砧木類(lèi)型及菌根化對(duì)板栗嫁接苗生長(zhǎng)及光合特性的影響

秦天天，郭素娟

(北京林業(yè)大學(xué) 省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

砧木類(lèi)型及菌根化對(duì)板栗嫁接苗生長(zhǎng)及光合特性的影響

秦天天，郭素娟

(北京林業(yè)大學(xué) 省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

以河北省遷西縣板栗品種‘燕山早豐’為試驗(yàn)材料,芽苗和1a苗為砧木，進(jìn)行單砧和雙砧嫁接試驗(yàn)，研究了不同砧木類(lèi)型對(duì)嫁接成活的影響、菌根化處理對(duì)不同砧木類(lèi)型嫁接苗新梢生長(zhǎng)、生物量、SPAD值及光合特性的影響。結(jié)果表明：(1)1a幼砧嫁接成活率高達(dá)91.1％，愈合快，顯著優(yōu)于芽砧嫁接，但雙芽砧顯著優(yōu)于單芽砧嫁接。(2)雙芽砧嫁接苗新梢生長(zhǎng)量與SPAD值最大，生物量亦與1a砧嫁接苗相當(dāng)。(3)菌根化處理后三種砧木類(lèi)型嫁接苗的形態(tài)指標(biāo)均有提高。(4)不同處理凈光合速率差異顯著，以菌根化雙芽砧嫁接苗(24.86 μmol·m-2s-1)最大。(5)芽砧嫁接苗水分利用效率RWUE顯著高于1a砧嫁接苗，菌根化嫁接苗水分利用效率顯著高于無(wú)菌根嫁接苗。

板栗；嫁接苗；砧木；菌根化；光合特性

板栗Castanea mollissima是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種之一，廣泛分布于我國(guó)24個(gè)省(市)，為種植者帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，發(fā)揮重要的生態(tài)作用[1]。當(dāng)前，板栗生產(chǎn)中主要采用的繁殖方法是實(shí)生大田苗主干嫁接，分為育苗、定植、緩苗、嫁接四步，至少需要4年時(shí)間。此法育苗期較長(zhǎng)，成活率較低，樹(shù)形單一，林相不齊，難以實(shí)現(xiàn)定植化集約管理等[2-4]。近年來(lái)，雙砧嫁接在銀杏、臍橙、西瓜等作物中已得到研究[5-8]，隨著溫室育苗的廣泛應(yīng)用，為板栗延長(zhǎng)每年育苗時(shí)間提供了保障，板栗幼砧嫁接及嫁接愈合生理基礎(chǔ)以及菌根化對(duì)板栗實(shí)生苗與芽砧嫁接苗的影響方面的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展[9-21]，但不同砧木類(lèi)型及其菌根化對(duì)幼砧嫁接苗生長(zhǎng)及光合特性影響的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究針對(duì)以上兩點(diǎn)，以期篩選出板栗良種‘燕山早豐’C.mollissima‘Yanshanzaofeng’幼砧嫁接適用的最佳砧木類(lèi)型及菌根化技術(shù)，為今后實(shí)現(xiàn)苗木規(guī)格整齊化、樹(shù)形林相統(tǒng)一化、品種配置科學(xué)化、栽植管理集約化、建園標(biāo)準(zhǔn)化的板栗幼砧嫁接生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于河北省唐山市遷西縣(118°6′～118°37′E，北緯39°57′～40°27′N(xiāo))，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫10.1℃。年平均日照時(shí)數(shù)2 705.9h，年有效積溫4 285.9℃。多年平均降水量為804.2mm，其中夏季降水量占全年的75.2％，無(wú)霜期一般為183d。試驗(yàn)在位于遷西縣的北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)林(板栗)育種栽培實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地的溫室大棚進(jìn)行布設(shè)。

2 試驗(yàn)材料

2.1 試驗(yàn)材料

芽砧所用’燕山早豐’種子(千粒重7.459kg)來(lái)源于遷西縣‘燕山早豐’東荒峪示范園，采用低溫層積催芽20d后待胚軸長(zhǎng)約10cm，粗約0.5cm左右備用。1a砧選用在溫室中培育一年地徑0.6cm左右的‘燕山早豐’實(shí)生容器苗，容器規(guī)格18cm×18cm×25cm，基質(zhì)采用苗圃土。試驗(yàn)接穗來(lái)自遷西縣漢兒莊鄉(xiāng)板栗示范園，3月初結(jié)合板栗冬季修剪采集長(zhǎng)20cm、粗0.5cm、葉芽飽滿的‘燕山早豐’1a營(yíng)養(yǎng)枝，用濕潤(rùn)蛭石掩埋基部并包裹置于冷藏柜中貯藏。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

本試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3種砧木類(lèi)型(單芽砧、雙芽砧、1a實(shí)生苗)。每個(gè)處理30株，3個(gè)重復(fù)。2013年4月初開(kāi)展嫁接試驗(yàn)，單芽砧嫁接及1a砧嫁接采用劈接法，雙芽砧嫁接先將兩個(gè)芽砧從基部緊靠固定一齊切斷，斷口下1.5cm處內(nèi)側(cè)向上斜削成平滑斷面，迅速將楔形接穗插入切口處，使雙砧的切口貼合接穗的兩面后立即封口。嫁接后立即栽入規(guī)格10cm×10cm×20cm、裝有苗圃土的營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)，定期澆水除草除孽。嫁接苗成活抽穗后，參照柴迪迪(2013)[23]菌劑制作及接菌方法，在移植時(shí)用灰樹(shù)花Gri fl ola frondosa固體菌劑對(duì)嫁接苗進(jìn)行菌根化處理。5月初于北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)林(板栗)育種栽培實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地示范區(qū)整地成低壟，選取長(zhǎng)勢(shì)良好的嫁接苗，篩選出有菌根與無(wú)菌根兩種類(lèi)型，以株行距1.5m×2m將板栗容器嫁接苗從溫室移植至大田。

2.3 指標(biāo)測(cè)定

嫁接后，每日統(tǒng)計(jì)不同處理成活萌芽株數(shù)，于嫁接1個(gè)月左右調(diào)查嫁接成活率，移植1個(gè)月后調(diào)查移植成活率。8月中旬使用 LI-6400便攜式光合測(cè)量系統(tǒng)與SPAD502葉綠素儀分別測(cè)量不同處理光合指標(biāo)與SPAD值，10月下旬苗木停止生長(zhǎng)后測(cè)量其新梢基徑與長(zhǎng)度，并取樣測(cè)定其生物量。部分公式如下：

式中：m為各小區(qū)成活株數(shù)，M為各小區(qū)總試驗(yàn)數(shù)。

式中：n為嫁接后天數(shù)，Pn為嫁接后第n天接穗萌芽株數(shù)。

2.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2007和SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 砧木類(lèi)型對(duì)板栗幼砧嫁接成活的影響

不同砧木類(lèi)型(單芽砧，雙芽砧，1a實(shí)生苗)對(duì)板栗幼砧嫁接成活率的影響差異顯著(P＜0.05)(見(jiàn)表1)。采用1a實(shí)生苗做砧木嫁接成活率最高，達(dá)91.1％，與其余處理間差異顯著；而單芽砧與雙芽砧嫁接成活率分別76.7％和78.9％，二者差異不顯著。不同處理的接穗萌芽時(shí)間差異不顯著。綜上所述，1a砧嫁接苗嫁接成活情況最佳，而雙芽砧嫁接優(yōu)于單芽砧嫁接，這可能與嫁接后砧木的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)有關(guān)。

表1 砧木類(lèi)型對(duì)板栗幼砧嫁接成活率及接穗萌芽時(shí)間的影響?Table 1 Effects of rootstock types on survival rate,average germination time of grafting seedlings

3.2 砧木類(lèi)型及菌根化處理對(duì)移植大田后板栗嫁接苗生長(zhǎng)的影響

3.2.1 砧木類(lèi)型對(duì)容器嫁接苗移植成活率的影響

不同砧木類(lèi)型板栗容器嫁接苗大田移植成活率的影響見(jiàn)表2。雙芽砧嫁接移植成活率(96.67％)與單芽砧嫁接苗木(99.33％)差異不顯著，與1a砧嫁接苗(91.33％)差異極顯著，而單芽砧嫁接苗相比1a砧嫁接苗差異為顯著，由此表明芽砧嫁接苗比1a砧嫁接苗更易成活。

表2 砧木類(lèi)型對(duì)嫁接苗移植成活率的影響Table 2 Effects of different rootstock types on transplanting survival rate of grafted seedlings

3.2.2 砧木類(lèi)型及菌根化對(duì)板栗嫁接苗新梢生長(zhǎng)的影響

砧木類(lèi)型及菌根化處理對(duì)移植后板栗嫁接苗新梢長(zhǎng)與新梢基徑的影響見(jiàn)表3。由表3可知，雙芽砧嫁接苗在移植大田后新梢基徑、新梢長(zhǎng)分別為0.848cm、27.30cm，顯著高于其他處理。3種砧木類(lèi)型經(jīng)菌根化處理后，單芽砧、1a砧嫁接苗新梢基徑差異顯著，且單芽砧嫁接苗新梢長(zhǎng)差異顯著。菌根化后雙芽砧嫁接苗新梢基徑與新梢長(zhǎng)均有提高，但差異未達(dá)到顯著?？傮w比較表明，雙芽砧嫁接苗在新梢生長(zhǎng)方面為最優(yōu)處理，而與菌根菌建立共生關(guān)系對(duì)于嫁接苗新梢生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。

表3 砧木類(lèi)型及菌根化對(duì)板栗嫁接苗新梢生長(zhǎng)的影響Table 3 Effects of different rootstock types and mycorrhizal treatments on shoot growth of grafted seedlings

測(cè)定SPAD值(Soil and Plant Analyzer Development)是采用光電無(wú)損檢測(cè)方法測(cè)量葉綠素含量的快速方法，從表3可以看出，未接菌的不同砧木類(lèi)型嫁接苗其SPAD值差異不顯著，接菌后雙芽砧嫁接苗SPAD值為54.33，顯著高于另外兩個(gè)處理，而不同砧木類(lèi)型嫁接苗接菌后其SPAD值均顯著高于未接菌處理。這說(shuō)明砧木類(lèi)型對(duì)嫁接苗葉片葉綠素影響不大，但是結(jié)合菌根化處理，其影響變得顯著，這可能與菌根對(duì)植物根系吸收的促進(jìn)及菌種次生代謝物有關(guān)。

圖1 砧木類(lèi)型菌根化處理對(duì)板栗幼砧嫁接苗SPAD值的影響Fig.1 Effects of rootstock types and mycorrhizal treatments on SPAD value of grafted seedlings

3.2.3 砧木類(lèi)型及菌根化處理對(duì)板栗嫁接苗生物量的影響

不同砧木類(lèi)型菌根化處理對(duì)板栗幼砧嫁接苗地上及地下生物量的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。其中，雙芽砧嫁接苗地上、地下生物量與1a砧嫁接苗差異均不顯著，但二者生物量均顯著高于單芽砧嫁接苗。各砧木類(lèi)型菌根化處理生物量均高于未接菌處理，地上生物量比較中單芽砧及雙芽砧嫁接苗菌根化處理均與未接菌處理差異顯著，而地下生物量比較中雙芽砧及1a砧嫁接苗菌根化處理顯著高于為接菌處理。以上分析說(shuō)明雙芽砧嫁接一個(gè)生長(zhǎng)季的生物量即與1a砧嫁接苗相當(dāng)；雙砧根系供給植株生長(zhǎng)的能力顯著優(yōu)于單砧根系，但生物量并未達(dá)到后者2倍，可能是受到根系生長(zhǎng)空間的限制。

圖2 砧木類(lèi)型及菌根化處理對(duì)板栗幼砧嫁接苗地上與地下生物量的影響Fig.2 Effects of different rootstock types and mycorrhizal treatments on aboveground biomass and belowground biomass of grafted seedlings

3.3 砧木類(lèi)型及菌根化對(duì)板栗嫁接苗光合特性的影響

不同砧木類(lèi)型及菌根化處理對(duì)板栗嫁接苗光合特性的影響結(jié)果見(jiàn)表4。其中無(wú)菌根時(shí)雙芽砧嫁接苗凈光合速率(Pn)顯著高于其他兩種處理，后二者差異不顯著。接菌后各砧木類(lèi)型光合速率均有顯著增加，雙芽砧嫁接苗凈光合速率達(dá)24.86μmol·m-2s-1，極顯著優(yōu)于其他處理。這說(shuō)明砧木類(lèi)型與菌根化處理對(duì)嫁接苗的凈光合速率均有影響，其原因可能與根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收與供給能力有關(guān)。不同處理氣孔導(dǎo)度(Gs)比較中，雙芽砧嫁接苗與1a砧嫁接苗顯著高于單芽砧嫁接苗，二者之間差異不顯著，而接菌后不同砧木類(lèi)型Gs均有顯著提高，其變化趨勢(shì)與無(wú)菌根處理相同。不同處理胞間CO2濃度(Ci)以單芽砧嫁接苗最大，且接菌后芽砧嫁接苗Ci顯著增大。不同處理蒸騰速率(Tr)差異極顯著，其中雙芽砧嫁接苗Tr最大，且接菌后各砧木類(lèi)型嫁接苗Tr均有極顯著增加。不同處理水分利用效率(WUE)經(jīng)方差分析表明，2種芽砧嫁接WUE差異不顯著，但芽砧嫁接WUE顯著高于1a砧嫁接，接菌后各砧木類(lèi)型嫁接苗WUE均有顯著提高。葉片氣孔傳導(dǎo)及擴(kuò)散水蒸氣及CO2的能力對(duì)Pn有顯著影響，而Tr與Pn的顯著相關(guān)可能是由于蒸騰拉力對(duì)土壤礦質(zhì)元素吸收的影響有關(guān)。

表4 砧木類(lèi)型及菌根化對(duì)板栗嫁接苗光合特性及水分利用效率的影響Table 4 Effects of rootstock types and mycorrhizal treatments on photosynthetic characteristics and RWUE of grafted seedlings

4 結(jié)論與討論

不同砧木類(lèi)型及菌根化處理對(duì)板栗嫁接苗生長(zhǎng)指標(biāo)有顯著影響，其中菌根化雙芽砧嫁接苗更有優(yōu)勢(shì)。雖然1a砧嫁接苗成活率(91.1％)顯著高于雙芽砧嫁接苗(78.9％)，但整個(gè)生長(zhǎng)季中，雙芽砧嫁接苗新梢生長(zhǎng)量最大，生物量亦與1a砧嫁接苗無(wú)顯著差異，且其移植成活率高、出圃期短，相應(yīng)培育成本降低；在雙芽砧嫁接與單芽砧嫁接的對(duì)比中，成活率和接穗萌芽時(shí)間均無(wú)明顯差異，但新梢生長(zhǎng)量方面有顯著提高，因此雙芽砧嫁接是適用于板栗幼砧嫁接的最佳砧木類(lèi)型。在銀杏[5]、臍橙[7]等的雙砧嫁接研究中也證明了雙砧嫁接技術(shù)對(duì)苗木生長(zhǎng)的促進(jìn)作用。菌根化處理對(duì)于不同砧木類(lèi)型板栗嫁接苗的生長(zhǎng)指標(biāo)均有顯著促進(jìn)作用，這與張波(2007)[10]及牛曉丹(2009)[9]的研究結(jié)果一致。

不同砧木類(lèi)型及接灰樹(shù)花菌處理對(duì)嫁接苗SPAD值及光合指標(biāo)均有影響，砧木類(lèi)型中雙芽砧嫁接SPAD值、Pn、Gs、Tr顯著高于其他處理，有菌根嫁接苗相比無(wú)菌根嫁接苗SPAD值、Pn、Gs、Ci、Tr、WUE顯著增高。在Pn對(duì)比中，菌根化雙芽砧嫁接苗顯著高于其他處理，Pn間接體現(xiàn)了不同處理嫁接苗即時(shí)生長(zhǎng)速率的差異，而此處理生長(zhǎng)指標(biāo)也顯著優(yōu)于其他處理，說(shuō)明菌根化雙芽砧嫁接苗相對(duì)其他處理生長(zhǎng)最快。菌根化對(duì)板栗苗木葉片Pn有促進(jìn)作用，這與柴迪迪的研究結(jié)果一致[22]，參考柴迪迪與牛曉丹(2009)[9]的研究結(jié)果，美味牛肝菌Boletuse duis及綿毛絲膜菌Cortina sublanatus對(duì)板栗苗木生長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用，因此今后研究可以通過(guò)增加菌根菌種類(lèi)入手。通過(guò)與熊歡(2012)對(duì)板栗嫁接苗光合特性的比較得知，進(jìn)入盛果期的嫁接板栗樹(shù)WUE值小于2.0[23]，而芽砧嫁接苗WUE約為2.4～3.5，1a砧嫁接苗約為2.2～2.7，說(shuō)明隨著根系的老化板栗嫁接苗的WUE值呈降低趨勢(shì)，而WUE值與凈光合速率相關(guān)性極顯著，因此充分利用幼砧根系的特性，結(jié)合水肥管理，可以促進(jìn)板栗嫁接苗的光合能力，提高苗木質(zhì)量。

綜上所述，不同砧木類(lèi)型及其菌根化對(duì)板栗嫁接苗生長(zhǎng)及光合特性有顯著影響，菌根化雙芽砧嫁接技術(shù)更符合板栗當(dāng)前科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化統(tǒng)一管理的趨勢(shì)，而與其相關(guān)的其他技術(shù)還有待進(jìn)一步研究。

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Effects of rootstock types and mycorrhizal treatment on growth and photosynthetic characteristics of Castanea mollissima Bl.in grafting process

QIN Tian-tian,GUO Su-juan
(Key Lab.for Siliviculture and Conservation Jointly Constructed by Provinces and State Ministry of Education,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China)

By taking Castanea mollissima BL.as studying materials,the effects of rootstock types and mycorrhizal treatment on survival rate,average germination time,shoot growth,biomass,net photosynthetic rate(Pn)and SPAD value were researched.The results indicate that(1)one-year-old rootstock was the best rootstock type,healed fast and had higher survival rate(91.1％)than others,so it was signi fi cantly better than bud grafting;while double-rootstock grafted bud seedlings were signi fi cantly better than single-rootstock grafted bud seedlings.(2)Double-rootstock grafted bud seedlings had maximum values in shoot growth and SPAD，and their biomass were equal to grafted one-year-old grafted rootstock seedlings.(3)Mycorrhizal treatments improved the morphological indexes of three rootstock types of grafted seedlings.(4)Different treatments of grafted seedlings had signi fi cantly differences in Pn,mycorrhizal doublerootstock grafred bud seedlings had maximum value(24.86 μmol·m-2s-1).(5)The RWUE of grafted bud seedlings were signi fi cantly higher than grafted one-year-old seedlings,and mycorrhizal seedlings’RWUE was higher than non-mycorrhizal seedlings.

Castanea mollissima Bl.;grafted seedling;rootstock;mycorrhization;photosynthetic characteristics

S718.43

A

1673-923X(2015)03-0064-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.03.013

2014-01-10

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)重大項(xiàng)目“板栗產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境友好豐產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(201204401)；“十二五”科技支撐專(zhuān)題“北方板栗高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2013BAD14B0402)

秦天天，碩士研究生

郭素娟，教授，博士；E-mail：gwangzs@263.net

秦天天,郭素娟.砧木類(lèi)型及菌根化對(duì)板栗嫁接苗生長(zhǎng)及光合特性的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(3):64-68.

[本文編校：吳 毅]