敦煌‘李光杏’花芽發(fā)育過程中雌蕊敗育觀察及生物學(xué)特性調(diào)查

陳翠蓮，趙 通，郭 榮，劉生虎，張繼強(qiáng)*

(1 甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院，蘭州 730070；2 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，蘭州 730070；3 甘肅省敦煌市林業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅敦煌 736200)

敦煌‘李光杏’(PrunusarmeniacaL. var.glabraSun S. X.)為杏屬普通杏的無毛變種，因果實(shí)表面光滑無茸毛，外觀猶如李子一樣而得名，是敦煌杏的主栽品種。它是甘肅三大名杏之一，在甘肅的敦煌、阿克賽、肅北及新疆東部等地都有種植，現(xiàn)栽培歷史已有2000多年[1]?！罟庑印麑?shí)色澤金黃、果皮光亮、味甜多汁、品質(zhì)極佳，被譽(yù)為上品，但近年來由于受自然環(huán)境、品種退化及種植結(jié)構(gòu)的改變，嚴(yán)重的雌蕊敗育已成為影響果實(shí)結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，嚴(yán)重影響著這一地理標(biāo)志產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

據(jù)觀察敦煌‘李光杏’開花期早，易受早春低溫、晚霜凍害等惡劣天氣的影響，果樹花序發(fā)育過程中，不適宜的外界環(huán)境會引起雌蕊發(fā)育異常現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致雌蕊變小和花柱長度變短而發(fā)生敗育。同時(shí)，紅瓜(Cocciniagrandis)[3]和無花果(Ficuscarica)[4]上的研究表明，縱然果樹花不畸形，但花而不實(shí)仍影響其開花結(jié)果，最終影響到果實(shí)的數(shù)量和品質(zhì)。果樹雌性不育的類型很多，從顯微結(jié)構(gòu)觀察來看，不同植物從雌性器官不分化直至胚囊內(nèi)花粉母細(xì)胞敗育的不同階段中，均可產(chǎn)生敗育程度不同的雌性不育類型[5-6]。目前,對于杏雌蕊敗育的研究已有大量報(bào)道，主要集中在敗育時(shí)間、敗育部位和敗育原因等方面[7]。例如，蘭州‘大接杏’的雌蕊敗育高峰主要在10月至12月上旬，而‘龍王帽’在9月中旬至10月初還存在著一個(gè)雌蕊敗育率相對較高的時(shí)期[8]。也有研究認(rèn)為杏雌蕊敗育主要發(fā)生在 3月中旬，此時(shí)雌蕊分化出現(xiàn)較大差異，敗育者大多只有珠心組織，或形成畸形胚珠等，而正常者在4月花期均已分化2層珠被，而且胚囊也已近于成熟[9-10]。根據(jù)已有研究結(jié)果，杏雌蕊敗育多發(fā)生在從雌蕊形成至雌配子形成的過程中，胚珠原基出現(xiàn)以后是它敗育發(fā)生的關(guān)鍵時(shí)期。但是迄今對‘李光杏’雌蕊敗育的研究尚鮮見報(bào)道。

另外，在生產(chǎn)實(shí)際中培育強(qiáng)壯的樹勢是實(shí)現(xiàn)果樹優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，樹勢是影響獼猴桃果實(shí)生長發(fā)育至關(guān)重要的因素，樹勢強(qiáng)壯的植株果實(shí)大小、可溶性固形物含量顯著高于弱勢樹[11]，樹勢健壯的棗樹也棗吊粗壯結(jié)果能力強(qiáng)[12]。因此了解和掌握不同樹勢‘李光杏’對開花、花朵敗育及果實(shí)品質(zhì)的影響，對于生產(chǎn)上制定合理的栽培措施，保證果樹花質(zhì)、花量和高產(chǎn)也具有重要的指導(dǎo)意義。

在以往關(guān)于雌蕊敗育方面的研究中，雌蕊整個(gè)發(fā)育過程的解剖結(jié)構(gòu)的報(bào)道甚少[13]。因此，本實(shí)驗(yàn)采用石蠟切片技術(shù)對‘李光杏’雌蕊整個(gè)發(fā)育過程不同時(shí)期的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步了解‘李光杏’雌蕊不同發(fā)育時(shí)期的發(fā)育特點(diǎn)，為以后‘李光杏’雌蕊敗育的深入研究提供一定的理論參考，并對于以后生產(chǎn)上合理采取改良栽培措施提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2018年6月至2019年6月在甘肅省敦煌市合水村(92°21′～94°34′E，40°53′～42°27′N)進(jìn)行。該地屬于溫帶大陸性氣候，‘李光杏’每年3月下旬開始開花，光照充足但是氣候干燥，平均降水量只有2 mm，花期易受早春低溫凍害，最低溫度為 -1.8～-1.6 ℃，超過‘李光杏’花期忍受的最低臨界溫度，加之河西干旱地區(qū)春季揚(yáng)沙和浮塵天氣較多，影響花芽正常開花。該地區(qū)年平均降水量40 mm，蒸發(fā)量2 522 mm，全年日照時(shí)數(shù)為3 246.7 h，年平均氣溫為9.4 ℃，月平均最高氣溫為24.9 ℃(7月)，月平均最低氣溫為-9.3 ℃(1月)，年平均無霜期142 d，土壤類型為灌淤土。

1.2 材料采集與指標(biāo)測定

供試材料為盛果期 ‘李光杏’，株行距3.0 m×4.0 m，主干直徑達(dá)13 cm，樹冠直徑2.0～3.0 m。行間設(shè)置排水溝，田間采用常規(guī)管理。在對‘李光杏’花芽形態(tài)分化觀察的基礎(chǔ)上[14]，發(fā)現(xiàn)其敗育主要集中在4個(gè)時(shí)期，分別為當(dāng)年分化初期(6月初至6月中旬)、雌蕊分化期(9月初至9月中旬)、花粉細(xì)胞期(12月中旬)以及次年的花蕾膨大期(3月中旬至4月初)。本試驗(yàn)主要選擇這4個(gè)時(shí)期采集‘李光杏’結(jié)果枝進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的觀測，另外選擇同一果園和不同類型果樹(強(qiáng)樹、中庸樹和弱樹)調(diào)查正?；ㄅc敗育花數(shù)量及坐果率。

1.2.1 花敗育比例及坐果率‘李光杏’強(qiáng)勢樹的新梢長度在30 cm以上，發(fā)育枝的基部花芽少，短果枝上花芽少；發(fā)芽后，幼葉轉(zhuǎn)綠快，長梢基部的葉片和短梢上的葉片大而厚。中庸樹的新梢長度在15～30 cm，樹勢穩(wěn)定，花芽的著生也越來越多，枝條基部多數(shù)的葉芽能夠形成花芽；花枝較多，開花整齊，單花壽命長，果臺副梢抽出早，枝條上的葉片大而厚。弱勢樹的新梢長度在10 cm以下；發(fā)育枝短小，基部花芽過多，短果枝過多，短果枝上花芽過多；葉片轉(zhuǎn)綠慢，葉片小，花多而瘦小，花瓣萎縮。于2019年花蕾期(3月中旬)于3種樹勢(強(qiáng)樹、中庸樹、弱樹)選取不同類型的結(jié)果枝，分別為花束狀果枝(≤5 cm)、短果枝(5～15 cm)、中果枝(15～30 cm)和長果枝(≥30 cm)各15枝，掛牌標(biāo)記其花朵數(shù)，開花期統(tǒng)計(jì)不同樹勢不同類型結(jié)果枝的敗育花與正?；ㄋ急壤?。另外，于2019年花蕾期(3月初)選取6個(gè)不同果園‘李光杏’果園的結(jié)果枝，隨機(jī)掛牌標(biāo)記其花朵數(shù)，于開花期統(tǒng)計(jì)其正?；ㄅc敗育花的所占比例，并于4月底統(tǒng)計(jì)坐果率。

1.2.2 花粉發(fā)芽率‘李光杏’的花型可分為雌蕊高于雄蕊、雌雄等長、雌蕊低于雄蕊和無雌蕊4種類型，其中前兩種為正?；?，后兩種為敗育花。在花蕾膨大期(3月下旬)采集上述不同類型結(jié)果枝上不同花器官的花蕾，帶回實(shí)驗(yàn)室，用鑷子剝?nèi)』ㄋ帲谑覝叵伦匀魂幐?，將其收集在干凈的青霉素小瓶中，貼上標(biāo)簽，置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆??；ǚ刍盍y定采用TTC法[15]。將花粉放置于10%蔗糖+1%瓊脂培養(yǎng)基上，室溫下培養(yǎng)5～8 h，在顯微鏡下觀察花粉發(fā)芽率。每種處理設(shè)置6次重復(fù)，統(tǒng)計(jì)花粉總粒數(shù)均在100粒以上。

1.2.3 葉片可溶性糖、淀粉及礦質(zhì)元素含量在花敗育集中的4個(gè)主要時(shí)期，于上午 9:00 ～10:30，每期每株采集長勢一致的一年生結(jié)果枝1枝，共21枝；在實(shí)驗(yàn)地立即將葉片沖洗干凈并帶回實(shí)驗(yàn)室；室內(nèi)再用蒸餾水沖洗干凈之后用吸水紙吸干水分，然后迅速將花芽、葉片分離，在105 ℃殺青 15 min，60 ℃烘箱烘干至恒重，測定葉片的可溶性糖、淀粉及礦質(zhì)元素含量。其中，可溶性糖和淀粉含量的測定采用蒽酮比色法[16]。礦質(zhì)元素中全氮含量測定用凱氏法，金屬元素含量測定采用高壓消解ICP-ms[17]。

1.2.4 雌蕊敗育表型與切片觀察采用常規(guī)石蠟切片法制片。分別于2018年6月15日、9月15日、12月15日、2019年3月15日采取樹冠外圍(東、南、西、北)短枝頂芽30個(gè)，先進(jìn)行花芽外觀表型觀察，然后將其用FAA(70%乙醇 90 mL+冰醋酸 5 mL+福爾馬林 5 mL)固定，保存?zhèn)溆谩?將固定液中的芽取出，放入盛有50%乙醇的培養(yǎng)皿中，用鑷子與解剖針小心剝?nèi)[片，之后移入裝有蒸餾水的小瓶中，再用注射器吸干水，然后加入2～3滴愛氏蘇木精整染，按照(材料沖洗-脫水-透明-浸蠟-包埋-修蠟-切片與貼片-展片與封片)的步驟進(jìn)行，并用Motic Images Advanced 3.2顯微成像系統(tǒng)軟件對封好的片子進(jìn)行觀察并拍照。每個(gè)時(shí)期最少制作20張切片。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用Excel 2013及Origin 2017軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，運(yùn)用SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析。統(tǒng)計(jì)分析采用單因素ANOVA的LSD比較處理間差異顯著性 (α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘李光杏’雌蕊敗育和開花坐果率情況

為了了解‘李光杏’開花坐果率及雌蕊敗育情況，本研究隨機(jī)選取研究區(qū)6個(gè)‘李光杏’果園(A～F)，對其雌蕊敗育比例和開花坐果率進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果(表1)發(fā)現(xiàn)，‘李光杏’的完全花比例、敗育花比例、坐果率在各果園之間都存在顯著性差異，而且各果園完全花比例和坐果率都很低，而敗育花占比例都極高，嚴(yán)重影響了‘李光杏’的產(chǎn)量。其中，各果園‘李光杏’敗育花占比例在70%～90%之間，最高的F果園為88.11%，最低的D果園為70.41%；完全花比例最高的為B果園(27.1%)，其次為D果園(19.6%)，最低的為F果園(11.9%)；‘李光杏’坐果率極低，約占總開花數(shù)的5.00%左右，最高的B果園為6.95%，最低的F果園為3.09%。以上結(jié)果說明，‘李光杏’花敗育嚴(yán)重、坐果率低是制約其產(chǎn)量的主要原因，通過適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┛梢燥@著提高完全花比例，從而顯著提高坐果率。

表1 不同果園‘李光杏’的開花坐果及雌蕊敗育的情況

2.2 樹勢對‘李光杏’花芽質(zhì)量和雌蕊敗育的影響

由表2可以看出，不同樹勢‘李光杏’結(jié)果枝平均開花數(shù)比較相近，但平均正?；〝?shù)以中庸樹最多，明顯多于強(qiáng)勢樹和弱勢樹，從而導(dǎo)致敗育花占比例差異顯著，表現(xiàn)為弱樹>強(qiáng)樹>中庸樹；其中，弱勢樹、強(qiáng)勢樹、中庸樹花的敗育率平均分別為91.26%、87.51%和71.08%。同時(shí)，同一樹勢不同類型結(jié)果枝間的正?；〝?shù)、敗育花數(shù)均存在顯著性差異，從而導(dǎo)致敗育花比例也存在顯著性差異。其中，花束狀果枝花的敗育率最低，強(qiáng)樹、中庸樹、弱樹分別為83.41%、55.79%和93.85%，而長果枝花的敗育率最高，強(qiáng)樹、中庸樹、弱樹分別為92.4%、81.3%和93.9%，且長果枝花均與相應(yīng)花束狀果枝花差異顯著；各樹勢果樹不同枝型結(jié)果枝花的敗育率均大體表現(xiàn)為長果枝>中果枝>短果枝>花束狀果枝。以上結(jié)果說明‘李光杏’雌蕊敗育率在樹勢和果枝類型之間均存在顯著性差異，并分別以弱勢樹和長果枝花的敗育率最高，而強(qiáng)勢樹和花束狀果枝花的敗育率最低。

表2 不同樹勢‘李光杏’花芽質(zhì)量和雌蕊敗育情況

2.3 不同果枝類型和花型對‘李光杏’的花粉活力及發(fā)芽率的影響

不同花型的花粉活力及發(fā)芽率的測定結(jié)果(圖1，A、B)顯示，花粉生活力表現(xiàn)為花型雌蕊高于雄蕊>雌雄等長>雌蕊低于雄蕊>無雌蕊，且前三者顯著高于無雌蕊型；花粉發(fā)芽率的表現(xiàn)與花粉活力基本相似，即花型雌雄等長>雌蕊高于雄蕊>雌蕊低于雄蕊>無雌蕊，但不同花型發(fā)芽率間均具有顯著性差異。這表明正常花的花粉生活力與發(fā)芽率均高于敗育花，發(fā)芽率表現(xiàn)得更明顯。與此同時(shí)，‘李光杏’不同結(jié)果枝類型的花粉生活力與發(fā)芽率測定結(jié)果(圖1，C、D)顯示，花粉生活力大小表現(xiàn)為花束狀果枝>短果枝>中果枝>長果枝，而發(fā)芽率大小表現(xiàn)為：短果枝>花束狀果枝>中果枝>長果枝，且前者均與后三者差異顯著；這說明‘李光杏’的花束狀果枝具有最高花粉生活力，短果枝具有最高的發(fā)芽率，因此花束狀果枝和短果枝的敗育率也相對較低。

F1.雌蕊高于雄蕊;F2.雌雄等長;F3.雌蕊低于雄蕊;F4.無雌蕊;BS.短果枝;BM.中果枝;BL.長果枝;BC.花束狀果枝;不同小寫字母表示類型之間在0.05 水平存在顯著性差異

2.4 ‘李光杏’花敗育主要時(shí)期葉片可溶性糖、淀粉和礦質(zhì)元素含量的變化

2.4.1 可溶性糖和淀粉含量各樹勢‘李光杏’葉片淀粉含量隨著花芽分化時(shí)期均呈先降后升再降的變化趨勢，并均以花芽分化初期最高，此時(shí)弱樹、強(qiáng)樹、中庸樹分別為32.56、36.96、37.38 mg/g(圖2，A)；弱勢樹和中庸樹花芽分化初期葉片淀粉含量均顯著高于其他時(shí)期，強(qiáng)勢樹分化初期的含量與雌蕊分化期、花粉細(xì)胞期無顯著差異，但三者均顯著高于花蕾膨大期。在同一花芽發(fā)育時(shí)期，葉片淀粉含量均表現(xiàn)為中庸樹最高，強(qiáng)樹次之，弱樹最低。同時(shí)，各樹勢‘李光杏’葉片可溶性糖含量隨著花芽發(fā)育時(shí)期也呈先降后升再降的變化趨勢，且變化幅度更大(圖2，B)；其中，各樹勢葉片可溶性糖含量均以分化初期含量最高，此時(shí)弱樹、強(qiáng)樹、中庸樹分別為39.63、41.93和49.78 mg/g，均顯著高于相應(yīng)的其他時(shí)期，而其余時(shí)期間多無顯著差異。在同一花芽發(fā)育時(shí)期，葉片可溶性糖含量仍表現(xiàn)為中庸樹高于弱樹和強(qiáng)樹。

Ⅰ.分化初期;Ⅱ.雌蕊分化期;Ⅲ.花粉細(xì)胞期;Ⅳ.花蕾膨大期;同種樹內(nèi)不同小寫字母表示分化時(shí)期間在0.05水平存在顯著性差異；表3同

2.4.2 礦質(zhì)元素含量由表3可知，不同樹勢‘李光杏’葉片P含量的變化均呈先降后升的變化趨勢，且分化期之間差異顯著。強(qiáng)樹的P含量在花芽分化初期最高，在花芽分化完成后的花粉細(xì)胞期降至最低值；而中庸樹和弱樹的P含量分別在花蕾膨大期和分化初期最高，均在雌蕊分化期出現(xiàn)最低值。不同樹勢葉片K含量隨花芽分化時(shí)期呈逐漸下降趨勢，在分化初期最高，強(qiáng)樹、中庸樹、弱樹分別為32.5、19.3和31.2 g/kg，至花蕾膨大期急劇下降，且顯著低于分化初期。各樹勢葉片Ca含量隨花芽分化時(shí)期呈先升后降再升的變化趨勢，強(qiáng)樹和弱樹均在雌蕊分化期出現(xiàn)最高值，分別為60.5和58.5 g/kg，中庸樹則在花蕾膨大期達(dá)到最大值(54.2 g/kg)，各樹勢均在花芽分化完成后的花粉細(xì)胞期降至最低，且顯著低于分化初期含量。

表3 不同花芽分化時(shí)期‘李光杏’礦質(zhì)元素含量的變化

另外，表3還顯示，強(qiáng)樹、中庸樹、弱樹葉片Mg含量隨著分化期均呈先降后升的變化趨勢，并在分化初期最高(分別達(dá)到12.3、11.3和9.31 g/kg)，后均在雌蕊分化期顯著下降至最低值，分別比分化初期顯著降低46.1%、34.1%和16.3%。強(qiáng)樹、中庸樹、弱樹葉片勢Fe含量隨分化時(shí)間也均呈先降后升趨勢，并均在花芽分化完成后的花粉細(xì)胞期下降至最低值，顯著低于分化初期；強(qiáng)樹和中庸樹均在分化初期最高(分別為0.41和0.42 g/kg)，而弱樹則在花蕾膨大期達(dá)到最大值(0.45 g/kg)。不同樹勢Cu含量整體呈升-降-升的波動變化趨勢，并大多在花蕾膨大期出現(xiàn)最高值，強(qiáng)樹、中庸樹在初始分化期達(dá)到最低值，弱樹在花粉細(xì)胞期達(dá)到最低值。以上結(jié)果說明礦質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)供給不足也會導(dǎo)致花芽敗育，降低坐果率。

2.5 ‘李光杏’花敗育主要時(shí)期花蕾表型及花芽組織結(jié)構(gòu)觀察

2.5.1 花芽組織結(jié)構(gòu)由圖3可知，‘李光杏’在花芽分化初期，正?；ǖ难矿w較小，已有葉原基分化，芽的生長椎尖狹小，細(xì)胞體積較小，生長點(diǎn)開始變得肥大(Ⅰ1、Ⅰ2)，但是敗育花無生長錐的出現(xiàn)，生長點(diǎn)變得平緩(Ⅰ3、Ⅰ4)。其次，‘李光杏’正?；ㄅc敗育花的胚珠形態(tài)存在差異，敗育花胚珠發(fā)育到內(nèi)珠被原基形成后終止發(fā)育，不能發(fā)育為完整的胚珠(Ⅱ1～Ⅱ3)。在光學(xué)顯微鏡下觀察敗育花蕾，發(fā)現(xiàn)其萼片、花瓣及花藥的細(xì)胞結(jié)構(gòu)都發(fā)生變化，萼片下表皮細(xì)胞及中層薄壁細(xì)胞退化，兩維管束之間細(xì)胞減少，形成凹陷?；ò杲M織除上、下表皮細(xì)胞和維管束部分外，其余細(xì)胞退化解體，敗育花蕾嚴(yán)重時(shí)只剩維管束組織(Ⅱ2～Ⅱ4)?；ㄋ幍耐嘶瘡男℃咦踊巍⑼嘶_始，花粉囊逐漸萎縮，組成花藥壁的細(xì)胞退化，藥隔細(xì)胞最后也退化，形成無組織的一團(tuán)物質(zhì)(Ⅲ1～Ⅲ4)。在花蕾敗育過程中，沒有觀察到子房組織及其細(xì)胞明顯退化現(xiàn)象，說明子房組織較花瓣、萼片、花藥組織的退化要晚、速度慢，受到破壞程度低。

1、2.正?；? 3、4.敗育花;.AN.花藥;O.子房;ST.柱頭；PE.花瓣;PI.雌蕊;PG.花粉粒;GC.生長錐;S.花芽鱗片;OP.胚珠原基;PP.雌蕊原基;SP.萼片;STP.雄蕊原基;SE.上表皮;LE.下表皮;EB.維管束;PS.花粉囊;MI.小孢子母細(xì)胞

2.5.2 花蕾外部形態(tài)由圖3還可以看出，與正?；ㄏ啾?，敗育花的器官外部形態(tài)也存在異常，主要表現(xiàn)為花芽整體瘦小(Ⅳ1、Ⅳ3)，花柱彎曲、枯萎短小或缺少等畸形生長，導(dǎo)致授粉受精不良，主要表現(xiàn)為花粉落在柱頭上不萌發(fā)，或者即使形成花粉管，但生長緩慢，不能及時(shí)進(jìn)入胚囊完成受精(Ⅳ2、Ⅳ4)?；蛘呋ǚ墼谥^上雖少量萌發(fā)，但卻橫向生長，扭曲，不能進(jìn)入花柱，個(gè)別進(jìn)入花柱的花粉管則先端停止生長，也不能進(jìn)入胚囊。

3 討 論

有關(guān)果樹胚珠、花粉發(fā)育以及敗育過程的研究，前人已有較多報(bào)道?；凇罟庑印ㄑ啃螒B(tài)分化的基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，其最易發(fā)生敗育的主要有4個(gè)時(shí)期，分別為當(dāng)年分化初期、雌蕊分化期和花粉細(xì)胞期以及次年花蕾期，這與當(dāng)?shù)氐臍夂?、地勢條件以及樹齡、樹體營養(yǎng)供應(yīng)情況等有密切關(guān)系[18-19]。

首先，‘李光杏’雌蕊敗育與當(dāng)?shù)貧夂蛴忻芮械年P(guān)系。其花期持久，花期易受凍害影響，對花芽質(zhì)量和坐果率產(chǎn)生嚴(yán)重影響[20]。本試驗(yàn)從花芽敗育過程的解剖顯微觀察發(fā)現(xiàn)，‘李光杏’的雌蕊結(jié)構(gòu)分化前期能夠正常完成，但在進(jìn)一步的性細(xì)胞生長和分化過程中，其雌蕊的發(fā)育受阻，最終出現(xiàn)多方面的畸形，成為整個(gè)花芽退化的主要形式。‘李光杏’與其他杏品種相比開花期早，開花量大，3月中旬至4月初正值早春季節(jié)，花芽的發(fā)育易受低溫、晚霜凍害的影響，使得正?；ǖ谋壤眲∠陆担瑪∮F(xiàn)象極其嚴(yán)重，這也是‘李光杏’坐果率低的原因之一[3]。而本試驗(yàn)觀察結(jié)果表明，‘李光杏’6月初大多數(shù)花芽處于分化初期，此時(shí)該地區(qū)風(fēng)沙大，溫度極高，不利于花芽分化的進(jìn)行，會使花芽的后期分化中斷，導(dǎo)致雌蕊敗育增多。同時(shí)，花芽雌蕊發(fā)育過程中，如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)受阻，雌蕊就會敗育[21]，這也是雌蕊分化期易發(fā)生敗育的原因之一。12月中旬之后，‘李光杏’花芽分化已經(jīng)完成，此時(shí)處于性細(xì)胞成熟期，主要表現(xiàn)為花粉敗育，可能是花芽發(fā)育后期受外界低溫影響所致。由于花粉囊發(fā)生時(shí)期較早，小孢子母細(xì)胞形成期對外界環(huán)境最敏感，當(dāng)該地區(qū)外界氣溫下降時(shí)，花芽發(fā)育易遭低溫危害，導(dǎo)致該過程中花芽發(fā)育受阻，敗育增多[22]。此外，‘李光杏’果樹花粉數(shù)和花粉萌發(fā)率的高低也影響著花粉受精率和結(jié)實(shí)率[23]。本試驗(yàn)中，不同花型、果枝型‘李光杏’花粉生活力及發(fā)芽率的測定結(jié)果表明，敗育花花粉的活力及發(fā)芽率顯著低于正?；?，且花束狀果枝及短果枝的花粉活力和發(fā)芽率顯著高于中果枝與長果枝。主要原因之一是‘李光杏’早春開花期環(huán)境最低溫度為-1.8～-1.6 ℃，超過‘李光杏’花期忍受的最低臨界溫度，極易遭受低溫凍害；加之河西干旱地區(qū)春季揚(yáng)沙和浮塵天氣較多，影響‘李光杏’的授粉、柱頭可受性和胚珠可育性，因此其花粉活力和發(fā)芽率下降，導(dǎo)致異?；ɡ俚某霈F(xiàn)[24-25]，最終影響其坐果率。

其次，‘李光杏’雌蕊敗育也和樹齡(樹勢)有一定的關(guān)系。本研究調(diào)查了‘李光杏’不同樹勢不同結(jié)果枝類型的正?；ㄅc敗育花的比例，發(fā)現(xiàn)弱樹的敗育花比率最高，而強(qiáng)樹和中庸的敗育花比率較低?！罟庑印煌瑯鋭莸幕ㄑ抠|(zhì)量差異很大，原因在于幼樹(弱勢樹)開花時(shí)正逢春梢和根系的生長高峰，春梢和根系大量吸取營養(yǎng)后，導(dǎo)致花器官開始受精后營養(yǎng)不足而大量落花。但是成年的樹，特別是衰老樹，春梢和根系的生長量很少，生長和開花之間不會引起激烈的營養(yǎng)競爭，可以獲得充分的營養(yǎng)，所以正?；ㄋ急壤?，坐果率明顯高于弱勢樹。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，‘李光杏’的坐果率在5%左右，而花束狀果枝的正?；〝?shù)量顯著高于其他結(jié)果枝，且強(qiáng)樹和弱樹的花敗育率顯著高于中庸樹。果實(shí)的形成是‘李光杏’生理和環(huán)境相互作用的結(jié)果。導(dǎo)致結(jié)果數(shù)減少的主要因素不僅僅是雌蕊敗育，還可能是花序上剩余的完全花之間的激烈競爭。在栽培的‘李光杏’中，花的脫落也是成熟后果實(shí)保留率低的原因。雌蕊不能正常發(fā)育達(dá)到一定大小的花芽，且在發(fā)育中的果實(shí)和其他活躍生長器官之間對營養(yǎng)物質(zhì)的競爭最終會影響到坐果[26]。其次可能是與開花生物學(xué)有關(guān)的基因型依賴性因素通過影響花芽數(shù)量、花芽脫落、開花時(shí)間、開花時(shí)胚珠發(fā)育階段、花粉萌發(fā)、柱頭與花藥上平面高度差等生產(chǎn)力進(jìn)而影響坐果[27-28]。在實(shí)際生產(chǎn)中，對坐果率太低的樹應(yīng)采取保果措施來提高坐果率，對產(chǎn)量太高的，也應(yīng)該要采取疏花疏果措施，以達(dá)到其結(jié)果數(shù)量和樹體營養(yǎng)供應(yīng)相適應(yīng)，這是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段[29-30]。

再次，‘李光杏’雌蕊敗育也與花期樹體營養(yǎng)供應(yīng)密切相關(guān)。果樹花芽體內(nèi)前期積累的營養(yǎng)物質(zhì)是為花芽分化做準(zhǔn)備，其中的碳水化合物不僅為花芽分化提供結(jié)構(gòu)物質(zhì)，同時(shí)也是促進(jìn)代謝過程能量來源，當(dāng)花芽進(jìn)入分化狀態(tài)時(shí)會消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)不充足也可能是影響其雌蕊敗育的關(guān)鍵因素[31]。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，‘李光杏’雌蕊分化期(9月份)花芽內(nèi)的碳水化合物含量顯著下降。因此，營養(yǎng)物質(zhì)不足會影響雌蕊的正常發(fā)育，包括子房的發(fā)育、花柱的發(fā)育和果樹的授粉受精。同時(shí)，‘李光杏’發(fā)育過程中，當(dāng)年花朵和果實(shí)之間的營養(yǎng)物質(zhì)競爭也影響著次年雌蕊的發(fā)育。不利的光照、氣候條件以及前一年的果實(shí)負(fù)荷導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)不足，通常會導(dǎo)致雌蕊大量敗育和果實(shí)數(shù)量減少[32-33]。樹勢均衡的直接表現(xiàn)為樹體營養(yǎng)分配合理，且樹體通透性良好，樹體營養(yǎng)主要用于枝葉的生長及成花成果。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，中庸樹樹體壯而不旺，有充足的營養(yǎng)供應(yīng)花芽的形成，坐果率高。樹勢過旺，會造成枝梢徒長，大果比率高，出現(xiàn)大小年的情況。樹勢偏弱會造成營養(yǎng)生長受到限制，進(jìn)而果個(gè)偏小，果實(shí)產(chǎn)量低[34]。中庸樹果樹葉片的可溶性糖及淀粉含量顯著高于其他樹勢?？赡苁且?yàn)闃鋭莸木馐沟糜谐渥愕臓I養(yǎng)供應(yīng)花芽的形成，花芽飽滿，則產(chǎn)量高，果實(shí)品質(zhì)好。

另外，礦質(zhì)元素對果樹的營養(yǎng)生長、花芽形成具有重要的調(diào)節(jié)作用，其對‘李光杏’雌蕊敗育也有一定影響。歐陽芬等[35]對錐栗花芽正常發(fā)育與植株養(yǎng)分吸收積累的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵等元素與其花芽正常發(fā)育關(guān)系密切，較低水平鈣、鎂含量的變化會影響其分化正常進(jìn)行。本試驗(yàn)研究表明，‘李光杏’葉片P、K、Ca含量在花芽分化前期較高，但在雌蕊、雄蕊分化期顯著下降，說明花芽分化前期需要大量的礦質(zhì)元素來維持生長，其供應(yīng)不足會導(dǎo)致花芽發(fā)育任何一個(gè)環(huán)節(jié)的營養(yǎng)物質(zhì)合成受阻，進(jìn)而導(dǎo)致雌蕊敗育的發(fā)生。同時(shí)，本試驗(yàn)中Fe含量的變化呈先降后升趨勢，原因是隨著花芽分化，F(xiàn)e參與光合作用，合成營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)‘李光杏’花芽發(fā)育，因此Fe含量的減少也會導(dǎo)致雌蕊敗育的發(fā)生。這與前人在錐栗上的研究結(jié)果一致[35]。另外，‘李光杏’葉片Cu含量在進(jìn)入花瓣基本分化階段之前保持相對穩(wěn)定，然后迅速增加，顯著高于花芽未分化期的水平，但在雌蕊分化期下降，說明雌蕊分化需要大量Cu來完成花芽末期分化和發(fā)育[36]。

綜上所述，‘李光杏’樹勢的強(qiáng)弱會造成敗育花比例和坐果率的差異，并以中庸樹果實(shí)坐果率最高，且花敗育率最低。雌蕊發(fā)育是否正常直接關(guān)系到正常開花結(jié)實(shí)，雌蕊發(fā)育受阻，最終出現(xiàn)多方面的畸形，成為整個(gè)花芽退化的形式；同時(shí)，碳水化合物與礦質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)的充足供給保證了花器官的正常發(fā)育，供給不足也會導(dǎo)致花芽敗育，降低坐果率。但是，葉片營養(yǎng)儲藏物質(zhì)、礦質(zhì)元素含量的變化與‘李光杏’發(fā)生雌蕊敗育的關(guān)系十分復(fù)雜，本試驗(yàn)只考察了‘李光杏’主要敗育時(shí)期的相關(guān)生理指標(biāo)的變化，尚未探討內(nèi)含物質(zhì)變化的內(nèi)因，這一系列內(nèi)源物質(zhì)受基因的調(diào)節(jié)過程十分復(fù)雜，有關(guān)影響‘李光杏’花芽敗育的調(diào)節(jié)機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。