《Scientific Reports》:Fruit thinning techniques incorporated with calcium boron or potassium phosphite for improving Medjool date palm fruit quality under semi-arid regions
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果实品质偏低是许多海枣生产国面临的重要挑战,包括部分源自组织培养的栽培品种。单独进行果实疏除虽然能够改善果实品质,但会轻度降低产量。因此,本试验旨在通过4种不同的果实疏除方法改善Medjool果实的品质性状:对照(每株保留12个果穗)、去除1/3果穗数、去除果
果实品质偏低是许多海枣生产国面临的重要挑战,包括部分源自组织培养的栽培品种。单独进行果实疏除虽然能够改善果实品质,但会轻度降低产量。因此,本试验旨在通过4种不同的果实疏除方法改善Medjool果实的品质性状:对照(每株保留12个果穗)、去除1/3果穗数、去除果穗1/3小穗长度、去除果穗1/3小穗数;并将这些方法分别与喷施0.25%钙硼(CaB)或0.2%亚磷酸钾(KP)以及对照(自来水)相结合。对疏除处理分别在1次喷施条件下实施,喷施时期为坐果期、Kimri期或Khalal期。在Kimri期,去除1/3小穗数可分别提高果重、果长和果实体积10.44%、8.28%和15.68%;在此基础上结合CaB喷施后,增幅分别达到43%、26.78%和52.78%;结合KP喷施后,增幅分别达到42.67%、26.31%和44.22%,以上均为两个季节平均值并与对照相比。在Khalal期,去除1/3小穗数结合CaB处理使果实总可溶性固形物(TSS)和总糖分别提高18.85%和33.65%,而去除1/3小穗数结合KP处理则分别提高19.29%和23.81%。综上,营养喷施改善了果实化学品质,且较早喷施时期对改善果实物理性状更为有效,而较晚喷施则更有利于改善果实化学性状。此外,疏果能够改善果实物理性状,并为保留果实提供更多营养。疏果与营养喷施的综合应用可同时提升果实物理和化学品质。
该文发表于《Scientific Reports》,研究聚焦于半干旱地区Medjool海枣优质化生产中的关键问题:在高产背景下,果实商品性不足、部分组织培养来源植株果实品质偏低,而单纯疏果虽可改善单果品质,却常伴随产量下降,因而生产上亟需建立兼顾品质提升与栽培效益的综合管理策略。海枣作为干旱与半干旱生态系统中的重要果树,在埃及等主产区具有显著经济价值,尤其Medjool品种因果实大、市场价值高、营养和活性成分丰富,在国际贸易中占有重要地位。然而,优质果形成受到果穗负载、同化物分配及矿质营养供给等多因素制约。研究人员因此提出,将不同疏果方式与钙硼(CaB)或亚磷酸钾(KP)叶面喷施进行集成,考察其在不同果实发育时期对Medjool果实物理与化学品质的影响,以期明确更优的调控组合。
本研究于2019—2020年在埃及Bahariya Oasis开展,材料为7年生、来源于组织培养的Medjool海枣。研究人员将每株初始果穗标准化为12穗,在此基础上设置4种疏果处理,即不疏果、去除1/3果穗数、去除1/3小穗长度、去除1/3小穗数;并结合3种喷施处理,即0.25% CaB、0.2% KP及清水对照,喷施时期设为坐果后、Kimri期和Khalal期。试验采用三因素析因设计,分别测定果穗重、果重、种子重、果径、果长、果实体积、总可溶性固形物(TSS)、含水量、可滴定酸和总糖等指标,并以最小显著差异(LSD)法进行季节内统计比较。
技术方法概括:研究以Bahariya Oasis田间种植的7年生Medjool海枣为样本队列,采用三因素析因试验设计,系统比较4种疏果方式、2种营养喷施药剂加清水对照、3个喷施时期的交互效应;通过田间定量疏果、叶面喷施(foliar application)、果实采后表型测定与化学品质分析,结合LSD显著性检验,对两年数据分别进行统计评价,从而判定不同集成处理对果实品质形成的影响。
在结果部分,论文首先讨论了果穗重(Bunch weight)。研究表明,不疏果处理的果穗重最高,说明减少负载单位后虽然提升单果表现,但整体穗重并不占优。营养喷施总体上提高了果穗重,其中CaB和KP与去除1/3小穗数配合时增效更明显。喷施时期方面,Kimri期和Khalal期等较晚时期较坐果后喷施更有利于提高果穗重。三因素互作显示,不疏果且在Kimri期喷施CaB或KP时,果穗重达到较高水平。该结果说明疏果与营养调控对“单位果穗产出”和“单果品质”作用方向并不完全一致。
在果重(Fruit weight)部分,去除1/3小穗数是提升果重的最佳疏果方式,其次为去除1/3小穗长度,而不疏果最低。喷施CaB或KP均可进一步增加果重,且与去除1/3小穗数组合时效果最强。时期比较表明,Kimri期喷施对提高果重最为有利。三因素互作结果显示,去除1/3小穗数并在Kimri期喷施CaB或KP,或在Khalal期喷施CaB,均可显著提高果重。这表明适度降低果穗内部竞争,配合中期营养补充,可有效促进单果增重。
在种子重(Seed weight)方面,疏果总体仅造成轻微下降,尤其去除1/3小穗长度时更明显;喷施时期对种子重无显著影响,营养喷施的作用也较弱。三因素互作中,去除1/3小穗数并在坐果后喷施KP时种子重有所下降。整体来看,种子性状对处理反应较果肉性状不敏感,研究重点仍集中于可食部分品质提升。
在果径(Fruit diameter)部分,去除1/3小穗长度可显著增大果径,相较去除1/3果穗数效果更优。CaB和KP在所有疏果处理下均能增加果径,尤其与去除1/3小穗长度或去除1/3小穗数组合时更明显。喷施时期差异不大,但坐果后喷施对果径略有促进。三因素互作表明,去除1/3小穗长度结合坐果后CaB喷施,或结合Kimri期KP喷施,可得到更大的果径。
在果长(Fruit length)方面,去除1/3小穗长度和去除1/3小穗数均优于对照。CaB或KP喷施均能进一步提高果长,其中与这两类疏果方式组合时增效突出。Kimri期喷施对提升果长最有效,而不疏果植株对喷施响应不明显,反映出高负载条件下营养竞争限制了外源营养调控效应。三因素互作显示,去除1/3小穗数结合Kimri期CaB或KP喷施可显著增加果长。
在果实体积(Fruit size)部分,去除1/3小穗数的综合效果最佳,其次为去除1/3小穗长度;CaB和KP均能显著增大果实体积。喷施时期中,Kimri期总体较优,尤其与去除1/3小穗数组合时效果突出。三因素互作提示,去除1/3小穗数结合Kimri期或Khalal期CaB喷施,以及结合Kimri期KP喷施,均能有效增大果实体积。由此可见,去除1/3小穗数是改善果实外观与商品规格最稳定的疏果模式。
对于果实化学品质,首先是总可溶性固形物(TSS)。去除1/3小穗数处理的TSS最高,不疏果最低。两种营养喷施均能提高TSS,且KP总体效果略强于CaB,特别是在与去除1/3小穗数或去除1/3小穗长度组合时更明显。就时期而言,Khalal期和Kimri期等较晚喷施较坐果后喷施更有利于提高TSS。三因素互作表明,去除1/3小穗数结合Kimri期或Khalal期KP喷施,或结合Khalal期CaB喷施,能显著提高TSS,说明后期营养调控更利于糖分和可溶性物质积累。
在含水量(Fruit moisture content)方面,去除1/3果穗数显著提高果实含水量,而去除1/3小穗长度最低。第二季中,KP较CaB更易提高含水量。喷施时期上,Khalal期处理结合去除1/3果穗数时含水量较高,提示晚期喷施可能延缓成熟进程并维持较高含水状态。三因素互作显示,去除1/3果穗数结合坐果后CaB喷施或Khalal期KP喷施时,果实含水量较高。
在可滴定酸(Titratable acidity)方面,去除1/3小穗数可获得最低酸度,其次为去除1/3小穗长度;不疏果和去除1/3果穗数酸度较高。喷施时期和喷施药剂的主效应并不显著,但去除1/3果穗数或去除1/3小穗数结合Kimri期KP喷施时酸度有所下降。说明优化疏果结构比单纯调整喷施时期更有助于降低酸度。
在总糖(Total sugars content)方面,去除1/3小穗数表现最佳,其次为去除1/3果穗数。与KP相比,CaB在与去除1/3小穗长度和去除1/3小穗数组合时,对总糖提升更显著。喷施时期以Kimri期最高,其次为Khalal期,坐果后最弱。三因素互作结果显示,去除1/3小穗数结合Kimri期KP喷施,或去除1/3果穗数结合Kimri期CaB喷施,可获得较高总糖水平。
在还原糖(Reducing sugar)和非还原糖(Non-reducing sugar)部分,研究显示不同疏果方式和喷施时期对糖组分分配存在差异。还原糖在不疏果、去除1/3小穗长度和去除1/3小穗数处理中较高,且坐果后喷施更有利于提高还原糖,尤其在去除1/3果穗数或不疏果条件下更明显;三因素互作中,去除1/3果穗数结合坐果后CaB喷施时还原糖最高。非还原糖则以去除1/3小穗数和去除1/3果穗数较高,CaB总体优于KP,Kimri期喷施效果较佳;三因素互作显示,去除1/3果穗数结合Kimri期CaB喷施时非还原糖最高。
综合讨论部分可归纳为:疏果通过减少果实间对水分、矿质和同化产物的竞争,显著改善了Medjool果实的物理性状,尤其去除1/3小穗数在果重、果长和果实体积等方面表现最稳定;营养喷施则更明显改善了化学品质,其中早期喷施更利于物理性状形成,而较晚喷施,特别是Kimri期和Khalal期,更有利于TSS和总糖积累。CaB与KP均显示出积极作用,但不同指标上的优势并不完全相同。论文的重要意义在于为半干旱地区Medjool海枣优质栽培提供了可操作的综合方案,即通过优化果穗内部疏果结构并匹配适宜发育时期的营养喷施,在一定程度上缓解“提质”与“减产”之间的矛盾,从而提高出口导向型生产的商品价值。
研究结论翻译如下:果实疏除(去除1/3果穗数、去除1/3小穗长度或去除1/3小穗数)以及在3个果实生长阶段(坐果后、Kimri期或Khalal期)喷施钙硼(CaB)或亚磷酸钾(KP),均能改善Medjool海枣果实品质。在Kimri期,去除1/3小穗数使果重、果长和果实体积分别提高10.44%、8.28%和15.68%;补充喷施CaB后,这些指标分别提高至43%、26.78%和52.78%;喷施KP后,分别提高42.67%、26.31%和44.22%。在Khalal期,将去除1/3小穗数与CaB喷施结合,可使果实TSS和总糖分别提高18.85%和33.65%;与KP喷施结合时,则分别提高19.29%和23.81%。总体而言,营养喷施改善了果实品质,其中早期喷施更有利于物理性状,后期喷施更有利于化学性状;疏果进一步增强了这些品质指标。