與源庫(kù)器官比例改變后引起的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成、運(yùn)轉(zhuǎn)、分配的相關(guān)生理變化有密切的關(guān)系。

其次，在春梢失葉后的翌年和第3年，雖然失葉率20%處理刺梨果實(shí)所有品質(zhì)指標(biāo)與對(duì)照間的差異已經(jīng)不顯著，但失葉率超過(guò)20%的3個(gè)處理的上述品質(zhì)指標(biāo)仍然顯著低于對(duì)照，說(shuō)明失葉量大于20%后，失葉對(duì)刺梨果實(shí)品質(zhì)的不利影響持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。另外，在試驗(yàn)中還觀察到，春梢失葉能夠使刺梨果實(shí)著色有所提早，果實(shí)上的皮刺也有所變硬。

3 討 論

3.1 果葉兼用刺梨的合理采葉量、間隔期和采葉后的養(yǎng)分管理

刺梨主產(chǎn)區(qū)主要是在春季采收刺梨嫩葉進(jìn)行加工利用，在尚無(wú)葉用刺梨品種的情況下，對(duì)果葉兼用刺梨的采葉量應(yīng)嚴(yán)格控制在總?cè)~量的20%以內(nèi)，否則會(huì)造成嚴(yán)重的樹體養(yǎng)分損失，導(dǎo)致樹勢(shì)衰弱和嚴(yán)重減產(chǎn)，降低果實(shí)的品質(zhì)。對(duì)于結(jié)果較多和樹勢(shì)較弱的刺梨，最好不要采葉。在采葉過(guò)程中，對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛的樹和樹冠上必須剪掉的徒長(zhǎng)枝及基部萌蘗枝上的葉片可適當(dāng)多采。由于失葉對(duì)刺梨樹體中N、P、K、Mg等養(yǎng)分的損失影響可持續(xù)多年，即便在采葉量不超過(guò)總?cè)~量20%的前提下，也建議對(duì)果葉兼用刺梨的采葉間隔期最好在1年以上。采葉后要及時(shí)加強(qiáng)刺梨的養(yǎng)分管理，及時(shí)增施速效N、P、K肥和Mg肥，適當(dāng)補(bǔ)充Zn、B等微量元素，以便盡快恢復(fù)樹勢(shì)，避免因失葉對(duì)果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)造成的不利影響。

3.2 失葉對(duì)刺梨生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)和相關(guān)生理的影響

有些植物在失葉后不僅不會(huì)限制其生長(zhǎng)，而且還能促進(jìn)生長(zhǎng)，甚至加快生長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱之為植物的補(bǔ)償反應(yīng)或超補(bǔ)償反應(yīng)[12, 36-37]，其生理機(jī)制可歸納為光合作用、同化產(chǎn)物及營(yíng)養(yǎng)元素的代謝、運(yùn)轉(zhuǎn)和內(nèi)源激素變化對(duì)生長(zhǎng)的調(diào)控，其中，細(xì)胞分裂素在該機(jī)制中發(fā)揮了重要作用[36]。IAA、ABA濃度的降低能夠解除對(duì)新梢側(cè)芽萌發(fā)的抑制，而GA和CTK濃度的增加有利于促進(jìn)新梢側(cè)芽萌發(fā)的生長(zhǎng)，此外，ABA濃度的降低和CTK濃度的增加對(duì)促進(jìn)葉片氣孔開(kāi)啟和增強(qiáng)光合作用有積極的作用[23]。在本試驗(yàn)中，隨失葉率的增大，刺梨失葉春梢中的IAA、ABA含量降低，GA1+3和ZR含量增加，當(dāng)年的夏芽萌發(fā)期提早，夏梢的數(shù)量增大，在短期內(nèi)春梢存留葉的Pn及Tr增強(qiáng)，這是刺梨在失葉后短期內(nèi)的應(yīng)急生長(zhǎng)和生理補(bǔ)償反應(yīng)，刺梨失葉后的生長(zhǎng)及光合反應(yīng)與失葉春梢中內(nèi)源激素變化密切關(guān)聯(lián)。然而，由于失葉造成刺梨樹體養(yǎng)分的大量損失，使刺梨對(duì)失葉的生長(zhǎng)及生理補(bǔ)償反應(yīng)難以長(zhǎng)期維持，類似的結(jié)果在油橄欖[7]、沙棘[11]、楊樹[38]、棉花[36]等植物上都有報(bào)道。

失葉對(duì)果樹及經(jīng)濟(jì)樹種果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響不盡相同。在葡萄上，由于摘除部分葉片改善了光照條件，增強(qiáng)了葉片的光合產(chǎn)物合成和糖的輸出，使葡萄果實(shí)著色度、糖度及花青素、氨基酸、總酚的含量都有所提高[13,39-41]，進(jìn)而改善了果實(shí)的品質(zhì)，蘋果[42]上也有類似的報(bào)道。然而在油茶上，失葉量在12. 5%～25%的范圍內(nèi)對(duì)茶籽產(chǎn)量、品質(zhì)和翌年樹勢(shì)的生長(zhǎng)影響不大；當(dāng)葉損失量超過(guò) 25%，油茶的長(zhǎng)勢(shì)、茶籽產(chǎn)量、出油率和油脂品質(zhì)嚴(yán)重降低，而且這種不利影響可持續(xù)多年[12]。在油橄欖上，初花期結(jié)果枝上的葉片損失50%后，座果率、單果重和果實(shí)產(chǎn)量明顯降低[7]。維生素C和黃酮類物質(zhì)含量極其豐富是刺梨果實(shí)最重要的品質(zhì)特征，刺梨春梢葉損失量超過(guò)20%后，不僅會(huì)嚴(yán)重降低當(dāng)年、翌年和第3年的果實(shí)產(chǎn)量，而且會(huì)明顯降低果實(shí)的維生素C和類黃酮物質(zhì)的含量，不利于保持刺梨特有的品質(zhì)。糖類物質(zhì)是維生素C和類黃酮物質(zhì)合成的重要底物，刺梨果實(shí)中維生素C的積累量與GalLDH的活性、可溶性糖的含量呈極顯著正相關(guān)[43]，PAL、C4H、4CL和CHS都參與了類黃酮物質(zhì)合成積累的調(diào)控[31-34]。刺梨大量失葉后，由于光合源器官的減少，導(dǎo)致固碳能力減弱，輸入果實(shí)中的糖類物質(zhì)減少，同時(shí)果實(shí)中GalLDH、PAL、C4H、4CL、CHS的活性也明顯降低，這些都是大量失葉后刺梨果實(shí)中維生素C和類黃酮物質(zhì)減少的重要生理原因。

4 結(jié) 論

刺梨春梢失葉后，在短期內(nèi)失葉春梢中的IAA和ABA含量迅速降低，GA1+3和ZR含量迅速增加，失葉春梢存留葉的Pn會(huì)迅速增強(qiáng)，當(dāng)年夏梢的數(shù)量會(huì)增加，當(dāng)年秋梢和翌年及第3年的新梢生長(zhǎng)會(huì)受到明顯抑制。春梢失葉會(huì)降低刺梨葉片中的營(yíng)養(yǎng)元素含量，導(dǎo)致刺梨樹體養(yǎng)分損失，對(duì)N、P、K、Mg元素的損失影響尤其嚴(yán)重。隨失葉率的增大，刺梨果實(shí)的產(chǎn)量、品質(zhì)明顯降低。大量失葉后刺梨果實(shí)中糖的含量減少和GalLDH、PAL、C4H、4CL、CHS的活性減弱，是導(dǎo)致刺梨果實(shí)中維生素C和類黃酮物質(zhì)含量減少的重要生理原因。失葉量過(guò)大對(duì)刺梨生長(zhǎng)和果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的不利影響可持續(xù)多年。在春季對(duì)果葉兼用的刺梨進(jìn)行嫩葉采收利用時(shí)，采葉量應(yīng)控制在20%內(nèi)，采葉的間隔期最好在1年以上。