摘要:以“宁杞7号”枸杞为试材,对篱架栽培模式下枸杞叶片、果实形态特征进行了调查分析,研究了枸杞篱架栽培后叶片、果实形态特征及产量变化,以期为枸杞篱架栽培模式提供参考依据。结果表明:相比传统栽培模式,篱架栽培模式下枸杞平均叶长、叶宽、叶柄长分别比传统栽培模式增大3.98、2.08、1.75mm;叶厚及叶鲜质量分别增加1.29倍和1.13倍;平均鲜果纵径、果形指数、单果鲜质量、单株干果产量分别增大3.33mm、0.29、0.19g、562g;鲜果纵径、果形指数分别增加1.88倍和1.64倍;单株干果产量增加1.62倍。表明篱架栽培模式明显使枸杞叶片变大增厚,果实颗粒饱满,单株产量增加,有利于枸杞产量的提高。
枸杞(LyciumbarbarumL.)属茄科多年生落叶小灌木,广泛存在于世界各国,有80多种。我国枸杞主要分布于宁夏、华北、甘肃、青海、内蒙和新疆等地区[1]。研究证明,枸杞果实中含有胡萝卜素、硫胺素、核黄素、菸酸、抗坏血酸、β-谷甾醇、亚油酸、甜菜碱以及活性很强的枸杞多糖[2,3],具有滋补肝肾、益精明目、补虚安神、润肺护肝、抗氧化、抗肿瘤等作用[4,5],是西部地区重要的经济林树种。
在传统枸杞栽培模式下,植株易发生倒伏,结果枝匍匐于地表,果实接触地面易糜烂,最终影响了枸杞的质量和产量。王占林等[6]研究开发了一种枸杞篱架栽培技术,通过使用篱架栽培设施,使枸杞植株形成立体结果,最终达到水分高效利用、化肥农药减量增效、果实质量和产量提高的目的。王田利[7]通过对西红柿进行篱架栽培试验研究证明,采用篱架栽培方法有利于维持西红柿较长的结果时间,获得较高产量。赵芸等[8]在甜樱桃种植研究实践中表明,应用篱架栽培模式,既能保证甜樱桃前期优质、高产,使果树尽快进入丰产期,又能保持后期树势,防止老化。为了解决枸杞果实质量提升和产量提高的技术难题,开展了枸杞篱架栽培技术的研究工作。该研究利用篱架栽培模式对试验栽培品种“宁杞7号”进行试验处理并在诺木洪进行定植。通过对试验栽培品种“宁杞7号”枸杞叶片及果实进行田间观察研究分析时发现,在篱架栽培状态下的“宁杞7号”枸杞叶片和果实比传统栽培模式的叶片和果实发生了明显表型形态的变化。因此,课题组对于篱架栽培和传统栽培2种模式下的枸杞叶片和果实形态特征变化进行了调查分析研究,旨在为青海省枸杞果实质量的提升和产量的提高,也为枸杞的篱架栽培模式提供参考依据。
1、材料与方法
1.1试验地概况
试验地设在青海省诺木洪农场,地处于柴达木盆地东南部(东经36°~37°,北纬96°~97°),海拔2790m[9]。试验地属温凉干旱荒漠气候区,年均气温4.3℃,年均降雨量38.9mm,年均蒸发量2820mm,年均日照长达3250h,太阳辐射强,昼夜温差大,土壤为耕作土。
1.2试验材料
试验栽培品种为“宁杞7号”枸杞,具有生长快、自交亲和水平高、抗逆性强、丰产、果粒大等特点。
1.3试验方法
篱架栽培试验样地和传统栽培对照样地的栽植株行距均为1.0m×3.0m;篱架栽培采用3层篱架结构模式,高度1.5m,对照采用传统栽培模式,田间管理方法二者完全一致。在树龄为4年时测定各个指标。
建立篱架栽培试验样地和传统对照样地(10.0m×10.0m)各3个,每样地进行每树调查,随机选取30片叶片及30颗(粒)果实进行枸杞叶片、果实形态指标测定,并测定试验样地和对照样地每株的单株产量。叶片形态指标包括长度、宽度、厚度、叶柄长、叶形指数及叶片鲜质量等;果实形态指标包括纵径、横径及果形指数、单果质量等。篱架栽培植株平均高度1.43m,传统栽培植株平均高度1.26m。
1.4项目测定
使用数显游标卡尺测定叶片、果实形态指标,用天平测定叶片及鲜果质量,最终通过相关分析确定形态指标以及各性状之间的相互关系,得出不同栽培状态下的“宁杞7号”叶片及果实的形态特征性状差异。
1.5数据分析
采用Excel2013和SPSS20.0软件进行数据处理分析。
2、结果与分析
2.1枸杞叶片差异分析
由群体间和群体内的F检验结果可知,各性状指标在群体内不存在差异。叶形指数在群体间差异显著(P<0.05),叶长、叶宽、叶柄长、叶厚、叶鲜质量在群体间均差异极显著(P<0.01),说明在篱架栽培模式下,相比传统栽培模式的叶片性状发生显著变化(表1)。
表1枸杞群体间和群体内叶片形态方差分析
为了解形态特征性状的变异程度,采用变异系数对“宁杞7号”叶片表型性状的变异进行评价。由表2可知,篱架栽培的平均叶长、叶宽、叶柄长分别比传统栽培模式增大3.98、2.08、1.75mm。从变异系数来看,“宁杞7号”叶片叶长、叶宽变异幅度不明显。篱架栽培的叶形指数、叶柄长变异系数分别为38.89%、43.27%,并且变异系数分别是传统栽培模式的1.61倍和1.20倍,变异幅度明显。篱架栽培的叶厚及叶鲜质量分别是传统栽培模式的1.29和1.13倍,变异幅度较明显。由此得出结论,篱架栽培模式下,“宁杞7号”在叶形指数、叶柄长2个方面变异幅度明显且比传统栽培模式有所增大,群体间形成明显的性状差异。
表2枸杞叶片表型性状变异系数
2.2枸杞果实表型差异分析
由群体间和群体内的F检验结果可知,各个群体内鲜果横径、鲜果纵径、果形指数、干果纵径、干果横径、干果厚、单果鲜质量、单果干质量、单果鲜干比、单株干果产量均差异不显著。群体间的鲜果横径、干果横径、单果干质量、单果鲜干比差异不显著(P>0.05);鲜果纵径、果形指数、干果纵径、干果厚、单果鲜质量、单株干果产量均表现出差异极显著(P>0.01)。说明在篱架栽培模式下,相比传统栽培模式的果实性状发生显著变化(表3)。
表3枸杞群体间和群体内果实形态方差分析
为了解形态特征性状的变异程度,采用变异系数对果实形态特征性状的变异进行评价。由表4可知,篱架栽培模式下,平均鲜果纵径、果形指数、干果纵径、单果鲜质量、单株干果产量分别比传统栽培模式增大3.33mm、0.29、2.40mm、0.19g、562g。从变异系数来看,鲜果横径及干果纵径变异幅度均不明显。篱架栽培模式的鲜果纵径、果形指数、单株干果产量的变异系数分别为27.96%、31.11%、23.30%,是传统栽培模式的1.88、1.64、1.62倍,变异幅度明显。篱架栽培模式的干果横径,单果干质量,单果鲜质量分别是传统栽培模式的1.21、1.09、1.10倍,变异幅度较明显。
由此得出,篱架栽培模式下,“宁杞7号”在鲜果纵径、果形指数、单株干果产量3个方面变异系数明显比传统栽培模式有所增大,群体间形成明显的性状差异,平均单果鲜质量和单株干果产量比传统栽培模式增加0.19g和562g,说明果实更加饱满。
表4枸杞果实表型性状变异系数
3、讨论与结论
相比于传统栽培模式,篱架栽培模式下,平均叶长、叶宽、叶柄长分别比传统栽培模式增大3.98、2.08、1.75mm,叶形指数、叶柄长2个方面变异幅度明显且比传统栽培模式有所增大,群体间形成明显的性状差异。
篱架栽培模式下,光照较充分,有利于植物光合作用效率的提高,进而提高光合产物的积累。研究指出,植物叶片是植物进化过程中对环境变化较敏感及可塑性较大的器官,环境变化会导致植物长度、宽度、面积的变化[10]。光照条件不仅影响植物的光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度等光合特性,也可能会对生物量和碳等光合产物的积累与分配产生影响,植物会通过改变形态特征或生物量分配来提高生存适合度与竞争力[11]。通过使用枸杞篱架栽培技术,调整和提高了枸杞有效空间内结果枝的分布空间及密度、高度、稳定性和牢固性。良好的光照为枸杞生长提供了有利条件,因而枸杞叶片整体呈现增加的趋势。
篱架栽培模式下,平均鲜果纵径、果形指数、干果纵径、单果鲜质量、单株干果产量分别比传统栽培模式增大3.33mm、0.29、2.40mm、0.19g、562g,鲜果纵径、果形指数、单株干果产量的变异系数分别为27.96%、31.11%、23.30%,是传统栽培模式的1.88、1.64、1.62倍,变异幅度明显。群体间形成明显的性状差异,平均单果鲜质量和单株干果产量比传统栽培模式增加0.19g和562g,说明果实更加饱满。
植物果实的大小受很多因素的影响,除了遗传因素之外,环境因素也起着重要的作用,例如光照、水肥条件、细胞数目、细胞大小、细胞间隙均会影响植物果实的大小,其中果实的大小主要决定于果实中的细胞数目和细胞体积,细胞大小更加取决于果实的最终大小[12,13]。果实发育既取决于遗传性,也取决于一定的外界环境条件及栽培条件。植物体内积累的有机物质绝大部分都来自植物光合作用[14]。张明晓[15]、张道田等[16]分别通过篱架栽培技术对日韩梨及葡萄进行分析研究,证明篱架栽培模式能够提高树体通风透光性,病害发生较轻,易获得高产。在枸杞的传统栽培模式下,枸杞枝叶分布空间及密度相对较大,导致湿度不均一,光照不足,通风不良,从而滋生大量病虫害。果实与地表接触,变为糜烂废果,最终使果实质量产量严重下降。因此,通过使用篱架栽培技术,使枸杞结果枝叶分布空间及密度变小,地表基本裸露,对于病虫害的防控起到很好的防治效果。
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基金:国家重点研发计划资助项目(2018YFC0406604)
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