宋放,覃偉,匡蓓,孫航,陳啟行,蔣迎春,劉繼紅,吳黎明
1.湖北省農(nóng)業(yè)科學院果樹茶葉研究所,武漢 430064;2.湖北省長陽土家族自治縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,長陽 443500;3.華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院,武漢430070
柑橘是世界和我國南方第一大類水果[1],其果實含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和功能性成分,如類黃酮、Vc、類胡蘿卜素、有機酸及類檸檬苦素等[2-3],深受廣大人民的喜愛。我國是柑橘生產(chǎn)大國,柑橘栽培面積和產(chǎn)量均位居世界第一。倫晚臍橙(Citrus sinensisOsbeck ?ane ?ate navel orange)是典型的晚熟臍橙,果實成熟于翌年3 月份,可晚采至5 月上旬,花果同樹,需要越冬栽培。倫晚臍橙果實品質(zhì)優(yōu)良、汁多化渣、經(jīng)濟價值高,同時兼有晚熟特性,可填補夏季柑橘鮮果市場的空缺,對柑橘周年供應具有重要價值[4-5]。我國三峽庫區(qū)(秭歸、興山、奉節(jié)、巫山)和清江低山河谷區(qū)域氣候溫和、冬暖夏涼,屬亞熱帶季風性濕潤氣候,全年306 d 以上為無霜期,為倫晚臍橙種植提供了優(yōu)越的自然條件[6]。
柑橘在栽培生產(chǎn)中主要通過嫁接的方式繁殖,砧木能夠提高柑橘的生長發(fā)育、果實產(chǎn)量、果實品質(zhì)和對生物及非生物脅迫的耐受性[7-8]。由于樹體矮化、果實品質(zhì)優(yōu)良、抗寒、抗衰退病和抗根結(jié)線蟲等原因,枳長期以來一直是我國最常用的砧木品種[9-10]。然而,枳砧也存在不耐貧瘠、抗旱性差等問題[11-12]。同時,晚熟臍橙主要種植于長江及清江流域沿岸1.5 km 內(nèi)的小氣候環(huán)境區(qū)域內(nèi),土壤條件較為瘠薄,導致枳砧倫晚臍橙面臨樹勢弱和產(chǎn)量低等問題。
靠接在柑橘生產(chǎn)上有增強樹勢、挽救病樹、提早結(jié)果和延長結(jié)果期等作用[13]。本試驗以不同砧木靠接組合的倫晚臍橙為材料,研究不同砧木靠接組合的倫晚臍橙營養(yǎng)吸收、生長發(fā)育和果實品質(zhì)情況,篩選適合倫晚臍橙的最佳砧木組合,以期為我國晚熟柑橘優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供科學依據(jù)。
選取湖北省長陽土家族自治縣漁峽口鎮(zhèn)西坪村倫晚臍橙果園,東經(jīng)110°33',北緯30°26',海拔高度322 m。接穗均為倫晚臍橙,設置5種砧木靠接組合:(1)枳+紅橘:以枳為基砧,靠接紅橘砧木;(2)枳+香橙:以枳為基砧,靠接香橙砧木;(3)香橙:以香橙為基砧,靠接香橙砧木;(4)紅橘:以紅橘為基砧,靠接紅橘砧木;(5)枳砧:以枳為基砧,靠接枳砧木。每個砧木靠接組合3 棵樹,作為3 個生物學重復,進行同等條件水肥和枝梢管理,分別于2020年4月14日、2021 年3 月22 日和2022 年4 月7 日統(tǒng)計試驗植株的長勢,并采集葉片和果實樣品,用于營養(yǎng)元素含量和果實品質(zhì)檢測。
株高測量根頸部到頂部之間的距離,以皮尺測量,3 次重復,取平均值;冠幅以相互垂直東西-南北方向樹冠直徑(寬度)的平均值表示,3次重復。
采集當年春梢的第3~4 片葉用于營養(yǎng)元素含量檢測。葉片經(jīng)殺青和烘干后使用研磨儀研磨成粉末,使用電感耦合等離子光譜儀(ICP)測定P、K、Ca、Mg、B、Fe、Na、Zn 等元素的含量,并使用靛酚藍比色法測定N的含量。
1)果實縱橫徑、果皮厚和單果質(zhì)量測定??v橫徑及果皮厚用游標卡尺測量,橫徑取果實中部最粗部位,每個果實重復3 次;果皮厚在測量時,疊加10片測總厚度,精確讀數(shù),求平均值;單果質(zhì)量用千分之一天平稱量,稱取10個果實的質(zhì)量,求平均值。
2)可溶性固形物。在果實的不同方位取3~5瓣,剝?nèi)ス?,將果肉研磨成果汁,用手持糖酸儀測定,重復3次。
3)可滴定酸。用酸堿中和滴定法測定。平行試驗3次,求平均值。
4)Vc 含量。用2,6-二氯靛酚滴定法測定,平行試驗3次,求平均值。
5)枯水率統(tǒng)計方法。分別取10 個果實,沿赤道平面橫切,以中軸為中心觀察,果肉汁胞顏色異常、膨大變硬或者萎縮干癟,中軸明顯凹陷均為發(fā)生枯水。果實枯水率=枯水果實數(shù)/總果實數(shù)×100%。按?;娣e大小將果實枯水分為4 級。0 級:沒有枯水;1 級:汁胞枯水范圍≤1/3 瓣長;2 級:1/3 瓣長<汁胞枯水范圍≤1/2 瓣長;3 級:汁胞枯水范圍>1/2瓣長。汁胞枯水指數(shù)=∑(汁胞枯水級數(shù)×該級果瓣數(shù))/總果瓣數(shù)。
如表1 所示,2020 年和2021 年倫晚臍橙葉片的營養(yǎng)元素含量存在一定的波動,總體上,2020 年葉片營養(yǎng)元素含量較高,而2021 年葉片普遍存在氮、磷、鉀、鈣、鎂等缺乏的問題,但不同砧木組合之間的營養(yǎng)吸收效率也存在差異。枳+香橙砧和香橙砧對鐵、銅和鋅吸收優(yōu)于其他的砧木組合,紅橘砧和枳+紅橘砧對鈣和鎂的吸收效率最高,枳砧對硼吸收效率最高。其中,香橙砧對鐵、錳、銅、鋅的吸收效率均優(yōu)于枳砧,而紅橘砧對鈣和鎂的吸收效率均優(yōu)于枳砧。另外,枳+紅橘砧和枳+香橙砧對磷的吸收效率最高。說明靠接不同的砧木能夠有效改善柑橘植株對部分營養(yǎng)的吸收。
表1 不同砧木組合的倫晚臍橙葉片營養(yǎng)元素含量Table 1 The element contents in leaves of Lane Late navel orange with different rootstock combinations
進一步調(diào)查不同砧木靠接組合的倫晚臍橙樹體生長發(fā)育情況(表2),株高、冠幅和秋梢長度表現(xiàn)為紅橘砧>枳+紅橘砧>枳+香橙砧>香橙砧>枳砧。2020 年、2021 年和2022 年紅橘砧的倫晚臍橙樹冠冠幅分別為3.32、3.40 和3.88 m,株高分別為3.05、3.18 和3.25 m,而枳砧的冠幅分別為2.12、2.32 和2.33 m,株高分別為2.03、2.23 和2.19 m。同時,秋梢長度在不同年份的變化較小,香橙砧和紅橘砧的倫晚臍橙秋梢長度最長,其次為枳砧,枳+香橙砧和枳+紅橘砧秋梢長度最短。
表2 不同砧木組合的倫晚臍橙樹體生長發(fā)育情況Table 2 The growth and development of Lane Late navel orange trees with different rootstock combinations
如表3所示,倫晚臍橙的果實品質(zhì)在不同砧木靠接組合之間存在顯著性差異。在外在品質(zhì)方面,相比于枳砧、紅橘砧、枳+紅橘砧和枳+香橙砧,香橙砧的倫晚臍橙果實最大(縱橫徑和單果質(zhì)量3 a 均為最高),且其果皮厚度也最厚(2020 年第2,2021 年和2022年均為最厚),表現(xiàn)出粗皮大果的特點。
在內(nèi)在品質(zhì)方面,倫晚臍橙果實可溶性固形物含量在不同年份中波動較小,枳+紅橘砧的倫晚臍橙果實在2020 年、2021 年和2022 年的可溶性固形物含量和固酸比均為最高水平,其次為枳+香橙砧和枳砧,而香橙砧和紅橘砧可溶性固形物含量和固酸比最低。另外,倫晚臍橙果實可滴定酸含量和Vc 含量在不同年份波動較大,總體上,紅橘砧和枳+香橙砧的可滴定酸含量和Vc 含量最高,其次為香橙砧,枳砧和枳+紅橘砧的可滴定酸含量和Vc 含量均顯著低于香橙砧、枳+香橙砧和紅橘砧。
綜上,不同砧木靠接組合對倫晚臍橙果實品質(zhì)存在顯著性影響。按果實品質(zhì)綜合評價從高到低,依次為枳+紅橘砧>枳砧>枳+香橙砧>紅橘砧>香橙砧。
2021 年冬季三峽庫區(qū)出現(xiàn)較為嚴重的低溫凍害,導致倫晚臍橙大面積發(fā)生枯水病害。對不同砧木靠接組合的倫晚臍橙果實進行檢測,發(fā)現(xiàn)香橙砧木的倫晚臍橙果實枯水最為嚴重,枯水率達到80%以上,枯水指數(shù)達到1.5。其次為枳砧(53%,0.77)和紅橘砧(37%,0.63)。枳+紅橘砧(23%,0.17)和枳+香橙砧(13%,0.07)枯水最輕(圖1)。說明以枳為基砧,靠接紅橘和香橙砧木能顯著降低倫晚臍橙果實的枯水率和枯水指數(shù)。
本研究以清江流域倫晚臍橙為試驗材料,分析了不同砧木靠接組合對倫晚臍橙營養(yǎng)吸收、生長發(fā)育和果實品質(zhì)等方面的影響。在田間試驗中,香橙砧的倫晚臍橙對鐵、錳、銅和鋅的吸收較強,而紅橘砧對鈣和鎂的吸收較強,與前人在倫晚臍橙盆栽試驗和紅橘水培試驗的結(jié)果一致[14-15]。枳砧靠接香橙砧顯著提高了倫晚臍橙對鐵、銅和鋅吸收效率,而靠接紅橘則增強了對鈣和鎂的吸收效率。Wang 等[16]研究發(fā)現(xiàn),靠接香橙能夠提高枳砧紐荷爾臍橙對硼的吸收,李若男等[17]也發(fā)現(xiàn)靠接枳能夠提高香橙砧木對鋅的吸收,說明在生產(chǎn)上可以通過靠接相應的砧木來改善柑橘樹體對部分營養(yǎng)元素的吸收效率。另外,本研究中2021 年度葉片的營養(yǎng)元素含量相對于2020 年度存在整體下降的趨勢,推測是因為試驗株系在2021年1月份經(jīng)歷了1次低溫凍害,雖然樹體無明顯凍傷,但樹勢相對較弱,相應地降低了營養(yǎng)吸收量。
營養(yǎng)生長和樹勢方面,株高、冠幅和秋梢長度表現(xiàn)為紅橘砧>枳+紅橘砧>枳+香橙砧>香橙砧>枳砧,與前人報道的枳砧華農(nóng)本地早和國慶1號溫州蜜柑比在枳橙砧、香橙砧、枳柚砧和紅橘砧上弱的結(jié)果一致[12]。同時,香橙砧和紅橘砧倫晚臍橙的果實品質(zhì)均低于枳,枳砧倫晚臍橙的果實可溶性固形物含量和固酸比較高[9],說明枳作為我國柑橘產(chǎn)區(qū)最常用的砧木,其樹體矮化和品質(zhì)高的優(yōu)勢在當前提倡的優(yōu)質(zhì)輕簡高效栽培技術(shù)模式推廣中具有重要意義。枳+香橙砧和枳+紅橘砧的倫晚臍橙果實的酸度要高于枳砧,但其可溶性固形物含量高于香橙砧、紅橘砧和枳砧。該結(jié)果與前人在茂谷柑靠接香橙、酸橘砧木[18]和蘋果靠接M9 砧木上的結(jié)果相一致[19],說明靠接砧木能夠顯著提高倫晚臍橙的果實品質(zhì)。
倫晚臍橙生長周期長,需要越冬栽培。前期研究結(jié)果表明,冬季低溫凍害會導致倫晚臍橙果實枯水,主要表現(xiàn)為果汁減少、糖酸物質(zhì)喪失和營養(yǎng)物質(zhì)流失[6]。本試驗中,2021年1月份經(jīng)歷了-8~-5 ℃的極端低溫天氣,導致倫晚臍橙大范圍的枯水問題。前人研究發(fā)現(xiàn),柑橘砧木品種能夠影響接穗‘金諾橘(Kinnow)’的枯水率,且枯水率從高到低依次為:Sohsarkar >Karna Khatta >Troyer citrange[20]。本研究也發(fā)現(xiàn)不同砧木的倫晚臍橙果實枯水情況存在顯著差異,枳砧靠接紅橘和香橙的倫晚臍橙果實枯水率和枯水指數(shù)均顯著低于其他砧木組合,推測可能是由于靠接不同品種的砧木改善了倫晚臍橙植株的營養(yǎng)吸收,從而提高了倫晚臍橙果實對低溫脅迫的抗性。
綜上所述,枳砧靠接紅橘砧和香橙砧能夠促進倫晚臍橙樹體對鐵、錳、銅、鋅、鈣和鎂等營養(yǎng)元素的吸收,增強倫晚臍橙的樹勢,進而提高果實的品質(zhì)和耐枯水性。在三峽庫區(qū)和清江流域倫晚臍橙種植區(qū)域,可以在枳砧倫晚臍橙旁30 cm 位置種植1 棵紅橘或香橙砧木,并于當年秋季靠接于枳砧上,從而增強植株的樹勢,同時也有助于提高果實品質(zhì)和對低溫枯水的抗性,適宜在倫晚臍橙種植區(qū)域推廣應用。