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寒冷干旱多风地区中华金叶榆高接技术研究

2021-08-06王岩郑志兴黄建明尉文彬宋月卿杜春山

河北农业科学 2021年3期
关键词:金叶套袋砧木

王岩,郑志兴,黄建明,尉文彬,宋月卿,杜春山*

(1.张家口市农业科学院,河北 张家口 075000;2.阳原县农业农村局,河北 阳原 075800)

中华金叶榆(Ulmus pumila cv Jinye) 属榆科榆属,为普通白榆的天然突变体[1]。除具有白榆的优良特性外,还具有叶片金黄、枝条密集、耐修剪、可造型、乔灌皆宜等优点,在景观生态、水土保持和防风固沙等领域得到了广泛应用[2]。中华金叶榆为我国拥有自主知识产权的重要彩叶树种,在我国北方14 个省的500 多个城市得到了广泛应用,并被除港、澳、台、重庆、贵州和云南以外的28 个省区引种[3]。国内学者对其园林应用[4,5]、繁育技术[6~9]、光合特性[10,11]和抗寒性[12,13]等进行了大量研究,其中繁育技术方面主要涉及扦插繁殖、嫁接繁殖、组织培养等。截至目前,有关中华金叶榆在极端恶劣气候条件下的繁育技术研究较少,仅有徐发辉等[14]在西北干旱半干旱地区、杨广乐等[15]在东北高寒地区开展了高接技术的研究。

张家口市为2022 年冬奥会举办地,受寒冷、干燥、终年大风等不利因素的影响,城市绿化中可选彩叶树种极少。为丰富当地园林绿化树种,以白榆为砧木、中华金叶榆为接穗开展高接技术的研究,以期利用现有砧木培育出优质苗木,并为寒冷、干旱、多风地区中华金叶榆的栽培与推广提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

张家口市位于河北省西北部,属东亚大陆性季风气候;地理位置东经 113°50′~116°30′、北纬 39°30′~42°10′,阴山山脉横贯中部,将全区分为坝上和坝下两大地理单元。干旱少雨,春季气温较低,特别是大风天气呈现“春季大、夏季小”的季节分布类型,对苗木嫁接极其不利。由于坝上、坝下地区气候差异较大,因此各选1 个试点进行试验,其中坝上地区试点选在尚义县八道沟镇宏达苗圃,坝下地区试点选在宣化区沙岭子镇张家口市农业科学院花卉园区,2 个试点的地理气候条件明显不同[16](表1)。

表1 试验地的地理气候条件Table 1 Geographical and climatic conditions of the test sites

1.2 试验材料

砧木品种为白榆,3~5 a 生,胸径3 cm 以上,主干通直,高度根据需求而定。

接穗品种为中华金叶榆,采自张家口市农业科学院中华金叶榆保存圃,粗度1 cm 左右,0~5 ℃窖藏。使用前,去掉梢头和基部芽体不饱满部分,截成长6.0~8.0 cm 且带 2 个饱满芽的接穗。

1.3 试验方法

试验于2017 年在张家口市坝上和坝下地区同时进行。以接穗成活率高为目标,对嫁接方法、嫁接时间、接穗套袋时长和嫁接高度进行筛选;并对高接苗的枝条和树体生长情况进行调查。

1.3.1 嫁接方法对接穗成活率的影响 嫁接方法设劈接、腹接和插皮接3 个处理。劈接具体方法:在芽下方2.0 cm 处向下削2 个2.5 cm 长的对称偏楔形削面;在砧木断面正中或一侧下劈,劈口长3.0 cm,将接穗削面与砧木劈口紧靠,用薄膜绑实裹严。腹接具体方法:在芽下方2.0 cm 处向下削2 个1.5 cm 长的对称偏楔形削面。在砧木剪口以下0.5 cm 处呈25°~40°斜剪,将接穗插入斜剪口,使一侧形成层对齐,用薄膜绑实裹严。插皮接具体方法:在芽下方2.0 cm 处在芽眼背面向下斜削成长2.5~4.0 cm 的马耳型平直接口;在砧木断面皮层厚的一侧,纵切3.0~4.0 cm 的切口深达木质部,将接穗削面朝里,紧贴砧木内层与木质部之间,用薄膜绑实裹严[17]。坝下地区2017 年4 月10 日嫁接,坝上地区2017 年5 月10 日嫁接,嫁接高度120~140 cm,每株接4 个接穗,接后套袋保湿。每处理20 株,3 次重复。嫁接30 d 后,统计成活率。

1.3.2 嫁接时间对接穗成活率的影响 采用插皮接,坝下地区嫁接时间设3 月10 日、3 月20 日、3 月30 日、4 月 10 日、4 月 20 日和 4 月 30 日 6 个处理,坝上地区嫁接时间设 3 月 30 日、4 月 10 日、4 月 20 日、4 月30 日、5 月10 日和5 月20 日 6 个处理。嫁接高度120 cm,每株接4 个接穗,接后套袋保湿。每处理20株,3 次重复。嫁接30 d 后,统计成活率。

1.3.3 接穗套袋时长对接穗成活率的影响 采用插皮接,坝下地区4 月10 日嫁接,坝上地区5 月10 日嫁接。嫁接高度120 cm,每株接4 个接穗,接后用塑料薄膜条绑扎结合部位,最后用严实的薄膜袋口朝下将接穗绑实裹严。套袋时长设5、10、15、20 和25 d 计5 个处理,以不套袋为对照(CK)。每处理10 株,3次重复。嫁接30 d 后,统计成活率。

1.3.4 嫁接高度对接穗成活率及新梢生长的影响 4月10 日在坝下地区进行插皮接,嫁接高度设40、60、80、100、120 和 140 cm 计 6 个处理,每株接 4 个接穗,接后套袋保湿。每处理15 株,3 次重复。嫁接30 d 后,统计成活率。当年秋季(9 月15 日),随机选择苗木15 株,分别测量冠幅和新梢生长量。

1.3.5 高接苗枝条生长规律的变化 在坝下地区4 月10 日嫁接、坝上地区5 月10 日嫁接成活的苗木中,各随机选择3 株,每株标记3 个新梢。从5 月15 日开始,每隔15 d 测量1 次新梢长度和树体冠幅,10 月15 日调查结束。

1.4 数据分析

利用SPSS 软件对试验数据进行统计分析;采用LSD 法进行相同区域数据的方差分析和多重性比较,大、小写英文字母不同,分别表示指标值在0.01 和0.05 水平上差异显著。

2 结果与分析

2.1 嫁接方法对接穗成活率的影响

在坝下和坝上地区,不同嫁接方法处理的成活率顺序均为插皮接>腹接>劈接,其中,坝下地区各处理差异均达到了极显著水平;坝上地区腹接与插皮接处理差异不显著,但均较劈接处理差异达到了极显著水平(图1)。表明嫁接方法对接穗成活率有极显著影响,插皮接效果最好。在试验区域,插皮接处理的成活率均达到90%以上,为首选的嫁接方法;腹接处理的成活率虽然较插皮接处理有所降低,但也均达到了80%以上,能够满足生产成活的要求;劈接处理的成活率坝上地区为75.00%、坝下地区为62.92%,效果最差,生产上不建议采用。

图1 嫁接方法对接穗成活率的影响Fig.1 The effect of grafting method on survival rate of scions

相同嫁接方法,坝上地区的成活率均<坝下地区,其中劈接处理差异最为明显,成活率相差幅度高达12.08 个百分点。分析原因,认为与坝上地区5 月风速较大,嫁接后接口不易保湿,接穗与砧木难以愈合有关。

2.2 嫁接时间对接穗成活率的影响

在坝下和坝上地区,接穗成活率均随嫁接时间的推迟呈先升高后降低的变化。其中,坝下地区4 月10日嫁接处理的成活率最高,与除3 月30 日和4 月20 日外的其他处理差异均达到了显著水平;坝上地区5 月10 日嫁接处理的成活率最高,与除5 月20 日外的其他处理差异均达到了显著水平(图2)。表明嫁接时间对接穗成活有极显著影响,坝下地区的嫁接适宜期为3 月30 日至4 月20 日,坝上地区的嫁接适宜期为5月10~20 日。

图2 嫁接时间对接穗成活率的影响Fig.2 The effect of grafting time on survival rate of scions

嫁接成活率受温度影响较大,过早或过晚嫁接均不利于接穗成活。在坝下地区,3 月10 日嫁接处理的成活率最低,仅为62.92%,明显低于除4 月30 日嫁接外的其他处理;3 月20 日嫁接处理的成活率明显提高,达到80%以上,能够满足生产成活的要求,可以开始嫁接;3 月30 日至4 月20 日嫁接处理的成活率均保持在90%以上,此时为最适宜嫁接时间;4 月30日嫁接处理的成活率(72.50%)较4 月20 日嫁接处理极显著降低,可能与温度升高后接穗不易保湿有关。在坝上地区,3 月嫁接不能成活;4 月10 日嫁接处理的成活率也很低,仅24.58%;4 月20 日嫁接处理的成活率快速升高至近80%,此后嫁接的成活率均保持在80%以上,其中5 月10 日嫁接处理的成活率达到最高值90.00%。可以看出,坝下地区在3 月中旬至4 月下旬均可以嫁接,嫁接适宜期为3 月30 日至4 月20 日;坝上地区在4 月下旬到5 月中旬均可以嫁接,嫁接适宜期为 5 月 10~20 日。

2.3 接穗套袋时长对接穗成活率的影响

接穗套袋对坝下与坝上地区嫁接成活率的影响不同,其中对坝上地区影响更大(图3)。

图3 套袋对接穗成活率的影响Fig.3 The effect of bagging on survival rate of scions

在坝下地区,CK 的成活率在80%以上,能够满足生产成活的要求。接穗套袋后,随着套袋时长的增加,成活率呈先升高后降低的变化,其中,套袋时长15 d 处理的成活率(95.00%)最高,与CK 差异达显著水平;套袋时长25 d 处理的成活率(56.67%)最低,与CK 和其他套袋处理差异均达到了极显著水平;其他3 个处理的成活率均较CK 略有提高,但差异并不显著。总体来看,接后套袋时长不超过20 d 效果较好,最适套袋时长为15 d。

在坝上地区,CK 的成活率仅41.67%;接穗套袋后,嫁接成活率明显提高。随着套袋时长的增加,成活率呈先升高后降低的变化,其中,套袋20 d 处理的成活率(91.67%)最高,与除套袋15 d(87.50%)外的其他处理差异均达到了显著水平;套袋时长5 d 处理的成活率最低,与其他套袋处理差异均达到了极显著水平;套袋时长10 d 和25 d 处理的成活率均接近80%,二者差异不显著,但均较CK 和套袋5 d 处理极显著升高。表明接穗套袋可以明显提高嫁接成活率,套袋时长10~25 d 效果较好,适宜时长为15~20 d。

相同套袋时长,不同地区的成活率顺序不同。套袋时长5~15 d 处理,坝下地区的成活率>坝上地区,二者差异随着套袋时长的增加而逐渐减小;套袋时长15 d 以上处理,坝下地区的成活率<坝上地区,二者差异随着套袋时长的增加而逐渐增大。分析原因,认为与坝下地区气温较高有关。坝上地区较坝下地区温度低,风大且持续时间长,嫁接后接穗套袋可降低风吹的影响,保证袋内温度和湿度,因此能够促进接口愈合,有效提高接穗成活率,效果明显优于坝下地区。

2.4 嫁接高度对接穗成活率及新梢生长的影响

2.4.1 对接穗成活率的影响 随着嫁接高度的上升,成活率呈降低—升高—降低的变化,但差异均不显著;不同嫁接高度处理的成活率为89.44%~93.89%,除140 cm 高度处理外,其他处理的成活率均在90%以上,其中40 cm 高度处理的成活率最高(93.89%)(图4)。表明嫁接高度对接穗成活率影响不大,其中40 cm 高接成活率最高。

图4 嫁接高度对接穗成活率的影响Fig.4 The effect of grafting height on survival rate of scions

2.4.2 对新梢生长的影响 随着嫁接高度的上升,新梢长度和苗木冠幅均呈先增加后降低的变化,其中,40 cm 高度处理的指标值均为最小,与其他处理差异均达到了极显著水平;120 cm 高度处理的指标值均为最大,与其他处理差异均达到了显著水平(图5 和6)。嫁接高度≤120 cm 时,新梢长度和苗木冠幅均随嫁接高度的上升呈显著递增趋势;嫁接高度为140 cm 时,2 个指标值均较120 cm 高度处理明显降低,其中,新梢长度与100 cm 高度处理相当,冠幅与80 cm 高度处理相当。可以看出,嫁接高度120 cm 处理的苗木生长势最强,嫁接高度过低会导致苗木长势较弱。

图5 嫁接高度对新梢长度的影响Fig.5 The effect of grafting height on shoots length

图6 嫁接高度对苗木冠幅的影响Fig.6 The effect of grafting height on crown width

2.5 高接苗枝条生长规律的变化

在坝下和坝上地区,高接苗的新梢生长均呈先快后慢的变化趋势(图7)。在坝下地区,新梢5 月开始生长,月生长量为30.14 cm;6 月生长最快,月生长量为39.40 cm,枝条长度达69.54 cm;7 月开始生长逐渐减缓,9 月上旬生长基本停止,当年枝条生长量90 cm以上。在坝上地区,新梢5 月下旬开始生长;6月生长相对缓慢,月生长量为26.57 cm;7 月生长最快,月生长量为30.30 cm,新梢长度为56.87 cm;8 月开始生长逐渐减缓,8 月中下旬生长基本停止,当年枝条生长量70 cm 以上。可以看出,与坝下地区相比,坝上地区由于气温较低,新梢开始生长和快速生长的时间均晚近1 个月,而停止生长的时间较早,导致枝条生长期明显缩短,因此生长量明显较小。

图7 高接苗新梢的生长规律Fig.7 The shoot growth regularity of top grafting seedlings

3 结论与讨论

3.1 嫁接方式对中华金叶榆成活率的影响

目前,中华金叶榆嫁接主要采用枝接和芽接(热粘皮),其中,芽接主要用于苗木繁育;枝接主要用高接换种及苗木繁育,具有成苗快(当年成苗)、快速改良原有品种的特点,但对接穗质量要求高,且需求量大。每生产1 hm2的灌丛型中华金叶榆,需要接穗15万根,直接影响了其推广速度[18]。枝接主要包括切接、劈接、腹接、靠接及插皮接等形式,前人研 究[14,15,17,19]表明,在金叶榆上采用插皮接、切接和腹接较为适宜。嫁接成活率除受接穗质量、嫁接方式和操作技术影响外,还与当地气候环境密切相关。干燥多风天气不利于接穗与砧木愈合,容易造成接穗死亡或愈合不良,影响后期枝条木质化程度;气温较低,导致嫁接时间延迟、生长停止时间提前,枝条生长期缩短,影响枝条后期发育。张家口市尤其是坝上地区,受寒冷、干燥、终年大风等不利气候条件的制约,在城市园林绿化中可选树种极少,外来树种引进驯化及嫁接技术要求极高。在张家口地区,采用目前生产中常用的插皮接、劈接和腹接进行中华金叶榆高接,研究了不同嫁接方法对接穗成活率的影响,结果表明,插皮接成活率最高,是寒冷、干旱、多风地区苗木嫁接的最好方法,与徐发辉等[14]等在甘肃、杨广乐等[15]在黑龙江、朱芳等[19]在内蒙古乌兰察布的研究结论一致。试验的3 种嫁接方法中,劈接成活率最低,且坝上与坝下地区差异明显,可能与坝上地区苗木嫁接期正值风速最大的时期,且砧木切口过大,不利于砧木与接穗愈合有关。

3.2 嫁接时间对中华金叶榆成活率的影响

嫁接时间与树种生物学特性、物候期以及当地气候条件密切相关,是林木嫁接成功的关键因素之一,尤其是枝接适宜的时间非常短,一般为20 d 左右。通过试验筛选适宜的嫁接时间,可有效提高嫁接成活率。前人研究显示,枝接应在春季树液开始流动、接穗尚未萌芽,砧木皮质层与木质层最易剥离的时期进行[20,21]。黄印冉等[22]指出,华北地区最好在5 月底以前完成嫁接;6 月以后嫁接的接穗生长量较小,影响当年成苗率。闫淑芳等[23]认为,华北地区乔木高接的最适时期为3 月30 日至4 月30 日。

本究结果表明,受气温影响,坝上与坝下地区的嫁接时间和最适期差异较大,坝上地区较坝下地区晚15~20 d。生产中,坝下地区在3 月中旬至4 月下旬均可以嫁接,嫁接适宜期为3 月30 日至4 月20 日;坝上地区在4 月下旬到5 月中旬均可以嫁接,嫁接适宜期为5 月10~20 日。在坝上地区,3 月嫁接不能成活,4 月上旬嫁接成活率(仅25%)极低,原因可能是外界温度低,树液尚未开始流动,木质部与形成层尚未分离,接穗插入时阻力较大。坝下、坝上地区分别在4 月10 日和5 月10 日嫁接成活率达到最高,而后逐渐下降,可能与树体生长进入旺盛期,消耗了大量营养和水分,同时砧木与接穗的生理活动差异加大,影响了嫁接部位的愈合有关。

3.3 接后套袋时长对中华金叶榆成活率的影响

闫淑芳等[24]发现华北地区金叶榆插皮接后套袋可明显提高嫁接成活率,但其对套袋时长未进行深入研究。本研究结果表明,接后套袋对坝上与坝下地区嫁接成活率的影响不同,其中在坝上地区效果尤为明显,套袋后可明显提高接穗成活率,较不套袋(CK)提高1 倍以上。原因可能是高接后套袋保证了袋内温度和湿度,降低了大风的不利影响,进而促进了接口愈合以及接穗发芽。坝下地区,套袋后时长不超过20 d 效果较好,最适套袋时长为15 d;坝上地区,套袋时长10~25 d 效果较好,适宜时长为15~20 d。

3.4 嫁接高度对中华金叶榆成活率和新梢长势的影响

本研究结果表明,嫁接高度对中华金叶榆嫁接效果的影响主要体现在接后树体冠幅增大和新梢生长量上,对接穗成活率影响不大。嫁接高度对接穗成活率的影响,因树种和嫁接高度而异。前人对鸡爪槭[25]、红松[26]、油茶[27]及罗望子[28]等树种嫁接高度的研究结论有所差异。李雪等[27]在油茶大树嫁接的研究结果显示,砧木高度对接后新梢生长量有一定影响,但对成活率影响不大,与本研究结论一致。康义[26]研究表明,嫁接高度对红松嫁接成活率和新梢长势均有显著影响,其中对长势影响的结论与本研究结论一致。而杨福清[25]对鸡爪槭、张梦寅等[28]对罗望子的研究结果则与本研究不一致。嫁接高度越低,对接后成活率的影响越明显,可能与嫁接口距砧木根系近,来自砧木根系的养分供给充足有关;但嫁接高度升高后,这一效应逐渐变得不明显。在对新梢长势的影响上,多数研究认为,中位嫁接时生长量最大,可能是由于嫁接高度过高,接穗易受阳光直接照射,水分蒸发较快,不利于接穗快速生长;而嫁接高度过低,受空间影响较大,也不利于接穗生长。陈湘云等[29]在研究嫁接高度对葡萄生物学性状及抗病性的影响时发现,高位嫁接有利于接穗花芽分化,并能增强接穗品种的抗病能力。在中华金叶榆上是否也有类似结论,尚待进一步研究。

综上所述,插皮接配合接后套袋技术是张家口坝上等高寒、干旱、多风地区金叶榆高接的最适方法,高接苗木生长良好,枝条发育快,形成景观效果好。同时由于受气温和嫁接时期的影响,坝上地区物候期较坝下地区基本推迟1 个月。

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