黄果梨种苗高效嫁接繁育技术研究
2021-07-26魏海斌刘小利顾文毅祁银燕史文君
魏海斌,刘小利*,顾文毅,祁银燕,史文君
(1.青海大学农林科学院,青海 西宁 810016; 2.青海高原林木遗传育种实验室,青海 西宁 810016)
黄果梨为白梨(PyrusbretschneideriRehd)系统的地方梨品种[1],主产于青海省黄南藏族自治州同仁县隆务河流域。因其果味浓郁纯正、皮薄松软、色泽金黄、酸甜适度、营养丰富等特点,倍受群众喜爱。近年,随着农村产业结构的调整,地产特色林果业有了长足发展,黄果梨种植面积得到进一步扩大,其优质种苗供给的重要性愈显突出。规范的种苗繁育技术可以有效提高种苗的质量和成活率,进而达到降低生产成本、提高经济效益的目的[2]。嫁接繁育技术是在农业生产中广泛应用的一种无性繁殖技术[3],该方法不仅能保持接穗品种的优良性状,而且可以利用砧木的有利特性,增强品种的抗寒性、抗旱性、抗病虫害等能力[4],是果树种苗生产上常用的繁殖手段以及保持品种特性的重要途径[5]。嫁接繁殖中嫁接体的愈合过程是一个复杂的动态变化过程,其实质是砧穗愈伤组织的产生、对接、愈合、维管束鞘的形成与分化,砧、穗结合成一体的整体过程[6]。嫁接成活的关键,不仅受砧木和接穗的亲和力、生活力等内在因素的影响外,还受温度、湿度、光照、水分等外在因素的影响[7]。但在内因和外因一致的前提下,不同的嫁接方法、嫁接时期及砧木处理方式对嫁接成活及后期生长的影响更大[8-10]。本试验通过开展黄果梨种苗嫁接繁育技术中适宜嫁接方法、嫁接时期、砧木处理方式等关键技术研究,进一步完善其种苗嫁接繁育技术方案,为快速高效繁育黄果梨优质种苗提供科学依据。
1 试验材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在青海省黄南藏族自治州同仁县保安镇东干木村格拉滩黄果梨种植基地。试验地海拔2 300 m,属大陆性高原半干旱气候,年均气温5.6 ℃;年均降雨量401.4 mm,年均蒸发量1 397.3 mm;年均无霜期134 d。试验地土壤pH 8.49,有机质、碱解氮、速效磷缺乏,速效钾中等,田间管理中等。
1.2 试验材料
嫁接砧木采用一年生杜梨苗,嫁接品种为地方梨品种黄果梨。
1.3 试验设计与方法
1.3.1 不同嫁接方法试验 试验以一年生杜梨为砧木,于4月初定植,翌年3月中旬开展枝接和芽接单因素随机区组试验。其中枝接采用劈接方式,芽接采用带木质芽接,接后在接芽上方1 cm处剪砧。两种嫁接方式的嫁接部位均为地上10 cm处。每个处理30株,重复3次。
秋季停止生长后,调查各处理嫁接成活率和当年新梢生长量。同时,在嫁接过程中,统计两个处理嫁接千株苗的穗条使用量、嫁接用工量、砧木可嫁接率、单株生产成本等。
1.3.2 不同时期带木质芽接试验 试验以一年生杜梨为砧木,于4月初定植,分别于当年7月下旬和翌年3月下旬开展春秋两季带木质芽接的单因素随机区组试验。7月下旬芽接接穗采用黄果梨当年生半木质化枝条,翌年3月芽接接穗采用一年生黄果梨木质化枝条。嫁接部位均为地上10 cm处。每个处理30株,重复3次。秋季停止生长后,调查各处理嫁接成活率和新梢生长量。
1.3.3 芽接不同包裹方式及剪砧时期处理组合试验 试验以一年生杜梨为砧木,于4月初定植,当年7月下旬进行带木质芽接试验。选用黄果梨当年生半木质化枝条为接穗,随采随用。采用3因素多水平随机区组试验,其中A因素为不同芽接时期,设5个水平,分别为A1(7月23日)、A2(8月2日)、A3(8月12日)、A4(8月22日)、A5(9月2日);B因素为芽接后接芽不同包裹方式,设2个水平,B1为嫁接后接芽外露,B2为嫁接后接芽被嫁接膜包裹,不外露;C因素为嫁接后砧木处理方式,设3个水平,C1为嫁接后立即在接芽上部1 cm处剪砧,C2为嫁接后10 d在接芽上部1 cm处剪砧,C3为嫁接后当年不剪砧。每处理组合30株,重复3次。嫁接后20 d开始调查接芽萌发率,每10 d调查1次,直至秋季停止,统计各处理当年萌发率及生长量。翌年春季萌动后,调查翌年接芽萌发率,并于秋季停止生长后调查生长量。
1.4 测定指标
新稍长度用钢卷尺测量,为嫁接口至新稍顶端的长度。新稍粗度用游标卡尺测定,为接芽发出新稍基部距嫁接口1 cm处的粗度。
嫁接成活率=(成活株数÷嫁接总株数)×100%
砧木可嫁接率=(实际可嫁接的砧木数量÷用于嫁接的砧木总株数)×100%
当年萌发率=(嫁接后当年接芽萌发的株数÷嫁接总株数)×100%
翌年萌发率=(嫁接后第二年接芽萌发的株数÷嫁接总株数)×100%
1.5 试验统计方法
试验数据采用DPS17.10软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同嫁接方式对嫁接成活率、生长量及生产成本的影响
不同嫁接方式对嫁接成活率和新稍生长量的影响如表1所示。由表可知,两种嫁接方式相比,带木质芽接的嫁接成活率比劈接高16.67%,但劈接的新稍高生长量和粗生长量却比带木质芽接分别高19.61 cm和0.23 cm。两种嫁接方式的嫁接成活率、新稍高生长量和粗生长量间无显著差异。
表1 不同嫁接方式间嫁接成活率及新稍生长量的差异性比较Tab.1 Comparison of grafting survival rate and growth difference of new shoots among different grafting methods
表2为不同嫁接方式对生产成本的影响。由表可知,两种嫁接方式相比,嫁接千株种苗所需种条用量不同,劈接平均嫁接千株种苗种条用量比带木质芽接多129.66条,且存在显著差异;两种嫁接方式的用工量,劈接每嫁接千株种苗比带木质芽接多用人工2.34个工,两者并存在显著差异;从可嫁接率上看,带木质芽接较劈接高22.33%,两者存在极显著差异;从一年生嫁接苗单株生产成本看,劈接较带木质芽接单株成本高0.75元,并存在显著差异。由此可见带木质芽接表现出嫁接成本低,该嫁接方法更为经济、高效。
表2 不同嫁接方式生产成本比较Tab.2 Comparison of production cost of different grafting methods
2.2 春秋两季带木质芽接对嫁接成活率和生长量的影响
表3为春秋两季带木质芽接对嫁接成活率和生长量的影响。由表可知,春秋两季带木质芽接,其嫁接成活率相近,均为90%以上,但秋季带木质芽接新稍高生长量和粗生长量比春季带木质芽接分别高36.37 cm和0.36 cm。春秋两季嫁接成活率间无显著差异,但秋季带木质芽接的高生长量和粗生长量显著高于春季带木质芽接处理。
表3 春秋两季带木质芽接成活率和生长量的差异比较Tab.3 Comparison of survival rate and growth of budding with wood in spring and autumn
2.3 不同处理组合对萌发率、生长量的影响
2.3.1 不同处理组合对接芽萌发率的影响 图1为不同处理组合对接芽当年萌发率的影响。由图可以看出,在7月23日至9月2日时间段内,嫁接时间越早,接芽萌发的越快,可在最短的时间内达到较高萌发率。其中7月23日嫁接,接芽萌发最快,嫁接20 d后的萌发率可达63.33%(A1B1C2处理)。在9月以后嫁接,除A5B1C1处理当年接芽萌发率为20%外,其他处理接芽当年基本不萌发。这可能与早期嫁接,气温高,早晚温差小,利于嫁接口愈合有关。
从接芽不同的处理方式上看,总体上露芽处理组合(含B1的处理组合)较包芽处理组合(含B2的处理组合)接芽萌发早,当年萌发率高,最高可达93.33%(A2B1C2)。而包芽的处理组合当年萌发率相对较低,最高为86.67%(A3B2C2)。
从嫁接后砧木不同处理方式上看,嫁接后适时剪除接口上方的砧木,利于接芽早期萌发,砧木当年不处理,接芽当年不萌发。这可能与砧木处理越晚,砧木本身消耗部分养分和水分,使得养分和水分不能集中供给接芽所致。在嫁接后10 d剪砧,前20 d接芽萌发率虽不及嫁接后立即剪砧的处理,但在中后期接芽萌发率却普遍较高,这可能与嫁接后短期内保留砧木,砧木上的叶片在消耗养分和水分的同时,也在制造有机物质回流树体内储藏,更利于接口愈合和后期接芽萌发、生长对养分的需求有关。
各处理随着嫁接后时间的推移,接芽萌发率逐渐提高,并嫁接后40 d基本达到最佳萌发率。比较所有处理组合可以看出,不论嫁接早晚,凡是包芽不剪砧的处理组合,接芽当年不萌发,当年萌发率为0。而以7月中下旬至8月中旬进行嫁接,采用露芽方式,并在嫁接后10 d剪除接口上方的砧木,接芽当年萌发率最高,均可达到80%以上。
图1 不同处理组合的接芽当年萌发率Fig.1 Germination rate of grafted buds in different treatment combinations
2.3.2 不同处理组合对新梢当年生长量的影响 图2、
图3为不同处理组合对新梢当年生长量的影响。由图可以看出,不论嫁接早晚,凡是包含不剪砧的处理组合,接芽当年不萌发,新梢无生长量。同样的处理组合随嫁接时间的推后,接芽萌发的新梢当年生长量逐渐减小。嫁接时间越早,接芽萌发新梢当年生长量越大;嫁接时间越晚,接芽萌发新梢生长量越小或甚至不萌发。试验以7月中下旬至8月上旬嫁接的处理组合,当年新梢高生长量基本均大于10 cm,最高的当年新梢高生长量可达16.07 cm(A2B1C2);9月初嫁接的处理组合(A5B1C1)当年高和粗生长量最小,仅为0.97 cm和0.11 cm。在7月中下旬至8月上旬,嫁接后10 d剪砧处理组合接芽萌发新梢生长量大于嫁接后立即剪砧的处理组合;而随着嫁接时间的推后,嫁接后立即剪砧的处理组合接芽萌发新梢生长量大于接后10 d剪砧的处理组合。这可能与随着嫁接试验的推后,气温越低,芽体萌发时间越长,加之砧木消耗树体本身部分养分和水分,导致芽体萌发晚,后期生长时间不足有关。
图2 不同处理组合新稍当年高生长量Fig.2 High growth of new shoots in different treatment combinations
图3 不同处理组合新稍当年粗生长量Fig.3 Crude growth of new shoots in different treatment combinations
2.3.3 不同处理组合对翌年接芽萌发率的影响 图4为不同处理组合对当年和翌年萌发率的影响。从图可以看出,同样的处理组合随着嫁接时间的推迟,翌年接芽萌发率逐渐降低,9月初嫁接的部分处理组合翌年萌发率为0(A5B2C2)。说明过晚嫁接,由于气温逐渐降低,昼夜温差大,不利于嫁接口愈合和萌发新稍的木质化形成,致使嫁接口愈合程度低或萌发新稍木质化程度低而导致越冬后嫁接体死亡,造成翌年萌发率降低。适时早接,气温高,昼夜温差小,利于嫁接口愈合和新稍木质化,可使接芽或新稍安全越冬,保证翌年正常萌发。
所有组合中均以嫁接后当年不剪砧的处理翌年接芽萌发率较高,表现为7月中下旬至8月中旬间嫁接,越冬保存率均达80%以上,最高可达96.67%(A1B1C3、),甚至9月初嫁接,翌年接芽萌发率仍能达到60%以上(A5B2C3、A5B1C3)。其次为嫁接10 d后剪砧的处理组合,而嫁接后立即剪砧的处理组合翌年接芽萌发率相比较低。
图4 不同处理组合当年和翌年萌发率比较Fig.4 Comparison of germination rate of different treatment combinations in the same year and the next year
综合比较当年接芽萌发率和翌年接芽萌发率可以看出,嫁接后当年不剪砧的所有10个处理组合,虽当年接芽萌发率为0,但翌年接芽萌发率却均达到60%以上;而嫁接后立即剪砧和10 d后剪砧的处理组合,均表现为翌年接芽萌发率低于当年萌发率。说明接芽当年萌发率高的,翌年接芽萌发率不一定高,而接芽当年不萌发的,不一定翌年接芽萌发率低。翌年接芽萌发率的高低取决于接口愈合程度和萌发新稍木质化程度。秋季气温逐渐降低,此时采取剪砧等促进接芽萌发的措施,虽能提高当年萌发率,但由于新稍生长期短,木质化程度低,容易导致不能安全越冬。相反,嫁接后不剪砧,砧木生长的同时,给接芽提供接芽充足养分促进接口愈合,利于芽体安全越冬,从而保证翌年较高的萌发率。
2.3.4 不同处理组合对翌年苗木生长的影响 图5、
图6为各处理对翌年新梢生长量的影响,从图可以看出,只要嫁接成活并安全越冬后,各处理翌年新稍均能正常生长,且生长量相当。其中在各个时间段嫁接,均以嫁接后不剪砧的处理,其翌年萌发后新稍生长量较大,新稍平均长度均达到80 cm以上,粗度达到0.8 cm以上,且苗木生长通直,规格好。这可能与嫁接后不剪砧,砧木上的叶片制造的营养可使嫁接口完全愈合并在入冬前储藏充足的养分,翌年春季萌动后养分充足,生长动力大有关。
图5 各处理翌年新稍高生长量Fig.5 High growth of new shoots of different treatments in the next year
图6 各处理翌年新稍粗生长量Fig.6 Crude growth of new shoots of different treatments in the next year
2.3.5 试验各因素多重比较结果 表4为各因素多重比较结果,从表可以看出,对接芽当年萌发率而言,试验各单因素A、B、C及A×B、A×C、B×C、A×B×C互作P<0.01,均存在极显著差异。对新稍当年生长量而言, A、C因素对新稍当年高生长的影响存在极显著差异,单因素B间无显著差异,A×C和A×B×C互作对新稍当年高生长的影响存在极显著差异。A、C因素及A×B、A×C、B×C、A×B×C互作对新稍当年粗生长的影响存在极显著差异。对接芽翌年萌发率而言, A、B、C各单因素及A×C、B×C 互作P<0.01,均存在极显著差异,而A×B、A×B×C互作无显著差异。对接芽翌年生长量而言,试验各单因素A、C及A×C、B×C、A×B×C互作P<0.01,均存在极显著差异,而单因素B间无显著差异,A×B互作P<0.05,存在显著差异。
表4 各因素对生长状况影响的多重比较Tab.4 Multiple comparison of the effects of various factors on growth
3 讨论与结论
本研究结果表明,黄果梨种苗嫁接繁殖过程中,采用带木质芽接,嫁接成活率比劈接高16.67%,而劈接的新稍高生长量和粗生长量比带木质芽接分别高19.61 cm和0.23 cm。这可能是带木质芽接相比劈接在砧穗间更能形成紧密平滑的结合面是使其嫁接成活率高的主要原因,而劈接相比带木质芽接其嫁接体能提供生长更多养分是使其新稍生长量较高的主要原因。邱俊儒等[11]、诸玲等[12]、曹建华等[13]、糜林等[14]的研究也表明砧穗间结合紧密度是影响嫁接成活的关键因素之一,嫁接体的营养水平是嫁接成活和前期生长的重要营养来源。劈接与带木质芽接在嫁接成活率和新稍生长量无显著差异,而带木质芽接由于对砧木粗度的要求较低,操作技术难度低,节省嫁接材料,使其可嫁接率更高,生产成本更低,表现为生产效率高,更符合生产需求。
春秋两季带木质芽接,其嫁接成活率间无显著差异,但秋季带木质芽接的高生长量和粗生长量显著高于春季带木质芽接。说明秋季带木质芽接,由于接后砧木暂时不剪除,砧木的叶片产生的营养物质回流促进接口更好愈合并储存足够的养分供翌年接芽萌发、生长;而春季进行芽接,接后随即剪除砧木,此时接芽萌发与新稍前期生长所需养分均依靠剩余砧木提供,因此造成生长动力不足,故生长量相对较小。这与何长敏等[15]提出的在诸多影响嫁接成活和生长的外在因素中,营养物质是愈伤组织形成和嫁接成活、生长的基础相一致。
秋季带木质芽接嫁接成活率和苗木生长量虽均符合生产需求,但秋季嫁接时期、接芽包裹方式、剪砧时期的不同,均会影响嫁接成活率、新稍生长量及翌年萌发和生长情况。研究表明:在只考虑秋季嫁接时期单个因素前提下,秋季带木质芽接,嫁接时间越早,接芽萌发的越快,嫁接成活率越高,新梢生长量越大;嫁接时间越晚,接芽萌发的越慢,嫁接成活率越低,新梢生长量越小。这符合张斌[16]提出的温度对愈伤组织形成的快慢和嫁接成活有很大关系的理论。这是由于秋季较早嫁接,气温相对较高,形成层活动强度较大,细胞分裂较快,嫁接易成活;秋季较晚嫁接,气温日渐降低,嫁接后接穗和砧木的形成层活动较弱,形成层细胞分裂缓慢,造成嫁接成活率低。张艾荣[17]对不同嫁接时期对黄连木成活率的影响研究也的得到了同样的研究结果。在只考虑接芽包裹方式单个因素前提下,带木质芽接时露芽处理比包芽处理接芽萌发早,当年萌发率高。这可能与包芽在一定程度上给接芽萌发造成一定阻力,不利于接芽无阻力的顺利萌发所致。在只考虑剪砧时期单个因素前提下,嫁接后适时剪除接口上方的砧木,利于接芽早期萌发。在嫁接后10 d剪砧或翌年春季萌动前剪砧,接芽萌发率高,新稍生长量大。这可能与嫁接后保留砧木,砧木上的叶片在消耗养分和水分的同时,也在制造有机物质回流树体内储藏,更利于接口愈合和后期接芽萌发、生长对养分的需求有关。
综上可知,在青海高原地区,以秋季7月中下旬至8月中旬间,采用露芽带木质芽接方式,且嫁接后不剪砧,待翌年萌动前在接芽上方1 cm处剪砧的方法,嫁接成活率和可嫁接率高,新稍生长量大,苗木生产成本低,表现为更加经济高效。