贺兰山东麓综合试验站
牛锐敏 许泽华 黄小晶 沈甜 陈卫平
摘 要：以5个砧木（110R、1103P、3309C、SO4、5BB）嫁接的‘赤霞珠’及自根苗为试材，研究不同砧木对‘赤霞珠’生长势、光合特性、果实品质及产量的影响。结果表明：砧木110R显著提高‘赤霞珠’主干粗度，1103P 显著降低叶面积，SO4显著降低主干和新梢粗度及叶面积，3309C和5BB对主干粗度、新梢粗度及叶面积均无显著影响。110R提高了‘赤霞珠’净光合速率和水分利用效率，SO4显著降低光合和水分利用效率，5BB显著提高了蒸腾、降低了水分利用效率，1103P和3309C对光合和蒸腾速率无显著影响。砧木1103P、3309C、SO4嫁接的‘赤霞珠’还原糖含量显著低于自根苗，110R和5BB嫁接苗糖含量与自根无显著差异；SO4、3309C和110R显著提高了果实可滴定酸含量，1103P和5BB对酸含量影响不明显；3309C和SO4嫁接苗糖酸比显著低于自根苗。5种砧木均提高了‘赤霞珠’果实总酚、单宁和花青素含量，其中以5BB和3309C为砧木果实总酚含量与自根差异显著，5BB明显提高了果实单宁含量，5种砧穗组合果实花青素含量均显著高于自根。5BB和3309C嫁接的‘赤霞珠’亩产量较高，分别比自根增产9.88%和8.00%，SO4嫁接苗与自根产量接近，110R和1103P分别比自根减产13.72%和22.66%。
关键词：赤霞珠；砧木；生长；品质
宁夏贺兰山东麓处于贺兰山冲积扇与黄河冲积平原之间，该地区光照充足，积温高，昼夜温差大，土壤透气性好，降水量少，生态环境几乎没有任何污染，是生产酿酒葡萄的最佳生态区之一。葡萄产业是宁夏农业发展的优势特色产业，截止2016年，宁夏葡萄栽培面积约62万亩，占当地经济林种植面积22%，产量占28%，其中酿酒葡萄面积已达54万亩。尽管如此，宁夏发展酿酒葡萄也存在着低温冻害、气候干旱和土壤盐渍化等不利条件，制约了产量的稳定和品质的提高，限制了葡萄产业的健康发展。国外自从使用砧木防治根瘤蚜以来非常重视葡萄砧木的应用，法国、德国的葡萄嫁接栽培已超过了葡萄总面积的95%。我国葡萄生产长期以自根系繁殖为主，葡萄砧木尚未得到广泛应用,大量研究主要集中在砧木品种的抗寒性、抗旱性、耐盐性等方面，砧木对接穗抗逆性、生长势、果实品质和产量等方面的影响还缺乏系统的研究。研究表明，砧木可以调控接穗品种的营养生长、产量和果实品质，但因接穗品种、栽培环境等因素的影响，研究结果有一定差异，所以选择砧木应根据当地环境因素、砧穗亲和性以及品种特性等综合考虑。目前有关抗性砧木在宁夏酿酒葡萄种植方面的研究较少，本试验针对宁夏贺兰山东麓的气候、土壤特点，以宁夏酿酒葡萄主栽品种‘赤霞珠’（占种植面积75%以上）为接穗，与5个砧木品种组成嫁接组合，研究不同砧木对‘赤霞珠’生长势、光合特性、果实品质及产量的影响，为宁夏产区酿酒葡萄‘赤霞珠’选择合适的砧木提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于宁夏农林科学院综合试验基地，地处宁夏银川市西夏区芦花乡（38°38'N，106°09'E），海拔1113 m，年平均气温8.8℃，≥10℃年活动积温3300℃，平均年降水量198mm，平均年蒸发量1583mm，年日照时数3000h 左右，平均无霜期160天。园地土壤类型为淡灰钙土， pH值为8.35，全盐含量0.98g·kg-1，有机质含量10.0 g·kg-1，速效氮、速效磷、速效钾含量分别为46mg·kg-1、38.5 mg·kg-1 和150 mg·kg-1。年灌水5～6 次，排水通畅。
1.2 试验材料
供试接穗品种为酿酒葡萄‘赤霞珠’(Vitis vinifera ‘Cabernet Sauvignon’)，品系为685，砧木品种为：110R、1103P、3309C、SO4、5BB，5个嫁接组合均为硬枝嫁接苗，以‘赤霞珠685’（CS685）自根苗为对照，共计6个处理。2014年5月栽植于露地，每处理15株，篱架栽培，南北行向，株行距为0.5m×3.0 m，树形为倾斜龙干形，采取短梢修剪，常规管理。2016年开始结果，2017-2018年进行试验测定。
1.3 测定指标和方法
1.3.1 新梢生长量的调查
苗木于4月16日出土，萌芽后1个月开始，每7-10d采用游标卡尺对不同砧穗组合的粗度（新梢基部5cm处）进行测量，直至7月中旬新稍开始变色成熟。2018年冬剪前测定主干基部粗度。
1.3.2 叶绿素含量测定
6月份随机抽取树体中部枝条上的第4 或第5片叶子（能代表大多数正常叶片），采用SPAD叶绿素仪进行叶绿素含量测定，每处理测30个点取平均值。
1.3.3 叶面积的测定
于6月份叶幕充分形成时，选取生长健壮，有代表性的植株，从不同方位的营养枝和结果枝上随机选取成熟叶片，每个组合20片叶，采用照相机辅助计算机图像处理技术测定叶面积[11]。
1.3.4光合参数测定
在7月中旬果实膨大期，每组合标记枝条中部10片成龄叶。选晴天9:00-11:30，在自然光照条件下，利用TPS-2便携式光合作用测定仪测定光合速率、蒸腾速率等指标。
1.3.5 果实品质测定
果实成熟期随机采集有代表性的果穗15穗，称量单穗重，然后在每个果穗的不同部位取20个果粒，测定百粒重，还原糖和可滴定酸含量。-80℃超低温冰箱冷冻果粒，用于测定果实总酚、单宁和花青素含量。
1.3.6 产量测定
单株产量=每株结果穗数×单穗重，折算成亩产量。亩产量=单株产量×444株。
1.4 数据处理
采用Excel和DPS软件进行数据处理与分析，图表中数据为平均值±标准差。
2 结果与分析
2.1 不同砧木对‘赤霞珠’主干粗度和新梢粗度的影响
从图1可以看出，砧木对‘赤霞珠’植株主干增粗的速度影响较大。以110R为砧木的‘赤霞珠’主干粗度显著高于自根苗，而以SO4为砧木主干粗度显著低于自根苗。以3309C和1103P为砧木的‘赤霞珠’主干粗度分别比自根高11.1%和5.4%，以5BB为砧木的‘赤霞珠’主干粗度比自根低3.4%，这三种砧木嫁接的‘赤霞珠’主干粗度与自根苗无显著差异。‘赤霞珠’葡萄嫁接在不同砧木上新梢粗度差别较大。从5月底至7月中旬，自根苗以及3309C、110R、1103P三种砧木嫁接的‘赤霞珠’新梢粗度均高于5BB和SO4嫁接苗。新梢始熟期统计表明，CS685/SO4新梢粗度显著低于自根苗，其他4个嫁接组合与自根苗新梢粗度差异不显著。
2.2 不同砧木对‘赤霞珠’叶片生长的影响
从表1可以看出，不同砧木影响叶片的生长发育。叶面积大小顺序为CS685＞CS685/3309C＞CS685/5BB＞CS685/110R＞CS685/1103P＞CS685/SO4，‘赤霞珠’自根叶面积最大为176.0cm2,显著高于以1103P和SO4为砧木的嫁接苗，其他3个嫁接组合叶面积与自根苗差异不显著。5种砧木嫁接的‘赤霞珠’叶绿素含量均低于自根，各处理之间差异不显著。
2.3 不同砧木对‘赤霞珠’光合特性的影响
净光合速率（Pn）体现植物叶片光合产物的积累。由图2看出，‘赤霞珠’嫁接在不同砧木上葡萄叶片Pn差异很大。Pn最高的为CS685/110R，显著高于以3309C、5BB和SO4为砧木的3个嫁接组合，与CS685/1103P和自根苗差异不显著。自根苗Pn显著高于SO4嫁接苗，与其他4个组合无显著差异。从叶片蒸腾速率来看，以 5BB为砧木的‘赤霞珠’蒸腾速率最高，与1103P、110R嫁接的‘赤霞珠’之间差异达显著水平。自根苗叶片蒸腾速率显著高于110R嫁接苗，与其他4个组合差异不显著。
植物叶片水分利用效率取决于光合作用和蒸腾作用两个相互耦合的过程， 110R嫁接的‘赤霞珠’水分利用效率最高，其次是1103P嫁接苗，两者均高于‘赤霞珠’珠自根苗，其他3个嫁接组合叶片水分利用效率低于自根苗。
2.4 不同砧木对‘赤霞珠’果实品质的影响
从表2可以看出，‘赤霞珠’葡萄采用不同砧木果实品质有一定差异。以110R和5BB为砧木的‘赤霞珠’果实还原糖含量略低于自根苗，但差异不显著，1103P、3309C、SO4嫁接的‘赤霞珠’还原糖含量分别比自根苗低5.99%、14.49%和15.78%，差异达显著水平。以SO4、3309C和110R为砧木果实可滴定酸含量显著高于自根，而1103P和5BB嫁接苗果实可滴定酸含量与自根苗无显著差异。5种砧木在不同程度上降低了果实糖酸比，其中3309C和SO4嫁接苗与自根苗差异显著，糖酸比分别比自根降低了22.68%和30.92%，其他3种砧木对果实糖酸比无显著影响。总酚是酿酒葡萄葡萄果实的重要品质成分之一，决定着葡萄酒的颜色、苦味等。5种砧木均提高了‘赤霞珠’果实总酚含量，其中以5BB和3309C为砧木果实总酚含量分别比自根苗提高了73.19%和47.45%，差异显著，其他3种砧木对果实总酚含量影响不显著。单宁具有很强的收敛性，直接影响着葡萄酒的口感，花青素的含量与果实色度和葡萄酒色调密切相关。5BB嫁接苗果实单宁含量最高，比自根提高了25.91%，差异达显著水平，其他4种嫁接组合果实单宁含量略高于自根，但无显著差异。5种砧木均显著提高了‘赤霞珠’果实花青素含量，其中以SO4为砧木果实花青素含量最高，比自根提高了34.58%，以110R、5BB、3309C和1103P为砧木花青素含量分别提高了22.60%、20.40%、14.58%和11.91%。
2.5 不同砧木对‘赤霞珠’产量的影响
穗重和粒重是产量构成的重要因素，由表3可见，不同砧穗组合果实穗重、粒重及产量存在较大差异。5种砧木均降低了单穗重，110R嫁接的‘赤霞珠’果穗最小，单穗重比自根苗减少了19.17%，差异显著，其他4种砧木对单穗重影响不显著。从果粒大小来看，SO4嫁接苗百粒重显著高于自根，110R嫁接苗百粒重显著低于自根，其他3种组合与自根相比百粒重差异不显著。
5个组合中，1103P嫁接的‘赤霞珠’单株产量显著低于自根，其他4个组合与自根株产差异不显著。根据单株产量折算成每667m2产量，5BB和3309C嫁接的‘赤霞珠’每667m2产量较高，分别为1328.07 kg和1305.40 kg，比自根增产9.88%和8.00%，其次是SO4嫁接苗，产量与自根接近，110R和1103P降低了每667m2产量，分别比自根减产13.72%和22.66%。
3 结论与讨论
砧木对接穗品种营养生长的影响是多方面的，主要表现在枝条生长量、叶面积及叶绿素含量等方面,大致可分为增强生长势和减弱生长势两种类型。翟晨等研究表明，SO4、5BB、3309C对2年生‘赤霞珠’葡萄新稍生长有不同程度的抑制作用，但几种砧木均显著提高了‘赤霞珠’葡萄叶片的叶绿素含量。李超等研究结果显示，砧木SO4、5BB、3309C与‘赤霞珠’葡萄进行绿枝嫁接均可促进‘赤霞珠’葡萄新梢生长。李敏敏等对河北昌黎产区‘赤霞珠’葡萄的研究表明，5BB显著提高‘赤霞珠’主干粗度，增强树势，3309C、110R、SO4对‘赤霞珠’主干粗度影响不明显。本试验结果表明，砧木110R显著提高‘赤霞珠’主干粗度，可起到增强树势的作用；砧木SO4显著降低‘赤霞珠’主干和新梢粗度及叶面积，明显减弱了‘赤霞珠’生长势；砧木3309C和5BB对主干粗度、新梢粗度及叶面积均无显著影响，在一程度上有利于稳定树势。
光合作用是果树重要的生理活动之一，树体90%以上的有机物质来自叶片的光合作用，同时植株通过光合作用改变有机营养状况而影响果实品质。本试验中，砧木110R提高了‘赤霞珠’净光合速率和水分利用效率，砧木SO4显著降低光合和水分利用效率，5BB显著提高了蒸腾、降低了水分利用效率，1103P和3309C对光合和蒸腾速率无显著影响。这与翟晨等的研究结果‘赤霞珠’以SO4为砧木净光合速率、水分利用效率低于对照和其他砧穗组合，以及郝燕等研究表明5BB对河西走廊盐碱地‘贵人香’的净光合速率影响不大，但提高蒸腾速率、降低水分利用效率的结果一致。李敏敏等研究认为，砧木3309C、5BB显著降低了‘马瑟兰’叶片净光合速率，110R、SO4对‘马瑟兰’叶片净光合速率无明显影响，这可能与栽培环境、接穗品种等不同有关。
对于酿酒葡萄而言，适宜的糖、酸含量是葡萄与葡萄酒品质构成的基础。通过对‘赤霞珠’砧穗组合品质比较发现，不同组合的还原糖、可滴定酸含量、糖酸比等差异较大。砧木1103P、3309C、SO4嫁接的‘赤霞珠’还原糖含量显著低于自根苗，110R和5BB嫁接苗糖含量与自根无显著差异；SO4、3309C和110R显著提高了果实可滴定酸含量，1103P和5BB对酸含量影响不明显；3309C和SO4嫁接苗糖酸比显著低于自根苗。本试验结果与其他研究者SO4 砧木显著降低‘赤霞珠’果实的还原糖含量、增加可滴定酸含量，3309C 砧降低‘红亚历山大’果实中糖的积累以及110R、5BB对‘马瑟兰’果实总糖含量，5BB对总酸含量无明显影响的结论是一致的。也有研究表明，‘赤霞珠’以3309C和5BB为砧木可提高可溶性总糖含量，110R、5BB降低‘小味多’果实总糖含量，110R 、3309C和SO4对果实总酸含量影响不大。
酚类物质是决定葡萄与葡萄酒色调、色度、收敛性等感官特性的重要品质指标，主要包括花色苷、单宁、黄酮类化合物和酚酸。在葡萄果实中，含量最为丰富的酚类物质是花色苷和单宁。本试验中5种砧木均提高了‘赤霞珠’果实总酚、单宁和花青素含量，其中以5BB和3309C为砧木果实总酚含量与自根差异显著，5BB明显提高了果实单宁含量，5种砧穗组合果实花青素含量均显著高于自根。这与程建徽等5BB、SO4与‘华佳8号’砧嫁接果皮中花色素苷含量显著高于自根苗及郝燕等多数砧木可提高‘贵人香’果实总酚及单宁含量的研究结果一致，说明选择合适的砧木在一定程度上可正向调节葡萄中酚类物质的合成。
产量是决定果树生产效益的一个重要指标，本研究表明，5BB和3309C嫁接的‘赤霞珠’ 每667m2产量较高，SO4嫁接苗与自根产量接近，110R和1103P降低了每667m2产量。郝燕等[21]认为3309C、5BB提高了‘贵人香’产量，110R降低产量，SO4与对照产量差异不显著，本结果与之相符，但也有以3309C和5BB为砧木显著降低‘马瑟兰’单株产量、110R和SO4可增加‘克瑞森无核’产量的报道[16,22]。这可能与砧木在不同气候土壤环境的适应性、接穗树龄以及不同接穗对同一砧木根系分布的影响都有一定的关系。