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(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 a.果樹(shù)研究所;b.江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210014)
我國(guó)桃栽培面積和果實(shí)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(wú)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;奶颐绶庇龁挝弧,F(xiàn)行與桃苗木相關(guān)的國(guó)家與農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)僅有《桃苗木(GB 19175—2010)》[3],有關(guān)桃苗木繁育技術(shù)的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)至今未發(fā)布。我國(guó)桃苗木標(biāo)準(zhǔn)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(guò)組培和扦插繁殖砧木雖有效解決了實(shí)生砧木后代分離的問(wèn)題,但桃屬于無(wú)性繁殖難生根樹(shù)種[5],在組培和扦插過(guò)程中均存在生根率低的問(wèn)題[6-9]。因此,實(shí)生砧木嫁接育苗仍是我國(guó)目前主要的桃苗繁育方法[2]。該技術(shù)操作簡(jiǎn)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(guó)桃苗繁育的規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。以長(zhǎng)三角地區(qū)為例,實(shí)生砧木嫁接中普遍采用芽接的方式[10],由于芽接時(shí)間對(duì)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(jìn)行芽接,時(shí)間較為集中,且專業(yè)工人相對(duì)稀缺,常造成嫁接時(shí)期用工緊張。另外,高溫季節(jié)戶外嫁接勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境差,導(dǎo)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(shù)重茬會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的樹(shù)勢(shì)衰弱、品質(zhì)下降等問(wèn)題[12-13],須頻繁更換育苗地塊。長(zhǎng)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(duì)基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)期投入的動(dòng)力,使得育苗企業(yè)難以做大做強(qiáng)。第三,傳統(tǒng)實(shí)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(fèi)工費(fèi)時(shí)。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(dòng),使用已萌芽的桃苗建園定植成活率會(huì)降低,這致使該地區(qū)清明節(jié)之后順利建園的目標(biāo)較難實(shí)現(xiàn)。
針對(duì)以上問(wèn)題,筆者通過(guò)使砧木種子提前破眠、砧木室內(nèi)營(yíng)養(yǎng)缽培養(yǎng)、利用復(fù)花芽和葉芽嫁接等開(kāi)展了冬季營(yíng)養(yǎng)缽桃苗生產(chǎn)技術(shù)研究,旨在探索冬季芽接并在當(dāng)年獲得桃苗木、隨時(shí)出售定植、不受季節(jié)限制的技術(shù),實(shí)現(xiàn)冬季室內(nèi)嫁接繁育桃苗的目標(biāo),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(xué)院果樹(shù)研究所桃試驗(yàn)園。砧木種子為當(dāng)年采收的新鮮毛桃種子,接穗為冬季1—2月采集的樹(shù)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(gè)類型桃品種,分別為‘霞暉6 號(hào)’(普通桃,薔薇型花),‘紫金紅3 號(hào)’(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(xué)院果樹(shù)研究所桃試驗(yàn)園內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。2017—2018年,主要進(jìn)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(jìn)行嫁接技術(shù)的優(yōu)化。
1.2.1 種子篩選和預(yù)處理
每年8月選取當(dāng)年采收的無(wú)病蟲(chóng)危害的毛桃種子進(jìn)行篩選和預(yù)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(wú)菌水清洗3 次。
無(wú)菌培養(yǎng)皿底部放置濕潤(rùn)無(wú)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(kù)中。定期觀察培養(yǎng)皿內(nèi)濾紙的濕潤(rùn)程度,缺水時(shí)補(bǔ)充無(wú)菌水。
1.2.2 播種和砧木培養(yǎng)
從冷藏第2 周開(kāi)始,每隔2 周(最后1 次間隔1 周)隨機(jī)取出30 粒種子,播種于內(nèi)徑和深度均為18 cm 的PE 營(yíng)養(yǎng)缽中,播種深度2 ~3 cm,營(yíng)養(yǎng)缽基質(zhì)為純泥炭土,共播種5 次。將播種后的營(yíng)養(yǎng)缽置于玻璃溫室,設(shè)置溫度22 ~25 ℃,統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。
待砧木高度達(dá)15 cm 后,使用0.5 g/L 尿素進(jìn)行葉面噴施,每周1 次。苗高超過(guò)40 cm 后摘心,促進(jìn)砧木增粗,同時(shí)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(zhǎng)健壯且無(wú)病蟲(chóng)害的母株上,選取樹(shù)冠外圍和中部生長(zhǎng)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(jìn) 行嫁接。每品種每次嫁接60 盆,其中以復(fù)花芽和葉芽為接穗各30 盆(表1)。選取接穗中部復(fù)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(yán)、扎緊,綁扎時(shí)將芽露出。嫁接后將接口以上10 cm 砧木剪除,30 d 后統(tǒng)計(jì)成活率。
表1 桃冬季芽接試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jìn)行二次剪砧。以復(fù)花芽為接穗的嫁接處理中,隨機(jī)選取15 盆在接穗開(kāi)花展葉后進(jìn)行二次剪砧,另外15 盆在統(tǒng)計(jì)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(jìn)行二次剪砧。待接穗長(zhǎng)度約為15 cm 時(shí),抹除砧木萌蘗。使用復(fù)合肥在營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)追肥,同時(shí)每月噴施0.5 g/L 尿素2 次。待接穗長(zhǎng)度達(dá)50 cm 以上后,帶營(yíng)養(yǎng)缽出圃定植,30 d 后觀察定植桃苗的長(zhǎng)勢(shì)并統(tǒng)計(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理并繪制圖表;使用SPSS 20.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析及最小顯著差異性檢驗(yàn)(Duncan’s 新復(fù)極差法)。
不同冷藏時(shí)長(zhǎng)處理下毛桃種子的萌發(fā)率如圖1所示。由圖1可見(jiàn),隨冷藏時(shí)長(zhǎng)增加,毛桃種子的發(fā)芽率呈上升趨勢(shì),低溫冷藏2 ~4 周時(shí)發(fā)芽率增長(zhǎng)緩慢,冷藏6 周時(shí)種子發(fā)芽率顯著升高至53.33%(P<0.05),至冷藏7 周時(shí)發(fā)芽率達(dá)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(dá)到播種要求。
圖1 不同冷藏時(shí)長(zhǎng)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(duì)播種前冷藏種子的表皮進(jìn)行觀察,不同冷藏時(shí)長(zhǎng)處理下毛桃種皮的變化如圖2所示。由圖2可見(jiàn),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(shí)長(zhǎng)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(kāi)裂,種子萌發(fā)率明顯提高。
圖2 不同冷藏時(shí)長(zhǎng)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(jiàn),以‘霞暉6 號(hào)’‘紫金紅3 號(hào)’‘銀河’的復(fù)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(hào)’‘紫金紅3 號(hào)’‘銀河’3 個(gè)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(gè)桃品種在不同時(shí)期復(fù)花芽和葉芽嫁接的總成活率進(jìn)行比較,結(jié)果如圖4所示。由圖4可見(jiàn),3 個(gè)品種的嫁接總成活率在同一嫁接時(shí)期無(wú)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(wú)顯著差異(P>0.05)。所有處理的總成活率為90.00%~96.67%,說(shuō)明所選取的3 個(gè)品種均可以采用該技術(shù)進(jìn)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(guò)對(duì)3 個(gè)品種復(fù)花芽接穗的萌芽和生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)不同品種復(fù)花芽接穗的葉芽萌發(fā)和展葉時(shí)間及花芽膨大和開(kāi)花時(shí)間存在差異,各物候的具體時(shí)間見(jiàn)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(fù)花芽嫁接后接穗生長(zhǎng)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(fù)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(hào)’的葉芽萌發(fā)和展葉時(shí)間均早于其他2 個(gè)品種。2019年1月24日嫁接后,3 個(gè)品種的花芽均可正常膨大和開(kāi)花,‘霞暉6 號(hào)’復(fù)花芽萌發(fā)和開(kāi)花時(shí)間最遲。2019年2月24日嫁接后,3 個(gè)品種的葉芽萌發(fā)和展葉時(shí)間較第1 次嫁接更集中,但僅‘霞暉6 號(hào)’能完成花芽的正常膨大和開(kāi)花,‘紫金紅3 號(hào)’僅極少量的復(fù)花芽能夠開(kāi)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(kāi)花。結(jié)果表明,冬季以復(fù)花芽為接穗進(jìn)行嫁接時(shí)不同桃品種接穗的萌芽和生長(zhǎng)情況存在差異,生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)品種的特性篩選最佳的嫁接時(shí)期。
以復(fù)花芽為接穗進(jìn)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(kāi)花時(shí)間略早于展葉時(shí)間。2019年1月24日嫁接后,雖然3 個(gè)品種的接穗均可正常開(kāi)花,但僅‘霞暉6 號(hào)’可實(shí)現(xiàn)坐果,坐果率為13.33%,‘紫金紅3 號(hào)’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(hào)’可實(shí)現(xiàn)坐果(圖6),坐果率為6.67%。出圃前分別對(duì)以復(fù)花芽和葉芽為接穗進(jìn)行嫁接的未結(jié)果桃苗的高度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果顯示在使用不同類型芽片嫁接后,3 個(gè)品種桃苗的高度無(wú)顯著差異(P>0.05)。各處理中營(yíng)養(yǎng)缽苗定植30 d 后成活率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,定植成活率均大于95%,且無(wú)顯著差異(P>0.05)。
圖6 ‘霞暉6 號(hào)’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(yíng)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(jìn)行嫁接操作。品種和芽片類型對(duì)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(xiàng)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(jìn)入休眠,因此普遍認(rèn)為桃苗嫁接宜在春、夏、秋季進(jìn)行[10,15,17]。隨著設(shè)施園藝技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)在溫室建造和環(huán)境控制方面均取得了較大進(jìn)步[18],目前完全有條件在設(shè)施內(nèi)開(kāi)展桃苗冬季繁育工作。王加彬等[19]使用通過(guò)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(jìn)行冬季嫁接繁育桃苗試驗(yàn),操作難度大,繁育成本高。本試驗(yàn)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(duì)簡(jiǎn)單。
在我國(guó),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(wú)專門(mén)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(duì)毛桃種子進(jìn)行篩選。本試驗(yàn)中,經(jīng)過(guò)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(jìn)種子提前發(fā)芽并在溫室內(nèi)生長(zhǎng)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(shí)長(zhǎng)因桃品種不同而存在差異,但隨著層積時(shí)長(zhǎng)的增加萌發(fā)率會(huì)提高。在本試驗(yàn)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(shí)際操作中,還應(yīng)根據(jù)種子種類、采收時(shí)間等因素,通過(guò)定期播種篩選最佳冷藏時(shí)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(biāo)植物的芽或枝等器官接到相應(yīng)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(jiàn)冬季利用桃復(fù)花芽嫁接繁育桃苗的報(bào)道。方偉超等[22]在對(duì)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(guò)90%,其中408 份品種的單花芽和復(fù)花芽比率的分級(jí)指標(biāo)為極低和低的分別占19.36%和46.32%。這說(shuō)明在桃樹(shù)休眠期,枝條中存在大量的復(fù)花芽可以被利用。如果品種與嫁接時(shí)間等條件適宜,可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)年嫁接、當(dāng)年開(kāi)花、當(dāng)年結(jié)果。本試驗(yàn)的主要目的是利用復(fù)花芽中的葉芽完成新梢生長(zhǎng)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(kāi)高溫季節(jié),降低勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)在冬季農(nóng)閑時(shí)期進(jìn)行操作可有效避免用工緊張的問(wèn)題[23]。冬季嫁接可結(jié)合冬季修剪進(jìn)行,充分利用剪下的枝條,變廢為寶。本試驗(yàn)中繁育的營(yíng)養(yǎng)缽苗免除了冬季起苗工作,避免了對(duì)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(yàn)中繁育的桃苗為帶有葉片和完整根系并處于生長(zhǎng)狀態(tài)的桃苗,不存在從休眠至萌發(fā)的過(guò)渡,不受定植時(shí)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(wèn)題,大大延長(zhǎng)了供苗時(shí)期。但是在容器苗培育過(guò)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(zhǎng)和質(zhì)量[24]。本試驗(yàn)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(jì)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。