李世诚
(上海市农业科学院、上海市设施园艺技术重点实验室)
利用GA3(赤霉素)诱导有核葡萄的种籽败育,使其转化为无核葡萄,再用GA3等生长调节剂膨大果粒并形成商品的技术,简称为无核化栽培技术。这一技术源自日本,近年在我国的研究和应用有逐步增加之势,尤其对南方巨峰系葡萄如醉金香、翠峰、先锋、戈尔比等。本文以生长调节剂为中心,试就这一技术展开讨论。
1、葡萄无核化的生长调节剂诱导。
从有核葡萄变成为无核葡萄,诱导浆果失去种子的植调剂处理时间因品种而异,大致可分为二种类型:即二倍体品种以玫瑰露为代表的“花前”处理诱导型,以及巨峰系品种以先锋为代表的 “花期”处理诱导型。玫瑰露葡萄是日本的一个主栽品种。
玫瑰露葡萄诱导无核果产生的最佳时间在满开日(按我国葡萄种质资源描述标准盛花期为50-95%开花。本文满开是指花穗100%花朵开放的特定日期,不是物候学上的概念。下同)之前的14天,故笔者把它称之为花前诱导型。
与玫瑰露不同,先锋等巨峰系葡萄诱导无核果的药剂处理时间不在开花之前,而在开花之后,即先锋是在满开至满开后3天,巨峰是在满开日,因此可称其为花期诱导型。
不管花前诱导还是花期诱导,葡萄在变为无核之后由于种胚败育,内源激素消失,果粒均会变小,需要在幼果期补充外源激素,即再一次使用赤霉素处理,使果粒膨大达到正常大小。这样,药剂首次处理诱导产生无核,第二次处理增大果粒,就简称为葡萄无核化的二次处理栽培模式。
当前巨峰系葡萄无核化的药剂二次处理模式的具体方法可以列表说明如下:
表1:巨峰系四倍体品种葡萄的无核化药剂二次处理通常模式
处理程序
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使用目的
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药剂及浓度
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使用时间
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使用方法
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备注
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第一次
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诱导无核
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GA3 12.5-25mg/L
加吡效隆(CPPU)2-5mg/L
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满开前2-3日至满开后3日
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花穗浸渍
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如果第一次处理中不加CPPU可在第二次处理时加入
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第二次
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促进果粒膨大
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GA3 25mg/L
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满开后10-15日
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果穗浸渍
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巨峰首次GA3应使用12.5mg/L,处理时间在满开日的前后2天。
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2、无核化技术的几个问题
2. 1、药剂副反应与适宜品种
评判一个品种是否可以投入无核化栽培,决不是单一地依据“诱导无核率”可以决定。各个品种之间对GA3处理的反应存在巨大差异,还会有各种副反应。如GA3会引起穗轴扭曲,木栓化,果梗增粗硬化,浆果脱落等副作用。在80年代初日本就报道有近百余个葡萄品种的GA3处理均可获得高无核率,但绝大多数却不宜作无核化栽培,其原因就在于GA3对果穗商品价值的负效应。
判断一个品种是否适合无核化栽培,综合标准应该是:(1)无核率应高於90%,大多数品种可以满足这一条件。(2)GA3对穗轴无副作用或极轻微。(3)无核化的果粒,其大小应与同品种的有核果粒相似。(4)无核化效果稳定,受环境、年份、栽培条件等影响较小。能全部满足上述四个条件的品种才能投入无核化栽培。目前可以无核化生产的品种主要有玫瑰露、先锋、蓓蕾A和巨峰。其中巨峰的稳定性较差,操作技术难度较高,仅有部分应用。此外,还有一批品种的无核化栽培正在逐步扩大试用之中,如翠峰、安芸皇后、京亚、醉金香、戈尔比等。
我国目前无核化栽培较多的醉金香葡萄还存在一些问题,主要是穗轴硬化、脱粒等,仍需进一步改进。此外还存在判断标准不够全面等原因盲目地大规模地进行葡萄无核化生产,造成损失的情况。如何规范葡萄的无核化适宜品种,应引起葡萄界的重视。
2.2、首次GA3处理的适期。
GA3诱导无核的效应花前比花期强,初花期比末花期强,通常在末花后的第7-10天无核效应基本消失。但伴随GA3无核效应的同时,它刺激葡萄穗轴梗的硬化扭曲,木栓化、开裂等副作用的大小,则隨处理时间的推迟而减弱。因此,选择适期的原则应该是在满足无核率的条件下,GA3处理越晚越好。
先锋葡萄是巨峰系葡萄无核化的代表品种,它具有天然的无核顷向,药剂诱导的无核率较高,但穗轴也有一定程度的副反应。药剂试验证实末花期诱导无核率可达90%以上,因此先锋葡萄的药剂适期定在满开至满开后的3天之内。巨峰葡萄的无核顷向不及先锋,因而适期定在满开日前后,比先锋约早2天。根据笔者实践,翠峰、安芸皇后、戈尔比、京亚等品种的处理时间与巨峰大致相同,而醉金香由于副作用较重,诱导无核率较高,处理适期应在满开之后,与先锋相似。
树体的生育状态与适期选择也有关系,一般强壮枝条的果穗具有无核顷向,处理时间可略晚于弱势的枝条。如巨峰,弱枝应在满开期前二天,而强枝则应在满开后二无内处理。一个葡萄园内花期不一致是常见的现象,特别是设施栽培的葡萄,要根据每个花穗的开花状态分2-3次完成药剂处理,才能获得良好效果。在具体操作时还需注意GA3不宜用碱性水或硬水配制,要随配随用,需用展着剂,应全穗浸没式浸渍,处理后24小时内不能淋雨等等。
2.3、辅助药剂
GA3始终是诱导无核果产生的主剂。为增加效果与减弱GA3的副作用,在GA3中先后研究添加的辅剂有PCPA(促生灵,4-CPA)、链霉素(SM)、BA、吡效隆(CPPU)等。其中链霉素与CPPU已作为辅剂应用,而PCPA与BA等迄今实际应用较少。
CPPU已在巨峰系葡萄的无核化中普遍使用。添加CPPU可极显著的提高坐果,使GA3处理的适期扩大,增加了无核化成功率,有利生产操作。使用浓度为2-5mg/L,与GA3混合使用。因为是在第一次处理时使用。据平林氏介绍,在GA3使用的浓度为25mg/L时,添加CPPU以2mg/L为好;GA3为12.5mg/L时以5mg/L为宜。从笔者的实践看,大多数品种在GA3为12.5mg/L时添加2mg/L即可,少数坐果太差的品种可以用5mg/L。
添加链霉素(SM)在日本葡萄的无核化中也早已使用,对巨峰系葡萄的使用浓度为200 mg/L。使用目的是提高无核率,还可减轻穗梗的硬化与木栓化,从而减弱GA3的副作用。在巨峰系品种中先锋葡萄较容易无核化,无核化率较高,所以SM不一定使用;而巨峰葡萄的无核化顷向较弱,无核化率略低,如添加SM可明显提高无核率(见表2),有利无核化栽培的成功。SM可以在首次处理时添加在GA3中,也可以满开前两周内单独喷施或与其他农药混施。
关于SM的残留问题,由于在结实前施用,对果实影响不大,故近年日本已登录批准在葡萄无核化诱导处理中充许使用一次链霉素。农用链霉素我国农资市场也有销售,但在葡萄上使用的规则,如使用浓度、次数、充许残留量等尚无统一标准。
表2:SM处理以及与GA3混用对巨峰结实的影响(日本长野中信农试 2001年)
处理区
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着粒数
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无核果率
%
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穗轴长
cm
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着粒密度
粒/cm
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有核
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无核
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||||
满开日,SM200mg/L浸渍
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28.3
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11.8
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29.8
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10.7
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1.1
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满开日,GA312.5mg/L+ SM200mg/L浸渍
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1.4
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45.3
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96.9
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10.8
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4.3
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满开日前3天SM200mg/L喷施,满开日GA312.5mg/L浸渍
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1.6
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46.6
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96.7
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11.2
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4.2
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满开日GA312.5mg/L浸渍
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9.9
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42.9
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80.9
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11.8
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3.6
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无处理
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37.4
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0.7
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2.0
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12.7
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0.1
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说明:1、满开日是指100%开花。
2、所有的无核化处理区的第二次药剂处理,在满开后10天用GA312.5mg/L浸渍果穗
3、供试树为自根巨峰,长梢剪定,避雨栽培,21年生,始花6/7,满开日6/9
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我国目前已出现一些专门用於无核化栽培的复配药剂,往往以代号命名,并且已在广泛流传使用。尽管这些药剂的主要成份仍然是GA3,以及上面提到的辅助剂,但添加复配之后涉及到有关农药使用的登记及生产、营销许可制度,应该加以规范。如何组织生产合符规范的产品满足农资市场需求,向农民普及枝术,是促进无核化葡萄生产发展的必要环节之一。
2.4、无核果粒的膨大处理
无核化之后的无籽果粒,与普通的无核葡萄果粒一样,需用药剂处理增大,这就是无核化栽培中的第二次药剂处理。这次处理的时间也与普通的无核品种相同,一般在满开之后的第10-15天,巨峰系大多在首次药剂处理之后相隔10天进行第二次处理。使用的膨大剂通常是单纯的GA3,上世纪80年代日本推出新的植物生长调节剂吡效隆(KT-30,CPPU),也用作葡萄果实的膨大剂。
CPPU对葡萄浆果膨大比GA3有更显著的促进作用,但容易使浆果成熟延迟,着色不良,糖度下降、果梗增粗等;而GA3虽然膨大作用略小,却有利成熟与上色。二种药剂有明显的互补性。以后许多研究均证实二者混配应用有提高效果,降低使用浓度,减少CPPU的付作用,这就成为目前葡萄膨大剂的主要组份。日本规定CPPU在二次处理中只能加用一次,但一次最高浓度可以用10mg/L。我国尚未出台有关规定,在生产中有不少使用二次的情况。但CPPU毕竟是一个人工合成的植物生长调节剂,如使用二次则总的浓度不宜超过10mg/L。
近几年市场上又推出一种化学结构与CPPU近似的苯脲类化合物—噻苯隆,市售商品名为益果灵。它的膨大效应超过CPPU,而且果梗增粗、变硬、成熟延迟等在CPPU处理中常见的副反应程度相对较轻。但噻苯隆只能在低浓度下用作为植物生长调节剂,在较高浓度时却是一剂植物的脱叶剂。
CPPU和GA3作为葡萄膨大剂的配方浓度因无核化的葡萄品种而异,在巨峰系葡萄通常以CPPU 2-5mg/L+GA325mg/L为多。如把CPPU提高到10mg/L,膨大果粒的效果是提高了,但浆果着色会受到影响。噻苯隆的使用浓度更低,通常是CPPU浓度的50%,最高不宜超过4-5mg/L。
2.5、栽培技术与无核化
葡萄无核化栽培中对树体的要求是树势较强,枝条生长整齐,花序大小一致,便于操作等。为达到巨峰系葡萄无核化的这些要求,要采用龙干形整枝,短梢修剪,控制产量,花穗整形等配套的栽培技术。
葡萄的树形可分为二类,即长梢修剪树形与短梢修剪树形。短梢修剪树形的枝条生长整齐,生长势较强,操作容易,符合无核化栽培的要求。代表性的短梢修剪树形是龙干式树形,如我国北方的独龙干式整技,双臂水平式整枝,日本有一字形、H形整枝等。日本冈山是先锋葡萄无核化栽培的主产区,树形以H形或双H形整枝较多。我国南方当前巨峰及巨峰系品种大多以长梢修剪的自由式扇形整枝为主,不太适宜葡萄的无核化栽培。改变树形和修剪方式是取得巨峰系葡萄无核化栽培成功的一个条件。
花穗整形和疏粒也是巨峰系葡萄无核化栽培的关键性技术。通常要求在初花前修整花穗,剪去付穗及其以下各个支穗,仅留下3-4cm长(先锋葡萄)或5cm长(安芸皇后葡萄)的穗尖(注意:无核化栽培时不充许掐穗尖)即可。因为穗尖部分开花整齐一致,便于药剂处理,而且将来果穗形状呈长球形,美观一致。至于果穗的果粒数,由於无核化处理的坐果提高,果粒数仍然会太多,必需要疏粒。一般在果粒黄豆大小时疏去内生、交义及少数有籽果粒,每穗留下30-40粒即可。
近来日本冈山有报道采用留支穗代替主穗的无核化栽培方式,认为可以提高花穗整形速度而效果不变。连同上述的一次处理技术,看来日本正在探讨省工的无核化栽培方法。
3、无核化药剂一次处理新技术
传统的葡萄无核化栽培需二次药刘处理,操作较繁,费工费力。为简化技术,节省农本,缓解田间用工高峰的压力,日本试验开发出适合巨峰系葡萄无核化栽培的药剂一次处理新枝术,把原二次药剂处理改为一次处理。这一方法的实质是,把诱导无核的时间略略推迟,把膨大果粒的药剂加大浓度提前使用,从而实现了药剂一次处理就可达到无核化的栽培目标。这一新方法也己通过日本的农药使用登录,获得了行政管理部门的批准,可以向生产推广使用。
所谓药剂一次处理,是指先锋或巨峰葡萄在花满开之后的3-5天用药剂处理。药剂的组成为赤霉素25mg/L+吡效隆(CPPU)10mg/L。在一次处理中常增加SM喷施处理以提高无核化效果。一次处理的方法与常规相同均需采用浸渍法。试验表明一次处理的无核率效果与二次处理相当,葡萄浆果着色优于二次处理,折光糖度较高,但果粒小于二次处理(见表3,4)。
表3:GA3处理时间与CPPU浓度对巨峰葡萄一次处理无核化效果的影响(铃木 宽之)
处理时间
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CPPU浓度
mg/L
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穗重
g
|
粒重
g
|
无核率
%
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折光糖度
Brix
|
含酸量
g/dL
|
果皮色
色卡读数
|
满开时
|
5
|
227.5b
|
8.4b
|
100a
|
19.9b
|
0.48a
|
8.2a
|
10
|
288.6ab
|
8.6b
|
100a
|
19.7ab
|
0.50a
|
8.3a
|
|
满开后3日
|
5
|
297.0ab
|
8.9b
|
100a
|
19.1ab
|
0.51a
|
8.4a
|
10
|
310.1a
|
8.8b
|
100a
|
19.0ab
|
0.51a
|
8.3a
|
|
满开后5日
|
5
|
295.8ab
|
9.7ab
|
100a
|
18.8ab
|
0.51a
|
7.9ab
|
10
|
305.7ab
|
10.2ab
|
100a
|
18.5a
|
0.51a
|
8.0ab
|
|
常规对照
|
298.3a
|
10.7a
|
100a
|
18.8a
|
0.50a
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7.1b
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注:所有供试果穗约30粒/穗。酸含量以酒石酸计。A、b表示差异显著P<0.05.
常规对照的二次处理为满开时(5/31)与满开后10日分别用GA3 25mg/L浸渍。除常规对照外,其他全部供试树于满开日之前5日喷施SM 200mg/L。
表4:先锋葡萄无核化一次处理与二次处理的果实品质比较 (日本冈山县真备町)
处理区
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果穗均重g
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果粒均重g
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果皮色(比色卡读数)
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折光仪糖度
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一次处理
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627
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15.8
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7.7
|
16.9
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二次处理
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671
|
17.8
|
6.8
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16.1
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译自日本《果树》2005(5):8-9。
一次处理技术符合葡萄产业优质化的发展方向。由于集诱导无核与膨大处理为一天,处理时间迟于常规的首次处理,对穗轴硬化等副作用肯定减弱;而膨大处理实际上也提前了5-7天,这减弱了CPPU对果实色泽与品质的影响。
日本在进一步探讨研究这一技术的同时,己开始向生产推广试用,如日本冈山久米南町调查(主要为先锋品种),有15%农家全园均采用一次处理技术,75%农家部分采用,可见在日本的冈山县己有相当的应用和普及程度。
4、问题与建议
我国葡萄无核化栽培面积只有另星分布。日本由于技术稳定与效益可靠,玫瑰露、先锋、蓓蕾玫瑰A等品种几乎百分之百实施了无核化栽培,总面积约占日本全部葡萄栽培的四分之一。比较我国与日本葡萄无核化栽培的发展状况,日本有一些做法和特点值得我们思索。
对无核化适宜品种的确定,日本有实用的评判标准。在日本能适合无核化栽培标准的葡萄品种并不多,但只要明确可以无核化,几乎全部面积均实施了无核化栽培。我国对无核化品种的推荐则不太明确,众说纷纭,也缺乏相关的科研机构联手试验和协同研究,因而没有权威性的结论来推广无核化品种,这给种植户带来了迷茫。
在规范药剂的种类与应用方法方面,日本的药剂登录许可制度比较完善,资料可操作性较强,便于普及指导,保证了规范操作。我们近年来也加强了农药三证的管理,提高了安全意识,但农药使用登录还欠完善,问题较多。如何规范?呼吁相关的农业药政部门出台对策,另一方面技术推广部门加强科普力度,为农户做好科技服务。
南方葡萄品种的发展方向是大粒、优质、无核和容易栽培,葡萄无核化可以改变原有品种的性状,满足这些目标,开拓了无核葡萄栽培的新途径。南方葡萄产区有栽培巨峰系葡萄的特色和成功经验,栽培水平日益提高,市场需求旺盛,无核化栽培研究己积累了不少资料,具有良好的基础。综合来看,南方葡萄无核化栽培的前景广阔。今后要加强药剂规范使用的同时,改革栽培模式使之适应无核化栽培,做好示范普及工作,无核化葡萄规模化栽培的愿望将会很快实现。
作者:李世诚