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        火龍果砧木與接穗?yún)?shù)的研究

        2021-02-25 07:21:52戴宏芬李俊成潘玉珠孫清明
        廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:砧穗火龍果成熟度

        戴宏芬,李俊成,潘玉珠,孫清明

        (廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室,廣東 廣州 510640)

        【研究意義】火龍果(Hylocereus undatus)為多年生肉質(zhì)攀緣性植物[1],我國從20世紀(jì)90年代初開始引進[2],具有適應(yīng)性強、見效快、采果期長、產(chǎn)量高等優(yōu)點,是熱區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)扶貧比較理想的熱帶亞熱帶水果之一,目前廣東省火龍果產(chǎn)業(yè)有充足的發(fā)展空間,市場潛力巨大[3]??蒲腥藛T在火龍果的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)等方面進行了多角度深入研究,科研和生產(chǎn)齊頭平進、相輔相成,取得了較大進展,如選育出多個優(yōu)良品種[4-6]、優(yōu)化了多倍體誘導(dǎo)體系[7]、建立了紅心火龍果生物量預(yù)測數(shù)學(xué)模型[8]、開展種質(zhì)資源遺傳多樣性分析[9]等。繁育火龍果苗木,按需提供試驗材料,是開展火龍果科研工作的必要前提,也與果園增收節(jié)本提高經(jīng)濟效益等密切相關(guān)。生產(chǎn)中,火龍果主要通過扦插和嫁接進行無性繁殖,在苗木數(shù)量較少或高接換種時普遍采用嫁接繁殖,嫁接可以縮短果樹生長發(fā)育時間,使果樹提前結(jié)果,也是育種工作者在短期內(nèi)擴繁目標(biāo)品種的主要手段之一。在嫁接的實際操作中,砧木的成熟度、長度、砧位,接穗的成熟度、芽眼個數(shù)以及嫁接方法等都不同程度影響嫁接成活率和出芽速度。因此,本試驗針對如何就地選取砧木,摸索適宜嫁接的因素組合和砧木接穗?yún)?shù)開展研究,旨在探索高效便捷實用嫁接技術(shù),提高嫁接效率,對火龍果生產(chǎn)和科研具有一定的現(xiàn)實意義。【前人研究進展】作為近年引入國內(nèi)的新興水果,育種家及科技工作者對火龍果嫁接繁殖[2,10-11]、芽接[1]、扦插[12-13]等技術(shù)做了大量研究,詳細闡述了相關(guān)技術(shù)的實操性,提出了很多有益的建議和注意事項。這些研究主要集中在砧穗品種選擇、嫁接方法對嫁接成活率的影響等方面,但有關(guān)嫁接因素組合、砧木和接穗?yún)?shù)選擇等內(nèi)容還未見研究報道。正交設(shè)計是一種研究多因素試驗問題的重要數(shù)學(xué)方法[14],已廣泛地應(yīng)用于農(nóng)作物的栽培育種中,在減少試驗次數(shù)和科學(xué)分析試驗數(shù)據(jù)方面具有優(yōu)越性,特別是多因素多水平時,采用常規(guī)方法很難進行系統(tǒng)研究,且工作量很大[15]。正交設(shè)計從全析因試驗點中選擇具有典型性、代表性的點,使其在試驗范圍內(nèi)分布均勻,能反映全面情況[16],試驗分析所得的最佳組合有時在實際供試組合中的表現(xiàn)不一定最好,但仍可以找出較好組合,從而較好地滿足科研需要[15]。目前正交設(shè)計在火龍果栽培技術(shù)方面的應(yīng)用報道較少?!颈狙芯壳腥朦c】在前人工作的基礎(chǔ)上,從不同長度的老熟或綠熟莖蔓上截取砧木,選取砧位、接穗芽數(shù)、接穗成熟度和嫁接方法等影響因素,根據(jù)因素、水平等實際情況采用混合正交或正交設(shè)計進行嫁接試驗和數(shù)據(jù)分析;根據(jù)接穗是否萌芽、出芽時間等對砧木長度、質(zhì)量、砧木質(zhì)量/長度比、砧木周長、接穗長度等砧穗?yún)?shù)進行多元方差分析。【擬解決的關(guān)鍵問題】找出對嫁接有顯著影響的因素,并從中篩選出不利于嫁接的水平,避免在嫁接中應(yīng)用;差異不顯著的影響因素,可以兼顧省工省料等實際情況靈活選擇;以火龍果品種紅水晶6號為砧木,初步明確適宜嫁接的砧穗?yún)?shù),完善火龍果嫁接技術(shù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        本試驗在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所火龍果種植基地進行。從紅水晶6號火龍果品種上分別選擇綠熟(8~10個月)和老熟(2年生)莖蔓做砧木,并以本所培育的優(yōu)良單株(自編1-32)為接穗,于2019年4月初進行嫁接試驗,觀察記錄嫁接成活和接穗萌芽情況,至7月初結(jié)束,8月初對所育一批優(yōu)良株系進行集中擴繁嫁接,2個月后統(tǒng)計接穗萌芽情況。

        1.2 試驗方法

        1.2.1砧木選擇及處理 為了研究砧木成熟度、砧位對嫁接的影響,選擇長勢良好、無病蟲害的莖蔓,削去頂端過細部分后,將莖蔓分為4組,即老熟長、短莖蔓以及綠熟長、短莖蔓,將長、短莖蔓分別平均切割成3根、2根砧木,砧木長度33~48 cm。砧木根據(jù)其在莖蔓的相對位置,按基部、中部、頂部分類擺放備用。將砧木基部的三棱削成斜面,使基部成楔形,并露出木質(zhì)部1 cm,置于陰涼通風(fēng)處稍晾干用于嫁接[12]。

        1.2.2接穗選擇及處理 為了研究接穗成熟度對嫁接的影響,將接穗成熟度分為偏嫩、偏老兩個水平,選取生長點附近充實成熟的莖段[17],分別從上部或基部開始截取接穗,莖段上部接穗偏嫩,切取輕松且斷面平整,莖段下部接穗偏老,木質(zhì)部纖維化較明顯,要求砍刀鋒利且下刀快速才能保持斷面平整。

        1.2.3莖蔓和砧木的成熟度測定 用尺子和電子天平分別測量莖蔓、砧木的長度和質(zhì)量,將質(zhì)量和長度的比值作為成熟度的參考。

        1.2.4其他砧木和接穗?yún)?shù)的測定 用細繩量取砧木嫁接口下5 cm處周長作為砧周;用尺子測量接穗長度作為穗長,其中插接法不含嵌入砧木的接穗部分。

        1.2.5嫁接方法 為了研究不同嫁接方法對嫁接的影響,選用平接和插接法。平接方法如下:將砧木和接穗切口切削平滑干凈,對齊形成層,砧木和接穗之間不留空隙,用醫(yī)用膠帶固定緊密結(jié)合;插接方法如下:將砧木和接穗切口切削平整,用打孔器在砧木木質(zhì)部旁鉆取少量莖肉形成完整圓柱形小孔,將打孔器覆蓋接穗木質(zhì)部插入適當(dāng)深度,用刀片割除外圍莖肉后拔出打孔器,露出中心小柱,插入砧木小孔,用醫(yī)用膠帶固定使之緊密契合。嫁接口以上用塑料袋扎緊并套上紙袋保濕防曬,將嫁接苗扦插于塑料大棚內(nèi),之后根據(jù)接穗成活情況陸續(xù)除袋。以上所有操作過程及完成后的嫁接苗均要求避雨[1,12]。

        1.3 試驗設(shè)計及數(shù)據(jù)處理

        用SPSS軟件進行試驗設(shè)計,長莖蔓的試驗因素較多、水平數(shù)不等,采用L18(32×22)混合正交設(shè)計;短莖蔓采用L8(23)正交設(shè)計。每個組合嫁接3株,長、短莖蔓分別嫁接54株、24株,之后記錄各個組合的接穗萌芽苗株數(shù),進行極差分析和方差分析,試驗因素及水平分別見表1和表2;根據(jù)接穗是否萌芽和萌芽時間,對砧穗?yún)?shù)進行多元方差分析。

        表1 長莖蔓嫁接混合正交試驗因素及水平Table 1 Factors and levels for mixed OAD of long vine

        表2 短莖蔓嫁接正交試驗因素及水平Table 2 Factors and levels for OAD of short vine

        2 結(jié)果與分析

        2.1 莖蔓成熟度比較

        將質(zhì)量和長度的比值作為莖蔓成熟度的參考,由表3可知,老熟莖蔓的質(zhì)量/長度比高于綠熟莖蔓,同類長度的老、綠熟莖蔓差異顯著,可能與生長時間長、物質(zhì)積累多有關(guān),綠熟短莖蔓單位長度的質(zhì)量最輕,只有老熟長莖蔓的63.16%。

        表3 莖蔓成熟度比較Table 3 Comparison of maturity degree of vines

        2.2 長莖蔓嫁接混合正交試驗

        由表4可知,老熟、綠熟長莖蔓分別有14、40株接穗萌芽,嫁接成活率分別為25.93%和74.07%,老熟組成活率明顯偏低。對表4數(shù)據(jù)進行極差分析,結(jié)果(表5)顯示,根據(jù)極差R值的高低順序,得出各因素的影響次序為:(1)老熟組,接穗芽數(shù)(B)>砧位(A)>接穗成熟度(D)>嫁接方法(C);(2)綠熟組,砧位(A)>接穗芽數(shù)(B)>接穗成熟度(D)>嫁接方法(C)。較好的嫁接組合分別是:(1)老熟組,砧位基部、接穗2芽、插接、接穗偏嫩;(2)綠熟組,砧位基部、接穗3芽、插接、接穗偏老;兩組R值中,嫁接方法(C)的R值最小,老熟組、綠熟組分別為0.08和0.16,對嫁接影響較??;接穗2芽表現(xiàn)較穩(wěn)定,老熟組、綠熟組分別萌芽10、12株。

        對表4數(shù)據(jù)進行進一步方差分析,結(jié)果表明:(1)老熟組,接穗芽數(shù)(B)的顯著性系數(shù)為0.013,達到顯著性水平,對嫁接成活有顯著影響,由表5可知,單芽接穗僅成活1株;其他因素差異不顯著。(2)綠熟組,砧位(A)的顯著性系數(shù)為0.011,達到顯著性水平,對嫁接成活有顯著影響,由表5可知,中段砧木嫁接成活9株,明顯低于基部和頂部砧位,其他因素差異不顯著。根據(jù)顯著性值Sig.由低到高得出的因素重要性影響次序與極差分析相一致。

        2.3 短莖蔓嫁接正交試驗

        將接穗芽數(shù)設(shè)定為2芽,對短莖蔓進行L8(23)正交設(shè)計嫁接試驗。由表6可知,短莖蔓嫁接表現(xiàn)較好,老熟組、綠熟組分別有18、21株接穗萌芽,老熟組嫁接成活率略低于綠熟組,兩者成活率分別高達75.0%和87.5%,這種結(jié)果是否與該試驗設(shè)計避開了單芽接穗和中段砧仍有待進一步深入研究。

        由表7極差分析可知,因素的影響次序為:(1)老熟組,嫁接方法(B)>砧位(A)=接穗成熟度(C);(2)綠熟組,砧位(A)=嫁接方法(B)=接穗成熟度(C)。選出較好的嫁接組合分別是:(1)老熟組,平接,砧位和接穗成熟度各水平皆可;(2)綠熟組,砧位頂部、平接、接穗偏老。方差分析結(jié)果進一步表明兩組數(shù)據(jù)均無顯著影響因素。根據(jù)顯著性值Sig.由低到高得出的因素影響次序與極差分析相一致。

        表4 長莖蔓嫁接混合正交試驗結(jié)果Table 4 Mixed OAD test results of long vine

        表5 長莖蔓嫁接混合正交試驗的極差分析結(jié)果Table 5 Range analysis results on mixd OAD test of long vine

        表6 短莖蔓嫁接正交試驗結(jié)果Table 6 OAD test results of short vine

        表7 短莖蔓嫁接正交試驗的極差分析結(jié)果Table 7 Range analysis results on OAD test of short vine

        2.4 砧穗?yún)?shù)的多元方差分析

        根據(jù)接穗是否萌芽,對砧穗?yún)?shù)進行多元方差分析,由表8可知,嫁接萌芽組的穗長、砧木較長,砧周較細;未萌芽組砧木質(zhì)量/長度比、砧木質(zhì)量偏高,成熟度偏老。萌芽組砧木平均約40 cm,穗長超過3 cm,均大于未萌芽組。通過顯著性檢驗可以了解因素對試驗的影響作用,雖然兩組砧穗?yún)?shù)差異均不顯著,但根據(jù)顯著性值Sig.由低到高得出影響由大到小的因素依次為穗長、砧長、砧周、砧木質(zhì)量/長度比、砧木質(zhì)量。

        表8 接穗萌芽組與未萌芽組的砧穗?yún)?shù)比較Table 8 Comparison of rootstock and scion parameters between germination and non-germination groups

        對萌芽時間不一致的砧穗?yún)?shù)進行多元方差分析,結(jié)果(表9)表明,前3組接穗在1~2月內(nèi)萌動,時間上有較好的連續(xù)性,此后斷開了23 d,第4組接穗開始萌芽,耗時偏久,影響苗的整齊度,這可能也是前人60 d后統(tǒng)計接穗成活率的原因之一[1];第4組砧木最短、最粗、質(zhì)量和砧木質(zhì)量/長度比最高,成熟度偏老,建議紅水晶砧木長度不宜低于40 cm。各組的砧穗?yún)?shù)差異均不顯著,根據(jù)顯著性值Sig.得出影響由大到小的因素依次為砧長、砧木質(zhì)量/長度比、穗長、砧周、砧木質(zhì)量。

        表9 不同萌芽時間組的砧穗?yún)?shù)比較Table 9 Comparison of rootstock and scion parameters among groups germinated at different time

        3 討論

        以紅水晶6號為砧木,通過正交設(shè)計和數(shù)據(jù)分析,找出對嫁接有顯著影響的因素,并從中篩除不利于嫁接的水平,避免在嫁接中的應(yīng)用,對于差異不顯著的因素,可以兼顧省工、省料等實際情況靈活選擇。本試驗中,我們發(fā)現(xiàn):(1)避免選擇綠熟長莖蔓的中段切取砧木;(2)選用老熟長莖蔓為砧木時,避免使用單芽接穗;(3)平接和插接法差異不顯著,平接法簡單易學(xué)、效率最高[11],可節(jié)省穗材且對砧穗傷害較輕,蜜寶火龍果嫁接育苗繁殖主要采用平接法[13],插接法則有利于增強砧穗穩(wěn)固性;(4)選取生長點附近充實成熟的莖段做接穗,宜由嫩到老選取嫁接,便于操作且切面平整。

        適宜的砧穗狀況有助于嫁接成活并及時萌芽。愈傷組織的形成需要有生活力的形成層和薄壁細胞,需要有呼吸、生長的物質(zhì)基礎(chǔ),高接或嫁接都需要壯砧壯穗,一般情況下,砧木愈合組織形成的多,常是愈合組織生成的主要方面。接穗愈合組織生成少而慢,也需要強調(diào)接穗的質(zhì)量[18]。(1)砧木成熟度不宜過老,本研究同組試驗中,綠熟組砧木的嫁接成活率高于老熟組;綠熟短莖蔓砧木的質(zhì)量/長度比最小,但嫁接成活率最高;未萌芽和萌芽明顯較遲的砧木,其質(zhì)量/長度比較大,成熟度相對較高。前人研究也指出,接穗和砧木的樹齡、質(zhì)量均影響嫁接成活率,一般髓部還未木質(zhì)化的嫁接成活率較高,而成熟枝條成活率相對較低[2,11]。同樣的根莖粗度,一年生香椿實生苗根莖的砧木嫁接成活率較多年生實生苗根莖高,這可能是由于一年生實生苗根莖愈合組織細胞增生快,抑制愈合的抑制劑含量少,砧木和接穗的形成層處于活躍生長狀態(tài),再生能力強,愈合組織增生快,嫁接易成活[19]。(2)穗長、砧長、砧周等砧穗?yún)?shù)不同程度地影響嫁接成活率和出芽速度。穗長偏短、營養(yǎng)儲備不足可能是單芽接穗成活率低的原因之一,2芽接穗表現(xiàn)穩(wěn)定而且節(jié)約穗材,為便于標(biāo)準(zhǔn)化操作,建議接穗含2芽且長度不宜低于3 cm,前人也是削取3~5 cm的接穗開展嫁接試驗[2]。本試驗中,砧穗愈合和砧木扦插生根是嫁接苗成活的基礎(chǔ),前人研究指出一年生紅肉火龍果30 cm長插條扦插效果好,插條長,生長素含量高,貯藏養(yǎng)分和水分多,發(fā)根力強,根系發(fā)達[12],本試驗初步得出紅水晶6號砧木長度不宜低于40 cm,實際生產(chǎn)中砧長還應(yīng)根據(jù)品種、立地條件、肥水管理等實際情況進行相應(yīng)調(diào)整;嚴毅等[20]研究表明,油橄欖砧木高與成活率呈正相關(guān),砧木直徑與成活率呈負相關(guān),本試驗也得出類似結(jié)果,未萌芽和萌芽明顯較遲的砧木偏短、砧周偏粗。

        影響嫁接的因素還有很多,如接穗品種、水肥管理等。李加強等[1]以莞華白為砧木進行芽接試驗,發(fā)現(xiàn)莞華紅接穗的平均成活率最高、達93.3%,最低的莞華紅粉成活率為82.2%。鄭偉等[2]以本地量天尺為砧木采用楔接法進行嫁接,發(fā)現(xiàn)5個品種接穗的火龍果嫁接成活率介于80.0%~96.67%。本試驗從果園實際情況和科研需求角度出發(fā)進行試驗設(shè)計并開展研究,有關(guān)其他因素對嫁接的影響有待今后進一步補充完善。

        4 結(jié)論

        綜合本試驗結(jié)果,初步確定以紅水晶6號莖蔓為砧木進行嫁接的基本原則,選取1~2年生莖蔓,優(yōu)先使用綠熟莖蔓,但避免使用綠熟長莖蔓中段為砧木,砧木長度不低于40 cm,選取生長點附近充實成熟的莖段做接穗,從頂部開始截取接穗進行嫁接,接穗含2個芽且不低于3 cm,使用平接法為主。根據(jù)以上原則,結(jié)合選育種項目的需要,對本所一批優(yōu)良單株進行集中擴繁212株,60 d后統(tǒng)計成活率為81.2%,嫁接技術(shù)的生產(chǎn)實用性較好。

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