西伯利亚杏（Prunus sibirica L.）果实脱落的关键调控因素：营养竞争、激素失衡与气象胁迫的协同作用

为解决西伯利亚杏因严重落果导致产量下降的问题，研究人员通过分析‘山杏1号’品种的落果动态，结合碳水化合物、矿质营养、内源激素（IAA、GA、CTK、ABA）及细胞壁水解酶（CEL、PG、PE、β-GC）活性测定，揭示了落果两阶段（快速脱落期与缓慢脱落期）的驱动机制。结果表明，新梢生长与低温多雨加剧早期落果，而树体营养不足与高温干旱导致后期落果，激素失衡（IAA/ABA降低）及酶活性异常是关键诱因。研究为杏树栽培中精准施肥与气象灾害防控提供了理论依据。

　　

西伯利亚杏（Prunus sibirica L.）作为中国特有的木本油料树种，其种子富含油脂与蛋白质，具有重要经济价值。然而，该树种存在严重的落果现象，导致产量损失高达60-70%，成为产业发展的瓶颈。尽管前人研究表明落果受遗传、环境和营养因素调控，但西伯利亚杏的落果机制尚未明确。尤其值得注意的是，其花期早、幼果发育期恰逢春季气候波动，新梢生长与果实发育的养分竞争可能进一步加剧落果。

为破解这一难题，辽宁省国家西伯利亚杏种质资源库的研究团队以‘山杏1号’为材料，系统监测了落果动态、营养分配、激素变化及气象因子的影响。研究发现，西伯利亚杏落果呈现双峰模式：快速脱落期（14-35 DAFB，开花后天数）与缓慢脱落期（35-70 DAFB）。快速脱落阶段与新梢快速伸长（增长14.47 cm）显著相关，且低温（<5°C持续8.5小时）和降雨（峰值前周降水量>15 mm）进一步加速落果；缓慢脱落阶段则与高温（>30°C累计40小时）及干旱密切相关。

技术方法
研究团队通过动态监测落果率与新梢生长量，结合ELISA测定内源激素（IAA、GA₃、CTK、ABA）含量，ICP-MS分析矿质元素（N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn），并采用酶联免疫法检测细胞壁水解酶（PG、CEL、PE、β-GC）活性。气象数据通过自动气象站实时采集，相关性分析采用R语言完成。

研究结果

1. 生理落果动态：落果率在28 DAFB达62.14%（快速期），70 DAFB累计78.06%。新梢长度与落果率呈显著正相关（r=0.976，P<0.01），而脱落果实直径和重量均显著小于留存果实。
2. 碳水化合物动态：非脱落果实的可溶性糖（SS）含量在63 DAFB达峰值（52.98 mg/g FW），是脱落果实的2.63倍；淀粉含量在脱落果实中异常积累（3.87 mg/g FW），表明糖代谢障碍促发落果。
3. 矿质营养差异：脱落果实中N、P、K、Zn含量显著低于留存果实（P<0.01），而Ca、Cu分别升高1.5倍和2.1倍，暗示元素失衡与落果相关。叶片中N、P、Zn与果实含量呈显著正相关（r>0.820）。
4. 激素调控网络：留存果实的IAA、GA、CTK含量分别比脱落果实高1.69倍、1.90倍和1.18倍，而ABA低31.16%。IAA/ABA比值在脱落果实中最低（0.2275），激素失衡激活细胞壁水解酶（PG活性升高1.68倍）。
5. 气象因子影响：快速脱落期低温（3.2-4.5°C持续4.5小时）与降雨协同作用；缓慢脱落期高温（>30°C累计17-40小时）加剧营养竞争。

结论与意义
该研究首次阐明西伯利亚杏落果的双阶段模型：早期由新梢生长与低温多雨驱动，后期受高温干旱及树体营养不足主导。激素失衡（IAA/ABA降低）通过上调CEL、PG酶活性促进离层形成。研究提出关键农艺措施：快速期需补充N-P-K-Zn-Mn肥，缓慢期增施P-K-Mg肥，并通过外源激素调控平衡IAA与ABA。成果发表于《Scientia Horticulturae》，为高纬地区杏树抗逆栽培提供了精准管理策略。