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富氫水巖棉培對櫻桃番茄耐鹽性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響.pdf

  • 資源ID:14778       資源大?。?span id="9p9whzb" class="font-tahoma">2.67MB        全文頁數(shù):5頁
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富氫水巖棉培對櫻桃番茄耐鹽性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響.pdf

2022 12 試驗研究 無土栽培是設(shè)施蔬菜栽培的一個重要模式 Ca NO 3 2 是目前無土栽培中用的最廣泛的氮源和鈣 源肥料 特別是鈣源 絕大多數(shù)營養(yǎng)液配方都是由 Ca NO 3 2 來提供 有研究報道 Ca NO 3 2 脅迫引起嚴 重的氧化損傷和代謝紊亂 降低黃瓜和番茄的產(chǎn)量 1 番茄無土栽培過程中 由于栽培基質(zhì)重復(fù)多次使用 而導(dǎo)致 Ca NO 3 2 過量積累 從而使得番茄正常生長 受阻 因此 如何緩解無土栽培Ca NO 3 2 次生鹽漬化 問題 降低蔬菜硝酸鹽含量 提高蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)引起 了越來越多的關(guān)注 積極采取栽培和管理措施控制 無土栽培蔬菜硝酸鹽大量積累具有重要現(xiàn)實意義 也是當(dāng)前研究的一個熱點 氫氣 H 2 是已知最輕的雙原子分子 無色無味 近年來 越來越多的研究顯示 氫氣可以作為一種氣 體信號分子 參與調(diào)控植物對生物脅迫和非生物脅迫 的響應(yīng) 促進植物的生長發(fā)育 如 氫氣緩解苜蓿和 小白菜的鎘脅迫 2 3 緩解擬南芥和水稻的鹽脅迫 4 5 緩解玉米的高光脅迫 6 促進黃瓜不定根的生成 7 提 高蘿卜芽苗菜中花青苷的含量 8 Zeng 等 9 在水稻中 研究發(fā)現(xiàn) 外源添加富氫水能夠顯著地提高植物內(nèi) 源激素含量 如脫落酸 乙烯和茉莉酸等 從而提高 植物對環(huán)境脅迫的響應(yīng)能力 隨著H 2 在高等植物領(lǐng)域研究的不斷深入 其作 用機理會越來越清楚 但是對于富氫水 HRW 的制 造方法 富氫水在作物中的應(yīng)用和操作規(guī)程鮮有研 究 而關(guān)于番茄無土栽培過程中 如何利用富氫水來 緩解Ca NO 3 2 過量積累而導(dǎo)致的次生鹽脅迫問題的 研究更是空白 本研究在前期工作的基礎(chǔ)上 采用 Ca NO 3 2 脅迫處理 分別使用自來水 CK 和富氫水 HRW 對櫻桃番茄進行灌根處理 通過比較鹽脅迫 條件下 CK和HRW處理對櫻桃番茄耐鹽性和產(chǎn)量 品質(zhì)的影響 初步探究HRW緩解無土栽培Ca NO 3 2 次生鹽漬化問題 1 材料與方法 1 1 試驗材料 巖棉栽培多適用于無限生長型 抗性強且可以 基金項目 佛山市財政專項資金 2021 年度共建廣東省農(nóng)業(yè)科技示范市項目 作者簡介 李湘妮 1964 女 高級農(nóng)藝師 從事蔬菜栽培技術(shù)推廣工作 E mail fssnks 富氫水巖棉培對櫻桃番茄 nullnull 及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 李湘妮 張 晶 劉詩華 伍倩慧 王怡玫 司 雨 單既亮 佛山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 廣東佛山528000 摘要 本研究以櫻桃番茄為試驗材料 采用富氫水 Hydrogen rich water HRW 灌根的方法 分析 HRW處理對硝酸鈣 Ca NO 3 2 高鹽脅迫條件下櫻桃番茄耐鹽性及生長情況的影響 結(jié)果表明 HRW 處理明顯降低了葉片丙二醛 MDA 含量 顯著提高了葉片和根部的超氧化物歧化酶 SOD 過氧化氫酶 CAT 過氧化物酶 POD 脯氨酸 Pro 和抗壞血酸過氧化物酶 APX 的含 量 說明 Ca NO 3 2 高鹽脅迫下 HRW 處理可明顯降低植株體內(nèi) MDA 含量 維持細胞膜的穩(wěn)定 性 并通過提高SOD CAT POD等抗氧化酶活性來減緩高鹽對細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的破壞 提高其 耐鹽能力 從而使櫻桃番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)也得到明顯提高 由此可見 HRW處理可有效緩解櫻桃 番茄無土栽培Ca NO 3 2 次生鹽漬化問題 關(guān)鍵詞 櫻桃番茄 富氫水 高鹽脅迫 抗氧化酶活性 產(chǎn)量 品質(zhì) 154 試驗研究 2022 12 長季節(jié)栽培的品種 本研究選用荷蘭瑞克斯旺公司 提供的櫻桃番茄品種72 192 植株為無限生長型 早 熟性好 適合南方全年保護地種植 果實紅色鮮亮 單果重12 23 g 單串留果 8 10 對 巖棉栽培產(chǎn)量可 達25 kg m 2 可單果采收也可串收 果實口味極佳 商 品性好 1 2 富氫水制備 富氫水制備方法 采用水電解制氫法 制氫設(shè)備 主要由電解槽和納米泵組成 首先將蒸餾水倒入電 解槽 在電流的作用下 將水分子分解成氫離子和氧 離子 在電場的作用下負氧離子向陽極運動 在陽極 失去電子 形成氧氣排出 氫以水合離子的形式通過 離子膜 到達陰極并得到電子形成氫氣 氫氣通過納 米泵 納米泵將氫氣破碎成粒徑大小在 30 m 以下 的氣泡溶解在水中 從而使空氣和水的接觸面積增 加10 000倍 水體中的溶氫濃度也隨之增加 即可生 成富氫水 制出的富氫水濃度約1 mg L 1 3 試驗設(shè)計 試驗于 2021 年 8 月至 2022 年 5 月在佛山市三 水區(qū)佛山市農(nóng)科所巖棉栽培溫室進行 試驗設(shè) 3 次 重復(fù) 隨機區(qū)組排列 秧苗于 8 月 10 日播種 9 月 15 日定植 種植密度為 2 5 株 m 2 1 月達到盛收期 翌年 5 月拉秧 番茄定植后 用富氫水淋灌作定根 水 2周后 將營養(yǎng)液中硝酸鈣含量提高30 營養(yǎng)液 濃度設(shè)置為3 5 ms cm 連續(xù)供肥2周 使秧苗出現(xiàn) 嚴重肥害后 營養(yǎng)液改為正常配方供肥 并開始澆 灌富氫水 以后每隔10 d淋灌1次富氫水 濃度為 0 9 mg L 左右 每次淋灌 500 mL 株 淋灌前 提前一 晚控肥水 翌日上午 9 00 后淋灌富氫水 淋灌 2 h 后 恢復(fù)正常供肥 對照為淋灌自來水 時間和用量同富 氫水 3次重復(fù) 營養(yǎng)液夏季每天淋灌7次 每天淋灌 量約為 700 mL 株 冬季每天淋灌 5 次 每天淋灌量 約為500 mL 株 1 4 測定方法 每小區(qū)隨機抽取 5 株標記記錄植株生長情況 包括株高 莖粗 單株果穗數(shù)等指標 待番茄恢復(fù)正 常生長后 每小區(qū)分別取盛果期果實用考馬斯亮藍 G 250 染色法測定可溶性蛋白 滴定法測定可滴定 酸 折光儀測定可溶性固形物和糖含量 2 6 二氯酚 靛酚鈉滴定法測定維生素C含量 水楊酸消化比色 法測定硝酸鹽含量 采用硫代巴比妥酸 TBA 比色 法 10 測定丙二醛 MDA 含量 氮藍四唑 NBT 還原 法 11 測定超氧化物歧化酶 SOD 活性 以抑制光化還 原 50 為 1 個酶活性單位 參照 OMRAN 12 的方法測 定過氧化物酶 POD 活性 按Chance和Maehly 13 的方 法測定過氧化氫酶 CAT 活性 參照 NAKAN0 和 ASADA 14 的方法測定抗壞血酸過氧化物酶 APX 活 性 酸性茚三酮法測定脯氨酸 Pro 含量 1 5 營養(yǎng)液管理 正常營養(yǎng)液配方 按照按每 1 t 營養(yǎng)母液含硝酸 鈣 59 kg 硝酸鉀 40 4 kg 硫酸鎂 24 6 kg 磷酸二氫 鉀13 6 kg 硫酸鉀4 1 kg EDTA 2NaFe13 2 000 g 硼酸 286 g 硫酸錳 213 g 硫酸鋅 22 g 硫酸銅 8 g 鉬酸銨2 g 將原材料配制成 A B 2種濃縮 100 倍的 母液 分別裝入A母液罐和B母液罐內(nèi) 其中A母液 由鈣鹽 螯合鐵混合配制 B母液以其他大量元素和 微肥混配而成 定植后 櫻桃番茄不同生育時期適宜 的灌溉營養(yǎng)液 EC 值和 pH 范圍 營養(yǎng)生長期 EC 值 2 5 3 0 ms cm pH 5 8 左右 開花結(jié)果期 EC 值 3 2 3 6 ms cm pH 5 5 6 2 2 結(jié)果與分析 2 1 富氫水灌根處理對高鹽脅迫下櫻桃番茄葉片抗 氧化系統(tǒng)的影響 丙二醛 MDA 是脂質(zhì)過氧化的主要產(chǎn)物 其含 量高低可以反映植物膜系統(tǒng)的受傷程度 由表 1 可 知 與自來水 CK 相比 富氫水 HRW 處理的櫻桃 番茄葉片中MDA含量明顯降低了8 65 說明富氫 水灌溉可以明顯減少櫻桃番茄葉片細胞膜受損 程度 POD 作為植物內(nèi)源的活性氧清除劑 逆境中維 持較高的酶活性 才能有效地清除活性氧使之保持 較低水平 減少其對膜結(jié)構(gòu)和功能的破壞 SOD是生 物體內(nèi)普遍存在的金屬酶 在酶促保護系統(tǒng)中 它與 POD酶 CAT酶 APX酶等酶協(xié)同作用 防御活性氧 或其他過氧化物自由基對細胞膜系統(tǒng)的傷害 處于 核心地位 SOD 酶活性可以間接反映植物抗逆性的 高低 HRW處理的葉片SOD CAT POD和APX活性 均顯著上升 分別升高了 23 3 13 42 26 67 和 25 71 說明HRW可通過提高抗氧化酶活性清除活 性氧 ROS 減輕高鹽脅迫對番茄葉片細胞膜的傷害 游離脯氨酸 Pro 是植物細胞內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié) 物質(zhì) 含量越高越有利于細胞持水和生物大分子穩(wěn) 定 由表1可知 HRW處理的Pro含量較CK明顯升 高 提高了 14 19 可見利用 HRW 灌根處理可通過 155 2022 12 試驗研究 表 2 富氫水對櫻桃番茄根系抗逆性的影響 指標 HRW CK 比CK MDA nmol g 135 277aA 120 726aA 12 05 SOD U g 258 949aA 231 458aA 11 88 CAT U g 586 115aA 507 486bA 15 49 POD U g 17 828 390aA 13 448 670bA 32 57 Pro g g 194 072aA 149 527bA 29 79 APX U g 3 708aA 2 760bA 34 35 提高高鹽脅迫下番茄葉片的滲透調(diào)節(jié)能力 增加幼 苗吸水量或減少植株失水量 這是番茄耐鹽性增強 的重要機理之一 2 2 富氫水灌根處理對高鹽脅迫下櫻桃番茄根部抗 氧化系統(tǒng)的影響 對于根系的抗逆性測定發(fā)現(xiàn) 表2 與葉片相 比 根系MDA 含量有所增加 說明高鹽脅迫下 根部 細胞膜損傷程度較葉片嚴重 這和高濃度 Ca NO 3 2 直接作用到根部有關(guān) HRW處理的MDA含量較CK 有所升高 但不顯著 說明番茄不同部位對H 2 的敏感 度不同 其作用機理仍需進一步研究 CAT POD APX 活性和 Pro 含量則均顯著升高 分別升高了15 49 32 57 34 35 和29 79 表明 HRW 可通過提高抗氧化酶活性清除活性氧 ROS 減輕高鹽脅迫對番茄根部細胞膜的傷害 提高番茄 根部的滲透調(diào)節(jié)能力 利于細胞持水和生物大分子 穩(wěn)定 2 3 富氫水灌溉對櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 由表 3 可知 高鹽脅迫下 HRW 處理的番茄株 高 莖粗 單果重 果實硬度 果穗數(shù)和產(chǎn)量明顯優(yōu)于 CK 分別增加了6 11 8 03 19 2 3 24 7 95 和6 02 說明富氫水淋灌根部 可有效緩解鹽脅迫 危害 明顯促進櫻桃番茄營養(yǎng)生長 提高產(chǎn)量 由表 4 可知 高鹽脅迫下 HRW 處理的櫻桃番 茄果實蛋白質(zhì)含量顯著提高了 25 81 維生素C 可 溶性固形物 總糖含量 糖酸比也明顯高于CK處理 硝酸鹽含量明顯下降了2 48 說明櫻桃番茄生長期 間灌溉富氫水可明顯提高果實品質(zhì) 3 討論與結(jié)論 3 1 討論 近年來的研究證實 氫氣作為一種新的信號分 子參與植物對逆境的響應(yīng) 在抵御植物對干旱 鹽 漬 重金屬等非生物脅迫中有重要作用 植物在鹽脅 迫條件下會發(fā)生膜透性增強和膜脂過氧化現(xiàn)象 作 為膜脂過氧化的產(chǎn)物 MDA 會損害細胞生物膜并抑 制保護酶的活性 15 Xu等 16 的研究發(fā)現(xiàn) 富氫水可減 少鹽脅迫下水稻丙二醛積累量 在本試驗中 高鹽脅 迫下 番茄葉片中的MDA含量急劇增加 與CK相 比 HRW 處理的 MDA 含量增加幅度較小 葉片受傷 程度明顯減輕 可見氫氣可減輕高鹽引起的膜脂過 表 1 富氫水灌溉對櫻桃番茄葉片抗逆性的影響 指標 HRW CK 比CK MDA nmol g 78 883aA 85 703aA 8 65 SOD U g 435 227aA 352 990bA 23 30 CAT U g 979 802aA 863 848bA 13 42 POD U g 26 012 380aA 20 534 960bA 26 67 Pro g g 315 994aA 276 000aA 14 49 APX U g 5 285aA 4 204bA 25 71 表 3 不同處理對鹽脅迫下櫻桃番茄產(chǎn)量的影響 處理 株高 cm 莖粗 mm 單果重 g 果穗數(shù) 株 硬度 N 產(chǎn)量 kg 畝 HRW 722 3aA 16 579aA 14 278aA 27 667aA 45 533aA 4 758 96aA CK 680 7aA 15 347aA 11 978aA 26 800aA 42 180aA 4 488 91aA 比CK 6 11 8 03 19 20 3 24 7 95 6 02 表 4 不同處理對鹽脅迫下櫻桃番茄品質(zhì)的影響 處理 維生素C mg 100 g 可溶性固 形物 可滴定酸 g kg 蛋白質(zhì) g 100 g 總糖 g 100 g 糖酸比 硝酸鹽 mg kg HRW 43 067aA 8 367aA 4 233aA 1 207aA 5 767aA 1 36aA 170 667aA CK 34 233aA 8 067aA 3 843aA 1 080bA 5 000aA 1 30aA 175 000aA 比CK 25 81 3 72 10 15 11 76 15 34 4 62 2 48 156 試驗研究 2022 12 氧化傷害 與前人研究結(jié)果一致 這對提高櫻桃番茄 的耐鹽性具有重要意義 植物體內(nèi)存在兩類保護系統(tǒng) 一類是包括 SOD POD CAT APX等在內(nèi)的酶促保護系統(tǒng) 另一類是包 括GSH AsA等在內(nèi)的非酶促保護系統(tǒng) 在酶促保護 系統(tǒng)中 SOD 是植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線 其主 要作用是使 Mehler 反應(yīng)中產(chǎn)生的活性氧 ROS 轉(zhuǎn)化 成 H 2 O 2 然后通過 POD CAT 等將 H 2 O 2 分解為 H 2 O 和O 2 17 APX能通過AsA 谷胱甘肽 NADPH循環(huán) 清除H 2 O 2 和O 2 18 前人研究證明 氫氣可以通過增 加抗氧化酶如CAT和SOD等的活性來保護細胞 19 20 Cui 等 21 22 的研究表明 富氫水可增加 SOD POD 和 APX 等抗氧化酶的活性 并增加一些非酶類抗氧化 物的含量 如 GSH 和 AsA 幫助植物對抗鎘 汞毒害 帶來的氧化損傷 本試驗結(jié)果表明 高鹽脅迫下 櫻 桃番茄葉片和根部的SOD CAT POD APX 活性均顯 著升高 說明 HRW 能夠增強櫻桃番茄的抗氧化能 力 抑制ROS的產(chǎn)生和積累 這是氫氣提高櫻桃番茄 耐鹽性的重要機理 高鹽脅迫下 櫻桃番茄葉片和根部的脯氨酸 Pro 含量也明顯升高 即作物會主動積累滲透調(diào)節(jié) 物質(zhì) 提高細胞液的滲透壓 增加蛋白質(zhì)分子的水合 度 增強細胞的吸水和保水能力 23 HRW 處理的Pro 的含量明顯大于 CK 表明氫氣能通過增加高鹽下櫻 桃番茄葉片和根部的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量提高其滲透 調(diào)節(jié)能力 從而減輕高鹽傷害 這是其耐鹽性增強的 重要原因之一 在本研究中 鹽脅迫條件下 櫻桃番 茄葉片MDA含量增加 外源添加HRW 減少了葉片 MDA 的積累 說明外源添加 HRW 降低了鹽脅迫條 件下櫻桃番茄細胞膜的損傷 本研究中 富氫水處理明顯增加了鹽脅迫下櫻 桃番茄的株高 莖粗 單果重 果實硬度 果穗數(shù)和產(chǎn) 量 果實品質(zhì)也得到明顯改善 表明外源添加富氫水 可能通過降低細胞膜損傷程度 提高抗氧化酶活性 進而促進植株生物量的積累 提高品質(zhì) 3 2 結(jié)論 富氫水處理可以減少高鹽脅迫下櫻桃番茄葉片 中丙二醛在細胞內(nèi)的積累 提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨 酸和過氧化物酶的活性 并促進櫻桃番茄的生長 提 高其產(chǎn)量和品質(zhì) 綜上所述 富氫水能通過提高抗氧 化系統(tǒng)活性及滲透調(diào)節(jié)能力來增強櫻桃番茄的耐鹽 性 提高產(chǎn)量及品質(zhì) 參考文獻 1 金春燕 孫錦 郭世榮 外源亞精胺對 Ca NO 3 2 脅迫下黃瓜 幼苗生長和活性氧代謝的影響 西北植物學(xué)報 2010 8 1627 1633 2 Cui W Gao C Fang P et al Alleviation of cadmium toxicity in Medicago sativa by hydrogen rich water J J Hazard Mater 2013 260 715 724 3 Wu Q Su N Cai J et al Hydrogen rich water enhances cad mium tolerance in Chinese cabbage by reducing cadmium up take and increasing antioxidant capacities J J Plant Physiol 2015 175 174 182 4 Xie Y Mao Y Lai D et al H 2 enhances Arabidopsis salt tol erance by manipulating ZAT10 12 mediated antioxidant de fence and controlling sodium exclusion J PLoS One 2012 7 11 e49800 5 Xu S Zhu S Jiang Y et al Hydrogen rich water alleviates salt stress in rice 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331 18 王洪濤 艾希珍 鄭楠 等 嫁接對低溫弱光下辣椒幼苗膜脂 過氧化及抗氧化酶活性的影響 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報 2010 21 5 1289 1294 19 Kajiyama S Hasegawa G Asano M et al Supplementation of hydrogen rich water improves lipid and glucose metabolism in patients with type 2 diabetes or impaired glucose tokerance Nurition Research 2008 283 137 143 20 Xie k Yu Y Pei Y et al Protetive efectes of hydrogen gas on murine polymicrobial sepsis via reducing oxidative stress and HMGB1 rclease J Shock 2010 34 1 90 97 21 Cui W T Cao C Y Fang R et al Aleviaion of cadmium tox icity im Medicago sativa by hyrogen rich water J Jourmal of Hazardows Marterials 2013 260 715 724 22 Cui W T Fang P Zhu K K et al Hydrogen rich water con fers plant tlernce to meraury toxicity in alflfa sedig J Ecotort cology and Enironmental Sagfer 2014 105 103 111 23 朱虹 祖元剛 王文杰 逆境脅迫條件脯氨酸對植物生長的 影響 J 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報 2009 37 4 86 89 櫻桃番茄是寧波市設(shè)施栽培的主栽蔬菜品種之 一 近年來因栽培面積不斷擴大 連作障礙日益嚴 重 由此引起的有害物質(zhì)富集 土傳病蟲害頻發(fā)等問 題日益突出 1 4 雖然采取輪作栽培 藥劑防控等措施 可以在一定程度上緩解連作障礙 但由于生產(chǎn)成本 過高 土地資源日趨緊張 農(nóng)產(chǎn)品安全及環(huán)境保護等 因素的影響 輪作栽培與藥劑防控等措施具有一定 的局限性 5 目前 在生產(chǎn)上多用嫁接的方法來克服 連作障礙 促進植株健康生長 提高果實產(chǎn)量與品 質(zhì) 6 10 本試驗選用浙江省主推品種浙櫻粉1號為接 穗品種 與 2 種不同砧木進行嫁接組合 探討不同砧 木嫁接后對番茄長勢 產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 從而篩選 嫁接栽培技術(shù)對浙櫻粉1號 果實品質(zhì)及產(chǎn)量的影響 基金項目 寧波市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣項目 優(yōu)質(zhì)番茄品種引進與推廣 2019NT012 浙江省農(nóng)業(yè) 蔬菜新品種選育 新品種選育重大 科技專項子課題 茄果類蔬菜新品種選育 2021C02065 1 浙江省 2021 2023 年蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)項目 水果番茄秋冬 季高品質(zhì)栽培項目 作者簡介 郭煥茹 1983 女 農(nóng)藝師 從事蔬菜瓜果技術(shù)推廣工作 E mail 931632602 通訊作者 范雪蓮 1980 女 高級農(nóng)藝師 從事蔬菜瓜果技術(shù)推廣工作 E mail 78060485 郭煥茹 1 李昕玥 2 狄 蕊 2 楊鴦鴦 3 葛芙蓉 4 范雪蓮 1 1 寧波市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站 浙江寧波330200 2 寧波市鎮(zhèn)海區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站 浙江寧波330200 3 余姚市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)總站 浙江余姚 315400 4 寧波市北侖區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 浙江寧波330200 摘要 為篩選適宜浙櫻粉1號番茄嫁接的優(yōu)質(zhì)砧木品種 分別以健壯 25 號 浙砧 7 號為砧木 研究 了不同砧木對番茄嫁接成活率 植株長勢 產(chǎn)量及果實品質(zhì)的影響 結(jié)果表明 2個砧木的嫁接成活 率均較高 在90 以上 嫁接后果實品質(zhì)與自根苗比較沒有發(fā)生明顯的改變 但產(chǎn)量變化較為顯著 以健壯25號為砧木的處理 在品質(zhì)不變的前提下 通過提高單果重 單穗產(chǎn)量來提高番茄的單株產(chǎn) 量及總產(chǎn)量更為明顯 增產(chǎn)達10 2 可獲得更高的產(chǎn)量 收益更好 表現(xiàn)更優(yōu) 關(guān)鍵詞 浙櫻粉1號 嫁接 品質(zhì) 產(chǎn)量 158

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