橡膠樹RRIM600不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產(chǎn)量和生理效應(yīng)

仇鍵等

摘 要 研究橡膠樹RIMM600不同濃度乙烯氣刺微割系列實驗，結(jié)果表明：氣刺微割的干膠含量與乙烯濃度呈顯著負相關(guān)（R=0.962，p=0.009），但干膠增產(chǎn)效應(yīng)與乙烯濃度并不成比例（R=0.300， p=0.624）。膠乳中蔗糖（R=0.870）和鎂離子（R=0.676）含量的變化與乙烯濃度呈一定的相關(guān)性，而無機磷和硫醇含量的變化與乙烯濃度無明顯相關(guān)性。綜合比較不同濃度乙烯氣刺微割的干膠產(chǎn)量和生理參數(shù)，初步認為：40%乙烯氣刺微割的干膠產(chǎn)量高，生理狀況平穩(wěn)，是一種適用于橡膠樹RIMM600的氣刺微割的乙烯濃度。

關(guān)鍵詞 橡膠樹；RIMM600；氣刺微割；膠乳生理；乙烯濃度

中圖分類號 S794.1 文獻標識碼 A

Effects on Yeild and Physiological Features of Micro-tapping

on Rubber Tree（Hevea brasiliensis）Clone RRIM600 with

Different Stimulation Concentration of Ethylene

QIU Jian， WU Ming，YANG Wenfeng， WEI Fang，

LUO Shiqiao， XIAO Xianzhou*

Rubber Research Institute， CATAS/Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of

Rubber Tree， Ministry of Agriculture， Danzhou， Hainan 571737， China

Abstract The series of experiment involved micro-tapping on rubber tree clone RRIM600 with different concentration of ethylene（ETC）. The results showed that the dry rubber content（DRC）of micro-tapping had significantly negative correlations with the ETC（R=0.962，p=0.009），but no correlation was observed between the increasing yield and the ETC. The decline of sucrose（SUC， R=0.870，p=0.055）and magnesium（Mg2+， R=0.676， p=0.210）were also related to ETC， while the changes in thiols（R-SH）and phosphorus（Pi）contents in latex didn't have a bearing on ETC. Based on the dry rubber yields and physiological parameters of micro-tapping with different ETC， our preliminary view is that， 40% ethylene applied in micro-tapping on RRIM600 gave higher yield and good physiological status implying physical fitness of laticifer cell， would be a practical ETC for micro-tapping on rubber tree clone RRIM600.

Key words Hevea brasiliensis；RIMM600；Micro-tapping；Physiological features of latex；Ethylene concentration

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.08.006

氣刺微割是20世紀90年代初馬來西亞首先提出的一種全新割膠技術(shù)，割線僅S/8（八分之一樹圍）或5～10 cm。由于割線短，操作簡單，具有割膠速度快、耗皮少、采膠頻率低等優(yōu)點[1-3]。氣刺微割可通過擴大樹位株數(shù)（中國傳統(tǒng)割膠每人每天割250～300株，微割可割1 000株），增加膠工的日產(chǎn)量、年產(chǎn)量，從而大幅度提高勞動生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，是當前中國進一步深化割膠制度改革的重要研究方向[4-5]。

中國于1995年開始引入氣刺割膠技術(shù)后，對橡膠樹膠乳生理特性、刺激劑量、刺激周期、割膠頻率、刺激位置、割線長度等采膠技術(shù)環(huán)節(jié)進行了探索[6-8]，同時開展一定規(guī)模的連續(xù)性（10 a）生產(chǎn)試驗[9-13]。經(jīng)過十多年的研究，現(xiàn)已基本掌握了氣刺割膠的技術(shù)特點和操作要領(lǐng)，并積累了大量的生產(chǎn)性試驗示范資料和經(jīng)驗，同時也發(fā)現(xiàn)一些負面的問題，如產(chǎn)量不穩(wěn)定、長流膠嚴重、樹皮木栓層加厚等[14]。目前，中國研究和生產(chǎn)試驗中使用的氣體均為100%濃度的乙烯，理論上的刺激強度是傳統(tǒng)乙烯利的3～10倍，如此高強度的刺激勢必引起橡膠樹的強烈反應(yīng)[15]。而國外出于對技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)的保護，未公開使用濃度，僅少量報道顯示生產(chǎn)試驗中使用的氣體濃度為80%和100%[16-17]。迄今為止，國內(nèi)外對氣刺微割技術(shù)側(cè)重于大田生產(chǎn)試驗，還未對氣刺微割適用的乙烯濃度進行系統(tǒng)研究，未見乙烯濃度在氣刺微割中產(chǎn)量和生理效應(yīng)的報道。本研究以橡膠樹RIMM600為實驗材料，比較了不同濃度乙烯氣刺微割下的干膠產(chǎn)量和膠乳生理變化，通過干膠產(chǎn)量和生理效應(yīng)的綜合分析，以期篩選出針對橡膠樹RIMM600氣刺微割的有效刺激濃度。本研究結(jié)果解決了氣刺微割技術(shù)中乙烯使用濃度問題，將有利于氣刺微割技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院試驗場7隊的RIMM600健康橡膠樹，于1985年定植，1993年開割。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 采用隨機化完全區(qū)組設(shè)計，共設(shè)7種處理：①S/2 d4 ET（乙烯利）2.5%（對照1）；②S/4U d4 ET（乙烯氣體）3.5%（對照2）；③S/8U d4 ETG20%；④S/8U d4 ETG40% 2；⑤S/8U d4 ETG60%； ⑥S/8U d4 ETG80%；⑦S/8U d4 ETG100%。每個處理3次區(qū)組重復(fù)，每個區(qū)組5株樹。處理①、②每2刀涂1次復(fù)方乙烯利，其余5個處理，每2刀充1次對應(yīng)濃度的乙烯氣體，氣室安裝在割線上方20～30 cm處，排空后，每次充氣40 mL。試驗時間為2012年6月～2013年11月，試前所有參試膠樹均采用4 d 1刀割制，不施乙烯利割3刀，采集樣品測定作為試前基數(shù)。隨后開始采用乙烯刺激割膠，2012年14個刺激周期，2013年19個刺激周期。

1.2.2 產(chǎn)量測定 收集每次割膠的全部膠乳，將同一區(qū)組的5株膠樹的膠乳合并，測定每割次的膠乳產(chǎn)量。

干膠產(chǎn)量=膠乳產(chǎn)量×干膠含量（簡稱“干含”）

凈增產(chǎn)率=[（處理組試后干膠產(chǎn)量/處理組試前干膠產(chǎn)量）/（對照1試后干膠產(chǎn)量/對照1試前干膠產(chǎn)量）]×100%-100%

1.2.3 生理參數(shù)測定 收集開割后5～35 min流出的膠乳，將同一區(qū)組的5株膠樹的膠乳混合作為1個樣品，冰浴帶回實驗室進行生理參數(shù)分析。膠乳中的蔗糖含量、硫醇含量、無機磷含量、干含和鎂離子含量按常規(guī)方法測定[18-19]。

生理參數(shù)變化幅度=試后2 a平均-試前基數(shù)

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析，采用t-student檢驗分析處理前后差異，采用One-way ANOVA中的Duncan多重比較對比分析不同數(shù)據(jù)組間的差異，并計算乙烯濃度與干含、生理參數(shù)間的Pearson相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產(chǎn)量比較

由表1可知，試后第1年，不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產(chǎn)量均高于常規(guī)乙烯利刺激割膠（對照1和2），其中處理④的干膠產(chǎn)量顯著高于其他乙烯濃度氣刺微割。試后第2年，實驗樹位各處理的干膠產(chǎn)量都有明顯的提高（與2013年氣候條件適宜有關(guān)，科學院試驗場7隊非試驗區(qū)的產(chǎn)量也顯著提高），尤其是對照產(chǎn)量提升顯著，造成氣刺微割的干膠產(chǎn)量低于對照。但對比不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產(chǎn)量，處理④的干膠產(chǎn)量仍然顯著高于其他乙烯濃度氣刺微割。綜合試后2 a的產(chǎn)量，在不同乙烯濃度氣刺微割處理中，處理④平均產(chǎn)量高，凈增產(chǎn)率為12.45%；其次是處理⑥、⑦和⑤，凈增產(chǎn)率分別為9.79%、6.46%和4.02%；而處理③平均產(chǎn)量最低，凈增產(chǎn)率僅為0.7%。

2.2 不同乙烯濃度氣刺微割的干含比較

由表2可知，各處理試后的干含均低于試前。試后第1年，不同乙烯濃度氣刺微割的平均干含顯著低于常規(guī)乙烯利刺激割膠（對照1和2）。比較氣刺微割處理間的干含，試后第1年顯著下降，平均干含與乙烯濃度呈負相關(guān)（R=0.972，p=0.005）。試后第2年，氣刺微割處理平均干含仍顯著低于常規(guī)乙烯利刺激割膠，但各處理間的差異不顯著，平均干含在28.5%左右。總體上，氣刺微割處理2 a干含低于對照，且隨著乙烯濃度的增加，膠乳的干含下降越多，平均干含與乙烯濃度呈負相關(guān)（R=0.962，p=0.009），其中處理③的最高，2 a平均干含為29.4%；處理⑦最低，僅27.6%。

2.3 不同乙烯濃度氣刺微割的膠乳生理參數(shù)分析

由表3可知，陰線割膠的試前蔗糖含量均高于陽線割膠，但處理間無顯著差異。試后，除陽線割膠（對照1）外，陰線割膠各處理的蔗糖含量均都顯著下降（p<0.05），其中處理⑥和⑦（即80%和100%高濃度乙烯刺激割膠）下降幅度最大，降幅分別為3.15、4.5 mmol/L。與蔗糖變化類似，無機磷試后含量低于試前，其中對照2和處理⑤⑥⑦（60%～100%）下降明顯（p<0.05），降幅分別為2.79、2.47、2.15、1.04 mmol/L，而對照1與處理④變化幅度較小，僅為0.36、0.12 mmol/L。

由表4可知，無論陽線還是陰線割膠，或采用乙烯利和乙烯氣體刺激，各處理的試后和試前硫醇含量變化不顯著，含量均保持在0.5左右。試前基數(shù)顯示陰線割膠的鎂離子含量均高于陽線割膠，試后各處理都顯著下降（p<0.05），其中乙烯氣體刺激割膠下降幅度較大，高濃度乙烯（60%～100%）刺激割膠，下降幅度均超過了35 mmol/L；而乙烯利刺激割膠降幅小，對照1僅降11.97 mmol/L。

3 討論與結(jié)論

膠乳再生能力（產(chǎn)膠）和排膠是影響橡膠樹割膠產(chǎn)量的2個主要因素。乙烯通過增加膠乳稀釋作用，降低干含，提高膠乳的流動性，促進排膠，達到提高單次割膠的產(chǎn)量。此外排膠量的增加形成“溝壑效應(yīng)”，能夠激活膠乳再生能力，從而獲得較為持續(xù)的增產(chǎn)效應(yīng)[20]。本研究結(jié)果顯示，氣刺微割的干含與乙烯濃度呈顯著負相關(guān)（R=0.962，p=0.009），但干膠增產(chǎn)效應(yīng)與乙烯濃度并不成比例（R=0.300， p=0.624）。膠乳的干含一方面反映橡膠烴合成和膠乳再生的能力，又影響膠乳的粘性和排膠[19， 21]。由此可見，氣刺微割中乙烯濃度在一定范圍內(nèi)升高，能夠持續(xù)增加膠樹的產(chǎn)排膠能力，具有增產(chǎn)效應(yīng)。但濃度太高，會引起過度排膠，影響了膠乳的再生和橡膠的合成，造成膠樹產(chǎn)膠與排膠失衡，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。如在割膠初期，高濃度乙烯（60%～100%）刺激割膠產(chǎn)量增長顯著高于較低濃度，但3～4個月后產(chǎn)膠潛力急劇下降。

膠乳蔗糖、無機磷、硫醇和鎂離子含量是目前膠乳生理診斷中應(yīng)用最廣泛的4項生理參數(shù)，反映了膠樹90%的生理信息[21]。本研究結(jié)果顯示，除硫醇含量，氣刺微割前后膠乳蔗糖、無機磷和鎂離子含量均呈下降趨勢，這與Apirak等[17]的研究結(jié)果類似。但蔗糖含量變化與肖再云等[21]、楊文鳳等[22]的研究結(jié)論相反，這種差異可能來自試前基數(shù)的采樣方法。此前的研究通常采用陽線割膠膠乳，然后轉(zhuǎn)為陰線氣刺割膠處理，而陰刀割膠膠乳中糖含量通常比陽刀的高69.3%～82.9%[23]，勢必造成處理膠乳含量高于試前陽線割膠，形成氣刺割膠能夠提高蔗糖含量的假象。而本研究試前基數(shù)采樣為陰線割膠，其后直接進行陰線氣刺割膠處理，能夠更加真實的表現(xiàn)氣刺陰線割膠對膠樹生理狀態(tài)的影響。

對比不同濃度氣刺微割的膠乳生理參數(shù)變化顯示，膠乳蔗糖（R=0.870）和鎂離子（R=0.676）含量變化與乙烯濃度呈一定的負相關(guān)性。蔗糖是天然橡膠生物合成的最初原料，反映了膠樹的產(chǎn)膠能力[24]。鎂離子可中和膠粒所帶的負電荷，促使膠乳絮凝[18-19]。由此可見，氣刺微割中，隨著乙烯濃度的升高，鎂離子降幅逐漸增大，可降低膠乳絮凝，促進排膠，同時膠乳蔗糖的下降也預(yù)示，高濃度乙烯刺激割膠可能造成橡膠生物合成能力的不足，可能出現(xiàn)生理虧空。而無機磷和硫醇含量變化與乙烯濃度無明顯相關(guān)性，但高濃度乙烯刺激割膠同樣引起膠乳中無機磷含量急劇下降。無機磷與能量代謝密切相關(guān)[18-19]，其含量的急劇下降預(yù)示長期的高濃度乙烯導(dǎo)致乳管能量代謝水平低靡。據(jù)此分析，本研究中采用20%乙烯氣刺微割時，試后膠乳的干含、蔗糖、鎂離子含量變化小，無機磷含量降幅較大，表明乙烯刺激強度不足，膠樹的生理反應(yīng)小，對排膠影響不明顯，膠乳代謝水平低，不利于膠乳的再生，未達到增產(chǎn)效應(yīng)的閾值。而采用60%～100%乙烯氣刺微割時，試后干含、蔗糖、鎂離子和無機磷含量均大幅下降，表明高濃度乙烯刺激對排膠影響較大，膠乳短期內(nèi)代謝水平旺盛，蔗糖消耗大，養(yǎng)分流失嚴重；長期效應(yīng)為膠樹蔗糖和無機磷水平低，乳管能量代謝失衡，出現(xiàn)生理虧缺，最終導(dǎo)致干含下降，產(chǎn)量不穩(wěn)定。綜合干膠產(chǎn)量和生理效應(yīng)，采用40%的乙烯氣刺微割，試后膠乳的干含及蔗糖、鎂離子含量降幅適中，無機磷含量穩(wěn)定，同時干膠產(chǎn)量最高，表明膠樹的產(chǎn)排膠和生理狀態(tài)平穩(wěn)，具有持續(xù)的增產(chǎn)效應(yīng)，可在橡膠樹RIMM600的氣刺微割中推廣應(yīng)用。

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責任編輯：黃東杰