中国葡萄二次结果技术进展,本文是研究进展方面论文写作参考范文跟葡萄和中国葡萄和研究进展有关论文写作参考范文.
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摘 要：葡萄具有适应性强、早果丰产、花芽超节位分化和一年多次结果等习性.笔者详细归纳了葡萄一年两收的生理生化基础,及温度、修剪、药剂、栽培管理措施等在葡萄二次果生产上的作用,以及二次果生产对产量和果实品质的影响；分析指出花芽分化是葡萄二次结果的基础,掌握花芽分化的关键时期和诱导花芽分化萌发的方式与节位,对发展葡萄二次结果技术至关重要.然而由于对葡萄二次果形成的机理机制研究较少,仍存在对植物体内激素调节及相应基因表达情况不清楚、打破葡萄冬芽休眠有效措施的研究不深入、不同地区栽培关键技术仍需完善等问题.针对当前研究现状,笔者建议应结合气候条件、品种特性等深入研究葡萄二次结果的生理生化机理机制；重视修剪及药剂等在冬芽破眠中的作用,尽快找到简便易行无害的催芽方法；加快引进或选育更多花芽分化好、品质优良的葡萄品种,为生产实践提供更多选择；对于试验成功的葡萄品种及其栽培管理模式应先小面积示范,技术掌握成熟后再大规模推广应用.
关键词：葡萄；一年两收；花芽分化；二次结果；研究进展
0 引言
葡萄为葡萄科(Vitaceae)葡萄属(Vitis)多年生藤本落叶植物,具有适应性强、早果丰产、花芽超节位分化和一年多次结果等习性,果实具有鲜食、制干、酿酒、药用等多种功用,有较高的营养价值与经济价值,深受种植户和消费者的喜爱,目前在世界各地均有栽培[1-2].近年来,由于台风、梅雨、早春晚霜冻等自然灾害或人为使用调节剂不当造成葡萄大量落花落果,或者修剪不当致使一次果的产量降低的现象时有发生,严重影响了葡萄的产量和经济效益[3].葡萄二次结果技术不仅能挽救自然灾害损失,还具有提高果实产量和品质、调控产期、增加果农收益等作用[4-5].
关于葡萄二次结果的研究报道最早始于1936年的苏联[6],此后印度、以色列、日本、泰国等的成功案例也不断被报道[2].中国从20世纪50年代初开始研究[7],20世纪80年代时南方地区已有果农尝试运用[8].到20世纪90 年代,中国台湾地区已经实现了葡萄的一年2 次甚至多次结果,并形成了新的栽培管理模式[9].2003年广西省农业科学院从台湾引入该技术[10],又结合广西南北气候不同的特点,探索葡萄2 代同堂（第一次果与第二次果生长期部分重叠,同时挂果,但成熟期错开）与2 代不同堂（第一次果与第二次果生长期不重叠,分开挂果）等新模式,并向其他区域辐射推广,其研究也从简单的修剪管理,逐渐延伸到促进花芽分化及打破休眠的化学措施[11],且向花芽分化的内在机理及控制休眠的基因鉴定和葡萄二次果生长发育规律及对果实风味品质的影响等方向深度拓展[12].
中国幅员辽阔,光热资源丰富,为实现葡萄一年两收栽培提供了关键条件.目前,‘玫瑰香’、‘巨峰’、‘维多利亚’、‘醉金香’、‘夏黑’、‘早霞玫瑰’、‘红地球’等品种试验结果表明,无论露地栽培还是设施栽培,均可因地制宜利用葡萄夏季副梢或冬芽处理等发展二次结果技术[13].笔者在对葡萄二次结果技术相关研究分析归纳总结的基础上,结合生产实际问题提出发展建议,希望对葡萄爱好者和果农有所裨益,以期为葡萄二次果生产提供一定理论基础.
1 葡萄一年两收的生理生化基础
葡萄的二次结果技术,即利用葡萄夏芽在一年内可多次抽生、多次成花,及冬芽内花芽的生理分化多在当年5—8 月完成的特性,结合一定措施使夏芽或冬芽当年萌发成花结二次果的技术[14-16].葡萄夏芽具有早熟性,在适宜的环境条件下,利用修剪措施可使夏芽副梢多次萌发并开花结果.而葡萄夏季冬芽在形成当年一般不萌发,只有在遭受修剪、药剂处理、干旱、病虫害等外界刺激或胁迫条件下才会加快枝条老化成熟,从而促进花芽分化、打破休眠萌发形成冬芽副梢及开花结果[17-18].此外,葡萄冬芽分化的早晚、快慢及完整程度还受品种、温度、光照等多种因素影响,早熟品种冬芽分化早、适宜温度及强光照有利于冬芽形成,当冬芽芽鳞片变黄、鳞片边缘淡褐色,枝条半木质化时即具有开花结果的能力[2].
葡萄冬芽二次果的形成与芽体休眠的打破密不可分[19].芽体从休眠到萌发过程中内部会发生一系列的生理生化变化,如内源激素IAA、GA 及CTK 提高,ABA下降,与此同时激素作用促使芽内淀粉降解为可溶性糖,为芽体萌芽创造了有利条件等.很多研究表明,休眠现象或休眠的解除并非单一激素作用的结果,而与植物体内的激素平衡密切相关.曹慕明等[8]研究认为,内源激素水平可能和葡萄冬芽休眠与否有关,若植株体内的GA3、ZR 含量提高及IAA、ABA含量降低则会促使葡萄冬芽解除休眠.目前,关于植物休眠方面的分子生物学研究还较少.Schuyler 等[20]将休眠过程分为诱导、维持、解除和萌芽4 个阶段.现研究都主要集中在解除休眠阶段.如,Or 等[21]研究认为葡萄芽在休眠过程中Lea 蛋白高度表达,而其分子结构中包含一种富含Lys 区域的脱水素,可被ABA诱导,推断这可能与休眠有关,并从葡萄芽中提取出由氨基氰(HC)诱导编码与作物破眠相关的蛋白酶(GDBRPK)基因.此外,王晨等[22] 研究发现5 个葡萄miRNA(vvmiR160a、vv- miR171a、vv- miR159、vv- miR160a、vvmiR164c、vv-miR167c)通过负调控靶基因表达参与了冬芽二次花的发育.而李智理等[23]对成花基因LEAFY在‘巨峰’葡萄花芽分化过程中的表达情况进行了初步研究,认为可以依据LEAFY基因在不同叶期的表达差异来人为调控‘巨峰’葡萄的花期.
2 葡萄二次果形成的影响因素
2.1 温度对葡萄二次果区划的影响
葡萄属于喜温果树,温度对其生长发育非常重要,影响着它生长的整个过程.一般葡萄品种花芽分化的适宜温度为25~30℃[24-25],尤其是在花原基形成的前3周对温度要求最为敏感[26].积温对葡萄的生长发育和产量品质有着重要影响[27],不同品种类型从萌芽到果实成熟过程所需大于10℃的活动积温有所不同.一般情况下,极早熟葡萄品种对大于10℃的活动积温要求2100~2500℃,早熟品种要求2500~2900℃,中熟品种要求2900~3300℃,晚熟品种要求3300~3700℃,极晚熟品种要求3700℃以上[28].若葡萄在二次果生长期间积温不足,则会造成果穗小、果粒小、果皮偏厚、味酸质差等不良后果,从而影响葡萄成熟期和商品价值[29].不同气候条件下,葡萄花芽分化进程等生长发育规律及相应的栽培技术、管理要求等也不同.白先进等[30]、郭荣荣等[14]对多个葡萄主产区生态气候条件与栽培管理模式的探究,并与不同葡萄品种类型及生长所需的气候要求进行对比分析,认为年均温度是决定能否实现葡萄一年两收最重要的气象因子,研究结果表明：年均温度在20℃以上的南方地区可在自然条件下进行早、中熟品种的2 代不同堂一年两收栽培,是葡萄特殊优势栽培区；年均温度17.5~20℃的地区可进行早熟品种的2代不同堂和早、中熟品种的2代同堂一年两收栽培；年均温度16~17.5℃的地区可进行早熟品种的2 代同堂一年两收栽培；北方年均温度在12℃左右及以上的地区,通过适宜的栽培管理措施在自然条件下也可实现早熟品种的2 代同堂一年两收栽培；采用设施栽培即使在年均温度仅5℃左右的地区也可进行一年两收的栽培生产.如‘巨峰’葡萄在广东梅州通过避雨栽培可实现2 代不同堂或2 代同堂[31]；‘香悦’、‘夏黑’葡萄可在年均温度18℃左右的四川成都平原地区发展2代不同堂[18]；王莉研究发现‘巨玫瑰’、‘醉金香’、‘巨峰’等品种在浙江地区可2 代不同堂[2]；豫东地区年均温度约14℃,采用露地简易设施栽培也能使早熟葡萄品种‘户太8 号’实现2 代不同堂[32]；内蒙古乌兰浩特市年均温度约5℃,但通过设施栽培也能使‘巨峰’葡萄2代同堂[33].
2.2 修剪措施在葡萄二次果生产上的作用
葡萄无明显休眠期,只要生长环境条件适宜就可生长,但若不进行合理调控则以营养生长为主,花芽很难分化结果[34].在葡萄生产中常用修剪措施来调控营养生长与生殖生长的关系,主要方法有摘心、抹芽、去副梢、去须、疏剪、短截、环剥等.葡萄营养积累情况影响花芽分化的方向,若二次成花处理过早,冬芽营养积累不充分,花芽多分化为卷须,而葡萄卷须和花器同源,如不及早剪除则消耗大量营养[25]；及时疏除主梢和夏芽副梢上抽生的副梢,更有利于营养物质向下运输积累和果实发育.刘模发等[35]研究发现,当‘甬优1号’主梢长到8 片叶时及时摘心可促进主梢第一冬芽花序结实,同时有利于主梢顶芽抽生夏芽副梢及开花,其二次花序上4~5 叶时及时摘心,利于二次果生长.林玲等[36]研究表明,不同夏季修剪强度均可促进‘夏黑’葡萄新梢冬芽花芽分化,其中花上6 片叶摘心是促进‘夏黑’新梢第6 节位夏季冬芽花芽分化集中、缩短分化时间、提高成花率的一项重要生产措施.众多研究表明,在葡萄一次果采收后即进行短截、去叶,不仅可以加速冬芽花芽分化,而且可以激发冬芽当年萌发开花结果[37].黄金贵等[38]在新疆托克逊县进行‘矢富罗莎’葡萄温室试验,发现选留中节位（8~10 节）修剪可明显提高二次果的萌芽率和花芽分化率.李洪艳等[39]在桂南地区进行‘巨峰’葡萄试验,认为采取高节位（9~13 节）修剪既可以适当缓和树势,又可以促进冬芽萌芽.同时,夏季新梢的粗度对葡萄二次果的形成有着要有影响,过细则冬芽营养积累不足,花芽很难分化.马艳等[40]在‘巨峰’葡萄一年两收试验结果表明,当新梢剪口粗度在0.8 cm 以上时有利于二次果发育,而修德仁等[41]则认为新梢粗度大于1.1 cm时能更好促进第二次果生长.
2.3 药剂处理在葡萄二次果生产上的作用
由于葡萄冬芽形成的二次果具有萌芽整齐、果穗大小均匀、成熟期一致等优点,在生产上以冬芽结果为主[2,36].冬芽正常情况下形成当年不萌发,而一次果采收后即修剪去叶并在芽体周围涂抹破眠剂可打破冬芽休眠.常用的药剂种类有含氮化合物、含硫化合物、矿物油和植物生长调节剂等,如单氰胺、石灰氮、多效唑、6-BA、赤霉素和乙烯[42-43].众多试验表明,浓度为2.5%的单氰胺打破葡萄芽体休眠效果显著,且能明显提高夏季冬芽的萌芽率及整齐度[8,44].谢太理等[45]研究认为,乙烯利处理对欧亚种葡萄具有促进成花作用,其中200 mg/L 浓度对‘莫丽莎无核’枝梢生长抑制作用最强,促花效果最好,翌年花枝率可达70.8%.聂潇[3]研究发现,对‘夏黑’、‘香悦’葡萄喷施50%矮壮素1500倍液或15%多效唑1000 倍液,均能加快夏季冬芽分化、提高二次果结果枝率,然而对其萌芽率、成枝率、果实品质等却无明显影晌.易显荣等[46]在‘玫瑰香’葡萄二次果试验结果显示,5 mg/L 的赤霉素溶液可以拉长花序,而促进果粒膨大的适宜浓度范围为25~50 mg/L.此外,还有研究表明,用0.1%氯吡脲可溶液剂50~100倍液浸葡萄幼果穗,可提高坐果率[35].
2.4 其他栽培管理措施在葡萄二次果生产上的作用
栽培管理措施是葡萄一年两收获得成功的重要环节,主要包括适宜品种的选择、修剪方法、肥水管理及病虫害防治等方面.然而,并非所有的葡萄品种都适合发展一年两收栽培技术,一年两收葡萄品种需具备易形成花芽、品质优良、抗逆抗病、生长势强等优良性状[47].大量生产实践表明,加强栽培管理措施对增强葡萄树势、促进花芽分化、提高二次果产量及品质具有重要作用.如及时疏除副穗、穗基部果、穗尖部果、过密果和畸形果,可促进果粒增大和改善果实品质[35]；对葡萄进行合理摘心、营养供给,能促冬芽早熟、整齐萌发[48]；适时供水供肥,及时补充叶面肥,增施含钙镁铁硼等中微量元素肥料,增施微生物菌肥,改土活根,可增强果树抗病能力、提高产量[35]；果园清理消毒及病虫害防治,有利于果树健壮生长,为二次果形成创造良好条件[31,49].
3 葡萄二次果生产对产量和果实品质的影响
大量研究表明,应用一年两收技术可使葡萄年增产10%~20%,对一次果的品质影响不大,而其二次果的穗重、单粒重、大小等虽小于一次果,但果实的硬度、可溶性固形物、花青苷含量、可滴定酸含量和总酚含量等风味品质却明显优于一次果[2,18].陶磅等[50]发现葡萄二次果在花序大小、花朵子房和花药数量及大小、花粉萌发率及坐果率等方面普遍劣于一次果,生长发育期明显短于一次果,但其果实着色及内在品质等指标却明显优于一次果,主要是二次果所处的环境相对昼夜温差大、降雨量少、采前水热系数低[51],使果实具有硬度大、着色好、香味浓、糖酸含量高等特点[52-53].刘模发等[35]也认为二次果生长期内降水量明显减少,病虫害发生少,更有利于风味品质的提升.此外,在生产中产量对果实品质也有重要影响,一次果产量过大会增加树体营养消耗,对二次果的成熟期和品质会造成消极影响[2].胡清坡等[34]对26 个大粒型鲜食葡萄品种进行二次果试验研究发现,当一次果产量达到18000 kg/hm2以上时,二次果产量开始下降,风味变差.而黄华宁等[54]研究‘夏黑’葡萄认为一次果产量应控制在15000 kg/hm2以内,且采后让树体休整至少20 天以上并适时补充营养,能较好地恢复树势、提高二次果品质.因此,在生产中要因地因品种因管理水平等合理调控葡萄一次果与二次果的产量和上市期,做到产量、品质与效益三统一.
4 问题与展望
随着生活水平的不断提高和对营养健康的逐渐重视,人们对鲜食葡萄的需求量越来越大、鲜果供应期的要求也越来越高,而葡萄二次结果作为一种储备技术,不仅能挽救自然灾害损失,还可调控产期、解决错季上市问题缓解市场压力,在生产上有很大的经济价值；而且冬葡萄品质优、色泽美、高,具有良好的市场竞争优势.目前,葡萄一年两收栽培技术在国内南方部分地区推广应用已较成熟,并且北方温室葡萄在促成早熟或延迟上市的管理模式中也实现了二次结果并成功上市,很受消费者欢迎,市场前景广阔.但由于对葡萄二次果形成的机理机制研究较少,对整个生长发育过程中的植物体内激素如何调节及相应基因表达情况尚不清楚,还未找到控制葡萄冬芽休眠与萌芽开花的关键基因；虽然很多研究表明单氰胺打破葡萄冬芽休眠效果较好,但其有毒性,使用不当会对人体产生伤害,更环保、更方便的破眠方法还有待于进一步的研究.此外,二次果生产对气候条件、品种特性要求也比较高,不同地区栽培关键技术仍需要进一步的研究和完善[2].
花芽分化是葡萄二次结果的基础,掌握花芽分化的关键时期和诱导花芽分化萌发的方式与节位,对发展葡萄二次结果技术至关重要.因此,在农业生产中结合气候条件和品种特性研究葡萄二次结果技术意义重大.针对当前研究现状,笔者建议：（1）国家科研单位应加大资金投入,积极探究葡萄二次果形成的生理生化内在机理,深入挖掘控制葡萄冬芽休眠与萌芽开花的关键基因,继续摸索因地制宜的栽培管理模式；（2）重视修剪及药剂等在葡萄冬芽破眠中的作用,尽快找到简便易行无害的催芽方法；（3）加快引进或选育花芽分化好、抗病、优质的葡萄品种,为生产实践提供更多选择；（4）对于试验成功的葡萄品种和对应新模式应先小面积示范,种植管理人员技术掌握成熟后再大规模推广应用,以便减少风险.相信在果树专业科技人员和政府相关部门的不断努力下,随着对葡萄二次果技术研究与推广应用的不断深入,一定会实现新鲜葡萄周年长期供应,达到满足消费者需求和增加果农收益的双重目的.
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