果实疏除改善高隧道无土栽培条件下蔓越莓(Vaccinium macrocarpon)的单果重与翌年开花

《International Journal of Fruit Science》:Fruit Thinning Improves Fruit Weight and Return Bloom in Cranberry (Vaccinium macrocarpon) in High Tunnel Soilless Cultivation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月05日 来源:International Journal of Fruit Science 2.2

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  关于蔓越莓的载果量管理信息有限。早期研究主要探讨了蔓越莓的疏花,而果实疏除的影响尚未被研究。本研究评估了在果实发育早期进行果实疏除对两个蔓越莓(Vaccinium macrocarpon)品种“Pilgrim”和“Stevens”的果实品质、翌年开花和叶绿素荧

  
关于蔓越莓的载果量管理信息有限。早期研究主要探讨了蔓越莓的疏花,而果实疏除的影响尚未被研究。本研究评估了在果实发育早期进行果实疏除对两个蔓越莓(Vaccinium macrocarpon)品种“Pilgrim”和“Stevens”的果实品质、翌年开花和叶绿素荧光的影响。处理包括:(0F)去除直立枝上所有果实,(1F)除最下部果实外全部去除,(2F)除最下部两个果实外全部去除,以及(C)不去除果实(对照)。大多数未处理的直立枝在“Pilgrim”中结两个果实,在“Stevens”中结三个果实。在“Pilgrim”中,1F处理使单果更重,花青素浓度更高,但总可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)浓度较低。在“Stevens”中,1F和2F处理使果实更重,但对TSS和TA影响很小,而1F降低了果实花青素。对果实表面颜色的影响可忽略不计。在两个品种中,去除直立枝上所有果实均增强了翌年开花,表明单个直立枝具有较强的隔年结果倾向。果实生产强烈抑制了次年直立枝的营养生长,尤其是在“Pilgrim”中。0F处理中叶绿素荧光动力学参数下降,表明在没有果实的情况下光合效率较低。结果表明,果实疏除是提高蔓越莓单果重的有效方法,且蔓越莓果实是强库,能有效抑制次年直立枝的生殖生长和营养生长。
本研究以蔓越莓(Vaccinium macrocarpon)为对象,系统探讨了果实疏除对单果重、果实品质、翌年开花及光合性能的影响。蔓越莓是主要分布于北美的重要经济作物,其果实着生于短直立枝上,直立枝通常隔年结果。然而,关于蔓越莓载果量管理的研究十分有限,以往工作主要集中于疏花,果实疏除尚未见报道。由于直立枝上不同位置果实的发育存在资源竞争,上位果实常因碳水化合物供应不足而败育,导致坐果率低和隔年结果现象。因此,研究人员假设去除上位发育中的果实可减少同枝剩余果实间的资源竞争,从而可能提高单果重和翌年开花潜力。

研究人员在芬兰赫尔辛基大学的高塑料隧道内,以无土栽培的“Pilgrim”和“Stevens”两个品种为材料,于2023年盛花后15天(小果期,平均直径约5毫米)对单个直立枝进行疏果处理:0F(去除全部果实)、1F(保留最下部一个果实)、2F(保留最下部两个果实)和对照C(不疏果)。收获后测定果实鲜重、总可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、花青素含量及果皮颜色;同时通过低温春化并强制萌芽评估翌年开花潜力;采用叶绿素荧光OJIP动力学分析光合性能。研究结果表明,疏果处理显著提高了两个品种的单果重,1F和2F处理分别较对照增加约15%和9%,但单个直立枝的总果实产量随保留果实数增加而下降。对果实品质的影响存在品种差异:在“Pilgrim”中,1F处理提高了花青素浓度,但降低了TSS和TA;而在“Stevens”中,1F和2F增加单果重但几乎不影响TSS和TA,且1F降低了花青素含量。果皮颜色参数不受处理影响。在翌年开花方面,去除全部果实(0F)显著提高了开花直立枝比例和单枝花数,而对照直立枝几乎不返花,表明蔓越莓直立枝具有强烈的隔年结果倾向。此外,去果还促进了翌年直立枝的顶梢生长,但减少了侧枝形成。叶绿素荧光参数中,0F处理显著降低了Area、Vi、ABS/RC、TRo/RC和ETo/RC,而Fv/Fm无显著差异,表明去除果实降低了PSII的电子传递效率,可能是由于库需求降低导致光合产物反馈抑制。该研究首次证实了果实疏除是提高蔓越莓单果重的有效农艺措施,并揭示了果实作为强库对翌年生殖和营养生长的抑制作用,为蔓越莓载果量精准调控提供了理论依据。

研究采用的主要关键方法包括:从美国农业部国家无性系种质资源库获取原始材料,2018年扦插繁殖,盆栽于森林泥炭基质并添加缓释肥,在高隧道中无土栽培。试验采用随机完全区组设计,6个区组(盆),每处理8个重复。果实品质分析中,使用色差计(PCE-CSM 5)测定CIELAB颜色坐标;采用pH示差法测定总花青素浓度;用折光仪(PAL-1)测定TSS;用自动滴定仪(916 Ti-touch)测定TA。翌年开花评估中,收获后采集处理直立枝,于2°C暗藏10周(累积1680 chilling hours)后在生长室(18°C,18小时光周期)强制萌芽,统计花数、新梢生长和侧枝形成。叶绿素荧光用FluorPen FP 100测量暗适应后叶片的OJIP瞬态曲线,并提取Area、Vi、Fv/Fm、ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC等参数。统计采用SAS 9.4双因素方差分析(处理与品种为固定因子,区组为随机因子),均值用LSD法在p≤.05水平分离。

在“Number of developed fruits”方面,对照直立枝上平均坐果数在“Pilgrim”为2.3个,“Stevens”为2.8个;其中“Stevens”有超过50%的直立枝结3个果,而“Pilgrim”多数(52%)结2个果,说明两品种的自然坐果特性存在差异。在“Fruit fresh weight”方面,疏果处理和品种均显著影响单果重,1F和2F处理均比对照显著增重,且“Stevens”的单果重高于“Pilgrim”;但总果实产量随保留果实数的增加而上升。在“Concentrations of total soluble solid (TSS), titratable acidity (TA), and anthocyanins”方面,处理与品种的交互作用显著;在“Pilgrim”中1F处理同时降低了TA和TSS,而“Stevens”中2F降低TA,疏果对TSS无显著影响;花青素含量在“Pilgrim”中经1F和2F处理后显著升高,而在“Stevens”中1F处理反而显著降低。在“Fruit surface color”方面,所有颜色参数(L*、C*、a*/b*、Hue°)均不受处理影响,仅品种间存在显著差异,“Stevens”果色较浅且偏黄红。在“Return bloom”方面,去除全部果实(0F)显著提高了翌年开花直立枝的百分比和单枝花数,同时也促进了营养枝的顶梢生长,但减少了侧枝发生率;未疏果对照几乎无返花,证实了直立枝的强隔年结果习性。在“Chlorophyll fluorescence”方面,0F处理的Area、Vi、ABS/RC、TRo/RC和ETo/RC均显著低于其他处理,而Fv/Fm无显著差异,表明去果降低了PSII反应中心的电子传递能力,但未损伤光系统II的最大量子效率。

讨论部分指出,疏果提高单果重主要源于源-库平衡改变,即叶片数量不变而果实库减少,更多光合产物分配给剩余果实。品质响应的品种间差异可能由遗传调控机制不同所致,如花青素合成相关转录因子(MYB、bHLH、WD40)及植物激素(如脱落酸)的品种特异性作用。虽然去果增强了返花,但返花比例仍低于田间报道,可能与离体枝条的强制条件及低温需冷量不足有关。叶绿素荧光参数下降表明低库需求降低了光合电子传递,但Fv/Fm未变说明PSII反应中心未受损。最终,研究人员得出结论:去除较弱的顶生果实可使蔓越莓产生更重的果实,这一效应很可能归因于剩余果实分配到的碳水化合物增加;单个蔓越莓直立枝具有强烈的隔年结果倾向,疏果处理可提高翌年开花潜力;由于处理对TSS、TA和花青素的影响在品种间不一致,后续需深入研究其机制;鉴于Fv/Fm无差异,尚不能对光合效率下定论;未来应重点测定处理直立枝中的同化物含量和叶片淀粉/糖比,以更精确地理解源-库关系。该研究为蔓越莓载果量管理提供了一条新的农艺路径,并为后续分子生理机制研究奠定了基础。
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