钾与蛋氨酸协同调控柑橘隔年结果:通过降低赤霉素和提升水杨酸与生长素实现Balady蜜橘稳产提质

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对柑橘产业中普遍存在的隔年结果(Alternate Bearing, AB)难题,通过叶面喷施柠檬酸钾(KC)或硝酸钾(KN)联合蛋氨酸(M)或硫(S),显著提前采收期10-23天,使On年增产20.72-33.74%,Off年结果数提升272.6%。关键发现KC+M处理通过降低赤霉素(GA)水平19.4%、提升水杨酸(SA)42.9%和生长素40%,将AB指数降低61.7%,为柑橘稳产提供创新解决方案。

  

柑橘产业长期被"大小年"现象困扰,当季丰收(On年)往往导致来年减产(Off年),这种隔年结果(Alternate Bearing, AB)问题严重影响果农收益。究其根源,丰产年果实中大量种子产生的赤霉素(GA)会抑制花芽分化,同时过度消耗树体养分。埃及作为全球重要柑橘产区,其特色品种Balady蜜橘(Citrus reticulata Blanco)年产117万吨,但AB现象导致产量波动高达66%。传统解决方案如修剪、疏果等人工成本高昂,亟需开发经济高效的农艺措施。

开罗大学园艺系团队在《Scientific Reports》发表创新研究,首次揭示叶面喷施柠檬酸钾(KC)联合蛋氨酸(M)可打破AB恶性循环。该方案通过双重机制发挥作用:在On年加速果实成熟(提前20天采收),减少GA持续释放;在Off年关键生长期提升水杨酸(SA)和生长素水平,促进花芽分化。两年田间试验显示,KC+M处理使总产量提升77.2%,AB指数降低61.7%,同时显著改善果实可溶性固形物(TSS)和类胡萝卜素含量。

研究采用随机区组设计,对12年生Balady蜜橘进行叶面喷施处理,测定采收期、产量构成、果实品质参数及植物激素含量。通过HPLC分析GA、SA和吲哚丁酸(IBA)动态变化,采用分光光度法测定糖度、酸度和类胡萝卜素。所有数据经SAS软件进行ANOVA方差分析。

【采收日期】所有处理均显著提前采收,KC+M效果最突出,较对照提前23天。这种早熟特性直接缩短了种子向树体输送GA的时间窗口,为后续花芽分化创造有利条件。

【产量构成】KC+M处理在On年使单果重增加33.24%,Off年结果数激增272.6%。值得注意的是,该处理在On+Off两季总产量提升77.2%,实现"高产不歇年"的突破。

【AB指数】KC+M将AB指数从66%降至25%,效果显著优于单用钾肥。这表明蛋氨酸通过调控乙烯生物合成途径,与钾产生协同效应。

【果实品质】KC+M处理使TSS提升10%,TSS/酸比达14.26,类胡萝卜素含量增加31%。这些改善源于钾促进糖分转运和蛋氨酸增强硫代谢的双重作用。

【植物激素】KC+M使花芽分化期GA降低19.4%,同时提升SA42.9%和生长素40%。

这种激素重构证实了SA延长花期、生长素促进子房发育的协同机制。

研究结论揭示,KC+M通过三重作用机制打破AB循环:(1)钾加速On年果实成熟,缩短GA暴露期;(2)蛋氨酸作为乙烯前体,抑制GA生物合成;(3)激活SA-生长素信号通路,保障Off年花芽质量。该方案每亩成本不足5美元,却可实现持续增产,为全球柑橘产业提供可推广的解决方案。特别值得关注的是,这种方法避免基因改造,完全符合有机农业标准,在应对气候变化导致的作物应激方面具有潜在应用价值。

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