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(1.中国热带农业科学院香料饮料研究所, 海南 万宁 571533;2.农业部热带香料饮料作物种质资源圃, 海南 万宁 571533;3.农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室, 海南 万宁 571533)
可可(Theobromacacao),属梧桐科(Sterculiaceae)可可属,种子富含脂肪、蛋白、多酚等成分,是制作巧克力、糕点、糖果等食品的重要原料。可可主要分布于南北纬20°内,全球种植面积超过1 000万hm2,为世界第二大饮料作物,在世界农业发展中占有重要地位。我国于20世纪20年代从东南亚引种,20世纪50年代开始目的性试种并获成功。目前,我国可可主要分布在海南岛,种植面积超过300 hm2,远不能满足国内需求,每年仍需进口可可豆10万t以上。
可可作为我国新兴的热带特色经济作物,耐荫蔽,适宜在林下种植。海南省橡胶、椰子、槟榔等经济作物种植面积近60万hm2[1-3],如果15%的经济林下间种可可,年产可可豆10万t以上,可以满足目前国内需求。可可为典型热带植物,老茎开花结果,观赏价值高,有助于海南省建设美丽乡村、打造“升级版国际旅游岛”。可可主要分布在热带发展中国家,是其中许多国家的重要经济收入来源,但生产技术水平较为落后,先进的育苗技术有助于支撑我国农业“走出去”,服务国家“一带一路”战略。
目前,可可种苗以实生繁殖为主,成林后植株间变异大、易退化,扦插种苗无主根易倒伏,严重影响可可生产的经济效益。嫁接繁殖的种苗可保持母本的优良性状,提升种植园综合效益[4]。然而,国内对可可嫁接育苗技术的研究仍未见报道。为促进我国可可产业化的健康发展,优化可可种苗繁育技术,找到一种操作实用、简便、易于掌握的嫁接方法,研究了可可嫁接育苗时期、嫁接方式等对成活率的影响。
试验地位于海南省万宁市兴隆华侨农场可可育苗基地(北纬18°44′,东经110°11′)。该区域属热带季风气候,年平均温度为24.5 ℃,年平均降雨量为2 400 mm,降水较集中,每年5—10月为雨季,11月至次年4月为旱季。
砧木培养:2014—2015年,选取籽粒饱满可可种子,沙床催芽后,装袋育苗,每2~3个月育苗1次,并实行精细的苗圃管理。2015—2016年嫁接时,苗高为50~80 cm,子叶节处茎粗0.8~1.2 cm。在嫁接前1周将砧木打顶,保留3~5个叶片,对砧木灌足底水,嫁接前砧木枝干表面保持干燥。
接穗采集和运输:接穗来自中国热带农业科学院香料饮料研究所选育和筛选的品种、优良育种材料:热引4号、TAS 2-13、TAS 4-20、TAS 6-11、TAS 8-2、TAS 9-9、TAS 10-9、TASsr 12。在可可优良母树上,选择芽体饱满、无病虫害、半木质化、健壮的当年生枝条作为接穗枝,对接穗枝实行防虫、疏密等管理。在晴天或多云天,采集优良母树上的接穗枝,边采集,边剪去接穗枝上的叶片,保留叶柄并编号挂牌。接穗枝在嫁接当日剪取,用湿毛巾包裹进行长距离运输,到达目的地后,把裹有湿毛巾的接穗枝放置在阴凉处,以备第2、3天嫁接使用。
不同嫁接方法试验设芽接、劈接、枝接、腹接4种处理,在2015年4月份进行;不同嫁接时期(以芽接方法)分别在2015年4月上旬、7月中旬、10月上旬、2016年1月中旬进行;不同砧木直径对嫁接成活率影响,用游标卡尺测量砧木直径,测量部位为距地10 cm,按直径大小分6个等级:0.59 cm以下、0.6~0.69 cm、0.7~0.79 cm、0.8~0.89 cm、0.9~0.99 cm、1.0 cm以上。根据每次采集的接穗状况每处理嫁接30~100株。嫁接90 d后调查成活率和新稍长度。
1.4.1芽接
选择枝条上较平部位取芽(即芽点,位于叶柄上方),先在芽点上下部位横向各环割一刀,再在休眠芽左右纵向各切一刀,接穗长0.8~1.5 cm、宽0.5~1 cm,深度刚到木质部;轻拉接穗上的叶柄使其从木质部上剥离。在砧木基部开一刚达木质部的切口,开切口时使切开的砧木片仅与切口底端相连。将接穗嵌入切口,使接穗形成层与砧木形成层对齐,然后将切开的砧木片紧压接穗,露出接穗上的芽点,自下往上将接穗和切开的砧木片以及接穗和砧木结合处进行绑扎。接穗萌芽长至2~3 cm以后,解除绑扎,接穗愈合后剪去切口上5 cm以上的砧木。
1.4.2劈接
选择长5~8 cm、带2~3个饱满腋芽的良种枝条为接穗;接穗底端削成角度为30°的楔形,顶端横向削平。在砧木子叶节处,将顶部横向剪下,砧木基部纵向劈开。将接穗嵌入切口,使接穗形成层与砧木形成层对齐,然后将劈开的砧木紧压接穗斜面,自下往上绑扎接穗和砧木切口。接穗成活后,解除绑带。
1.4.3枝接
选择长5~8 cm,带2~3个饱满腋芽的良种枝条为接穗;接穗底端削成角度为30°的楔形,顶端横向削平。在砧木子叶节处,斜向下切一深达木质部切口,砧木上形成长3~4 cm舌头。将接穗嵌入切口,使接穗形成层与砧木形成层对齐,然后将切开的砧木舌头紧压接穗斜面,自下往上绑扎接穗和砧木切口。接穗萌芽长至2~3 cm以后,解除绑扎,接穗愈合后剪去切口上5 cm处以上的砧木。
1.4.4腹接
将良种枝条截成长4~6 cm、带2~3个饱满腋芽的枝条,将接穗两端均削成斜面;接穗的无腋芽一侧纵向削去韧皮部,露出纵削面,纵削面与斜面形成约45°夹角。在砧木上开一深度刚达木质部的竖长切口,切除中段砧木片,剥离切口两端的砧木片的韧皮部,切口两端的砧木片的一端与砧木相连。将接穗嵌入切口,使纵削面与砧木的形成层契合,切口两端的砧木片覆压在接穗两端,固定砧木片和接穗,自下往上进行绑扎。接穗成活后,解除绑带,剪去切口上5 cm处以上的砧木。
由表1可知,不同嫁接方法的嫁接成活率差异显著。腹接的嫁接成活率最高,达95.5%;劈接和芽接次之,分别为77.1%和74.2%;枝接最低,为44.1%。劈接和芽接之间差异不显著,与腹接、枝接差异极显著;腹接与枝接之间差异极显著。
表1不同嫁接方法对成活率的影响
嫁接方法嫁接株数成活株数成活率(%)LSD0.01枝接773444.1A芽接977274.2B劈接352777.1B腹接888495.5C
注:LSD0.01列没有相同字母表示成活率在p<0.01水平差异显著,有相同字母表示成活率差异不显著。下同。
采用热引4号可可为接穗,以芽接方法比较不同嫁接时间对成活率的影响。由表1可知,嫁接时期的不同导致嫁接成活率不同,4月上旬、10月上旬的嫁接成活率最高,成活率分别达79.5%和74.4%,12月中旬成活率最低,仅33.8%。因此,4月和10月前后是可可嫁接的最适时期。
表2不同嫁接时期对成活率的影响
嫁接时期嫁接株数成活株数成活率(%)LSD0.011月中旬682333.8A4月上旬786279.5C7月中旬1277155.9B10月上旬15611674.4C
在4月上旬,以芽接方法比较不同砧木直径对嫁接成活率的影响。方差分析及多重比较表明,不同砧木直径等级对嫁接成活率和新芽生长量没有显著影响。相关性分析表明,嫁接成活率与砧木直径在一定程度上呈线性相关,相关系数R2=0.923 5,回归函数式为y=36.51x+43.32。嫁接成活后,新生萌芽生长速度与砧木直径呈正相关。
表3砧木直径对嫁接成活率和新芽生长的影响
砧木直径(cm)成活率(%)萌芽长(cm)<0.5961.66.6±1.30.6~0.6969.48.5±1.50.7~0.7968.58.9±1.10.8~0.8976.49.7±0.90.9~0.9979.311.2±1.2>1.081.811.8±1.7
在4月上旬,以芽接方法比较不同种质接穗对成活率的影响。单因子方差分析及多重比较表明,7份可可种质接穗嫁接成活率存在极显著差异。嫁接成活率最高的为TAS 10-9、TAS 9-9,成活率达90%以上。成活率最低的为TAS 2-13,仅为45.5%。不同种质嫁接的平均成活率为72.3%,亲和性较好的砧穗组合嫁接成活率比平均成活率高近20%。
表4不同种质接穗嫁接成活率差异
种质编号嫁接株数成活株数成活率(%)LSD0.01叶片数茎粗(cm)茎长(cm)TAS6⁃11393589.7E4.5±0.22.6±0.310.8±0.8TAS8⁃2422661.9AC4.1±0.33.1±0.211.4±1.1TAS10⁃9363391.6E3.3±0.22.5±0.212.5±1.0TAS2⁃13442045.5A3.7±0.32.8±0.112.4±1.0TAS9⁃9534890.6E3.2±0.32.5±0.18.8±0.6TASsr12362466.7AD3.7±0.32.9±0.214.5±1.8TAS4⁃20321856.3AB4.1±0.42.8±0.211.0±0.6
本试验所选用接穗来自香料饮料研究所鉴定出的优良单株,来源于东南亚、拉丁美洲、大洋洲等可可主产区,具有丰富的遗传差异。传统上,人们依据地理起源和形态特征将可可分成Criollo、Forastero和Trinitario (Criollo×Forastero)3大遗传类群;最近,利用SSR标记和基因组序列分析可可种质遗传多样性,将可可划分成10大遗传类群:Amelonado、Contamana、Curaray、Guiana、Iquitos、Maraňón、Nanay、Purús、Criollo 和Nacional[5-6]。可可遗传多样性分析表明,可可不同类群间表型具有明显差异,果重、果长等变异大。不同种质间嫁接成活率的差异在一定程度上受遗传差异的影响,如TAS 6-11、TAS 9-9、TAS 10-9种质均归属H类[7],成活率均在90%左右,生产实践中可优先从H类中选育优良母株作为接穗,有利于提高嫁接成活率。
不同嫁接方法接穗与砧木的贴合方式和绑扎方式不同,对嫁接成活率有显著影响[8]。可可腹接法接穗与砧木间平行排布,接穗与砧木上所有切口均紧密贴合,绑扎后固定紧密并与暴露环境完全隔绝,利于接穗与砧木结合部位愈合,因此嫁接成活率较高。然而,腹接法对接穗和砧木的要求较高,接穗枝和砧木都要圆直以便于削出平直切面;砧木直径最好大于1.2 cm,如果砧木过细,难以切出平直的切口,与砧木匹配的接穗也较少,不利于大量嫁接育苗。本研究中,可可枝接法嫁接成活率最低,原因是接穗与砧木贴合后有20~40°的夹角,绑扎后贴合部位易松动,接穗与砧木间空间较大,雨水易进入,对嫁接成活率有一定影响。
本研究结果表明,海南地区最适宜可可嫁接育苗时期为4月上旬和10月上旬。4月上旬前后气温稳定,芽条萌动,嫁接成活率最高。10月上旬前后降水逐渐减少,嫁接部位易于愈合,成活率也较高,更利于嫁接种苗的规模化繁育。可可树的枝条在3—5月份萌动最为旺盛,新萌生的枝条需4—5个月长成半木质化状态,9—10月份时母树上接穗量大且质量适于嫁接。可可种子属于顽拗性种子,收获后长时间贮藏种子活力急剧下降[9];1—3月份成熟的可可果实占到全年的80%左右,收获后直接用于繁苗,当年9—10月份幼苗直径可达0.8 cm左右,便可作为砧木生产嫁接种苗。
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