研究人员针对蔓越莓(Vaccinium macrocarponAit.)生产中因过度营养生长导致产量下降、果实品质降低及种植床健康受损的问题,评估了赤霉素生物合成抑制剂调环酸钙(prohexadione‑calcium, Pro‑Ca)在控制冠层生长方面的潜力。试验选用品种‘Stevens’,设置83、125、250和375 mg·L‑1四个浓度,并在两年间调整施药频次与间隔。结果表明,Pro‑Ca可有效抑制匍匐茎伸长及密度,其中125 mg·L‑1处理效果最佳;将施药间隔由两周延长至三周,或将施药次数由两次增至三次,均未显著提升抑制效果。与匍匐茎不同,直立茎的生长未受显著影响,在另一品种‘Mullica Queen’中也得到相同结果。激素谱分析未发现赤霉素(gibberellin, GA)、生长素(auxin, IAA)或细胞分裂素(cytokinin)在不同组织类型或Pro‑Ca处理间存在显著差异,无法解释这种差异性响应。最低两个浓度未显著影响产量,总可溶性固形物、可滴定酸度及花青素含量等果实品质指标基本不受影响。在不可销售浆果中检出四种常见致腐真菌(Coleophoma、Physalospora、Phomopsis、Botrytis),但Pro‑Ca对其数量影响甚微。跨年度残留效应显示,前一年Pro‑Ca处理可能减少匍匐茎密度,但对长度及产量无显著影响。综上,Pro‑Ca可作为蔓越莓冠层生长调节剂用于匍匐茎过度生长的品种,值得进一步推广验证。
本研究发表于《Scientia Horticulturae》,聚焦于蔓越莓生产中由于过度营养生长导致的冠层过密问题。蔓越莓是一种常绿木质多年生灌木,其匍匐茎(runners)的过度发育会消耗大量资源,削弱生殖生长,降低产量和果实品质,同时增加冠层湿度,促进果实腐烂病害的发生。传统的修剪与覆沙措施虽有效,但成本高昂且可能造成次年产量下降。因此,探索新型植物生长调节剂成为必要。调环酸钙(Pro‑Ca)作为一种赤霉素生物合成抑制剂,已在多种果树中被证实可安全有效地控制营养生长,但在蔓越莓中的应用此前尚未见报道。研究人员旨在明确Pro‑Ca在抑制蔓越莓匍匐茎生长方面的剂量效应、施用频率及时间窗口,并评估其对果实产量、品质及跨年度残留效应的影响。
在研究方法上,研究人员于2021—2023年在加拿大不列颠哥伦比亚省的蔓越莓研究农场开展田间试验,选用‘Stevens’为主栽品种,辅以‘Mullica Queen’进行验证。试验采用随机完全区组设计,设多个Pro‑Ca浓度梯度和施药频次组合,并以清水为对照。生长参数测量包括匍匐茎长度与密度、直立茎高度、生殖枝密度等;产量测定包括单果重和总产量;果实品质检测涵盖总可溶性固形物(TSS)、可滴定酸度(TA)、花青素含量,并记录不可销售浆果的数量及病原真菌种类。激素谱分析采用超高效液相色谱串联质谱(UPLC‑MS/MS)测定赤霉素、生长素、细胞分裂素、脱落酸等植物激素水平。统计模型采用线性混合效应模型和广义线性混合模型进行差异显著性检验。
研究结果分为四部分。第一部分显示,Pro‑Ca显著抑制匍匐茎伸长,最高可达50%以上,且125 mg·L‑1即可达到最大抑制效果,更高浓度无额外增益;施药间隔和频次变化对抑制效果影响有限。第二部分表明,直立茎生长几乎不受Pro‑Ca影响,这一组织特异性响应在两种品种中均一致;激素谱分析未检测到赤霉素或其他激素水平的显著变化,仅玉米素核苷(zeatin riboside)水平下降。第三部分结果显示,高浓度Pro‑Ca显著降低产量,主要由坐果率下降和单果重减小引起;125 mg·L‑1及以下浓度对产量无显著影响,且不改变果实品质指标;不可销售浆果数量仅在‘Mullica Queen’中略有增加。第四部分跨年度效应分析发现,前一年高剂量Pro‑Ca可减少次年匍匐茎密度,但对长度和产量无持续影响,晚季施药则可能导致次年严重减产。
在讨论部分,研究人员指出Pro‑Ca在蔓越莓冠层管理中具有实际应用潜力,尤其适用于匍匐茎旺盛的品种,推荐浓度为83–125 mg·L‑1,于生长早期进行两次施药即可达到理想抑制效果。研究还强调应避免晚季施药,以免对次年产量造成不利影响。虽然激素谱未能揭示组织特异性响应的机制,但研究为进一步优化蔓越莓冠层管理提供了剂量依据和时间窗口参考。结论认为,Pro‑Ca能有效控制蔓越莓匍匐茎过度生长,且不会损害果实品质,是传统修剪与覆沙的可行替代或补充方案,未来需在商业规模下进行长期经济效益评估。