陳世通,吳連海,王志堅(jiān),顏?;ǎ瑮钕仍?,姚理武
(1.麗水市林業(yè)局,浙江 麗水 323000;2.麗水市農(nóng)林科學(xué)研究院,浙江 麗水 323000;3.松陽(yáng)縣林業(yè)局,浙江 松陽(yáng) 323400;4.慶元縣林業(yè)局,浙江 慶元 323800)
美國(guó)山核桃Carya illinoensis又名薄殼山核桃,是世界著名的干果樹種之一,同時(shí)也是優(yōu)良的油料樹種、用材樹種和綠化樹種。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,美國(guó)山核桃的開發(fā)利用價(jià)值已被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)[1],云南、江蘇、浙江和上海等?。ㄊ校┏雠_(tái)了一系列的發(fā)展政策,使美國(guó)山核桃產(chǎn)業(yè)得到較快發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)需要,各地開始了美國(guó)山核桃的規(guī)?;纾瑫r(shí),各地的科研單位也相繼開展了育苗技術(shù)研究,如不同激素及濃度對(duì)美國(guó)山核桃種子發(fā)芽率及爛種率等的影響[2-3]、溫度對(duì)美國(guó)山核桃種子萌發(fā)的影響[4]、不同層積處理對(duì)薄殼山核桃種子發(fā)芽的影響[5]、不同嫁接方法及嫁接時(shí)間對(duì)美國(guó)山核桃苗嫁接成活率及其生長(zhǎng)的影響[6-7]、不同砧木對(duì)薄殼山核桃嫁接成活率及生長(zhǎng)的影響[8]、薄殼山核桃設(shè)施育苗技術(shù)[9]等。但由于我國(guó)各地氣候等自然條件差異大,且各單位的研究并不系統(tǒng),導(dǎo)致美國(guó)山核桃育苗成苗時(shí)間長(zhǎng),苗木出圃率低,苗木價(jià)格一直偏高。為促進(jìn)美國(guó)山核桃在浙江麗水的發(fā)展,降低造林成本,本研究開展了浸種、輪作和嫁接試驗(yàn),并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行總結(jié),以供生產(chǎn)者參考。
1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于浙江省麗水市蓮都區(qū)碧湖鎮(zhèn)白口村(119.8302° E,28.4121° N)和麗水市林業(yè)科學(xué)研究院內(nèi)(119.8954° E,28.4746° N)。白口村海拔為80 m,年均溫為18℃,7 月平均氣溫為29.4℃,1 月平均氣溫為6.1℃,年日照時(shí)數(shù)為1 785 h,年無(wú)霜期為285 d,年降水量為1 479.1 mm。土壤為砂土。麗水市林業(yè)科學(xué)研究院的氣候條件與碧湖鎮(zhèn)白口村相似。
1.1.2 供試種子 所有供試種子均自浙江省林業(yè)種苗管理總站,每次試驗(yàn)的種子均為上一年收獲的普通種子。
1.1.3 催芽試驗(yàn)的處理藥劑 處理藥劑為上海同瑞生物科技有限公司生產(chǎn)的75%赤霉素(GA3)。
1.1.4 供輪作的育苗圃地 供輪作的育苗圃地有2 種,分別為:(1)前茬為馬尾松Pinus m assoniana苗和稻Oryza sativa的肥沃農(nóng)田各一塊;(2)培育過濕地松P.elliottii苗的肥沃圃地一塊。
1.1.5 嫁接用砧木和接穗 砧木均采用從浙江省林業(yè)種苗管理總站購(gòu)進(jìn)種子在麗水本地培育的、地徑在0.65 cm以上沒移栽過的1 年生美國(guó)山核桃實(shí)生苗。秋季嫁接試驗(yàn)采用留圃嫁接,春季嫁接試驗(yàn)采用先起苗,嫁接后再按株行距15 cm×20 cm 栽植。接穗選擇從中國(guó)林科院亞熱帶林業(yè)研究所引進(jìn)苗木,在麗水市林業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地種植的浙江現(xiàn)主栽品種‘馬罕’C.illinoensis‘Mahan’的5 年生樹中上部外圍生長(zhǎng)健壯枝條,其中秋季嫁接采用當(dāng)年生充分木質(zhì)化枝條,春季嫁接用1 年生生長(zhǎng)枝。
1.2.1 種子催芽試驗(yàn) 將供試種子于2014 年2 月28 日浸種,3 月4 日進(jìn)行沙藏處理,5 月13 日試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)設(shè)3 個(gè)處理:處理一,用0.4 g·L-1GA3溶液浸種120 h,然后一層種子一層濕砂(濕砂以手捏成團(tuán),松手自然散開為度)放在塑料桶中;處理二,用清水浸種120 h,其余操作同處理一;處理三為對(duì)照(CK),不進(jìn)行浸種,其余操作同處理一。3 種處理均放在常溫的室內(nèi)進(jìn)行。分別在沙藏40 d、50 d、60 d 和70 d 時(shí)檢查各處理種子的發(fā)芽情況。種子發(fā)芽情況調(diào)查:每次取出各處理的全部種子,凡根或芽露出種殼外均計(jì)為發(fā)芽,用數(shù)顯游標(biāo)卡尺分別測(cè)量芽和根的長(zhǎng)度,以cm 為單位,保留2 位小數(shù);外觀變黑的種子計(jì)為腐爛種子,與已發(fā)芽的種子一起挑出,未發(fā)芽種子繼續(xù)放回濕沙中沙藏。
1.2.2 輪作試驗(yàn)(1)與馬尾松苗和稻輪作對(duì)比試驗(yàn)于2013 年進(jìn)行。2013 年2 月18 日,分別選擇前茬為馬尾松苗和稻,其它條件一致,土層厚度約為40 cm 的肥沃農(nóng)田各一塊,面積均為667 m2,播種經(jīng)層積催芽的美國(guó)山核桃種子,株行距15 cm×20 cm,分別平均分為3 次重復(fù)。于當(dāng)年的11 月25 日進(jìn)行生長(zhǎng)量調(diào)查;(2)與濕地松苗輪作和濕地松苗起苗后閑置1 年再育苗的對(duì)比試驗(yàn)分別于2011 年和2012 年進(jìn)行。2011 年2 月21日,選擇一塊濕地松苗剛出圃的圃地,面積為667 m2,其中一半試驗(yàn)地起苗后立即播種,另一半試驗(yàn)地閑置1年后(2012 年2 月21 日)再播種,所用種子均為經(jīng)層積催芽的美國(guó)山核桃種子,株行距15 cm×20 cm,2 年都將圃地平均分為3 次重復(fù)。每年的11 月25 日分別進(jìn)行生長(zhǎng)量調(diào)查。
1.2.3 嫁接試驗(yàn)
(1)秋季嫁接試驗(yàn):嫁接時(shí)間分別為2011 年8 月15 日、9 月12 日和9 月23 日,嫁接方法采用帶枝芽接法(又稱單芽貼枝接)。
剪砧方法分三種:方法一,在秋季嫁接后的第二年春季芽開始萌動(dòng)時(shí),在嫁接口上方留砧長(zhǎng)度約2 cm 處1次性剪去砧木上部;方法二,在秋季嫁接后的第二年春季當(dāng)嫁接芽抽生新梢長(zhǎng)度達(dá)到20 cm 時(shí),在嫁接口上方一次性剪去砧木上部;方法三,在秋季嫁接后的第二年春季芽萌動(dòng)時(shí),先在嫁接口上部留砧長(zhǎng)度約25 cm 處進(jìn)行第一次剪砧,等接芽抽生新梢長(zhǎng)度達(dá)到20 cm 時(shí)再在嫁接口上方留砧長(zhǎng)度約為2 cm 處進(jìn)行第二次剪砧。
(2)春季嫁接試驗(yàn):試驗(yàn)采用12 種處理,3 水平1 因素+2 水平4 因素正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(見表1):①嫁接方法(A):劈接(A1)、切接(A2)、帶枝芽接(A3);②接穗保濕方法(B):打蠟(B1)、不打蠟(B2);③地面保濕方法(C):遮陰(C1)、不遮陰(C2);④生長(zhǎng)劑(50 mg·L-1NAA,D):應(yīng)用生長(zhǎng)劑(D1)、不用生長(zhǎng)劑(D2);⑤嫁接時(shí)間(E):3 月8 日嫁接(E1)、3 月15 日嫁接(E2)。每處理嫁接10 株。
表1 春季嫁接正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal test for grafting in spring
1.2.4 調(diào)查方法 苗木生長(zhǎng)量調(diào)查方法:冬季苗木落葉后按每5 行實(shí)測(cè)1 行苗高(精確到cm)和地徑(精確到0.1 cm)。嫁接成活率調(diào)查方法:在70 %以上接芽抽梢長(zhǎng)度大于20 cm 時(shí)調(diào)查嫁接成活率,以抽梢長(zhǎng)度達(dá)20 cm以上或雖沒達(dá)到20 cm 但長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)的計(jì)為成活,否則計(jì)為不成活。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS 處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。
2.1.1 不同處理種子發(fā)芽情況 不同處理美國(guó)山核桃種子發(fā)芽情況見表2。從表2 可看出:(1)沙藏40 d 時(shí),處理一、處理二和CK 3 種處理的種子發(fā)芽率分別為56.6%、34.4%和22.6%,3 種處理間均存在較大的差異;沙藏40~ 50 d 時(shí),由于處理一中具發(fā)芽能力的種子數(shù)量(未發(fā)芽數(shù)量,下同)已較少,而處理二和CK 中具發(fā)芽能力的種子較多,故隨著處理時(shí)間的增加,3 種處理的總發(fā)芽率差距逐漸縮?。簧巢?0 d 時(shí),處理一和處理二的種子發(fā)芽率均達(dá)到61.5%左右,未發(fā)芽種子已全部腐爛,而此時(shí)CK 仍有具發(fā)芽能力的種子,但等到沙藏70 d時(shí)尚未發(fā)芽的種子也全部腐爛。(2)處理一和處理二雖然在最終發(fā)芽率上無(wú)明顯差異,但在發(fā)芽時(shí)間上,處理一較處理二提早約10 d。(3)處理一較CK 提早發(fā)芽30 d 以上,并且發(fā)芽整齊度差異明顯。以上分析表明,處理一的發(fā)芽時(shí)間最早且發(fā)芽整理齊度最好。
表2 美國(guó)山核桃種子發(fā)芽情況調(diào)查分析Table 2 Seed germination of C.illinoensis
2.1.2 不同處理發(fā)芽種子芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)比較 表2 對(duì)處理40 d 和50 d 時(shí)已發(fā)芽種子的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)及芽長(zhǎng)與根長(zhǎng)比進(jìn)行了差異顯著性分析。從表2 可以看出:沙藏40 d 時(shí),3 個(gè)處理間種子的芽長(zhǎng)均存在極顯著差異(P<0.01),其中,處理一的芽長(zhǎng)最長(zhǎng),達(dá)4.40 cm,處理二次之,芽長(zhǎng)為1.64 cm,CK 的芽長(zhǎng)最短,僅為0.40 cm;處理一和處理二種子的根長(zhǎng)無(wú)顯著差異,但處理一、處理二與CK 均存在極顯著差異(P<0.01),處理一的根長(zhǎng)達(dá)6.80 cm,處理二的根長(zhǎng)次之,為5.84 cm,CK 的最短,僅為3.15 cm;處理一和處理二、CK 的芽長(zhǎng)與根長(zhǎng)比值存在極顯著差異(P<0.01),而處理二和CK 沒有顯著差異,說(shuō)明處理一對(duì)芽生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。沙藏50 d 時(shí),3 種處理間種子的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)及芽長(zhǎng)與根長(zhǎng)比值都不存在顯著差異,這可能是因?yàn)樯巢?0 d 時(shí)統(tǒng)計(jì)的是沙藏40~ 50 d 之間發(fā)芽的種子,其時(shí)間間隔較短的緣故。從沙藏50 d 開始到試驗(yàn)結(jié)束時(shí),各處理之間的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)及芽長(zhǎng)與根長(zhǎng)比值均沒有顯著差異,其主要原因是處理一在這段時(shí)間中能發(fā)芽的種子過少(僅2 粒)造成的。
2.2.1 前茬分別為馬尾松苗和稻的圃地苗木生長(zhǎng)情況分析 前茬分別為馬尾松苗和稻的圃地,培育的1 年生美國(guó)山核桃實(shí)生苗的生長(zhǎng)情況,見表3,其中地徑≥0.65 cm 的計(jì)為可嫁接苗,否則計(jì)為不可嫁接苗。從表3 中可以看出,前茬為馬尾松苗的圃地,1 年生美國(guó)山核桃實(shí)生苗的平均苗高、平均地徑和可嫁接苗比例均高于前薦為稻的圃地。
表3 前茬為不同作物的圃地美國(guó)山核桃1 年生實(shí)生苗生長(zhǎng)情況Table 3 The growth of seedlings in nurseries with different fore-rotating crop
對(duì)表3 中數(shù)據(jù)進(jìn)一步采用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行差異性分析,結(jié)果見表4。從表4 中可看出,前茬為馬尾松苗和稻的圃地,雖然其他條件基本一致,但培育的1 年生美國(guó)山核桃苗在苗高和可嫁接苗比例都達(dá)到極顯著差異水平(P<0.01),地徑達(dá)到顯著差異水平(P<0.05)。說(shuō)明前茬為馬尾松苗的圃地比前茬為水稻的圃地,更有利于美國(guó)山核桃苗的生長(zhǎng)。
表4 前茬分別為馬尾松苗和稻圃地的美國(guó)山核桃苗生長(zhǎng)情況差異性分析Table 4 Difference analysis on seedlings growth in different nurseries
2.2.2 連作與間隔種植2 種方法培育的苗木生長(zhǎng)情況分析 育苗圃地為濕地松苗起苗后立即播種和起苗后閑置1 年再播種的1 年生美國(guó)山核桃苗生長(zhǎng)情況見表5。從表5 可看出,前茬為濕地松苗,且起苗后立即培育美國(guó)山核桃苗,1 年生美國(guó)山核桃苗的苗高、地徑和可嫁接苗比例分別達(dá)到84.7 cm、0.97 cm 和84.7%,均遠(yuǎn)高于相同地塊濕地松起苗后閑置1 年再培育的美國(guó)山核桃苗(苗高、地徑和可嫁接苗比例分別為34.0 cm、0.57 cm 和17.3%)。
表5 濕地松起苗當(dāng)年和閑置1 年再培育圃地的美國(guó)山核桃苗生長(zhǎng)情況Table 5 Seedling growth cultured in nursery with continuous cultivation with P.massoniana seedling and in nursery of one year fallow
對(duì)表5 中數(shù)據(jù)進(jìn)一步經(jīng)DPS 處理系統(tǒng)進(jìn)行差異比較(表6),結(jié)果表明,前茬為濕地松苗,且起苗后圃地連作培育美國(guó)山核桃和起苗后圃地閑置1 年再培育美國(guó)山核桃的1 年生苗在苗高、地徑和可嫁接苗比例都達(dá)到極顯著差異水平(P<0.01)。
表6 與濕地松連作和濕地松起苗后閑置1 年再培育的美國(guó)山核桃苗生長(zhǎng)情況差異性分析Table 6 Difference analysis on growth of pecan seedlings in continuous cropping with P.massoniana and re-cultivation after one year later
2.3.1 秋季嫁接試驗(yàn) 美國(guó)山核桃秋季不同時(shí)間嫁接試驗(yàn)結(jié)果見表7。從表7 中可看出,8 月15 日—9 月23 日,采用帶枝芽接的嫁接苗的成活率均達(dá)到90%以上,其中嫁接時(shí)間為8 月15 日的嫁接苗成活率最低,為91.7%,嫁接時(shí)間為9 月23 日的嫁接苗成活率最高,為96.7%。這表明在一定的嫁接時(shí)間內(nèi),隨著時(shí)間的推遲美國(guó)山核桃苗的嫁接成活率逐漸提高。嫁接日最高溫度為35.0~ 37.6℃,對(duì)嫁接成活率沒有明顯的影響。
表7 美國(guó)山核桃不同嫁接時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果Table 7 The result of different grafting time
不同剪砧方法的新梢抽生情況見表8。從表8 中可看出,采用剪砧方法一(接芽萌動(dòng)時(shí)在接口上方2 cm 處1 次性剪砧)和剪砧方法三(萌動(dòng)時(shí)先在接口上方25 cm 處進(jìn)行第1 次剪砧,等接芽抽生長(zhǎng)度達(dá)20 cm 后再在接口上方2 cm 處進(jìn)行第2 次剪砧)這2 種剪砧方法對(duì)新梢抽生均沒有影響;采用剪砧方法二(嫁接芽抽生新梢長(zhǎng)度達(dá)到20 cm 時(shí),在嫁接口上方一次性剪去砧木上部),在接芽萌發(fā)至1~ 2 cm 時(shí)如不及時(shí)進(jìn)行剪砧,新抽生的接芽容易停止生長(zhǎng)進(jìn)而死亡脫落,因此,等接芽萌發(fā)至20 cm 后再一次剪砧這一剪砧方法不可行。
表8 美國(guó)山核桃不同剪砧方法試驗(yàn)結(jié)果Table 8 The results of different cut methods of rootstock
2.3.2 春季嫁接試驗(yàn) 春季嫁接正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果見表9。從表9 中可看出,因素A(嫁接方法)和因素E(嫁接時(shí)間)的極差分列第一、第二位,是影響美國(guó)山核桃嫁接成活率的主要因素,其它因素對(duì)美國(guó)山核桃嫁接成活率的影響較小。進(jìn)一步進(jìn)行正交方差分析,結(jié)果見表10。從表10 中可看出,各項(xiàng)變異的F 值從大到小分別為嫁接方法(3.888 9)>嫁接時(shí)間(2.222 2)>地面保濕(0.555 6)和使用生長(zhǎng)劑(0.555 6)>接穗保濕(0),但都沒有達(dá)到顯著差異水平(P>0.05)。
表9 美國(guó)山核桃嫁接試驗(yàn)極差分析結(jié)果Table 9 Range analysis on the grafting experiment
表10 美國(guó)山核桃嫁接試驗(yàn)正交設(shè)計(jì)方差分析Table 10 ANOVA on orthogonal test for grafting experiment
試驗(yàn)處理因素A 各水平間差異顯著性SSR 檢驗(yàn)結(jié)果見表11。從表11 中可看出,3 種嫁接方法對(duì)嫁接成活率的影響均達(dá)到顯著水平(P<0.05),其中以帶枝芽接(A3)的成活率最好,切接(A2)次之,劈接(A1)較差。各個(gè)處理間差異顯著性SSR 檢驗(yàn)結(jié)果見表12。從表12 中可看出,處理12 與處理7、處理3、處理2 達(dá)到顯著差異水平(P<0.05),而與其它處理沒有達(dá)到顯著水平,但從均值來(lái)看,處理12、處理10、處理11、處理5 的嫁接成活率較高。
表11 美國(guó)山核桃嫁接方法各水平間差異顯著性SSR 檢驗(yàn)結(jié)果Table 11 SSR test on significance of different of different grafting methods
表12 美國(guó)山核桃嫁接試驗(yàn)各個(gè)處理間差異顯著性SSR 檢驗(yàn)結(jié)果Table 12 SSR test on significance of different of different grafting treatments
GA3是一種植物激素,能夠有效地促進(jìn)休眠芽萌發(fā),對(duì)桃Prunus p ersica、甜橙Citrus s inensis、酸橙C.aurantium、檸檬C.limon、柑橘C.reticulata等在暗光中的萌發(fā)均有促進(jìn)作用[7]。本試驗(yàn)研究表明,GA3處理同樣可以促進(jìn)美國(guó)山核桃種子的發(fā)芽,提高發(fā)芽的整齊度,且對(duì)促進(jìn)芽生長(zhǎng)的作用比促進(jìn)根生長(zhǎng)更明顯。種子發(fā)芽主要依靠種子內(nèi)部貯藏的養(yǎng)分,在盡可能短的時(shí)間內(nèi)萌芽長(zhǎng)葉,在消耗完種子內(nèi)有限營(yíng)養(yǎng)之前,加快形成光合能力,可以促進(jìn)苗木生長(zhǎng)。
清水浸種處理40 d、50 d 和60 d 的發(fā)芽率明顯高于不處理,這可能是浸水后種子內(nèi)的含水率較高,節(jié)省了從濕沙中吸收水分的過程,從而在一定程度上加快了種子的發(fā)芽。
不同植物間的輪作對(duì)美國(guó)山核桃苗生長(zhǎng)有很大的影響。選擇前茬為馬尾松和濕地松的圃地培育美國(guó)山核桃,較前茬為稻的圃地更能促進(jìn)美國(guó)山核桃苗的生長(zhǎng)。其原因可能是松樹苗根系與美國(guó)山核桃根系有共同的共生菌,土壤中大量的共生菌很快與美國(guó)山核桃根系形成共生關(guān)系,提高了美國(guó)山核桃苗的吸收水分和養(yǎng)分的能力,從而促進(jìn)美國(guó)山核桃苗木的生長(zhǎng)。
濕地松苗起苗后間隔1 年再培育美國(guó)山核桃苗,對(duì)美國(guó)山核桃苗的生長(zhǎng)沒有促進(jìn)作用。其主要原因可能是由于間隔1 年后圃地中存留的共生菌因缺少了共生植物,得不到養(yǎng)分供應(yīng)而消亡,此時(shí)圃地的菌群與沒有種植過濕地松苗的圃地類似。
(1)秋季嫁接。在8 月15—9 月23 日,采用帶枝芽接的嫁接苗成活率均達(dá)到91%以上,是美國(guó)山核桃的適宜嫁接期。同時(shí)也說(shuō)明,適宜嫁接的時(shí)間可能更早開始或更遲結(jié)束,有待今后進(jìn)一步研究。同樣,秋季帶枝芽接也僅進(jìn)行了一次試驗(yàn),且樣本較小,是否在其它時(shí)間可以提高嫁接成活率也有待進(jìn)一步研究。
剪砧是果樹嫁接的關(guān)鍵技術(shù)之一,不同的果樹剪砧時(shí)間和方法不同。對(duì)于美國(guó)山核桃,接芽萌動(dòng)后在接口上部2 cm 處1 次性剪砧和分2 次剪砧的接芽均可抽梢,但分2 次剪砧會(huì)增加工作量,因此,建議推廣接芽萌動(dòng)后在嫁接部位上方2 cm 處一次性剪砧。美國(guó)山核桃頂端優(yōu)勢(shì)極為明顯,如不及時(shí)進(jìn)行剪砧,則接芽萌發(fā)1~ 2 cm后即可能停止生長(zhǎng),繼而死亡脫落。
(2)春季嫁接。雖然多種嫁接方法均可使用,但以帶枝芽接成活率最高,切接次之,劈接較低,但應(yīng)根據(jù)不同人的嫁接習(xí)慣進(jìn)行選擇。嫁接時(shí)間以3 月中旬以后為好。