葡萄傷流期樹液流動變化研究

鄭 婷，張克坤，朱旭東，管 樂，上官凌飛，賈海鋒，房經(jīng)貴

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，江蘇 南京 210095)

傷流是植物的一種正常生理現(xiàn)象，指從受傷的植物組織溢出無色無味透明液體的現(xiàn)象[1-2]，早春根系開始活動，吸收水分和無機(jī)鹽類，同時根部和多年生枝蔓貯藏的有機(jī)養(yǎng)分變?yōu)榭山o態(tài)運送到各生長點用于根和新梢的最初生長[3]。儲存淀粉和蛋白質(zhì)的重新活動及糖類和氨基酸達(dá)到木質(zhì)部的脈動作用引起根壓，造成傷流[4]。葡萄萌芽前有一個明顯的傷流階段，這與其他大多數(shù)落葉果樹不同[5]。葡萄傷流的產(chǎn)生是樹液開始流動的一種表現(xiàn)，標(biāo)志著新一年生命力的逐漸恢復(fù)。植物體內(nèi)水分的運輸是一個非常復(fù)雜的過程，既受植物自身生理特性的影響，也受溫度、濕度、太陽輻射、風(fēng)速等外界環(huán)境的影響[6]。通過測定莖干液流速率能夠確定植物水分運輸規(guī)律[7]及植物內(nèi)部各種成分的物質(zhì)循環(huán)、轉(zhuǎn)運和分布情況[8]。由于時間和傷流量的限制，關(guān)于葡萄傷流液的研究甚少，國內(nèi)的研究主要集中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，即傷流液的藥用價值開發(fā)[9]，尚未有關(guān)于傷流規(guī)律、時間及其對樹體本身影響的研究。本研究在前期觀察的基礎(chǔ)上，選用常見葡萄品種中傷流量較大的白羅莎里奧葡萄，研究傷流與日變化、溫度、濕度、枝條長短等的相關(guān)性，以及持續(xù)傷流處理對樹體的影響，為生產(chǎn)上傷流的產(chǎn)生與管理提供理論依據(jù)。另外，對傷流量適中的藤稔葡萄進(jìn)行樹體不同部位流量的探究，分析其相關(guān)性，構(gòu)建樹體流量關(guān)系圖，為葡萄流體研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試材與取樣

試驗于2017年2—4月在江蘇省句容市陳武鎮(zhèn)江蘇省農(nóng)博園進(jìn)行，以園內(nèi)5年生白羅莎里奧(Rosario Bianco)葡萄傷流期的樹液(即傷流液)作為試材。另外選用南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江浦試驗基地的10年生藤稔(Fujiminori)葡萄進(jìn)行葡萄樹體流量模型的研究。

木質(zhì)部樹液收集方法：參考王明軒等[10]的直接收集法，在樹液流動期，選擇健壯枝條，用修枝剪在1年生枝條頂端剪口，并從剪口開始剝離韌皮部5 cm左右，露出木質(zhì)部，用乙醇和無菌水清洗表面，脫脂棉擦干并包裹韌皮部頂端，固定枝條使其與地面30°傾斜，用50 mL離心管收集傷流液，晚上收集選用500 mL純凈水瓶，量筒稱量體積。

1.2 傷流規(guī)律探索

隨機(jī)選取生長健壯的3株樹T1、T2、T3，每株樹上設(shè)置短、中、長3類枝條，依次命名為T1-1、T1-2、T1-3、T2-1、T2-2、T2-3、T3-1、T3-2、T3-3。統(tǒng)計枝條長度、粗度、芽眼數(shù)目、節(jié)間長度等指標(biāo)。自傷流起始至結(jié)束(2月25日至4月10日)，每隔1 d收集1次，共取樣21次，監(jiān)測08:30—17:30每h流量，記錄大氣和土壤溫度、濕度。另外，選取3個晚上(20:30至05:30)收集傷流液。從整個傷流期的總量變化、日變化、枝條長度等方面分析傷流規(guī)律，并探究傷流量與溫度、濕度的關(guān)系。

1.3 傷流對葡萄生長的影響

選取3株樹上正常生長無傷流的長、中、短枝條作為對照，觀察傷流處理和正常生長的葡萄枝條及果穗的生長狀況，統(tǒng)計兩者的萌芽期、花期、萌芽率、結(jié)果枝率、新梢長度等指標(biāo)，分析傷流對葡萄樹體本身的影響。

1.4 傷流期樹體流量關(guān)系圖建立

通過如下設(shè)置探究不同類型葡萄枝條之間的流量關(guān)系：1)主干、主蔓、1年生枝條傷流形態(tài)；2)主蔓分支與主干；3)分支與主蔓；4)同一節(jié)點等長枝條；5)同一節(jié)點不等長枝條；6)距離主干相同距離的不等長枝條；7)距離主干不同距離的等長枝條；8)同一枝條不同節(jié)位，依次在第8、第6、第4、第2節(jié)位短截，待流速穩(wěn)定后記錄10次每滴傷流液流下所需時間，3個枝條重復(fù)。遵循大樣本原則，其他每組處理設(shè)置9個重復(fù)，建立關(guān)于木質(zhì)部汁液的流量關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 枝條形態(tài)學(xué)指標(biāo)

進(jìn)行傷流規(guī)律研究的枝條形態(tài)學(xué)指標(biāo)如表1所示：短梢枝條長度在20 cm以下，芽眼數(shù)目3個；中梢枝條長度為55 cm左右，芽眼數(shù)目6個；長梢枝條65～70 cm，芽眼數(shù)目7～8個。短梢枝條的平均節(jié)間長度較小，枝條較粗，長梢和中梢枝條節(jié)間長度相近，中梢枝條粗度大于等于長梢枝條。

表1白羅莎里奧葡萄取樣枝條生長指標(biāo)

Table1Growth index of sampling branches of Rosario Bianco grape

處理Treatment枝條長度Branch length/cm枝條粗度Branch thickness/cm芽眼數(shù)目Buds number平均節(jié)間長Mean internode length/cmT1T1-112.211.7232.73T1-255.431.4868.65T1-365.261.2378.31T2T2-119.471.5435.23T2-255.821.4167.60T2-365.531.2978.60T3T3-119.561.3732.73T3-253.681.2367.65T3-370.241.2287.65

2.2 傷流期樹液總變化規(guī)律

2.2.1 日傷流總量變化

為研究整個傷流期1個枝條傷流量的變化規(guī)律，對選取的3株樹上的枝條總?cè)樟髁窟M(jìn)行統(tǒng)計，計算每株樹3個枝條的平均日傷流總量。結(jié)果表明，整個傷流期，枝條流量整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(圖1)，自傷流起始到達(dá)到傷流量高峰需6～8 d，3個重復(fù)的最大日傷流量分別為388.48、532.5、444.33 mL，高峰出現(xiàn)時間分別為傷流開始后6、8、8 d，傷流總時長為35～47 d。枝條高傷流量能持續(xù)10 d左右，后降低至低水平，降低過程不斷反復(fù)最終至結(jié)束。

2.2.2 長中短梢日傷流總量

整體來講，枝條長度對傷流量有一定的影響，3組重復(fù)變化規(guī)律基本一致(圖2)：長梢枝條的含量在整個傷流期較為穩(wěn)定，一直處于主導(dǎo)地位，且所占比例越來越高；中梢枝條在傷流前期的含量較高而且穩(wěn)定，后期含量急劇下降；短梢枝條和中梢枝條變化規(guī)律相似，在前期含量較高，甚至部分日期超過長梢枝條。就結(jié)束早晚來說,3組重復(fù)均為中梢枝條先停止傷流，長梢枝條和短梢枝條晚2～4 d。

圖1 白羅莎里奧葡萄傷流期日傷流總量變化Fig.1 Total daily bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape during bleeding period

2.3 傷流期日傷流規(guī)律

2.3.1 每h傷流變化

選取3株樹9個枝條各自傷流量最多的3 d，通過圖2確定樣品取樣時間：T1-1(03-01、03-03、03-05)，T1-2(03-01、03-03、03-05)，T1-3(03-01、03-03、03-05)，T2-1(03-11、03-13、03-19)，T2-2(03-11、03-13、03-25)，T2-3(03-11、03-13、03-21)，T3-1(03-07、03-09、03-11)，T3-2(03-01、03-05、03-11)，T3-3(03-13、03-19、03-21)，計算每h在當(dāng)日總流量中的比例，求平均值，制作百分比柱形堆積圖(圖3)。通過對比發(fā)現(xiàn)，樹液在傷流期各時間段的流量相對穩(wěn)定且平均，大部分時間每h流量在當(dāng)日總流量的比例為10%±2%，其中08:30—09:30、12:30—13:30、13:30—14:30這3個時間段在9個重復(fù)中均穩(wěn)定在10%以上，16:30—17:30中有44.5%在10%以下，說明早晨和中午的流量相對較大，晚上流量較小。從長中短枝條來看，3株樹長枝的流量分布最為均勻和穩(wěn)定。

另外，統(tǒng)計3株樹中的3個長枝條T1-3、T2-3、T3-3在整個傷流期的日流量分布(圖4)，計算平均值。通過分析發(fā)現(xiàn)，日分布在整個傷流期并不穩(wěn)定，整體來講，傷流前期上午部分每個時間段所占比例越來越大，下午的時間段所占比例越來越小。相比傷流高峰對所有枝條日分布的分析，整個傷流期的長枝條日分布變化顯示出一定的不穩(wěn)定性，證明傷流時期及傷流總量對于日分布有影響。

圖2 白羅莎里奧葡萄傷流期長中短梢日傷流總量變化Fig.2 Total daily bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape with different branch length during bleeding period

圖3 白羅莎里奧葡萄在傷流期每h傷流量的日分布Fig.3 Hourly distribution of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape during bleeding period

圖4 白羅莎里奧葡萄在傷流期每h傷流量日變化Fig.4 Hourly variation of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape during bleeding period

2.3.2 每2 h傷流變化

對9個枝條傷流高峰及整個傷流期每2 h的日變化進(jìn)行統(tǒng)計，計算每2 h的傷流量所占日傷流總量比率的平均值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在傷流高峰時期，9個枝條4個時間段的傷流量基本平均，均在25%左右(圖5-A)。其中08:30—10:30的傷流量偏高，占總量的27.6%左右，10:30—12:30和13:30—15:30的傷流量比較平均，分別為24.2%和25.2%左右，15:30—17:30的流量相對較少，占總量的23.0%。同樣，長枝的流量分布最為均勻和穩(wěn)定。

整個傷流期每2 h的日分布(圖5-B)與1 h的不同，每2 h時間段的流量呈現(xiàn)一致的反復(fù)，尤其10:30—12:30和13:30—15:30的高低反復(fù)現(xiàn)象更為明顯。在4個時間段中，前期以13:30—15:30、15:30—17:30的傷流量為主，08:30—10:30、10:30—12:30傷流量較少，總量不超過50%；在傷流的中后期，08:30—10:30的傷流量持續(xù)在較高水平(25%～55%)，15:30—17:30的傷流量最小，僅在10%左右。

2.3.3 上午、下午變化

對9個枝條傷流高峰以及整個傷流期上午、下午的日變化進(jìn)行統(tǒng)計，計算上午08:30—12：20和下午13：30—17：30的流量。結(jié)果(圖6-A)表明，傷流高峰上午的傷流量與下午的傷流量基本相同。在整個傷流期(圖6-B)，上午4 h的傷流所占比例越來越高，從32.15%上升至80.67%，最高峰出現(xiàn)在4月2日，隨著溫度的升高，下午4 h所占比例越來越低，最終降至25%以下。

圖5 白羅莎里奧葡萄在傷流高峰(A)及整個傷流期(B)每2 h傷流量日變化及分布Fig.5 Distribution and variation of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape every two hours during peak period of bleeding (A) and bleeding period (B)

圖6 白羅莎里奧葡萄在傷流期上午(A)、下午(B)的傷流量日變化及分布Fig.6 Distribution and variation of bleeding sap volumes of Rosario Bianco grape at morning (A) and afternoon (B) during bleeding period

2.3.4 長中短枝條晝夜傷流量變化

對傷流前期(03-01、03-03、03-05)、中期(03-13、03-15、03-17)、后期(03-25、03-27、03-29)的晝夜流量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果(表2)表明，傷流時期對晝夜傷流比例有明顯的影響，無論枝條長度如何，在傷流前期和中期，白天流量比晚上多，這與光照有明顯的相關(guān)性；在傷流后期，夜晚的流量反超白天，與傷流前期、中期相比，溫度是重要的影響因子。另外，長、中、短梢與晝夜流量比例沒有明顯的相關(guān)性。

2.4 枝條類型與傷流量的相關(guān)性

2.4.1 枝條長短與位置對傷流量的影響

對藤稔葡萄進(jìn)行同類型枝條傷流量統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：位于同一節(jié)點上的不等長枝條，長枝流量總是大于短枝，等長枝條流量不同；距離主蔓位置相近的不等長枝條，長枝流量總是大于短枝和中枝流量之和；距離主蔓不同位置的等長枝條流量不等且呈現(xiàn)隨機(jī)性，即同一組枝條的流量無明顯規(guī)律(表3)。總而言之，樹液流動期的樹液流動多呈現(xiàn)隨機(jī)性，與距離主蔓或主干的距離無關(guān)，但長枝流量總是大于短枝。

對枝條進(jìn)行回縮研究不同節(jié)位流量，對同一枝條從第8節(jié)位開始修剪，如圖7所示。結(jié)果表明，3個重復(fù)每滴樹液流下所需時間越來越長，傷流速率越來越慢。同樣說明了長枝條比短枝條流量大。根據(jù)統(tǒng)計的枝條長短、位置等對樹液流量的影響，繪制木質(zhì)部汁液流量關(guān)系圖(圖8)。

2.4.2 不同部位傷流切口狀態(tài)

同一葡萄樹不同部位傷流切口狀態(tài)不同，如圖9所示。一年生枝條的傷流切口處最為澄清，濃度低；2年生乃至多年生主蔓隨年齡增長，切口處分泌物越來越豐富，逐漸呈現(xiàn)膠狀。向上的主干在剪斷之后3 min左右開始出現(xiàn)膠狀，主蔓大致在10 min后開始出現(xiàn)膠狀，一年生枝條無明顯膠狀物產(chǎn)生。

表2傷流期不同階段不同長度枝條的晝夜傷流量比例變化

Table2The variation in the proportion of bleeding sap volumes with different branch length in the daytime and evening during bleeding period %

表中同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。

Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05.

表3不同位置不同長度枝條的傷流量

Table3Statistics of bleeding sap volumes of different position and length branches mL

①、②、③代表3個枝條重復(fù)。①， ② and ③ represent three repeats.圖7 枝條回縮下不同節(jié)位的傷流強(qiáng)度Fig.7 Bleeding intensity of branches at different nodes (s·drop-1)

枝條顏色深淺程度代表在該枝條上的傷流強(qiáng)度關(guān)系；同一標(biāo)號代表同一等級的比較；②和③以枝條粗度表示傷流相關(guān)性，越粗代表流量越大，其他以顏色深淺表示，顏色越深表示流量越大。木質(zhì)部樹液在植物體內(nèi)為單向流動，以黑色箭頭代表。Shade color of branches represent relationship of intensity of bleeding; The same standard number represent t comparision between the same level; ② and ③ represent correlation of bleeding sap with thickness of branches， while others with the shade color， the darker color meant the larger bleeding sap volumes. The xylem sap flowed in one direction in the grape， represented by a black arrow.圖8 木質(zhì)部汁液流量關(guān)系圖Fig.8 Relationship diagram of xylem sap volumes

圖9 不同部位枝條傷流切口狀態(tài)Fig.9 State of bleeding incision form at different positions

圖10 傷流與外界環(huán)境之間的相關(guān)性Fig.10 Relationship between bleeding sap and environment

2.5 傷流與環(huán)境的關(guān)系

在傷流前期，對T1樹進(jìn)行光照、土壤水分、溫度和肥力測定，與當(dāng)日3個枝條T1-1、T1-2、T1-3的流量平均值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天光照、肥力的波動較大，土壤水分的變化趨勢與當(dāng)日日傷流量的變化規(guī)律基本一致(圖10)，可認(rèn)為土壤水分是影響傷流量最主要的因素，溫度次之。

2.6 傷流對葡萄后期生長的影響

對坐果之后的白羅莎里奧葡萄進(jìn)行觀察，相比無傷流枝條，傷流處理過的枝條結(jié)果數(shù)目大幅減少，質(zhì)量水平也顯著降低。對傷流處理葡萄枝條和正常生長枝條的物候期和生理指標(biāo)的調(diào)查表明(表4)，傷流處理的葡萄枝條萌芽時間與正常枝條沒有較大差別，具有一定的隨機(jī)性，但是花期較正常枝條晚2～4 d，長出新梢的長度也比正常枝條短。傷流處理的枝條萌芽率、結(jié)果枝率等低于正常生長的葡萄枝條，傷流處理的枝條萌芽率最高僅為66.7%，結(jié)果枝率最高為50%。

3 結(jié)論與討論

葡萄的傷流與其他物種不同，分為休眠期傷流和生長期傷流，休眠期傷流由于對樹體有消極影響研究較少[11]。本研究通過對白羅莎葡萄傷流期流量的統(tǒng)計，分析了傷流期樹液的流動規(guī)律，并根據(jù)對藤稔葡萄不同部位的傷流量調(diào)查繪制了傷流期樹液流動的流量關(guān)系圖。本研究表明，枝條長度和位置與傷流強(qiáng)度有直接聯(lián)系。前人關(guān)于傷流強(qiáng)度的研究較少，殷春淵等[12]對生長期水稻不同部位傷流強(qiáng)度進(jìn)行了探索，沈波等[13]研究了不同水稻品種不同時期的傷流關(guān)系，結(jié)果表明品種、時期和部位都會影響水稻生長期傷流流量。本研究中，白羅莎里奧和藤稔葡萄的傷流量差別較大，表明品種也是影響葡萄傷流的重要因素。但是園藝作物和大田作物本身差異較大，且分別處于休眠期和生長期，可比性較差。有關(guān)園藝植物傷流的研究在核桃和獼猴桃上略有涉及[14]，楊華廷[15]對休眠期核桃傷流規(guī)律進(jìn)行了簡單探索，發(fā)現(xiàn)休眠期不同階段、枝條粗細(xì)和溫濕度對傷流都有不同程度的影響，與葡萄僅萌芽前傷流不同，核桃在12月上旬至翌年4月均有大量傷流產(chǎn)生，并與溫度呈負(fù)相關(guān)，這與本研究中葡萄傷流與溫度的正相關(guān)關(guān)系相反，這種差異與物種之間生長發(fā)育特點不同有關(guān)。獼猴桃傷流液的研究主要是圍繞雌雄株差異[16-17]。白天和夜晚對樹液的流動有一定影響。Andersen等[18]早期研究發(fā)現(xiàn)，葡萄白天和夜晚傷流的礦質(zhì)元素、氨基酸等含量有較大差別。沈波等[19]對生育期水稻根部傷流量進(jìn)行晝夜節(jié)律的研究表明，夜晚傷流量高于白天，隨著時間延長，這種差異逐漸減少。本研究也證明葡萄在傷流前期白天流量高于夜晚，而后期接近萌芽階段夜晚流量比白天高。結(jié)合本文中關(guān)于溫度與流量的相關(guān)性研究，這可能與地溫的回升有關(guān)。

表4傷流枝條和正常生長枝條的物候期及形態(tài)學(xué)指標(biāo)

Table4Phenological and morphological indexes of bleeding treatment and normal growth branches

處理Treatment萌芽期Germinationstage/(month-date)傷流枝條Bleeding branchCK花期Flowering stage/(month-date)傷流枝條Bleeding branchCK新梢長度Shootlength/cm傷流枝條Bleeding branchCK萌芽率Germinationrate/%傷流枝條Bleeding branchCK結(jié)果率Bearingcapacity/%傷流枝條Bleeding branchCKT1T1-104-1204-0605-2005-18806033.366.733.333.3T1-204-0804-0605-2005-18909050.088.350.062.5T1-304-1004-1205-1805-147010037.575.012.550.0T2T2-104-2004-1705-2005-18608033.366.733.366.7T2-204-1804-2005-2005-19758066.788.350.062.5T2-304-1604-1505-1905-18707550.062.525.037.5T3T3-104-0904-0805-1805-15857566.766.733.366.7T3-204-1704-2005-2005-169013033.366.733.366.7T3-304-0804-1005-1805-176511044.466.733.355.6

傷流的時空分布受土壤供水、生物學(xué)結(jié)構(gòu)和氣象3方面因素影響[20]。土壤水分是樹干液流的基礎(chǔ)。本研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分含量是液流的決定性因素，氣象因素對傷流的瞬時變化影響不明顯。傷流由根壓引起，而根壓與土壤溫度密切相關(guān)[21]，隨著地溫和氣溫的回升，傷流在萌芽前結(jié)束[3]。傷流液中含有豐富的礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)[22-23]，由于營養(yǎng)物質(zhì)的流失，葡萄傷流對于花期有明顯的延遲作用，這與陳寧等[24]的研究結(jié)果一致。

樹液流動是生命活動重要的生理現(xiàn)象，只有經(jīng)過正常的樹液輸送，才能有新一年的開花結(jié)果[25]。傷流對葡萄生長和產(chǎn)量影響較大，在生產(chǎn)實踐中應(yīng)盡量降低其對葡萄的負(fù)面影響，常用方法有涂抹法、塑料膜包扎法、灼燙法、滴蠟法等[26]。葡萄傷流液資源豐富，但目前關(guān)于葡萄傷流液的應(yīng)用僅限于醫(yī)藥價值的早期利用[27]，沒有真正用于生產(chǎn)的實例，葡萄傷流液有待進(jìn)一步的開發(fā)應(yīng)用和研究。