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插皮接改良技术在油茶高接换种中的应用

2023-01-12李建安杨昕悦彭仁荣李树战谭晓风

经济林研究 2022年4期
关键词:低产分枝砧木

张 婷,李建安,杨昕悦,张 荣,彭仁荣,李树战,谭晓风,李 泽

(中南林业科技大学 a. 经济林培育与保护教育部重点实验室;b. 油茶研究院;c. 湖南省南方丘陵山地生态经济林产业工程技术研究中心;d. 湖南省“一带一路”热带干旱经济林国际联合研究中心,湖南 长沙 410004)

油茶Camellia oleifera为山茶科Theaceae山茶属Camellia常绿灌木或小乔木,是我国特有的木本油料树种,迄今已有2 300多年的栽培及利用历史,与油橄榄、油棕、椰子并称为世界四大木本油料树种[1-4]。我国是世界上油茶种植面积最大的国家。油茶通常生长在低山和丘陵地区,有极高的经济价值、生态效益和社会效益[5-6]。利用油茶籽榨取的茶油的不饱和脂肪酸质量分数达90%以上,联合国粮农组织(FAO)已将其作为重点推广的健康型高级食用植物油,茶油还可以深加工为高级天然护肤品,附加值极高[7-9]。

截至2020年,全国油茶种植面积达453万hm2,年产茶油65万t,平均单位面积产量仅143.4 kg/hm2,与《全国油茶产业发展规划(2009—2020年)》中提出的“通过抚育改造的油茶林年亩产茶油达25公斤,更新、嫁接和新造油茶林年亩产茶油达40公斤以上,全国茶油产量达到250万吨”的预期目标存在较大差距[10]。因此,必须对油茶低产林实施改造,增加其单位面积产量。油茶低产林改造的主要方法有品种改造、抚育改造、更新改造和生态化改造等[11-12],其中品种改造的主要措施是高接换种,高接换种见效快,能够大幅度提高油茶低产林的产量[13]。利用油茶主推品种开展高接换种,普遍能做到2年恢复树势,3年挂果,5年即达到丰产的效果[14]。目前,撕皮接是油茶高接换种中应用较为广泛的嫁接方式,但撕皮接具有第1年的生长量小,前期树势恢复慢的特点,还需要进一步改进技术方法[15]。

目前,关于油茶高接换种的研究报道较多。贾代顺等[16]研究了切接、撕皮嵌接、拉皮接和枝腹接4种嫁接方法对高原山区油茶高接换种成活率、新梢生长量及新梢发枝量的影响,结果表明切接法是最适宜高原山区油茶高接换种的嫁接方法,其成活率为87.43%,嫁接当年12月底的新梢生长量为46.30 cm。张健等[15]研究了撕皮接、插皮接、改良拉皮接对油茶高接换冠的成活率及生长量的影响,结果表明撕皮接的成活率最高,为93.87%,但由于撕皮接为先嫁接后截干,枝条养分供应不足,嫁接1年后其枝条生长量仅为62 cm。徐家洪等[17]初步研究了插皮接技术在海南油茶低产林高接换冠中的应用,采用树叶进行遮阴,换冠后第3年的平均成活枝比率为79%,平均结果枝比率达29%,但与搭建遮阳网的遮阴方式相比,若遇高温或大风等天气,树叶的遮阴效果较差。虽然这些方法为我国油茶低产林改造提供了重要的技术支撑,但目前油茶高接换种仍存在嫁接后第1年生长缓慢,前2年除萌工作量大、成本高,嫁接后易枯桩等关键生产问题。针对以上生产问题,本试验中采用插皮接、撕皮接2种嫁接方法进行了油茶低产林高接换种,并对嫁接后接穗的成活和生长情况进行比较,旨在为油茶低产林品种改造及品种配置提供一种经济、简便、可操作性强、效果较佳的高接换种技术。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于湖南省华怡农业开发有限公司所属油茶基地(111°39′23.680″E,27°18′46.756″N),海拔270 m,坡度小于15°,坡向为东南坡。土壤为红壤,厚度100 cm左右,土层深厚。属中亚热带大陆性季风湿润气候,四季分明,热量丰富,光照充足,雨量充沛,无霜期长,年平均气温16.7 ℃,无霜期276 d,年降水量1 309.7 mm,年日照1 387.4 h。当地的地形、气候条件适宜油茶生长。

1.2 试验材料

在生长势旺盛的油茶林中,选用10年生本地实生低产油茶树体为砧木。接穗为中南林业科技大学选育的油茶良种‘华鑫’当年生半木质化新梢,发育充实、腋芽饱满、生长健壮且无病虫害。

1.3 嫁接方法

采用插皮接和撕皮接2种嫁接方法对低产油茶树体进行高接换种,实施常规水肥管理、病虫害防治及除萌工作。

1.3.1 插皮接

分别于2020、2021年的5月下旬—6月下旬进行插皮接。在嫁接前1个月对试验林地进行清理,筛选出结果少的不良树体挂牌标记。

1)穗条采集与保存。有当地采摘和外地调运2种接穗。于早晨或傍晚采集‘华鑫’半木质化新梢为接穗,现采现用,不做任何预处理。在外地采集的接穗,采好后捆扎并挂上标签,装在加冰袋的纸箱或泡沫箱中,防止高温下叶片失水,运到基地后放于阴凉通风处(地窖)或将穗条根部埋在树阴下存放,将叶片适当喷水保湿,可连续保存3~5 d。

2)断砧。嫁接前对提前挂牌标记的树体进行整形定干,每棵油茶树选留2~5根分枝角度较大、干直且光滑、无病虫害的主枝(直径2~5 cm)作为高接换种砧木。将砧木主枝于离地面40~80 cm处锯断,断砧时注意防止砧木皮层撕裂(图1A)。保留1根较高的主干用于支撑遮阳网,除留作营养枝的少许枝条外,将其他枝条和树体附近地面杂灌草全部清除,剪枝时尽量不留桩。

3)削砧与削穗。用电锯将砧木锯口断面削得光滑平整,要求中间高、外缘略低、有斜度,以防锯口断面积水(图1A)。用枝剪将接穗剪成5~6 cm小段,每段至少有1个腋芽,叶片剪掉1/2。削穗时左手握住枝条,右手用单面刀片在芽的另一侧下方1 cm处削长斜面,长2~3 cm,以切面稍见木质部为宜,基部可见髓心,保持切面平滑;在芽侧下方切短斜面,长度在1 cm以内;于芽的上方断下接穗(图1B)。现削现用,以便保湿。

4)切砧与插穗。根据接穗直径和长度,用单面刀片在砧木断面的木质部边缘选光滑处向下直切一刀,长2~3 cm,深达木质部,然后将皮向左边挑起、拉开。再将接穗长切面对准砧木嵌入拉皮槽内,并使一侧的形成层对齐,接穗切面稍高出砧木断面,以利于砧穗的愈合生长(图1C)。然后将砧木上被挑起的皮覆盖在接穗的短切面上。每棵树接2~4根主枝,每根枝接2~3个芽(按砧木直径确定接穗数量),每个处理接100个接穗,3次重复。

5)绑扎和套袋。用宽1.5 cm左右的PVC黑色胶带,自下而上、沿逆时针方向绑扎接穗,绑扎时将膜条拉紧,防止接穗移动(图1D)。将砧木绑扎完成后,随即套上白色透明塑料罩袋(罩袋大小根据砧木直径和接穗数量而定,其平铺一般为长15 cm、宽8 cm),并用塑料绳将罩袋口打活结绑扎好,松紧度适宜,以便截干后树干汁液流出,以防发霉(图1E)。塑料罩袋主要起保温保湿的作用,在绑扎罩袋时或绑扎完成后调整塑料袋形状,以免影响接穗生长(图1F)。

6)搭建遮阳网。嫁接后,用削好的细竹竿和保留的油茶树主干撑起加厚黑色遮阳网,遮阳网面积约为1.5 m2,高度为离嫁接芽15 cm以上(图1G)。确保搭建的遮阳网牢固,防止被风刮倒。

7)接后管理。待穗芽长到2 cm以上且充满塑料袋时(约为嫁接后第40天),在阴天或者晴天的傍晚逐渐去除塑料袋,让萌发的腋芽逐渐适应。同时,剪掉除嫁接外的所有枝条及萌芽条,防止与嫁接芽竞争水肥。后期注意蚜虫、小叶绿蝉、金龟子等害虫危害嫩梢,去除塑料袋后1周内喷药1次,之后若发现有病虫害,及时喷药。9月,待嫁接芽长度达10 cm以上时,在阴天或者晴天的傍晚去除遮阳网。当年冬季或次年春天,待新梢生长健壮后,解除绑带,并开展常规施肥等抚育管理。

1.3.2 撕皮接

于2020年5月下旬—6月下旬进行撕皮接。在嫁接前1个月对试验林地进行清理,筛选出结果少的不良树体挂牌标记。撕皮接步骤:在待嫁接部位,平行纵切2刀,深达木质部,长约3 cm,宽度视接穗直径而定,一般为0.3~0.5 cm,再横切1刀,挑开树皮,使切口呈“H”形。取带有1芽1叶的接穗,长约2.5 cm,在叶柄对面带木质部削成长条形平口,平口两侧用刀片削去皮线,将接穗嵌入砧木切口内,严密包扎,只留叶柄和腋芽。然后用1块透明薄膜包封整个嫁接部位,内留3~5 cm空间,形成保湿罩。每个处理接100个接穗,3次重复。

1.4 生长指标测量和统计

分别于嫁接当年的7、8、10月及次年的4、6、7月进行调查。用卷尺测量枝条长度、冠幅,用游标卡尺测量枝条的直径,采用计数法统计分枝数量。计算嫁接成活率,嫁接成活指标为嫁接口愈合良好,叶片生长正常,芽眼开始膨大,成活率为嫁接芽成活数量占嫁接芽总数量的比例。

1.5 数据分析

使用Excel 2019和SPSS 23.0软件进行数据处理和差异显著性分析。

图1 油茶插皮接步骤Fig. 1 Bark grafting steps of C. oleifera

2 结果与分析

2.1 2种嫁接方法对油茶接穗生长的影响

2种嫁接方法处理下油茶接穗生长情况见表1。由表1可知,嫁接当年7月,插皮接的枝条长度和分枝数量分别比撕皮接高58.93%、90.00%,差异显著(P<0.05);嫁接当年8月,插皮接的枝条长度和分枝数量分别比撕皮接高169.86%、200.00%,差异极显著(P<0.01);嫁接当年10月,插皮接的枝条长度、嫁接枝条基部直径和分枝数量分别比撕皮接高208.85%、57.69%和258.33%,差异极显著(P<0.01);嫁接次年4月,插皮接的枝条长度、嫁接枝条基部直径和分枝数量分别比撕皮接高195.77%、55.07%和72.97%,差异极显著(P<0.01);油茶嫁接次年6月,插皮接的枝条长度、嫁接枝条基部直径和分枝数量分别比撕皮接高135.62%、62.72%和175.60%,差异极显著(P<0.01);嫁接次年7月,插皮接的枝条长度、嫁接枝条基部直径和分枝数量分别比撕皮接高188.85%、114.07%和115.99%,差异极显著(P<0.01)。结果表明在嫁接后前2 a,插皮接的油茶树体比撕皮接的树体生长更旺盛,高接换种的改良效果更显著。

采用插皮接法对油茶进行高接换种,嫁接后第45天左右进行去袋,砧穗之间的隔离层形成,隔离层形成后可密封伤口使其不被病菌感染,并且能阻止有机物大量外渗,减少嫁接面水分蒸发。嫁接当年8月,砧木与接穗的接合面发生明显隆起,砧穗紧密结合,愈伤组织形成(图2A、A1)。当年10月,大量新叶生长,愈伤组织不断分裂、体积扩增,砧穗间的空隙逐渐缩小(图2B、B1)。嫁接后次年4月,树体开始抽梢(图2C、C1)。嫁接后次年6—7月,树体生长旺盛,枝条明显增粗,嫁接伤口愈合情况较好(图2D、E、D1、E1)。其中,1砧嫁接3穗的愈伤组织形成快,愈合好。

表1 2种嫁接方法处理下油茶接穗的生长情况†Table 1 The growth of C. oleifera used bark grafting and inlaying grafting

图2 采用插皮接法油茶生长和愈合情况Fig. 2 Growth status of C. oleifera by bark grafting

2.2 2种嫁接方法对油茶成活率及冠幅的影响

次年12月,采用插皮接法嫁接的油茶嫁接成活率为94.50%,采用撕皮接法嫁接的成活率为93.87%[15],比前者低0.63个百分点;采用插皮接法嫁接的油茶树体平均冠幅(东西×南北)为0.81 m×0.62 m,采用撕皮接法嫁接的树体平均冠幅仅为0.34 m×0.29 m。采用插皮接高接换种第2年,部分油茶树体可实现开花结果,比撕皮接提前1 a获得收益,且树干嫁接口愈伤组织生长较快,不易出现枯桩现象,而撕皮接树体萌芽条生长旺盛,后期除萌工作量大。采用撕皮接法油茶接穗的生长过程如图3A—E所示。综合比较2种嫁接方法,插皮接法明显优于撕皮接法。

3 结论与讨论

分别采用插皮接和撕皮接2种嫁接方法进行油茶高接换种,插皮接与撕皮接的嫁接成活率无显著差异,嫁接成活率均可达90%以上。嫁接当年8月,插皮接的枝条长度和分枝数量分别比撕皮接增加了169.86%、200.00%;嫁接当年10月,插皮接的枝条长度、嫁接枝条基部直径和分枝数量分别比撕皮接高出208.85%、57.69%和258.33%;嫁接次年7月,插皮接的枝条长度、枝条基部直径和分枝数量分别比撕皮接高188.85%、114.07%和115.99%。由此可见,油茶插皮接改良技术能在保持较高成活率的基础上,第1年具有生长快的优势,且不易留桩,嫁接及后期管护成本低,适宜用于油茶低产林品种改造。

图3 采用撕皮接法油茶生长情况Fig. 3 Growth status of C. oleifera by inlaying grafting

油茶在我国的种植面积较广,低产低效是油茶产业长期以来面临的难题。从20世纪80年代开始,我国已对低产油茶进行改造,并提出去劣换优、换树改地等改造措施[18]。品种更新是油茶低产林改造的关键技术。目前,常见的高接换种技术有撕皮接、拉皮接等[15]。不同嫁接方法的成活率不同,嫁接成活率是选择嫁接方法的依据。影响油茶高接换种成活的因素是多方面的,包括嫁接方法、嫁接时间、嫁接后的天气、遮阴材料等,还取决于接穗和砧木形成层的结合程度、接穗内营养物质的含量等[15]。

本研究中发现1砧嫁接3穗的愈伤组织形成更快,愈合更好。说明嫁接伤口的愈合状况可能与砧木上接穗的数量有关。王法伟[19]的研究结果表明,接穗数量与伤口愈合速度为正比关系,接穗数量多,制造和回流的有机营养多,促进了营养物质的输导,截面伤口愈合快。柯镔峰[20]在研究中也发现,在进行油茶高接换冠时,嫁接2个或以上接穗比嫁接1个接穗的成活率明显提高,与本研究结果相符。

本研究结果表明,油茶嫁接次年4月,插皮接的枝条长度、嫁接枝条基部直径和分枝数量分别比撕皮接增加了195.77%、55.07%和72.97%,且差异极显著(P<0.01)。这可能与截干和嫁接顺序有关,插皮接为先截干后嫁接,而撕皮接为先嫁接后截干,采用插皮接时截干后顶端营养供应充分,因此枝条生长量显著高于撕皮接。而且在撕皮接后生长前期,由于顶端优势,油茶新梢生长速度快,会出现“头重脚轻”的现象,遇风则基部易折断,宜用竹条等绑在砧桩上保护成活的嫩枝。

柯镔峰等[21]的研究结果表明,在一定范围内,接穗数量越多,枯桩现象越少,且枯桩程度越低,当仅1个接穗时,枯桩现象增多,枯桩程度加重。本研究中发现,撕皮接后砧木上枯桩较多,在插皮接中极少发现此现象,可能是由于插皮接是1砧2~3穗,而撕皮接是1砧1穗,更易导致枯桩发生。此外,插皮接时将接穗嫁接在木桩的顶端,伤口愈合后便无枯桩,而撕皮接时是在木桩侧面进行嫁接,嫁接成活后在嫁接口以上截干,容易出现枯桩。

与撕皮接相比,采用插皮接进行油茶高接换种,解决了嫁接当年生长慢,截干伤口愈合程度差,部分树干截干后易枯桩,除萌工作量大,枝条第2年易被风吹断等生产中的关键问题,该方法具有操作简单、成本低、嫁接成活率高、前期生长快、愈合程度高的优势。该方法已在湖南省新邵县展开大面积实施,在油茶低产林改造方面具有较好的效果。但本试验中未开展嫁接时间、砧木直径、嫁接高度、遮阴方式等因素对油茶高接换种效果影响的研究。为给油茶低产林改造提供技术参考,还应基于插皮接技术,继续探究多因素对油茶高接换种的影响,优化该嫁接技术。

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