閆林 董云萍 黃麗芳 孫燕

摘 ?要 ?為探明種間嫁接生產(chǎn)應(yīng)用可行性，以解決連作咖啡園再植植株長勢弱、死亡率高的問題，布置了以未嫁接的中粒種咖啡熱研3號實生后代為對照，查理種16號為砧木、中粒種咖啡熱研3號實生后代為接穗的種間嫁接大田試驗。經(jīng)過5 a的田間性狀觀測，結(jié)果表明：1年生種間嫁接植株株高、莖粗、冠幅、最長一級分枝長度大于未嫁接植株，但差異未達顯著，種間嫁接植株一級分枝對數(shù)、最長一級分枝節(jié)數(shù)顯著大于未嫁接植株;2015年單節(jié)果實數(shù)未嫁接植株顯著高于嫁接植株，其余年份（2014年、2016年）差異不顯著;干鮮比、百粒重、單株鮮果產(chǎn)量兩者間差異不顯著。雖然嫁接植株2015年單節(jié)果實數(shù)顯著低于未嫁接植株，但種間嫁接促進了中粒種咖啡的生長，增加了單株結(jié)果節(jié)數(shù)，因而嫁接植株單株鮮果產(chǎn)量未顯著減少。綜上，嫁接不影響中粒種單株鮮果產(chǎn)量和果實的品質(zhì)性狀，該組合的種間嫁接在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用是可行的。

關(guān)鍵詞 ?咖啡;種間嫁接;農(nóng)藝性狀;品質(zhì)性狀

中圖分類號 ?S571.2 ?????文獻標識碼 ?A

Abstract ?In order to apply the interspecific grafting technique in coffee production， five years of field experiments were carried out to study the main?agronomic?characters and quality?characters?between C. canephora cv. Reyan No.3 （No Grafted） and C. canephora scion grafted on C. liberica var. Dewevrei No.16 rootstock （Grafted）. The results showed that the plant height， stem diameter， crown width and longest primary branches length were higher in 1-year-old grafted trees， but the difference was not significant. The number of primary branches and the number of the longest primary branches node of the grafted were significantly bigger than that of not grafted. The fruit number per node was significantly higher in the not grafted in 2015， but there was no significant difference in 2014 and 2016. The dry-fresh ratio， weight of 100 beans， single plant fruits weight were not significantly different between the not grafted and the grafted. As the number?of?fruit?nodes?per?grafted plant?increased， the yield of grafted plants not significantly decreased. In summary， there were no effects on the yield and quality?characters of grafted plants， the interspecific grafting could be applied in coffee production.

Keywords ?Coffea canephora Pierre ex Froehner; interspecific grafting; agronomic?characters; quality?characters

DOI ?10.3969/j.issn.1000-2561.2019.07.001

咖啡（Coffea canephora Pierre ex Froehner）引入海南種植已有100多年歷史，一般來說，咖啡的經(jīng)濟壽命為30 a左右，海南從20世紀50年代開始規(guī)?；耘嗫Х?，保留至今的老齡咖啡園大部分植株已衰弱，需要更新重植。然而再植的中粒種咖啡植株常常發(fā)生不明原因黃化、死亡現(xiàn)象，多次補種效果均不佳，同期同一地塊種植的大粒種植株卻很少死亡。目前海南咖啡生產(chǎn)上采用種間嫁接方法，克服咖啡連作，促進植株生長取得了明顯的效果。

嫁接對作物生長、品質(zhì)和產(chǎn)量的影響在農(nóng)作物如黃瓜[1]、苦瓜[2]、番茄[3]和經(jīng)濟作物梨[4]、蘋果[5]等已有報道。在咖啡上，為了提高小粒種咖啡的抗旱、抗線蟲以及養(yǎng)分利用率，開展了以小粒種為接穗，中粒種或大粒種為砧木的種間嫁接對小粒種咖啡植株生理、生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響研究[6-15]，Novaes等[10]研究結(jié)果表明嫁接提高了巴西南部小粒種咖啡凈光合速率，Bittenbender等[15]以小粒種為接穗，利比里亞咖啡作為砧木，嫁接植株不但產(chǎn)量高，而且其咖啡豆品質(zhì)好。但大部分學者研究認為由于小粒種為4倍體，中粒種和大粒種為2倍體，兩者遺傳差異大，結(jié)果嫁接的植株比不嫁接的植株生長量低[8-9， 11-14]，產(chǎn)量減少10%～48%，但嫁接不影響結(jié)實率、果實的飽滿度[12]。以中粒種為接穗，大粒種為砧木的種間嫁接研究較少，國內(nèi)僅見孫燕等[16-17]、董云萍等[18]，國外Prawoto等[19]作了種間嫁接中粒種咖啡生長、產(chǎn)量、品質(zhì)影響的報道。為探明種間嫁接是否改變商業(yè)中粒種咖啡的生長、開花結(jié)果、產(chǎn)量、品質(zhì)特性，本研究開展以查理種（C. liberica var. Dewevrei）為砧木，嫁接商業(yè)中粒種咖啡，對咖啡生長、單節(jié)果實數(shù)、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀及干鮮比、百粒重等品質(zhì)性狀影響研究，為生產(chǎn)推廣種間嫁接技術(shù)，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

從中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院香料飲料研究所試驗基地分別采集中粒種咖啡熱研3號（C. canephora Pierre ex Froehner cv. Reyan No. 3）和查理種16號（C. liberica var. Dewevrei No. 16）單株鮮果，經(jīng)脫皮、脫膠、清洗制成咖啡種子并繁育實生苗，苗齡5～6月剪取中粒種頂端1～2節(jié)做為接穗，采用切接法嫁接在查理種砧木上，中粒種未嫁接苗和種間嫁接苗在苗圃進行正常管理，培養(yǎng)到苗齡10個月。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗地概況 ?試驗在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院香料飲料研究所瓊海大路基地（東經(jīng)：110°2729，北緯：19°2644）進行，屬于熱帶季風海洋性氣候，年均溫為23.4?℃，年降雨量為1500～2000 mm。土壤為磚紅壤，有機質(zhì)為35.9 g/kg，速效氮為188.6 mg/kg，速效磷為10.9 mg/kg，速效鉀為172.1 mg/kg，pH 5.26。

1.2.2 ?試驗設(shè)計 ?2012年3月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院香料飲料研究所瓊海大路基地布置對比試驗，設(shè)2個處理，處理1中粒種未嫁接植株（NG），處理2種間嫁接植株（G）。每個處理11個小區(qū)，每小區(qū)10株，共22個小區(qū)，220株。按咖啡生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程正常管理，幼齡期定植后2?a內(nèi)，每2個月施一次有機肥漚制的水肥，結(jié)果期定植后3～5?a，每年施肥3次，分別在5月每株施有機肥5 kg+過磷酸鈣100 g+尿素100 g、7月每株施尿素100 g+硫酸鉀80 g、10月施肥量與7月相同。

1.2.3 ?觀測方法 ?（1）植株生長量測定：2013年3月，每處理隨機選取4個小區(qū)，每小區(qū)選取長勢一致的植株5株掛牌觀測。分別測量株高：用鋼卷尺測量從地面到植株頂端的垂直距離。莖粗：用游標卡尺測量植株離地10 cm處的直徑。冠幅：用鋼卷尺分別測量植株東西向及南北向的最大寬度，取平均值。一級分枝對數(shù)：點數(shù)每株單條主干上的一級分枝對數(shù)。最長一級分枝長度：選取最長的一條一級分枝，分別測量該分枝從基部到末端的距離。最長一級分枝粗度：測量距分枝基部10 cm處直徑。最長一級分枝節(jié)數(shù)：點數(shù)分枝節(jié)數(shù)。（2）單節(jié)果實數(shù)觀測：分別在2014年、2015年、2016年的10—11月，咖啡果實成熟前，采摘掛牌植株上每一結(jié)果節(jié)上的果實，記錄單節(jié)果實粒數(shù)，并統(tǒng)計每株的總結(jié)果節(jié)數(shù)和果實總粒數(shù);稱量單株未成熟果實質(zhì)量。（3）果實干鮮比、百粒重、單株鮮果產(chǎn)量測定：分別在2015年、2016年、2017年果實盛熟期，按小區(qū)采摘成熟鮮果，每小區(qū)采集1000 g，4次重復(fù)。樣品帶回實驗室，從每個小區(qū)成熟鮮果樣品中稱取500 g，記錄鮮果粒數(shù)。把每個小區(qū)采收的所有鮮果樣品分別進行手工脫皮，酶法脫膠，帶殼豆置烘箱35?℃烘72 h，稱量帶殼豆質(zhì)量，用小型脫殼機脫去種皮，制成咖啡米，并稱量咖啡米質(zhì)量。從每個咖啡米樣品中隨機數(shù)取100粒，稱量其質(zhì)量。按下列公式計算果實干鮮比和單株鮮果產(chǎn)量：

干鮮比=（咖啡米質(zhì)量÷1000 g鮮果）×100%

單株鮮果產(chǎn)量（g）=（500 g鮮果質(zhì)量÷500 g鮮果粒數(shù)）×單株果實總粒數(shù)

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?咖啡種間嫁接與未嫁接植株生長量比較

從表1可見，種間嫁接植株一年生株高、莖粗、冠幅、一級分枝對數(shù)、最長一級分枝長度、節(jié)數(shù)都大于中粒種未嫁接植株，其中一級分枝對數(shù)、最長一級分枝節(jié)數(shù)差異達顯著。一級分枝是中粒種咖啡的主要結(jié)果枝，一級分枝對數(shù)和節(jié)數(shù)增加有利于增加單株總結(jié)果節(jié)數(shù)?？梢姡藿哟龠M了中粒種咖啡的生長，增加了單株結(jié)果節(jié)數(shù)。

2.2 ?咖啡種間嫁接與未嫁接植株單節(jié)果實數(shù)比較

連續(xù)3年測定了種間嫁接和未嫁接植株單節(jié)果實數(shù)，2015年單節(jié)果實數(shù)未嫁接植株顯著高于嫁接植株，其余年份差異不顯著（表2）。未嫁接植株單節(jié)果實數(shù)年份間差異不顯著，嫁接植株2015年單節(jié)果實數(shù)顯著少于2014年（圖1）。

2.3 ?咖啡種間嫁接與未嫁接植株干鮮比、百粒重比較

由表3可見，未嫁接植株干鮮比、百粒重和嫁接植株相比，差異不顯著，嫁接植株百粒重比未嫁

2.4 ?咖啡種間嫁接與未嫁接植株單株鮮果粒數(shù)與青熟果質(zhì)量間的回歸分析

由試驗觀測的單株果實數(shù)與單株青熟果質(zhì)量的擬合方程見圖3，經(jīng)方差分析，P<0.01，說明兩者間線性擬合程度較高。種間嫁接植株和未嫁接植株R2值分別為0.8608（圖3A）、0.9347（圖3B），表明用實測單株果實數(shù)預(yù)測單株青熟果質(zhì)量的準確率可達86.08%以上。

2.5 ?咖啡種間嫁接與未嫁接植株單株鮮果產(chǎn)量比較

3年單株鮮果產(chǎn)量統(tǒng)計見表4，未嫁接植株為4799.10～7765.96 g/株，嫁接植株為4153.68～ 6331.68 g/株，嫁接后單株鮮果產(chǎn)量有所降低，但差異未達顯著。嫁接植株和未嫁接植株的單株鮮果產(chǎn)量均以結(jié)果第3年（2017年）最高，且年份間產(chǎn)量差異不顯著（圖4）。

3 ?討論

近幾年，生產(chǎn)上存在老齡中粒種咖啡園更新再植的中粒種咖啡植株常常發(fā)生不明原因黃化、死亡現(xiàn)象，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，咖啡根系分泌物引起的自毒作用是造成咖啡連作障礙的主要原因[20]，孫燕等[17]研究表明在根系分泌物處理下，以大粒種1號為砧木，中粒種27號為接穗的種間嫁接苗能通過提高自身保護酶活性等方式，使植株生長所受抑制減少。利用種間嫁接克服咖啡連作障礙有一定理論依據(jù)，進一步研究種間嫁接對咖啡產(chǎn)量、品質(zhì)性狀的影響，對指導咖啡生產(chǎn)具有較高的實用價值。

Paula N， Joao P S， Carlos H B. Grafting for improving net photosynthesis of Coffea arabica in field in southeast of ?Brazil[J]. Exploratory Agriculture， 2011， 47 （1）： 53-68.

Wezer L M， Rubens J G， Pedro B M， et al. Desenvolvimento vegetativo de plantas de café arábica enxertadas sobre café robusta e submetidas à reposi??o hídrica[J]. Pesquisa Agropecuaria Brasileira， 2011， 46（12）： 1618-1624.

Beno?t B， Hervé E. Growth， production， and bean quality of Coffea arabica as affected by interspecific grafting： consequences for rootstock breeding[J]. Hortscience， 2001， 36（2）： 269-273.

Anil K， Ramamurthy N， Muralidhara H.R， et al. Interspecific grafting and its influence on yield， bean， quality， caffeine content and nutrients uptake of arabica scion of cultivars[J]. Planter' Chronicle， 2005（3）： 10-20.

董云萍， 黃麗芳， 閆 ?林， 等. 種間和種內(nèi)嫁接對5個中粒種咖啡品種生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學， 2015， 35（4）： 15-20.

Bittenbender H C， Schmitt D P， Serracin M， et al. Fukunaga， a coffee rootstock resistant to the kona coffee root-knot nematode[J]. New Plants for Hawaii Oct， 2001（6）： 1-2.

孫 ?燕， 楊建峰， 董云萍， 等. 咖啡種間嫁接對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究[J]. 熱帶作物學報， 2009， 30（11）： 1558-1561.

孫 ?燕， 楊建峰， 董云萍， 等. 咖啡根系分泌物對嫁接后植株生長及葉片保護酶活性的影響[J]. 生態(tài)學雜志， 2017， 36（5）： 1310-1314.

董云萍， 孫 ?燕， 林興軍， 等. 咖啡種間嫁接苗生長特性研究[J]. 熱帶作物學報， 2013， 34（8）： 1421-1425.

Aloysius A P， Fitria Y. Effect of rootstocks on growth， yield and bean quality of Coffea canephora clones[J]. Journal of Agricultural Science and Technology， 2013（3）： 429-438.

曾銘文. 咖啡根系分泌物鑒定及其對咖啡幼苗化感作用研究[D]. 武漢： 華中農(nóng)業(yè)大學， 2015.

中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院， 華南熱帶農(nóng)業(yè)大學. 中國熱帶作物栽培學[M]. 北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社， 1998： 436-492.

Clifford M.N， Willson K.C.. Coffee： botany， biochemistry and production of beans and beverange[M]. Sydney： Croom Helm Australia Pty Ltd， 2001： 108-134.

吳坤南， 龍宇宙. 咖啡園產(chǎn)量預(yù)測模式研究[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學， 1993， 13（3）： 45-47.