潘国飞,赵宁宁,廖力娇,蔡榕树,何明慧,王学礼
(1.广西大学农学院,广西 南宁 530004; 2.北京瑞美德环境修复有限公司,北京 100000;3.百色学院,广西 百色 533000)
樱桃(Cerasuspseudocerasus(Lindl.) G.Don)为蔷薇科李亚科樱属落叶果树类,可分为酸樱桃和甜樱桃[1-2]。甜樱桃果实含有丰富的维生素C,花果优美,具有一定的观赏性,而且从根茎叶到花果都可以药用,所以具有极高的利用价值,是种植业的黄金产业[3-6]。各地不断争先引进,但是,甜樱桃需要一定的有效低温才能解除内休眠,只有在满足低温需冷量的情况下,才能正常进行花芽分化[7]。我国南方年均气温高,夏季高温多雨,限制了甜樱桃在南方的引种栽培。目前,甜樱桃品种需冷量在200~1400 h不等,而南方冬季气温依旧普遍偏高,难以满足甜樱桃花芽分化所需的有效低温积累量,这是南方地区引种甜樱桃的主要限制条件[8]。另一方面,砧木是甜樱桃引种的关键,多年来我国常用的甜樱桃砧木多为中国樱桃和毛樱桃,并且砧木发芽条件苛刻,不同地区的品种往往存在较大差异,对樱桃生长和果实品质都存在较大影响[9-10]。
近些年来,我国樱桃除几个主要产区外,开始向四川、贵州等西南地区扩展,加速了樱桃产业在我国南方的发展[11-16]。尽管南方樱桃在产量上与主产区差距较大,但是因春节回温快,能够加快某些阶段发育进程,果实成熟期会比北方早,上市时间有所提前[17]。广西的西部高海拔山区位于云贵高原东南缘,冬春季节较为寒冷,夏季雨热同期,但耕地面积少,缺乏特色产业,经济发展普遍落后,若能发展高经济效益且能带动旅游业发展的甜樱桃对这些地区的发展具有重要意义。本文对桂西6个县的气象数据进行统计分析作为引种甜樱桃品种的依据,以中国樱桃广西野生种(广西山樱)作为砧木,筛选低温需冷量少的甜樱桃品种为接穗,通过打破休眠和嫁接试验,评估广西山樱作为砧木的优良性,以期为桂西高海拔地区甜樱桃引种栽培提供参考。
以山东栽培的欧洲甜樱桃图雷拉、布鲁克斯、美早、拉宾斯4个樱桃品种作为接穗的主要材料,以桂西高海拔地区的山樱(中国樱桃广西野生种)作为砧木。
试验于2017—2019年在广西大学试验田陆续进行,其中需冷量分析及品种选择主要通过文献分析等理论研究。
1.2.1 需冷量分析和品种选择 对广西壮族自治区的西林县、隆林县、田林县、乐业县、东兰县、凌云县等6个县进行气候分析,计算其有效低温积累值和春夏季节降水量,作为品种筛选的参考指标。再结合不同甜樱桃品种的需冷量,筛选出可能适合在这些地区栽培的甜樱桃品种。
1)有效低温积累值(需冷量)计算模型。采用国家气象信息中心获取的西林县、隆林县、田林县、乐业县、东兰县、凌云县1981—2010年的累年日值气象数据作为分析数据。以3 d内最低温度稳定通过最适冷温(<7.2 ℃)的日期为计算时间起点,以全天有效低温变为负积温且连续3 d稳定是负积温的日期为时间终点,按照犹它模型规则进行有效低温积累值的计算[18]。为更贴近实际情况,不直接以累年日平均气温进行计算,而是以平均温度为基准点,然后根据日最高温度和最低温度与平均温度偏离的程度把一天24 h划分成一定区间,最后各区间对应其最高温度和最低温度折算有效低温积累值。数据处理与分析工具为SPSS statistics 17.0和Microsoft Excel,计算公式如下:
式中:Tmax为日最高温度;Tmin为日最低温度;T0为日平均温度;加权值根据犹它模型确定。
2)甜樱桃品种选择。采用陈晓丹等[19]研究得出的各樱桃需冷量作为参考标准,选择不同需冷量区间,并且可能适合桂西高海拔地区栽培的低温需冷量少的甜樱桃品种作为嫁接接穗。在品种选择上需冷量是最重要参数,其次果型、果重、是否耐运输、口感等都是重要的参考因素。通过筛选后,以图雷拉、布鲁克斯、美早、拉宾斯作为接穗进行砧穗组合适应性研究。
1.2.2 砧木的培育与嫁接 2017年4月底,以桂西地区(百色田林)的中国樱桃野生种(广西山樱)作为采种母树,采果后带回实验室。将山樱果实放入清水中搓洗晾干。将细河沙过0.2 mm筛网后灭菌,把晾干后的种子与河沙按照1∶6混拌之后放于冰箱(4~6) ℃低温层积,保持水分并防止结霜。40 d后取出,置于室内进行种子发芽。当樱桃幼苗长至4~5 cm时,进行8~10 d的炼苗;随后将砧木幼芽移栽至大田。
1.2.3 栽培适应性研究
1)赤霉素催芽和发芽率试验。在进行砧木培育的同时,以同一批广西山樱种子为材料进行赤霉素催芽试验。将洗净后的山樱种子分为5组,每组100粒种子,前4组分别以赤霉素0(清水)、100、200、300 mg·L-1浸泡24 h,最后一组晾干不做处理作为对照(CK),随后放入冰箱(4 ℃)进行低温层积处理40 d后,置于室温下让其完全发芽。统计发芽率、侧根数量和根长。
2)砧穗组合适应性试验。当砧木粗细程度达到可嫁接要求时,以筛选的甜樱桃品种作为接穗进行嫁接。2019年2月25日在广西大学试验田以山东取回的图雷拉、布鲁克斯、美早、拉宾斯4个品种的嫁接枝条作为接穗进行嫁接试验,每个品种嫁接5株,3次重复,并以广西山樱接穗作为对照,30 d后统计各品种成活率和生长量(以30 d生长高度为指标)。
从图1可见,6个地区日温差大,最高温度和最低温度与平均温度的耦合性存在十分明显的差异,为此采用改进的模型计算6个县有效低温积累值,得出有效低温积累值见表1。根据计算结果发现,桂西6个县中全年有效低温积累值均在200 C·U以上,乐业县有效低温积累值最高,达到1491.63 C·U,而主产区烟台有效低温积累值仅为1207.52 C·U。樱桃于3月初开始发芽开花,4月坐果,5月进入成熟期,因此2—5月降水对樱桃产量和品质具有重要影响。根据计算结果可以看出,桂西6个县2—5月的降水量属于中等水平,最高为706.7 mm,而主产区烟台为208.3 mm。尽管总降水量高于主产区很多,但是6个县2—5月累年日降水量最大为29.5 mm,属于中雨,对于樱桃开花结果影响并不大。
表1 桂西地区和主产区的有效低温积累值和降水量
图1 6个县气温状况
根据陈晓丹等[19]的研究结果,结合桂西6个县区有效低温积累(表2),凌云县和田林县能够种植需冷量200~400 h的甜樱桃品种,如罗亚明、罗亚李、拉宾斯等;东兰县、西林县、隆林县可以种植需冷量200~800 h的甜樱桃品种,如美早(北京)、图雷拉、布鲁克斯等;而乐业县基本能够种植大部分甜樱桃品种,如红灯(大连)、哥伦比亚、香槟等。
表2 桂西地区适种樱桃品种需冷量区间范围和代表品种
2.3.1 不同赤霉素浓度处理对山樱发芽率的影响 由表3可见,在赤霉素100 mg·L-1处理下,根长、侧根数量均最高,分别为4.78 cm、11.80条;当赤霉素质量浓度超过100 mg·L-1时,
表3 不同处理对广西山樱种子发芽率的影响
随着赤霉素浓度的升高,种子发芽率和根长及侧根数都有一定程度的下降;而对照组(CK)的发芽率最高,为42.10%,其根长和侧根数分别为3.9 cm、10.67条,属于中上水平。目前,大多数樱桃砧木种子都需要赤霉素打破休眠,而从试验结果来看,广西山樱不经赤霉素处理直接低温层积,发芽率也较高。
2.3.2 山樱砧木与不同甜樱桃品种接穗亲和性研究 由表4可以看出,4个甜樱桃品种与广西山樱亲和性较好,嫁接成活率均在86%以上,嫁接成活率与对照相比差异并不显著,各品种嫁接成活率差异也不显著。在生长状况方面,30 d后平均生长高度排序为布鲁克斯>图雷拉>山樱>美早>拉宾斯,4个品种与对照差异均不显著。
表4 不同甜樱桃接穗与山樱砧木亲和性
本研究结果表明,隆林县、西林县、田林县、乐业县、凌云县、东兰县等桂西地区的有效低温积累值均能够满足多个甜樱桃品种的需冷量要求,所以都具有甜樱桃引种栽培的潜质。秦洪波等[20]对樱桃在广西灵川的引种表现及其需冷量研究发现,只有红妃、南早红、乌皮等3个中国樱桃品种适宜在桂北发展种植。灵川隶属于桂林市,纬度较高,但是平均海拔只有150 m左右。刘芸等[21]对广西不同地区有效冷温积累量进行划分,灵川的冷温积累量仅为400~600 h,而桂西高海拔地区则在800 h以上,导致这种差别的应该是海拔高度的差异。庄维兵等[22]指出果树需冷量在一定程度上受地理位置的影响,特别是热带和亚热带地区这种更为明显。如赵庆明等[13]在云南高海拔地区引种欧洲甜樱桃,结果发现甜樱桃适宜当地发展,不仅品质好,而且产量高。所以,海拔和地理位置对甜樱桃引种是否成功也有很大关系,在实际引种中应充分考虑当地海拔高度对气温的影响。
本研究选择的图雷拉、美早、拉宾斯、布鲁克斯4个甜樱桃品种与广西山樱嫁接亲和性良好,成活率和生长量均较好,可以作为桂西高海拔地区甜樱桃栽培种植的砧木。