冬季营养钵桃苗繁育技术
2021-04-10,,,,,,
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(江苏省农业科学院 a.果树研究所;b.江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室,江苏 南京 210014)
我国桃栽培面积和果实产量均居世界首位[1],但桃苗繁育技术总体落后[2],苗木质量参差不齐,至今尚无标准化、规模化的桃苗繁育单位。现行与桃苗木相关的国家与农业行业标准仅有《桃苗木(GB 19175—2010)》[3],有关桃苗木繁育技术的国家或行业标准至今未发布。我国桃苗木标准体系有待完善[4],传统桃苗繁育技术有待突破。
桃苗繁殖方法包括组培、扦插和嫁接等[2]。通过组培和扦插繁殖砧木虽有效解决了实生砧木后代分离的问题,但桃属于无性繁殖难生根树种[5],在组培和扦插过程中均存在生根率低的问题[6-9]。因此,实生砧木嫁接育苗仍是我国目前主要的桃苗繁育方法[2]。该技术操作简单,已较为成熟[10],但在调查中发现仍存在多方面缺陷,制约了我国桃苗繁育的规模化、标准化发展。以长三角地区为例,实生砧木嫁接中普遍采用芽接的方式[10],由于芽接时间对苗木成活率及质量影响较大[11],该地区普遍在5—6月进行芽接,时间较为集中,且专业工人相对稀缺,常造成嫁接时期用工紧张。另外,高温季节户外嫁接劳动强度大、环境差,导致许多技术工人纷纷转行,加速了专业嫁接工人的流失。第二,桃树重茬会导致严重的树势衰弱、品质下降等问题[12-13],须频繁更换育苗地块。长三角地区育苗企业的苗圃多数为短期租用土地,普遍缺少对基础设施长期投入的动力,使得育苗企业难以做大做强。第三,传统实生砧木嫁接育苗一般在秋冬季播种,第2年冬季起苗出圃,费工费时。由于较难保证播种地块土壤属性、肥力等的统一,桃苗整齐度普遍不高[14]。第四,南方地区常规假植的裸根桃苗一般在春季气温回升后萌动,使用已萌芽的桃苗建园定植成活率会降低,这致使该地区清明节之后顺利建园的目标较难实现。
针对以上问题,笔者通过使砧木种子提前破眠、砧木室内营养钵培养、利用复花芽和叶芽嫁接等开展了冬季营养钵桃苗生产技术研究,旨在探索冬季芽接并在当年获得桃苗木、随时出售定植、不受季节限制的技术,实现冬季室内嫁接繁育桃苗的目标,为桃工厂化育苗提拱了新的思路和参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
接穗和毛桃种子均采自江苏省农业科学院果树研究所桃试验园。砧木种子为当年采收的新鲜毛桃种子,接穗为冬季1—2月采集的树冠外围和中部枝条。接穗品种为目前南方桃产区栽培面积较大的3 个类型桃品种,分别为‘霞晖6 号’(普通桃,蔷薇型花),‘紫金红3 号’(油桃,蔷薇型花)和‘银河’(蟠桃,铃型花)。
1.2 试验方法
2017—2019年,在江苏省农业科学院果树研究所桃试验园内进行试验。2017—2018年,主要进行砧木种子的破眠和嫁接技术体系的初步构建;2018—2019年,进行嫁接技术的优化。
1.2.1 种子筛选和预处理
每年8月选取当年采收的无病虫危害的毛桃种子进行筛选和预处理。将种子用20%的食盐水浸泡,剔除漂浮于溶液表面的种子;种子除去种壳(内果皮)后,带种皮用清水浸泡,再次剔除漂浮于水面的干瘪种子;将种子用清水浸泡24 h充分吸水,之后将种子用75%的酒精浸泡2 min,使用无菌水清洗3 次。
无菌培养皿底部放置湿润无菌滤纸保湿,将筛选后的毛桃种子放置于培养皿中,之后用保鲜膜将培养皿封口,置于4 ℃冷库中。定期观察培养皿内滤纸的湿润程度,缺水时补充无菌水。
1.2.2 播种和砧木培养
从冷藏第2 周开始,每隔2 周(最后1 次间隔1 周)随机取出30 粒种子,播种于内径和深度均为18 cm 的PE 营养钵中,播种深度2 ~3 cm,营养钵基质为纯泥炭土,共播种5 次。将播种后的营养钵置于玻璃温室,设置温度22 ~25 ℃,统计发芽率。
待砧木高度达15 cm 后,使用0.5 g/L 尿素进行叶面喷施,每周1 次。苗高超过40 cm 后摘心,促进砧木增粗,同时除去砧木基部15 cm 以下的分枝。
1.2.3 接穗采集和嫁接
从园中生长健壮且无病虫害的母株上,选取树冠外围和中部生长正常、芽体饱满的枝条。分别 在2019年1月24日 和2019年2月24日 进 行嫁接。每品种每次嫁接60 盆,其中以复花芽和叶芽为接穗各30 盆(表1)。选取接穗中部复花芽(一叶一花、一叶二花、二叶一花)或者叶芽带木质削取芽片,在砧木基部约15 cm 处嫁接。将嫁接口包严、扎紧,绑扎时将芽露出。嫁接后将接口以上10 cm 砧木剪除,30 d 后统计成活率。
表1 桃冬季芽接试验设计Table 1 The experimental design of peach grafting in winter
1.2.4 嫁接后管理和出圃
以叶芽为接穗的嫁接处理中,待接穗萌发展叶后进行二次剪砧。以复花芽为接穗的嫁接处理中,随机选取15 盆在接穗开花展叶后进行二次剪砧,另外15 盆在统计坐果情况后剪砧,未坐果桃苗直接将接口以上砧木剪除,已坐果桃苗不进行二次剪砧。待接穗长度约为15 cm 时,抹除砧木萌蘖。使用复合肥在营养钵内追肥,同时每月喷施0.5 g/L 尿素2 次。待接穗长度达50 cm 以上后,带营养钵出圃定植,30 d 后观察定植桃苗的长势并统计成活率。
1.3 数据统计和分析
种子发芽率为正常发芽种子数量占供试种子总数量的百分比,嫁接成活率为成活植株数量占总嫁接植株数量的百分比,移栽成活率为成活植株数量占移栽植株总数量的百分比。
使用Microsoft Excel 2010 软件进行数据处理并绘制图表;使用SPSS 20.0 软件对数据进行单因素方差分析及最小显著差异性检验(Duncan’s 新复极差法)。
2 结果与分析
2.1 不同冷藏时长处理中毛桃种子萌发情况的比较
不同冷藏时长处理下毛桃种子的萌发率如图1所示。由图1可见,随冷藏时长增加,毛桃种子的发芽率呈上升趋势,低温冷藏2 ~4 周时发芽率增长缓慢,冷藏6 周时种子发芽率显著升高至53.33%(P<0.05),至冷藏7 周时发芽率达93.33%(P<0.05),之后发芽率升高不显著。结果表明,新鲜毛桃种子破壳后在4 ℃条件下冷藏7 周基本可达到播种要求。
图1 不同冷藏时长处理下毛桃种子的萌发率Fig.1 The germination rate of rootstock seeds in different cold storage duration treatments
对播种前冷藏种子的表皮进行观察,不同冷藏时长处理下毛桃种皮的变化如图2所示。由图2可见,冷藏前期(冷藏2 周)毛桃种子的种皮完整,未出现异常,随着冷藏时长的增加,至冷藏后期(冷藏7 周)大量种子种皮的尖端和前端开裂,种子萌发率明显提高。
图2 不同冷藏时长处理下毛桃种皮的变化Fig.2 The change of peach seed coat in different cold storage duration treatments
2.2 不同桃芽接处理中嫁接成活率的比较
桃芽接各处理的成活率如图3所示。由图3可见,以‘霞晖6 号’‘紫金红3 号’‘银河’的复花芽和叶芽作为接穗,各处理嫁接成活率的差异均不显著(P>0.05);在使用相同类型芽片嫁接的情况下,嫁接成活率未因嫁接日期的不同出现显著差异(P>0.05);‘霞晖6 号’‘紫金红3 号’‘银河’3 个品种不同处理的成活率分 别 为93.33% ~96.67%、90.00% ~96.67% 和90.00%~93.33%。
图3 桃芽接各处理的成活率Fig.3 The survival rate of each treatment after peach grafted
将3 个桃品种在不同时期复花芽和叶芽嫁接的总成活率进行比较,结果如图4所示。由图4可见,3 个品种的嫁接总成活率在同一嫁接时期无显著差异(P>0.05),且相同品种在不同日期嫁接的总成活率也无显著差异(P>0.05)。所有处理的总成活率为90.00%~96.67%,说明所选取的3 个品种均可以采用该技术进行嫁接繁育。
图4 不同日期嫁接后各桃品种芽接的总成活率Fig.4 The total survival rates of three cultivars at different grafting date
2.3 不同日期复花芽嫁接处理中接穗生长情况的比较
通过对3 个品种复花芽接穗的萌芽和生长情况进行调查,发现不同品种复花芽接穗的叶芽萌发和展叶时间及花芽膨大和开花时间存在差异,各物候的具体时间见表2,2019年1月24日接穗各物候期的状态如图5所示。
表2 不同日期复花芽嫁接后接穗生长的物候期Table 2 The phenological period of scions at different grafting date
图5 2019年1月24日嫁接后复花芽各物候期的状态Fig.5 The phenological state of compound buds grafted on 24th Jan 2019
其中,首次嫁接后‘紫金红3 号’的叶芽萌发和展叶时间均早于其他2 个品种。2019年1月24日嫁接后,3 个品种的花芽均可正常膨大和开花,‘霞晖6 号’复花芽萌发和开花时间最迟。2019年2月24日嫁接后,3 个品种的叶芽萌发和展叶时间较第1 次嫁接更集中,但仅‘霞晖6 号’能完成花芽的正常膨大和开花,‘紫金红3 号’仅极少量的复花芽能够开花,且花器官体积较小、发育不正常,‘银河’不能完成花芽的膨大和开花。结果表明,冬季以复花芽为接穗进行嫁接时不同桃品种接穗的萌芽和生长情况存在差异,生产中应根据品种的特性筛选最佳的嫁接时期。
2.4 不同接穗处理中桃苗质量的比较
以复花芽为接穗进行嫁接,芽片成活后叶芽与花芽的膨大、萌发基本同期,接穗开花时间略早于展叶时间。2019年1月24日嫁接后,虽然3 个品种的接穗均可正常开花,但仅‘霞晖6 号’可实现坐果,坐果率为13.33%,‘紫金红3 号’和‘银河’在接穗展叶后花器官自然脱落。2019年2月24日嫁接后,同样仅‘霞晖6 号’可实现坐果(图6),坐果率为6.67%。出圃前分别对以复花芽和叶芽为接穗进行嫁接的未结果桃苗的高度进行统计,结果显示在使用不同类型芽片嫁接后,3 个品种桃苗的高度无显著差异(P>0.05)。各处理中营养钵苗定植30 d 后成活率的统计结果表明,定植成活率均大于95%,且无显著差异(P>0.05)。
图6 ‘霞晖6 号’嫁接后结果情况Fig.6 Fruit setting of ‘Xiahui 6’ after grafting
3 结论与讨论
本研究中以提前破眠培养的毛桃苗为砧木,以休眠状态枝条为接穗,初步建立了桃苗冬季营养钵嫁接繁育技术。在砧木粗度适宜的情况下,1月下旬—2月下旬,在南京地区均可进行嫁接操作。品种和芽片类型对嫁接成活率的影响不显著,基本均能满足生产要求。
嫁接是一项基于植物再生能力的技术[15],其效果受砧穗间亲和力、嫁接技术水平、砧木和接穗质量影响,嫁接后愈合期的温度、湿度和光照等条件也是影响嫁接成活的重要因素[16]。桃为落叶小乔木,露地条件下冬季落叶进入休眠,因此普遍认为桃苗嫁接宜在春、夏、秋季进行[10,15,17]。随着设施园艺技术的发展,我国在温室建造和环境控制方面均取得了较大进步[18],目前完全有条件在设施内开展桃苗冬季繁育工作。王加彬等[19]使用通过扦插培育的砧木,以提前采集保存的封蜡枝条为接穗,在大棚内进行冬季嫁接繁育桃苗试验,操作难度大,繁育成本高。本试验中使用毛桃种子培育砧木,以现取的冬季休眠期枝条为接穗,操作相对简单。
在我国,野生毛桃是桃苗生产中被广泛使用的砧木,利用方式一般为直接采集播种。由于多数苗木生产单位无专门的砧木采种圃,生产中使用的砧木种子较混杂,出苗整齐度普遍较差[4],因此在使用前有必要对毛桃种子进行筛选。本试验中,经过食盐水浸泡和去种壳浸泡等操作可有效筛除不合格种子,提高了种子总体发芽率。另外,选用粗度适宜且带有叶片的砧木是冬季嫁接成功的重要条件之一,冷藏破眠可促进种子提前发芽并在温室内生长成为合格的砧木。张义[20]的研究结果表明,低温层积所需时长因桃品种不同而存在差异,但随着层积时长的增加萌发率会提高。在本试验中,新鲜毛桃种子破壳后经低温处理7周基本可以满足播种要求。在实际操作中,还应根据种子种类、采收时间等因素,通过定期播种筛选最佳冷藏时间。
为了既保持接穗品种的优良性状,又充分利用砧木的优良特性,将目标植物的芽或枝等器官接到相应的砧木上,使二者愈合成活,形成新的植物体,这是嫁接的主要目的和内容[21]。桃苗生产中利用的接穗一般为带芽的枝条或者芽片,由于只有叶芽能够发育成为新梢,接穗中的芽主要指叶芽,鲜见冬季利用桃复花芽嫁接繁育桃苗的报道。方伟超等[22]在对411 份桃品种资源的调查中发现,62.53%的品种花叶芽比率超过90%,其中408 份品种的单花芽和复花芽比率的分级指标为极低和低的分别占19.36%和46.32%。这说明在桃树休眠期,枝条中存在大量的复花芽可以被利用。如果品种与嫁接时间等条件适宜,可以实现当年嫁接、当年开花、当年结果。本试验的主要目的是利用复花芽中的叶芽完成新梢生长和发育,最终育成优质桃苗。
与传统育苗方法相比,冬季室内嫁接可避开高温季节,降低劳动强度,同时在冬季农闲时期进行操作可有效避免用工紧张的问题[23]。冬季嫁接可结合冬季修剪进行,充分利用剪下的枝条,变废为宝。本试验中繁育的营养钵苗免除了冬季起苗工作,避免了对桃苗根系的损伤,提高了定植成活率。另外,常规桃苗通常为处于休眠状态的裸根苗,本试验中繁育的桃苗为带有叶片和完整根系并处于生长状态的桃苗,不存在从休眠至萌发的过渡,不受定植时间的限制。这解决了南方产区清明节后利用常规桃苗定植建园较难成功以及南苗北植成活率低的问题,大大延长了供苗时期。但是在容器苗培育过程中,容器规格直接影响苗木根系的发育,从而影响整株苗木的生长和质量[24]。本试验中使用的容器为统一规格,为了节省育苗成本,提高经济效益,下一步将继续筛选可以培育优质且成活率更高的苗木的装杯容器和基质类型。