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(江蘇省農(nóng)業(yè)科學院 a.果樹研究所;b.江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室,江蘇 南京 210014)
我國桃栽培面積和果實產(chǎn)量均居世界首位[1],但桃苗繁育技術(shù)總體落后[2],苗木質(zhì)量參差不齊,至今尚無標準化、規(guī)模化的桃苗繁育單位?,F(xiàn)行與桃苗木相關(guān)的國家與農(nóng)業(yè)行業(yè)標準僅有《桃苗木(GB 19175—2010)》[3],有關(guān)桃苗木繁育技術(shù)的國家或行業(yè)標準至今未發(fā)布。我國桃苗木標準體系有待完善[4],傳統(tǒng)桃苗繁育技術(shù)有待突破。
桃苗繁殖方法包括組培、扦插和嫁接等[2]。通過組培和扦插繁殖砧木雖有效解決了實生砧木后代分離的問題,但桃屬于無性繁殖難生根樹種[5],在組培和扦插過程中均存在生根率低的問題[6-9]。因此,實生砧木嫁接育苗仍是我國目前主要的桃苗繁育方法[2]。該技術(shù)操作簡單,已較為成熟[10],但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)仍存在多方面缺陷,制約了我國桃苗繁育的規(guī)?;?、標準化發(fā)展。以長三角地區(qū)為例,實生砧木嫁接中普遍采用芽接的方式[10],由于芽接時間對苗木成活率及質(zhì)量影響較大[11],該地區(qū)普遍在5—6月進行芽接,時間較為集中,且專業(yè)工人相對稀缺,常造成嫁接時期用工緊張。另外,高溫季節(jié)戶外嫁接勞動強度大、環(huán)境差,導致許多技術(shù)工人紛紛轉(zhuǎn)行,加速了專業(yè)嫁接工人的流失。第二,桃樹重茬會導致嚴重的樹勢衰弱、品質(zhì)下降等問題[12-13],須頻繁更換育苗地塊。長三角地區(qū)育苗企業(yè)的苗圃多數(shù)為短期租用土地,普遍缺少對基礎(chǔ)設(shè)施長期投入的動力,使得育苗企業(yè)難以做大做強。第三,傳統(tǒng)實生砧木嫁接育苗一般在秋冬季播種,第2年冬季起苗出圃,費工費時。由于較難保證播種地塊土壤屬性、肥力等的統(tǒng)一,桃苗整齊度普遍不高[14]。第四,南方地區(qū)常規(guī)假植的裸根桃苗一般在春季氣溫回升后萌動,使用已萌芽的桃苗建園定植成活率會降低,這致使該地區(qū)清明節(jié)之后順利建園的目標較難實現(xiàn)。
針對以上問題,筆者通過使砧木種子提前破眠、砧木室內(nèi)營養(yǎng)缽培養(yǎng)、利用復花芽和葉芽嫁接等開展了冬季營養(yǎng)缽桃苗生產(chǎn)技術(shù)研究,旨在探索冬季芽接并在當年獲得桃苗木、隨時出售定植、不受季節(jié)限制的技術(shù),實現(xiàn)冬季室內(nèi)嫁接繁育桃苗的目標,為桃工廠化育苗提拱了新的思路和參考。
接穗和毛桃種子均采自江蘇省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所桃試驗園。砧木種子為當年采收的新鮮毛桃種子,接穗為冬季1—2月采集的樹冠外圍和中部枝條。接穗品種為目前南方桃產(chǎn)區(qū)栽培面積較大的3 個類型桃品種,分別為‘霞暉6 號’(普通桃,薔薇型花),‘紫金紅3 號’(油桃,薔薇型花)和‘銀河’(蟠桃,鈴型花)。
2017—2019年,在江蘇省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所桃試驗園內(nèi)進行試驗。2017—2018年,主要進行砧木種子的破眠和嫁接技術(shù)體系的初步構(gòu)建;2018—2019年,進行嫁接技術(shù)的優(yōu)化。
1.2.1 種子篩選和預處理
每年8月選取當年采收的無病蟲危害的毛桃種子進行篩選和預處理。將種子用20%的食鹽水浸泡,剔除漂浮于溶液表面的種子;種子除去種殼(內(nèi)果皮)后,帶種皮用清水浸泡,再次剔除漂浮于水面的干癟種子;將種子用清水浸泡24 h充分吸水,之后將種子用75%的酒精浸泡2 min,使用無菌水清洗3 次。
無菌培養(yǎng)皿底部放置濕潤無菌濾紙保濕,將篩選后的毛桃種子放置于培養(yǎng)皿中,之后用保鮮膜將培養(yǎng)皿封口,置于4 ℃冷庫中。定期觀察培養(yǎng)皿內(nèi)濾紙的濕潤程度,缺水時補充無菌水。
1.2.2 播種和砧木培養(yǎng)
從冷藏第2 周開始,每隔2 周(最后1 次間隔1 周)隨機取出30 粒種子,播種于內(nèi)徑和深度均為18 cm 的PE 營養(yǎng)缽中,播種深度2 ~3 cm,營養(yǎng)缽基質(zhì)為純泥炭土,共播種5 次。將播種后的營養(yǎng)缽置于玻璃溫室,設(shè)置溫度22 ~25 ℃,統(tǒng)計發(fā)芽率。
待砧木高度達15 cm 后,使用0.5 g/L 尿素進行葉面噴施,每周1 次。苗高超過40 cm 后摘心,促進砧木增粗,同時除去砧木基部15 cm 以下的分枝。
1.2.3 接穗采集和嫁接
從園中生長健壯且無病蟲害的母株上,選取樹冠外圍和中部生長正常、芽體飽滿的枝條。分別 在2019年1月24日 和2019年2月24日 進 行嫁接。每品種每次嫁接60 盆,其中以復花芽和葉芽為接穗各30 盆(表1)。選取接穗中部復花芽(一葉一花、一葉二花、二葉一花)或者葉芽帶木質(zhì)削取芽片,在砧木基部約15 cm 處嫁接。將嫁接口包嚴、扎緊,綁扎時將芽露出。嫁接后將接口以上10 cm 砧木剪除,30 d 后統(tǒng)計成活率。
表1 桃冬季芽接試驗設(shè)計Table 1 The experimental design of peach grafting in winter
1.2.4 嫁接后管理和出圃
以葉芽為接穗的嫁接處理中,待接穗萌發(fā)展葉后進行二次剪砧。以復花芽為接穗的嫁接處理中,隨機選取15 盆在接穗開花展葉后進行二次剪砧,另外15 盆在統(tǒng)計坐果情況后剪砧,未坐果桃苗直接將接口以上砧木剪除,已坐果桃苗不進行二次剪砧。待接穗長度約為15 cm 時,抹除砧木萌蘗。使用復合肥在營養(yǎng)缽內(nèi)追肥,同時每月噴施0.5 g/L 尿素2 次。待接穗長度達50 cm 以上后,帶營養(yǎng)缽出圃定植,30 d 后觀察定植桃苗的長勢并統(tǒng)計成活率。
種子發(fā)芽率為正常發(fā)芽種子數(shù)量占供試種子總數(shù)量的百分比,嫁接成活率為成活植株數(shù)量占總嫁接植株數(shù)量的百分比,移栽成活率為成活植株數(shù)量占移栽植株總數(shù)量的百分比。
使用Microsoft Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)處理并繪制圖表;使用SPSS 20.0 軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析及最小顯著差異性檢驗(Duncan’s 新復極差法)。
不同冷藏時長處理下毛桃種子的萌發(fā)率如圖1所示。由圖1可見,隨冷藏時長增加,毛桃種子的發(fā)芽率呈上升趨勢,低溫冷藏2 ~4 周時發(fā)芽率增長緩慢,冷藏6 周時種子發(fā)芽率顯著升高至53.33%(P<0.05),至冷藏7 周時發(fā)芽率達93.33%(P<0.05),之后發(fā)芽率升高不顯著。結(jié)果表明,新鮮毛桃種子破殼后在4 ℃條件下冷藏7 周基本可達到播種要求。
圖1 不同冷藏時長處理下毛桃種子的萌發(fā)率Fig.1 The germination rate of rootstock seeds in different cold storage duration treatments
對播種前冷藏種子的表皮進行觀察,不同冷藏時長處理下毛桃種皮的變化如圖2所示。由圖2可見,冷藏前期(冷藏2 周)毛桃種子的種皮完整,未出現(xiàn)異常,隨著冷藏時長的增加,至冷藏后期(冷藏7 周)大量種子種皮的尖端和前端開裂,種子萌發(fā)率明顯提高。
圖2 不同冷藏時長處理下毛桃種皮的變化Fig.2 The change of peach seed coat in different cold storage duration treatments
桃芽接各處理的成活率如圖3所示。由圖3可見,以‘霞暉6 號’‘紫金紅3 號’‘銀河’的復花芽和葉芽作為接穗,各處理嫁接成活率的差異均不顯著(P>0.05);在使用相同類型芽片嫁接的情況下,嫁接成活率未因嫁接日期的不同出現(xiàn)顯著差異(P>0.05);‘霞暉6 號’‘紫金紅3 號’‘銀河’3 個品種不同處理的成活率分 別 為93.33% ~96.67%、90.00% ~96.67% 和90.00%~93.33%。
圖3 桃芽接各處理的成活率Fig.3 The survival rate of each treatment after peach grafted
將3 個桃品種在不同時期復花芽和葉芽嫁接的總成活率進行比較,結(jié)果如圖4所示。由圖4可見,3 個品種的嫁接總成活率在同一嫁接時期無顯著差異(P>0.05),且相同品種在不同日期嫁接的總成活率也無顯著差異(P>0.05)。所有處理的總成活率為90.00%~96.67%,說明所選取的3 個品種均可以采用該技術(shù)進行嫁接繁育。
圖4 不同日期嫁接后各桃品種芽接的總成活率Fig.4 The total survival rates of three cultivars at different grafting date
通過對3 個品種復花芽接穗的萌芽和生長情況進行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)不同品種復花芽接穗的葉芽萌發(fā)和展葉時間及花芽膨大和開花時間存在差異,各物候的具體時間見表2,2019年1月24日接穗各物候期的狀態(tài)如圖5所示。
表2 不同日期復花芽嫁接后接穗生長的物候期Table 2 The phenological period of scions at different grafting date
圖5 2019年1月24日嫁接后復花芽各物候期的狀態(tài)Fig.5 The phenological state of compound buds grafted on 24th Jan 2019
其中,首次嫁接后‘紫金紅3 號’的葉芽萌發(fā)和展葉時間均早于其他2 個品種。2019年1月24日嫁接后,3 個品種的花芽均可正常膨大和開花,‘霞暉6 號’復花芽萌發(fā)和開花時間最遲。2019年2月24日嫁接后,3 個品種的葉芽萌發(fā)和展葉時間較第1 次嫁接更集中,但僅‘霞暉6 號’能完成花芽的正常膨大和開花,‘紫金紅3 號’僅極少量的復花芽能夠開花,且花器官體積較小、發(fā)育不正常,‘銀河’不能完成花芽的膨大和開花。結(jié)果表明,冬季以復花芽為接穗進行嫁接時不同桃品種接穗的萌芽和生長情況存在差異,生產(chǎn)中應根據(jù)品種的特性篩選最佳的嫁接時期。
以復花芽為接穗進行嫁接,芽片成活后葉芽與花芽的膨大、萌發(fā)基本同期,接穗開花時間略早于展葉時間。2019年1月24日嫁接后,雖然3 個品種的接穗均可正常開花,但僅‘霞暉6 號’可實現(xiàn)坐果,坐果率為13.33%,‘紫金紅3 號’和‘銀河’在接穗展葉后花器官自然脫落。2019年2月24日嫁接后,同樣僅‘霞暉6 號’可實現(xiàn)坐果(圖6),坐果率為6.67%。出圃前分別對以復花芽和葉芽為接穗進行嫁接的未結(jié)果桃苗的高度進行統(tǒng)計,結(jié)果顯示在使用不同類型芽片嫁接后,3 個品種桃苗的高度無顯著差異(P>0.05)。各處理中營養(yǎng)缽苗定植30 d 后成活率的統(tǒng)計結(jié)果表明,定植成活率均大于95%,且無顯著差異(P>0.05)。
圖6 ‘霞暉6 號’嫁接后結(jié)果情況Fig.6 Fruit setting of ‘Xiahui 6’ after grafting
本研究中以提前破眠培養(yǎng)的毛桃苗為砧木,以休眠狀態(tài)枝條為接穗,初步建立了桃苗冬季營養(yǎng)缽嫁接繁育技術(shù)。在砧木粗度適宜的情況下,1月下旬—2月下旬,在南京地區(qū)均可進行嫁接操作。品種和芽片類型對嫁接成活率的影響不顯著,基本均能滿足生產(chǎn)要求。
嫁接是一項基于植物再生能力的技術(shù)[15],其效果受砧穗間親和力、嫁接技術(shù)水平、砧木和接穗質(zhì)量影響,嫁接后愈合期的溫度、濕度和光照等條件也是影響嫁接成活的重要因素[16]。桃為落葉小喬木,露地條件下冬季落葉進入休眠,因此普遍認為桃苗嫁接宜在春、夏、秋季進行[10,15,17]。隨著設(shè)施園藝技術(shù)的發(fā)展,我國在溫室建造和環(huán)境控制方面均取得了較大進步[18],目前完全有條件在設(shè)施內(nèi)開展桃苗冬季繁育工作。王加彬等[19]使用通過扦插培育的砧木,以提前采集保存的封蠟枝條為接穗,在大棚內(nèi)進行冬季嫁接繁育桃苗試驗,操作難度大,繁育成本高。本試驗中使用毛桃種子培育砧木,以現(xiàn)取的冬季休眠期枝條為接穗,操作相對簡單。
在我國,野生毛桃是桃苗生產(chǎn)中被廣泛使用的砧木,利用方式一般為直接采集播種。由于多數(shù)苗木生產(chǎn)單位無專門的砧木采種圃,生產(chǎn)中使用的砧木種子較混雜,出苗整齊度普遍較差[4],因此在使用前有必要對毛桃種子進行篩選。本試驗中,經(jīng)過食鹽水浸泡和去種殼浸泡等操作可有效篩除不合格種子,提高了種子總體發(fā)芽率。另外,選用粗度適宜且?guī)в腥~片的砧木是冬季嫁接成功的重要條件之一,冷藏破眠可促進種子提前發(fā)芽并在溫室內(nèi)生長成為合格的砧木。張義[20]的研究結(jié)果表明,低溫層積所需時長因桃品種不同而存在差異,但隨著層積時長的增加萌發(fā)率會提高。在本試驗中,新鮮毛桃種子破殼后經(jīng)低溫處理7周基本可以滿足播種要求。在實際操作中,還應根據(jù)種子種類、采收時間等因素,通過定期播種篩選最佳冷藏時間。
為了既保持接穗品種的優(yōu)良性狀,又充分利用砧木的優(yōu)良特性,將目標植物的芽或枝等器官接到相應的砧木上,使二者愈合成活,形成新的植物體,這是嫁接的主要目的和內(nèi)容[21]。桃苗生產(chǎn)中利用的接穗一般為帶芽的枝條或者芽片,由于只有葉芽能夠發(fā)育成為新梢,接穗中的芽主要指葉芽,鮮見冬季利用桃復花芽嫁接繁育桃苗的報道。方偉超等[22]在對411 份桃品種資源的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),62.53%的品種花葉芽比率超過90%,其中408 份品種的單花芽和復花芽比率的分級指標為極低和低的分別占19.36%和46.32%。這說明在桃樹休眠期,枝條中存在大量的復花芽可以被利用。如果品種與嫁接時間等條件適宜,可以實現(xiàn)當年嫁接、當年開花、當年結(jié)果。本試驗的主要目的是利用復花芽中的葉芽完成新梢生長和發(fā)育,最終育成優(yōu)質(zhì)桃苗。
與傳統(tǒng)育苗方法相比,冬季室內(nèi)嫁接可避開高溫季節(jié),降低勞動強度,同時在冬季農(nóng)閑時期進行操作可有效避免用工緊張的問題[23]。冬季嫁接可結(jié)合冬季修剪進行,充分利用剪下的枝條,變廢為寶。本試驗中繁育的營養(yǎng)缽苗免除了冬季起苗工作,避免了對桃苗根系的損傷,提高了定植成活率。另外,常規(guī)桃苗通常為處于休眠狀態(tài)的裸根苗,本試驗中繁育的桃苗為帶有葉片和完整根系并處于生長狀態(tài)的桃苗,不存在從休眠至萌發(fā)的過渡,不受定植時間的限制。這解決了南方產(chǎn)區(qū)清明節(jié)后利用常規(guī)桃苗定植建園較難成功以及南苗北植成活率低的問題,大大延長了供苗時期。但是在容器苗培育過程中,容器規(guī)格直接影響苗木根系的發(fā)育,從而影響整株苗木的生長和質(zhì)量[24]。本試驗中使用的容器為統(tǒng)一規(guī)格,為了節(jié)省育苗成本,提高經(jīng)濟效益,下一步將繼續(xù)篩選可以培育優(yōu)質(zhì)且成活率更高的苗木的裝杯容器和基質(zhì)類型。