国内外选育的梨矮化砧木简介及其应用现状
2014-01-28欧春青姜淑苓李连文汤常永
欧春青,姜淑苓,王 斐,马 力,李连文,汤常永
(中国农业科学院果树研究所,辽宁兴城 125100)
国内外选育的梨矮化砧木简介及其应用现状
欧春青,姜淑苓*,王 斐,马 力,李连文,汤常永
(中国农业科学院果树研究所,辽宁兴城 125100)
综合国内外相关文献,对国内外选育的梨矮化砧木及其应用情况作以简介,为梨矮化密植中矮化砧木的选择和今后进一步开展梨矮化砧木的选育和研究工作提供借鉴。
梨;矮化砧木;应用
矮化栽培具有树体矮化、管理方便、早结果、早丰产、品质优、效益高等特点,已成为梨树栽培发展的必然趋势,利用矮化砧木是实现梨矮化栽培的有效途径[1-2]。自1917年英国哈顿报导了M系矮砧对苹果生长和结果的作用以来,世界各国陆续开始了果树矮化密植研究[3],选育了一系列的梨矮化砧木。本文汇总了国内外选育的部分梨矮化砧木,对其来源和生产中的表现作以简介,为梨生产中矮化砧木的选择及进一步开展梨矮化砧木的选育和研究工作提供借鉴。
1 国外选育的梨矮化砧木
欧美开展梨树矮化砧木的选育较早,由于这些地区主要生产西洋梨(Pyrus communis L.)品种,故所选育的矮化砧木多在西洋梨品种上具有良好表现。
1.1 榅桲砧木
榅桲早在17世纪就已在英国和法国被用作梨树砧木[4],美国加利福尼亚州至少从1900年就开始采用榅桲根作梨树砧木[5],同时也是欧洲应用最为广泛的梨矮化砧木[6-8],与西洋梨实生砧木相比,能使树体缩小30%~60%,早结果且增大果个[9]。榅桲有很多类型,英国东茂林试验站从众多类型中选出了7个优良类型,分别命名为EMQuince A,B,C,D,E,F和G,习惯上将EM去掉,仅以榅桲加各字母称谓[5]。而法国科学家一般将榅桲分为2大类群,即昂热榅桲(Angers Quince)和普罗文斯榅桲(Provence)[4]。不同类型的榅桲砧木都存在不同程度的易感火疫病、根腐病、缺铁性黄化病,抗寒性差,忌涝,固地性差以及与许多品种嫁接亲和性差等问题[5,10-13]。其中较为著名的有以下几种。
1.1.1 榅桲A
榅桲A是真正的昂热榅桲,应用最广。生长健壮,植株直立,果实中等大小,近苹果型,品质中上,既是良好的栽培品种,又是良好的砧木。易压条繁殖,扦插也易,抗叶斑病,根系的须根发育良好,嫁接树固地性良好。做砧木矮化性好,嫁接梨品种树树高只及乔化树的1/2~1/3。结果早,果实品质好,增大果个。人们乐于用它,为欧洲最常用的榅桲矮化砧木之一[5,8,14]。
1.1.2 榅桲B
榅桲B与榅桲A的特性有些相似,但生长势稍弱,新稍的直立性稍强。果实小而硬,形状和榅桲A不同,品质差。在苗圃中,压条和扦插生根良好。根系须根稍少,植株生长缓慢。嫁接到它上面的植株比接在榅桲A上的稍小,因此,易于培育灌木型的矮生梨树,用于矮化密植栽培。抗寒性差[5]。
1.1.3 榅桲C
榅桲C是从昂热榅桲分离出来的一个混杂物。其特点是自身非常直立,然而生长矮小,新梢比A和B的细。在苗圃内生长势弱,不及榅桲A耐寒,极易感染叶斑病,因此常在盛夏就完全落叶。高抗棉蚜,抗线虫,易感火疫病。压条和硬枝扦插均易生根,根系小而浅。做砧木矮化性能极强,嫁接梨品种树的树高只及乔化树的1/2,是生长势最弱、单产最高的榅桲砧木。嫁接其上的植株比嫁接在榅桲A和榅桲B上的要小些,结果早些。其产量较高,固地性差,不耐寒,为极矮化的榅桲砧木。通常在荷兰、比利时和意大利等国土壤比较肥沃的地方栽植[5,9,11,14]。
榅桲A和C在我国曾有引种试栽,均属广义的昂热榅桲,具有共同特点,即易在嫁接处折断,与东方梨嫁接不亲和,与西洋梨中许多品种也高度不亲和[1]。
1.1.4 普罗文斯榅桲BA29和Sydo
普罗文斯榅桲BA29和Sydo是法国农业科学院昂热果树和观赏植物育种单位专门为西洋梨栽培品种威廉姆斯(W illiams)和康弗伦斯(Conference)、考密斯(Doyennédu Comice)选育的矮化砧木。Sydo长势与榅桲A相当,扦插繁殖较榅桲A容易,嫁接树比榅桲A产量高,较抗病毒病。BA29是生长势最强的榅桲砧木,长势略强于Sydo和榅桲A,矮化效果为实生砧木的60%~75%,产量与实生砧木相当。该砧木对生长条件要求不严格,耐瘠薄,耐盐碱,耐旱。对石灰诱导性黄化和梨衰弱病的抗性比榅桲A和Sydo强,适合在这方面存在问题的地方栽植。与西洋梨品种亲和性好,在西班牙、葡萄牙、法国、荷兰和澳大利亚等国较为常用,在美国加利福尼亚州也有应用[14-16]。
1.1.5 普罗文斯榅桲Le Page Series C和普罗文斯榅桲BA 29-C
这是2种新的榅桲砧木,应用有限。普罗文斯榅桲Le Page Series C植株较强壮,但不开展,直立性较强。有研究表明,其与榅桲A相当,但矮化效果较小。普罗文斯榅桲BA 29-C是法国农业科学院从普罗文斯榅桲Le Page Series C中筛选出的脱毒株系,2种砧木都具有早果和高产的特性,嫁接树的树高仅为乔化树的1/2~2/3,且易感火疫病。BA 29-C抗梨衰弱病、根癌病、线虫和根蚜,对碱性土壤适应性更强,与一些梨品种嫁接不亲和,需要用故园或哈代作亲和中间砧,与巴梨系列的梨品种亲和性良好[17-18]。
1.1.6 Quince Adams
Quince Adams是20世纪70年代比利时育种者选育的榅桲砧木。在荷兰和比利时应用广泛,虽表现良好,但在意大利应用不多。矮化效果在Quince Sydo或榅桲A和C之间,生产效率与榅桲C相当[19-20]。
1.1.7 其他榅桲砧木
近年还出现3个较为优秀的榅桲砧木,即英国东茂林试验站选育的Quince EMH(QR193-16),选自俄罗斯高加索地区的C 132,以及荷兰选育的ElineⒸ。据报道,这些砧木在对嫁接树长势控制和生产效率方面的表现均与榅桲C相似,有些试验中的表现还优于榅桲C。如EMH易繁殖,嫁接到EMH上的康弗伦斯和Concorde比嫁接到榅桲C上的果实大,C 132也能增大果实,比榅桲C略为矮化,且抗霜冻能力强;ElineⒸ在减少果锈方面更优秀等。但也有一些嫁接到EMH上的品种在某些地区的早果性不如榅桲C[12,14,21]。
1.2 梨属矮化砧木
1.2.1 OH×F系砧木
OH×F系砧木是美国的Brooks于20世纪60年代以西洋梨故园(Old Home)为母本,以法明代尔(Farmingdale)为父本进行杂交选育出的抗火疫病砧木。OH×F杂交后代中多数植株均抗火疫病和衰退病,且一些个体还具有矮化、早果的表现。OH×F系40,51,69,87,230和333等可用作中间砧,被认为是半矮化砧木,其中以OH×F系51和333最为著名。这些砧木均抗梨衰退病和火疫病,与梨属品种亲和良好,固地性好,除有报道OH×F 51在加拿大易遭受冻害和建园难外,其他砧木抗寒性均强,在北美较受欢迎。但一般认为OH×F系砧木的矮化性、早果性不如榅桲砧木,在有些研究中果实小于榅桲砧木[1,11,14,22-24]。
20世纪80年代初,中国农业科学院果树研究所最先引进系中的OH×F系51,OH×F系333和69等,以其为中间砧嫁接早酥,对其进行鉴定。结果表明,OH×F 51和OH×F 333均为半矮化砧木类型,其矮化作用小于中国农业科学院果树研究所培育的梨矮化砧PDR54(中矮2号),且易患梨腐烂病;OH×F 69属乔化砧木类型[1]。
1.2.2 Pyrodwarf和PyroTM2-33砧木
Pyrodwarf(专利名Rhenus 1)和PyroTM2-33(专利名Rhenus 3)砧木是德国吉森海姆(Geisenheim)果树研究所1980年自Old Home× Bonne Louise d'Avranches杂交后代中选出的。有报道认为,嫁接到Pyrodwarf砧木上的梨树长到15片叶时,仅为嫁接到OH×F 97砧木上相同品种的50%大小,同时Pyrodwarf砧木嫁接的品种单位面积产量高,嫁接树5年即进入盛果期。与欧洲梨和一些中国梨品种亲和性好,耐涝,抗寒性及固地性良好,无萌蘖,缺铁性黄化率低,火疫病抗性适中。Pyrodwarf在欧洲许多地区高密度生产中表现为长势过强,故并未大面积推广。嫁接到PyroTM2-33砧木上的梨树早果性极强,比OH×F系砧木早丰产2年,且实生苗生长势一致。其对果实大小无明显减小,4~5年进入盛果期。有报道称上述2种砧木在生长势控制方面均不超过实生西洋梨或杜梨砧木的1/3[14,25-27]。
1.2.3 Pyriam
Pyriam是法国农业科学院从自然授粉的西洋梨品种故园(Old Home)的后代中筛选出来的,认为在法国东南部具有取代BA29的潜力。其嫁接树长势略强于BA29,产量与其相当。法国的试验证明,其与西洋梨品种威廉姆斯(Williams)嫁接亲和性好,抗火疫病,繁殖性好,在苗圃中直立生长,无分枝[14,28]。
1.2.4 Fox系砧木
Fox系砧木是意大利博洛尼亚大学选育的梨矮化砧木,其中Fox 9,Fox 11和Fox 16获得品种权。研究表明,嫁接到Fox 9上的西洋梨品种的生长势和产量略高于嫁接到BA 29上的,且果实品质好,环境适应性强,易繁殖,与嫁接品种亲和性好。Fox 11与BA 29矮化程度相当,建议栽植密度为2 000~2 500株·hm-2;其与嫁接品种亲和性好,耐盐碱。Fox 16矮化性略低于BA 29,耐旱,但不如Fox11耐盐碱[14,29]。
1.2.5 BP系列砧木
BP系列砧木是南非斯坦陵布什水果和水果技术研究所从野生西洋梨的实生后代中筛选出的梨矮化砧木。其中BP1和BP3作为梨的主要砧木在南非栽培已超过20年,耐寒,与大部分梨品种亲和性好,繁殖容易,尤其是易硬枝扦插。BP1矮化性与榅桲A和BA29相当,属于半矮化砧木,生产率高,早果性好,适于肥沃土壤栽植。BP3生长势强于BP1,耐瘠薄土壤。由于这2种砧木极易感梨衰弱病和火疫病,在欧美地区应用有限。近年来,南非也有应用榅桲砧木的趋势(尤其是红色品种),但需对营养和灌溉进行精细化管理。试验表明,在不同生长条件下,许多嫁接在榅桲砧木上的栽培品种常比嫁接到BP1砧木上的矮化,且单位面积产量高。还发现,红色品种在榅桲砧木上比在BP系列砧木上着色好,且固形物含量高,可能与光照分布较好有关[14,30-33]。
1.2.6 BM2000
BM2000在澳大利亚通过实生选种获得,其亲本可能是西洋梨品种威廉姆斯(W illiams's Bon Chrétien)和贝克汉姆(Packham's Triumph)。生长势适中,具有下垂生长特性,叶片宽大,轻微卷曲,叶柄短。关于其早果性、丰产性和生产率方面的文献较少[14,34]。
2 国内选育的梨矮化砧木
我国开展梨矮化砧木的选育工作较晚。我国梨栽培品种种类众多,栽培较多的有白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)、秋子梨(Pyrus ussuriensis Maxim.)、砂梨(Pyrus pyrifolia Nakai)和新疆梨(Pyrus sinkiangensis Yu)等。先后引进国外的榅桲和OH×F系等砧木嫁接早酥等中国梨品种,进行矮化效应、亲和性、早果性和果实性状等方面的试验,发现其虽具有一定矮化性、早果性和丰产性,但都不同程度地存在亲和力弱、固地性差、碱性土壤上宜黄化、抗寒和抗腐烂病能力差等问题,在生产中未得到广泛应用[1,35-37]。我国自20世纪80年代开始选育适于本国生长的梨矮化砧木工作,也选育出了一些优良的矮化砧木,有的已应用到栽培生产中。
2.1 中矮1号
原代号S2,是中国农业科学院果树研究所1980年自锦香梨实生后代中选出的我国首个具有自主知识产权的梨矮化砧木。中矮1号本身树体矮化紧凑,是典型的紧凑矮壮型梨。高抗枝干轮纹病,抗枝干腐烂病,抗寒性强。生根比较困难,可用作梨的矮化中间砧。中矮1号作中间砧与基砧及各系统梨品种均亲和良好,矮化程度为乔砧对照的60%~70%,为半矮化砧木类型,砧段长度大于20 cm效果较好。以其作中间砧可促进品种树早果,苗圃地部分植株可形成花芽,一般定植后2年部分植株开花,促进品种树早期丰产。定植后4~5年,667 m2产量在2 000 kg以上,较对照园提早2~3年进入盛果期,同时还具有提高嫁接品种果实品质的优点[38]。目前,该砧木在生产中已有一定范围的推广应用。
2.2 中矮2号
原代号PDR54,是中国农业科学院果树研究所由香水梨×巴梨杂交后代选育而成的梨树矮化砧木。树冠为披散形,树姿半开张。树干褐色,皮纵裂,落皮层出现较早。2~3年生枝赤褐色,木栓层厚,皮部粗糙。高抗枝干腐烂病和枝干轮纹病,抗寒性较强。不能扦插生根,可用作梨的矮化中间砧。中矮2号作中间砧与基砧和现有栽培品种亲和性良好,矮化程度为对照的50%左右,砧段长度20 cm左右为宜。嫁接树结果早,苗圃地部分植株可形成花芽,一般定植后2年部分植株开花。丰产性好,定植后4~5年每667 m2产量2 t,较对照园提早2~3年进入盛果期。嫁接树果实可溶性固形物含量较对照提高1%~2%,果实大小无明显差异[39]。该砧木在生产中也有一定范围应用,不及中矮1号广泛。
2.3 中矮3号
中国农业科学院果树研究所从锦香实生后代中选育而成的梨矮化砧木。树体矮化紧凑,株高相当于乔化型早酥的54%。1年生枝条节处略有膨大,顶端停长后亦膨大成瘤状。抗梨枝干轮纹病和腐烂病,抗寒性强。不能扦插生根,可用作梨的矮化中间砧。中矮3号作中间砧,与基砧和栽培品种亲和性良好,矮化程度为对照的50%~70%,砧段长度大于20 cm效果较好。比对照树提早2~3年结果,早期丰产,作中间砧嫁接树果实的可溶性固形物含量较乔砧对照树提高1~2个百分点[40]。
2.4 K系矮化砧木
1980-1981年,李登科等[41]以久保、身不知、朝鲜洋梨、二十世纪、菊水、象牙梨等10多个具矮化倾向的品种(系)为亲本进行杂交,在杂种实生苗中选育出K系矮化砧木,经对其性状的多年系统观察和品种试验,初选出15个优系,从中复选出13,19,21,28,30和31等优系。这些优系表现砧穗亲和、易繁殖、适应性和抗逆性强等优点,嫁接品种表现出树体矮化、树冠紧凑、开花结果早、丰产和优质。1994年12月通过山西省鉴定,正式定名为梨K系矮化砧木。K系矮化砧木压条繁殖容易,可用作自根砧或中间砧,嫁接白梨系统栽培品种最好,抗干燥和寒冷,在土壤瘠薄、pH值7.8的石灰性土壤条件下生长发育正常,适于西北和华北大部分地区。虽K系砧木已发表多年,但未见K系矮化砧木引种及在生产上应用报道。
3 展望
综上所述,国内外育种者经过几十年的努力,选育出大量的梨矮化砧木,在梨矮化密植栽培中发挥重要作用,但仍出现许多问题。无论是榅桲砧木还是梨属矮化砧木,虽在某些试验中表现良好,但都存在着地域性和品种差异性。尚无一种砧木能适应各种环境,且在所有梨品种上表现良好。我国幅员辽阔,梨栽培区跨越的地理纬度较大,栽培品种众多,各品种间差异较大,且地域性较强。因此,在选育矮化砧木过程中,应因地制宜,选育最适合当地气候条件,且与当地主栽品种嫁接组合表现良好的矮化砧木。加快矮化砧木选育进程,对现有砧木进行深入的鉴定评价,筛选最佳砧穗组合及其最适栽培环境和栽培措施是今后梨矮化密植栽培研究工作的重点。
[1] 贾敬贤.梨树矮化密植栽培[M].北京:金盾出版社,1995.
[2] 姜淑苓,贾敬贤,王斐,等.三个梨树中间砧木对嫁接树的矮化效应[J].中国农业科学,2010,43(23):4886-4892.
[3] 姜淑苓.梨S2,S5和PDR54矮化中间砧木的应用效应研究[D].北京:中国农业科学院,1995.
[4] 李正之.果树矮化密植[M].上海:上海科学技术出版社,1982.
[5] Tukey H B.矮化果树[M].《矮化果树》翻译组,译.北京:科技出版社,1978.
[6] Marino G,Berardi G.Different sealing materials for Petri dishes strongly affect shoot regeneration and development from leaf explants of quince‘BA 29'[J].In Vitro Cellular& Developmental Biology-Plant,2004,40(4):384-388.
[7] Ciobotari G,Brinza M,Morariu A,et al.Graft incompatibility influence on assim ilating pigments and soluble sugars amoun t of some pear(Pyrus sativa)cultivars[J]. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca,2010,38(1):187-192.
[8] Bonany J,Dolcet-Sanjuan R,Claveria E,et al.Breeding of pear rootstocks.First evaluation of new interespecific rootstocks for tolerance to lime-induced chlorosis and induced vigor under field conditions[C]//IX In ternational Pear Symposium,2004,671:239-242.
[9] Hancock J F,Lobos G A.Temperate fruit crop breeding,chapter 10 pears[M].Netherlands:Springer Science+ Business Media B V,2008:317-318.
[10] Badenes M L,Byrne D H.Handbook of plant breeding,fruit breeding[M].Netherlands:Springer Science+Business Media,LLC,2012.
[11] Campbell J.Pear rootstocks[J].NSW Agriculture,2003,Agfact H4.1.15:1-11.
[12] Webster T,Tobutt K,Evans K.Breeding and evaluation of new rootstocks for apple,pear and sweet cherry[J].Compact Fruit Tree,2000,33(4):100-104.
[13] Webster T.Dwarfing rootstocks:past,present and future[J].Compact Fruit Tree,2002,35(3):67-72.
[14] Grills A.Intensive pear production in Australia:why we need more rootstocks[EB/OL].(2009-01).http:// apal.org.au/research-development-extension/future-orchards/ archive-library/.
[15] Simard M H,M ichelesi J C,Masseron A.Pear rootstock breeding in France[C].International Symposium on Rootstocks for Deciduous Fruit Tree Species.2002,658:535-540.
[16] Elkins R,Bell R,Einhorn T.Needs assessment for future US pear rootstock research directions based on the current state of pear production and rootstock research[J].Jou rnal of the American Pomo logical Society.2012,66(3):153-163.
[17] Provence Quince(BA 29-C)/[EB/OL].http://www. treco.nu/Provence_Quince_BA29C.htm.
[18] Westwood M N,Roberts A N.Quince rootstock used for dwarf pears[J].Oreg Orn and Nurs Dig,1965,9(1):1-2.
[19] Musacchi S.Training system and management for a high density orchard of‘AbbéFetel'[C]//XI International Pear Symposium,2010,909:225-240.
[20] Strydom D K.Training and pruning of pear trees in countries characterized by long hot summers and where dwarfing rootstocks cannot be used,or are not available[C]//VI International Symposium on Pear Growing,1993,367:130-151.
[21] Maas F.Evaluation of Pyrus and Quince rootstocks for high density pear orchards[C]//X International Pear Symposium 2007:599-610.
[22] Mielke E A,Turner J,Sugar D.Pear production on‘Old Home×Farm ingdale'(OH×F)interstem-rootstock combinations[C]//X.International Pear Symposium,2007,800:645-652.
[23] Sugar D,M ielke E A.Early performance of pear cultivars on various Old Home×Farmingdale(OH×F)interstem-rootstock combinations[C].International Symposium on Rootstocks for Deciduous Fruit Tree Species,2002,658:293-300.
[24] Iglesias I,Asin L.Performance of‘Conference'pear on selfrooted trees and several Old Home×Farmingdale,seedling and quince rootstocks in Spain[C]//IX International Pear Symposium,2004,671:485-491.
[25] Jacob H B.Pyrus communis dwarfing rootstock named‘Rhenus 1':United States,PP11041[P/OL].1999-08-24. http://www.freepatentson line.com/PP11041.h tm l.
[26] Jacob H B.New pear rootstocks from Geisenheim,Germany[C]//VIII International Symposium on Pear,2000,596:337-344.
[27] Jacob H B.Pyrodwarf,a new clonal rootstock for high density pear orchards[C]//VII International Symposium on Pear Growing,1997,475:169-178.
[28] Michelesi JC,Simard M H.‘Pyriam':a new pear rootstock[C]//VIII International Symposium on Pear,2000,596:}355.
[29] Quartieri M,Marangoni B,Schiavon L,et al.Evaluation of pear rootstock selections[C]//XI International Pear Symposium,2010,909:153-159.
[30] Du Plooy P,Van Huyssteen P.Effect of BP1,BP3 and Quince A rootstocks,at three planting densities,on precocity and fruit quality of‘Forelle'pear(Pyrus communis L.)[J]. South A frican Journal of Plant and Soil,2000,17(2):57-59.
[31] Dewet A F.Pear rootstock BP1:United States,PP10231[P/ OL].(1998-02-10).http://www.freepatentsonline.com/ PP10231.html.
[32] Dewet A F,Francois A.Pear rootstock BP3:United States,PP10307[P/OL]1998-03-31.http://www. freepatentsonline.com/PP10307.htm l.
[33] Du Plooy P,Van Huyssteen P.Effect of BP1,BP3 and Quince A rootstocks,at three planting densities,on p recocity and fruit quality of‘Forelle'pear(Pyrus communis L.)[J].South African Journal of Plant and Soil,2000,17(2):57-59.
[34] Manchester B.Variety:‘BM 2000'[J].Plant Varieties Journal,2000,13(3):83-84.
[35] 姜敏,蒲富慎,贾敬贤,等.“榅桲+哈代”砧嫁接中国梨的生育表现[J].中国果树,1987(4):25-28.
[36] 朱文勇,乔荣英,孟玉平,等.梨树矮化砧:云南榅桲的利用研究[J].山西果树,1990(1):2-5.
[37] 史联让.梨矮化砧的研究初报[J].陕西农业科技,1979(4):30-33.
[38] 姜淑苓,贾敬贤,纪宝生,等.梨矮化砧木:中矮1号[J].中国果树,2000(3):1-3.
[39] 姜淑苓,陈长兰,贾敬贤,等.梨矮化砧木新品种‘中矮2号'[J].果农之友,2007(2):11-11.
[40] 姜淑苓,欧春青,王斐,等.梨矮化砧木新品种‘中矮3号'[J].园艺学报,2012,39(12):2525-2526.
[41] 李登科,邵嘉鸣,张忠仁,等.梨K系矮化自根砧木的选育[J].中国果树,1997(3):20-21.
(责任编辑:张瑞麟)
S 661.2
:A
:0528-9017(2014)10-1543-05
文献著录格式:欧春青,姜淑苓,王斐,等.国内外选育的梨矮化砧木简介及其应用现状[J].浙江农业科学,2014(10):1543-1547.
2014-07-05
国家自然科学基金青年科学基金项目(31101516);公益性行业(农业)科研专项(201203075-05)
欧春青(1981-),男,辽宁朝阳人,助理研究员,硕士,从事梨矮化育种研究工作。E-mail:ochunqing@163.com。
姜淑苓。E-mail:jshling@163.com。