施 明，劉 靜，仝 倩，任天賜，徐美隆

(1.種苗生物工程國家重點實驗室，銀川 750004；2.寧夏大學生命科學學院，銀川 750021；3.寧夏大學葡萄酒學院，銀川 750021)

世界上葡萄栽培的國家在100多年前由于受到根瘤蚜的危害幾乎都采用了抗根瘤蚜的砧木進行嫁接栽培，又存在葡萄生長的不利生態(tài)因素如高寒、干旱、鹽堿、高濕等，葡萄砧木的研究和嫁接技術迅速發(fā)展[1-4]。據調查統(tǒng)計，歐洲國家如法國、德國等葡萄嫁接栽培已超過了葡萄總面積的95%[5]。

查閱資料發(fā)現(xiàn)我國有關葡萄砧穗互作機理的研究起步較晚，有關葡萄砧木品種抗旱性的研究報道較多[6-9]，但關于葡萄砧木對接穗的生長勢、結果狀況、產量以及抗逆性等方面還缺乏系統(tǒng)的研究。已有的研究表明：葡萄砧木對接穗的生長和結果特性等都有明顯的影響，可有效提高接穗的抗病性和抗逆性，緩解葡萄生產中的病蟲害與逆境傷害問題，并且受到品種特性、地域條件、氣候環(huán)境等多方面因素的影響[10-12]，因此，開展砧穗互作機理研究很有針對性。本試驗選擇3個砧木，嫁接馬瑟蘭與馬瑟蘭自嫁接苗形成4個嫁接組合，研究4個嫁接組合在干旱脅迫下的光合及生長情況，為西北干旱半干旱區(qū)葡萄嫁接栽培提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為3個砧木3309A、5BB、1103P，馬瑟蘭自嫁接苗為對照。3個砧木及馬瑟蘭的枝條于2月底電熱溫床催根營養(yǎng)袋扦插，5月底進行了綠枝嫁接，培養(yǎng)成嫁接苗。

1.2 試驗方法

本試驗采用盆栽法，于6月底將上述營養(yǎng)袋嫁接苗移栽至盆高300 mm，盆口徑280 mm，盆底徑220 mm的花盆中，盆中裝15 kg營養(yǎng)土(黃土∶草炭∶珍珠巖=2∶1∶0.5，再加入總體積8%的有機肥)，每盆一株，移栽后澆透水，之后正常管理。經培養(yǎng)60 d后，從8月下旬開始，在抗旱棚內進行干旱脅迫。試驗設置處理組5株，對照組5株，重復3次，隨機區(qū)組排列，采用隨時間推移的自然水分脅迫，對照組正常澆水。于第0、7、14、21、28 d測定光合及相應的生長、生理指標用于統(tǒng)計分析。

1.3 測定指標

(1)株高和徑粗調查：脅迫前和脅迫后測定各處理株高和徑粗，株高用卷尺測量，徑粗利用游標卡尺測量嫁接口上下8 cm處主干粗度。

(2)光合作用參數(shù)測定：選取各處理健康枝條第6片功能葉，采用GFS-3000光合儀測定，于晴天上午9-10點測定光合參數(shù)，包括葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)，每個處理測定9株。

(3)葉綠素和質膜透性測定：葉綠素含量采用乙醇浸提比色法測定；質膜透性采用電導率法測定。

(4)旱害指數(shù)的測定：以干旱處理條件下植株葉片形態(tài)變化為基礎，于干旱脅迫處理后調查植株的旱害癥狀，確定旱害級別。劃分為5級：1級：植株葉片正常；2級：植株1/5以下葉片有輕度的失綠癥狀；3級：植株1/3以下葉片發(fā)黃；4級：植株1/2以下葉片發(fā)黃：5級：植株4/5以上葉片發(fā)黃。

旱害指數(shù)=∑(旱害級數(shù)×相應旱害級植株)/

(總株數(shù)×旱害最高極值)×100

(1)

1.4 數(shù)據分析

采用Excel 2007和SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據處理和方差分析。圖表中數(shù)據為“平均數(shù)±標準差”。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對不同嫁接組合葉片質膜透性的影響

植物細胞膜的透性在干旱脅迫條件下變化越大，細胞受傷害就越重，對應的葡萄品種的抗旱性就越弱[13]。由圖1可知，各嫁接組合處理在干旱脅迫前的電導率差異不大，都在15%左右；不同嫁接組合處理葉片相對電導率隨著干旱脅迫程度的加深都呈上升的趨勢，但上升的幅度不同。M/M處理的相對電導率在干旱脅迫處理14 d時最高，而M/1103P相對電導率在此時最低，并且隨著脅迫時間的延長其電導率上升幅度最小。從細胞膜透性看，不同砧木品種嫁接馬瑟蘭的抗旱性表現(xiàn)為M/1103P>M/3309A>M/5BB>M/M。

圖1 干旱脅迫對不同嫁接組合葉片相對電導率的影響

2.2 干旱脅迫對不同嫁接組合葉綠素含量的影響

葉綠素是反映植物光合能力強弱的一個重要指標，同時也是參與光合作用過程中的主要物質[13]。不同砧木嫁接苗葉片的葉綠素含量隨著干旱脅迫程度的加深均呈現(xiàn)下降的趨勢。葉綠素含量在干旱脅迫初期下降幅度小，后期下降幅度大，說明葉綠素的分解隨著干旱脅迫的進行加快。

由圖2可知，不同嫁接組合處理葉綠素含量在干旱脅迫處理前差異不顯著。M/M處理葉綠素在干旱脅迫7 d時出現(xiàn)了明顯的下降，而且不同嫁接組合處理間差別幅度很大，其中M/1003P嫁接苗下降的幅度最小。隨著干旱脅迫程度的加深，各處理葉片葉綠素含量繼續(xù)呈現(xiàn)下降的趨勢；干旱脅迫第28 d時，M/M嫁接苗葉片葉綠素含量最低，M/1003P嫁接苗葉片葉綠素含量最高。

圖2 干旱脅迫對不同嫁接組合葉綠素含量的影響

2.3 干旱脅迫對不同嫁接組合光合特性的影響

由圖3可知，不同嫁接組合葉片凈光合速率(Pn)隨著干旱脅迫程度的加深先升高后降低。各處理的凈光合速率在干旱脅迫處理的第7 d時均達到最高；M/1003P和M/3309A嫁接組合在干旱初期Pn上升的幅度較大，說明其抗旱性較強；反之，抗旱性弱的嫁接組合上升的幅度就小，如M/M和M/5BB。到干旱脅迫第21 d時，各嫁接組合的凈光合速率已降至最低。

圖3 干旱脅迫對不同嫁接組合葉片凈光合速率Pn的影響

由圖4可知，不同嫁接組合葉片蒸騰速率Tr隨著干旱脅迫時間的推移整體呈現(xiàn)下降趨勢。馬瑟蘭自嫁接處理在干旱脅迫前的蒸騰速率較小，但隨著干旱脅迫程度的加深，蒸騰速率下降的幅度是最大的，到第14 d時下降速度變緩且幅度變小。M/1003P和M/3309A的蒸騰速率在干旱脅迫過程中下降速度和幅度一直較緩慢。

圖4 干旱脅迫對不同嫁接組合葉片蒸騰速率Tr的影響

由圖5可知，隨著干旱脅迫程度的增加，馬瑟蘭葡萄不同嫁接組合處理葉片氣孔導度先升高后降低。干旱脅迫前葉片氣孔導度較高的處理是M/1003P和M/3309A；到干旱脅迫第7 d時，M/1003P、M/3309A及M/M嫁接組合處理葉片氣孔導度都呈緩慢上升趨勢，但M/5BB處理的氣孔導度呈緩慢下降趨勢。從干旱脅迫第7 d到第14 d這一周內，各處理葉片氣孔導度下降的幅度較大、速度較快；到干旱脅迫第21 d時，各處理葉片氣孔導度下降至最低值。

圖5 干旱脅迫對不同嫁接組合葉片氣孔導度Gs的影響

由圖6可知，不同嫁接組合葉片胞間CO2濃度都是隨著干旱脅迫程度的增加Ci先降低后升高。葉片的Ci在干旱脅迫初期隨著干旱脅迫的推移逐漸降低，但降低的幅度不一樣，M/3309A降低幅度最??；到第14 d時，由于干旱脅迫氣孔關閉，導致Ci降至最低；在之后的14 d，隨著干旱進一步加重，葉片中葉綠體同化CO2的能力下降，導致Ci開始上升。

圖6 干旱脅迫對不同嫁接組合葉片胞間CO2濃度Ci的影響

2.4 干旱脅迫對不同嫁接組合旱害指數(shù)的影響

植株旱害指數(shù)能夠反映植株的抗旱性差異。由圖7可知，干旱脅迫處理28 d后，馬瑟蘭不同嫁接組合處理中，M/1103P處理嫁接苗旱害指數(shù)最低，與M/3309A無顯著性差異，與M/5BB和M/M有顯著性差異，而對照各處理無顯著性差異，說明M/1103P和M/3309A抗旱性較強。

圖7 干旱脅迫對不同嫁接旱害指數(shù)的影響

2.5 干旱脅迫對不同嫁接組合株高和徑粗的影響

由圖8可知，馬瑟蘭不同嫁接組合干旱脅迫前后都是以M/1103P的株高最高，且與其他處理都有顯著性差異。

圖8 干旱脅迫對不同嫁接組合株高的影響

由表1可知，馬瑟蘭不同嫁接組合接穗徑粗在干旱脅迫前與對照有顯著性差異，干旱脅迫28 d后，M/5BB接穗徑粗最大，且與其他各處理有顯著性差異。馬瑟蘭不同嫁接組合干旱脅迫前和干旱脅迫28 d后都是以M/1103P處理砧木徑粗最大，與M/5BB處理無顯著性差異，但與M/3309A和M/M有顯著性差異。

表1 干旱脅迫對不同嫁接組合接穗徑粗和砧木徑粗的影響

3 結 語

光合作用是植物積累有機物質的重要生理活動，也是植物最基本的生命活動[14,15]。判斷植株生長好壞和抗逆性強弱的標準之一就是光合速率的高低[16,17]。植物光合速率高低的限制因子就是水分，水分脅迫會對果樹的營養(yǎng)生長和生殖生長造成不可逆的傷害，是因為水分脅迫是導致植物光合速率下降的重要原因[18]，因此，在干旱脅迫下仍能保持高水平的凈光合速率(Pn)對葡萄的生長和發(fā)育具有重要意義[19]。本試驗的結果顯示，4種嫁接組合隨著干旱脅迫程度的加深其凈光合速率(Pn)均呈下降的趨勢，這與陳麗[20]等人的研究結果一致，其凈光合速率(Pn)的大小表現(xiàn)為M/1103P>M/3309A>M/5BB>M/M，說明砧木嫁接能有效提高葡萄的Pn值。

植物葉片中的葉綠素濃度在一定范圍內與植物光合速率呈正相關[13]。葡萄葉片中的葉綠素總量會受到干旱脅迫導致葉綠體色素非常不穩(wěn)定[21]。本試驗結果表明，隨著干旱脅迫時間的推移和程度的加深，葡萄葉片的葉綠素含量變化趨勢同蒸騰速率(Tr)和氣孔導度(Gs)的變化趨勢一致，即持續(xù)降低，其原因一方面可能是因為干旱脅迫導致葉片中的葉綠素合成渠道受阻，另一方面可能是因為葡萄葉片中的葉綠素分解加快。3種嫁接組合及馬瑟蘭自嫁接苗的葉綠素含量的高低表現(xiàn)為：M/1103P>M/3309A>M/5BB>M/M，說明砧木嫁接能有效提高葡萄的葉綠素含量，從而提高了葡萄的凈光合速率，這與前面的研究結果相一致。

綜上所述，在重度水分脅迫下，各嫁接組合植株間的生長量、旱害指數(shù)、葉綠素、質膜損傷程度以及光和特性差異顯著；馬瑟蘭葡萄用砧木嫁接后栽培能明顯提高其抵御干旱的能力，且以不同的砧木嫁接后抗旱性較強的嫁接組合是M/1103P。