兰州综合试验站
朱燕芳 郝燕
世界各国的葡萄栽培研究者,对砧木生长特性、抗性、砧木与接穗的亲和性、砧木对接穗生长性状、果实品质、酒质、矿质元素以及抗性的影响等展开了广泛研究。西北地区的干旱寒冷气候,在不同程度上阻碍了葡萄产业的发展。抗性砧木嫁接栽培模式已成为主流发展趋势,选用抗寒、抗旱、耐盐碱、抗缺素的优良葡萄砧木对西北地区葡萄产业生产、可持续发展具有深远意义。
本试验中通过对14个砧木在西北盐碱地和寒旱区的适应情况进行探究,并对砧木的抗寒性进行鉴定评价,旨在了解不同砧木在西北地区地适应性,以期为生产中有针对性地使用砧木提供参考依据。
1 材料和方法:
1.1 试验材料
本研究所用的砧木有:贝达(R1)、5BB (R2)、SO4(R3)、101-14(R4)、110R(R5)、188-08(R6)、1103P(R7)、3309(R8)、140R(R9)、valliant (R10)、山河2号(R11)、BRNo.2(R13)、Dulot(R16)、Fercal(R18)。本试验材料是由河北省农林科学院昌黎果树研究所赵胜建老师提供。
1.2 试验方法
2018年5月2日,将14个葡萄砧木品种定植于甘肃省兰州市红古区平安镇复兴村,该地土壤为粘性土,pH 8.29,总盐含量为6.15ms/cm。砧木起垄种植,行距1m,株距为0.5m,每个品种各种植10株。正常管理,未施肥,浇水2次。
冬季不埋土,自然越冬,分别于2018年和2019年6月底调查苗木成活率,10月底调查砧木生长情况。
1.3 枝条抗寒性指标测定
2020年10月底采集枝条,进行抗寒性测定分析。每个处理随机选取剪取长40cm左右、茎粗0.7cm左右、无病虫害的一年生枝条10根,将剪取的枝条先后用自来水、蒸馏水冲洗干净。之后4个处理随机选取20~30根枝条为1份,共分5份,蜡封后,用保鲜膜包裹,放入自封袋中,置低温培养箱中进行不同冷冻温度处理。共设4、-15、-25、-35、-45℃5个低温处理,每处理均以4℃/h的速率降温,达到设定温度后保持12h,再以4℃/h的速率升温至4℃保持2h,后放入4℃冰箱中备用;对照(CK)枝条直接置于4℃冰箱中。各项指标测定前均将冷冻枝条置于室温下8h。每处理随机选取3根枝条为1个重复,共3个重复。
1.3.1 相对电导率的测定
相对电导率采用电导法测定。将取出的枝条切成0.5 cm长的小段,称取约1 g,放入带刻度的试管中,加入去离子水25 mL,于摇床上25℃振荡浸提90 min,用电导率仪测定浸提液初电导值C1,然后于沸水中煮20 min,冷却至室温后测定其终电导率值C2,电导率(REC)=C1/C2×100%。
1.3.2 生理指标测定
脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮显色法,可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法。
1.4 数据分析
用Microsoft Excel软件进行数据整理并作图,用SPSS22.0对数据进行统计分析,采用Duncan法进行方差分析。
2 结果分析
2.1 不同葡萄砧木成活率调查
在2018年、2019年和2020年6月底调查砧木的成活率,如表1所示。2018年,砧木5BB、SO4、101-14、valliant的成活率均在80%以上,砧木Du Lot的成活率最低,为20%;2019年,砧木贝达、5BB、101-14、188-08、1103P、3309、140R、山河2号、BRNo.2的成活率均在80%以上,砧木SO4的成活率最低,为40%;2020年。砧木贝达、山河2号的成活率均在90%以上,砧木5BB、1103P、3309、Du Lot的成活率均为70%,Fercal砧木全部死亡。
2.2 不同葡萄砧木生长情况调查
自然越冬条件下,在2018年、2019年和2020年6月底调查砧木的生长粗度和生长量,结果如表2所示。2018年,砧木5BB的生长粗度和生长量均显著高于其他砧木,分别为5.05mm、61.28cm;砧木Du Lot的生长粗度均显著低于其他砧木,为3.54mm,砧木110R和BRNo.2的生长量均显著低于其他砧木,分别为18.0cm、19.0cm。2019年,砧木3309的生长粗度显著高于其他砧木,为13.78mm,其次为1103P,110R、Du Lot和Fercal的生长粗度均显著低于其他砧木;5BB的生长量显著高于其他砧木,为171.11cm,其次为SO4,砧木110R、valliant和Fercal的生长量均显著低于其他砧木,分别为58.0cm、47.42cm、47.57cm。2020年,5BB的生长粗度和生长量最大,分别为9.33mm、483.0cm,3309和山河2号的生长粗度显著低于其他砧木;valliant的生长量均显著低于其他砧木,为105cm。
2.3 低温处理后各葡萄砧木相对电导率的变化
砧木枝条相对电导率随温度的变化如表3所示,12个砧木枝条在不同程度低温胁迫后期枝条电导率均有所升高,且升高幅度不同。各个砧木随着胁迫温度的降低,其枝条的相对电导率持续升高。在4℃~-15℃低温处理下,各砧木枝条的相对电导率升高趋势平缓,在-15℃~-35℃低温处理下,其相对电导率的升高幅度变大。在-35℃~-45℃低温处理下,枝条的相对电导率继续升高但变化幅度变缓。在低温胁迫过程中,R4、R8、R10枝条的相对电导率随着胁迫温度的降低上升最快,而R1、R2、R11的相对电导率随温度降低上升缓慢。
2.4 低温处理后各葡萄砧木脯氨酸含量的变化
12个葡萄砧木品种枝条中脯氨酸的含量变化见表4所示。随着胁迫温度的降低,R1、R3、R6枝条的脯氨酸含量呈先升后降再升的变化趋势,-15℃~-25℃低温处理下,其砧木的变化幅度较大,其中R1在-25℃下其含量达最高,为7.23µg·g-1。随着胁迫温度的降低,R2、R4、R5、R7、R8、R10、R11、R13、R16枝条的脯氨酸含量总体呈先降后升的趋势,在-25℃~-45℃低温处理下,R10在-45℃下,其含量达最高,为12.76µg·g-1。
2.5 低温处理后各葡萄砧木可溶性蛋白含量的变化
12个葡萄砧木品种枝条中脯氨酸的含量变化见表5所示。随着胁迫温度的降低,R1、R2、R3、R4、R6枝条的脯氨可溶性蛋白酸含量呈先降后升的变化趋势,-25℃~-35℃低温处理下,其砧木的变化幅度较大。随着胁迫温度的降低,R5、R7、R8、R10、R11、R13、R16枝条的可溶性蛋白含量总体呈逐渐升高的趋势,在-25℃~-45℃低温处理下,各砧木的可溶性蛋白急剧升高。
2.6 低温处理后各葡萄砧木可溶性糖含量的变化
12个葡萄砧木品种枝条中可溶性糖含量的变化见表6所示。在低温胁迫处理后,各砧木枝条的可溶性糖含量随着胁迫温度的降低,其含量总体呈上升趋势。其中砧木R6、R7、R8、R10枝条可溶性糖含量随着胁迫温度的降低,呈先升后降再升的变化趋势。在-25℃~-35℃低温处理下,各品种枝条可溶性糖含量变化明显,砧木R3、R7和R8在此低温处理下,其变化幅度较大。
3 结论
根据3年的观察记录,因以上12种葡萄砧木种植在pH 8.29,总盐含量为6.15ms/cm的黏性土壤上,其生长量和自然越冬后抗寒性均受盐碱的影响。观察初步发现3309、1103P和山河2号砧木能较好的适应盐碱地。通过对不同砧木枝条的抗寒性测定,其结果表明较其他砧木,贝达、山河2号、valliant的抗寒性较好,但valliant砧木在盐碱地的适应性较差。筛选既能适应盐碱地,又抗寒性较好的砧木,因从细胞形态、生理代谢、根系构型等多方面进一步研究。