砧木类型及菌根化对板栗嫁接苗生长及光合特性的影响

秦天天，郭素娟

(北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083)

砧木类型及菌根化对板栗嫁接苗生长及光合特性的影响

秦天天，郭素娟

(北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083)

以河北省迁西县板栗品种‘燕山早丰’为试验材料,芽苗和1a苗为砧木，进行单砧和双砧嫁接试验，研究了不同砧木类型对嫁接成活的影响、菌根化处理对不同砧木类型嫁接苗新梢生长、生物量、SPAD值及光合特性的影响。结果表明：(1)1a幼砧嫁接成活率高达91.1％，愈合快，显著优于芽砧嫁接，但双芽砧显著优于单芽砧嫁接。(2)双芽砧嫁接苗新梢生长量与SPAD值最大，生物量亦与1a砧嫁接苗相当。(3)菌根化处理后三种砧木类型嫁接苗的形态指标均有提高。(4)不同处理净光合速率差异显著，以菌根化双芽砧嫁接苗(24.86 µmol·m-2s-1)最大。(5)芽砧嫁接苗水分利用效率RWUE显著高于1a砧嫁接苗，菌根化嫁接苗水分利用效率显著高于无菌根嫁接苗。

板栗；嫁接苗；砧木；菌根化；光合特性

板栗Castanea mollissima是我国重要的经济林树种之一，广泛分布于我国24个省(市)，为种植者带来经济效益的同时，发挥重要的生态作用[1]。当前，板栗生产中主要采用的繁殖方法是实生大田苗主干嫁接，分为育苗、定植、缓苗、嫁接四步，至少需要4年时间。此法育苗期较长，成活率较低，树形单一，林相不齐，难以实现定植化集约管理等[2-4]。近年来，双砧嫁接在银杏、脐橙、西瓜等作物中已得到研究[5-8]，随着温室育苗的广泛应用，为板栗延长每年育苗时间提供了保障，板栗幼砧嫁接及嫁接愈合生理基础以及菌根化对板栗实生苗与芽砧嫁接苗的影响方面的研究已经取得了很大进展[9-21]，但不同砧木类型及其菌根化对幼砧嫁接苗生长及光合特性影响的研究尚未见报道。本研究针对以上两点，以期筛选出板栗良种‘燕山早丰’C.mollissima‘Yanshanzaofeng’幼砧嫁接适用的最佳砧木类型及菌根化技术，为今后实现苗木规格整齐化、树形林相统一化、品种配置科学化、栽植管理集约化、建园标准化的板栗幼砧嫁接生产提供依据。

1 试验地概况

试验地位于河北省唐山市迁西县(118°6′～118°37′E，北纬39°57′～40°27′N)，属暖温带大陆性季风气候，年平均气温10.1℃。年平均日照时数2 705.9h，年有效积温4 285.9℃。多年平均降水量为804.2mm，其中夏季降水量占全年的75.2％，无霜期一般为183d。试验在位于迁西县的北京林业大学经济林(板栗)育种栽培实验教学基地的温室大棚进行布设。

2 试验材料

2.1 试验材料

芽砧所用’燕山早丰’种子(千粒重7.459kg)来源于迁西县‘燕山早丰’东荒峪示范园，采用低温层积催芽20d后待胚轴长约10cm，粗约0.5cm左右备用。1a砧选用在温室中培育一年地径0.6cm左右的‘燕山早丰’实生容器苗，容器规格18cm×18cm×25cm，基质采用苗圃土。试验接穗来自迁西县汉儿庄乡板栗示范园，3月初结合板栗冬季修剪采集长20cm、粗0.5cm、叶芽饱满的‘燕山早丰’1a营养枝，用湿润蛭石掩埋基部并包裹置于冷藏柜中贮藏。

2.2 试验设计与方法

本试验采用完全随机区组设计，设3种砧木类型(单芽砧、双芽砧、1a实生苗)。每个处理30株，3个重复。2013年4月初开展嫁接试验，单芽砧嫁接及1a砧嫁接采用劈接法，双芽砧嫁接先将两个芽砧从基部紧靠固定一齐切断，断口下1.5cm处内侧向上斜削成平滑断面，迅速将楔形接穗插入切口处，使双砧的切口贴合接穗的两面后立即封口。嫁接后立即栽入规格10cm×10cm×20cm、装有苗圃土的营养钵内，定期浇水除草除孽。嫁接苗成活抽穗后，参照柴迪迪(2013)[23]菌剂制作及接菌方法，在移植时用灰树花Gri fl ola frondosa固体菌剂对嫁接苗进行菌根化处理。5月初于北京林业大学经济林(板栗)育种栽培实验教学基地示范区整地成低垄，选取长势良好的嫁接苗，筛选出有菌根与无菌根两种类型，以株行距1.5m×2m将板栗容器嫁接苗从温室移植至大田。

2.3 指标测定

嫁接后，每日统计不同处理成活萌芽株数，于嫁接1个月左右调查嫁接成活率，移植1个月后调查移植成活率。8月中旬使用 LI-6400便携式光合测量系统与SPAD502叶绿素仪分别测量不同处理光合指标与SPAD值，10月下旬苗木停止生长后测量其新梢基径与长度，并取样测定其生物量。部分公式如下：

式中：m为各小区成活株数，M为各小区总试验数。

式中：n为嫁接后天数，Pn为嫁接后第n天接穗萌芽株数。

2.4 数据分析

使用Excel 2007和SPSS18.0统计软件处理数据。

3 结果与分析

3.1 砧木类型对板栗幼砧嫁接成活的影响

不同砧木类型(单芽砧，双芽砧，1a实生苗)对板栗幼砧嫁接成活率的影响差异显著(P＜0.05)(见表1)。采用1a实生苗做砧木嫁接成活率最高，达91.1％，与其余处理间差异显著；而单芽砧与双芽砧嫁接成活率分别76.7％和78.9％，二者差异不显著。不同处理的接穗萌芽时间差异不显著。综上所述，1a砧嫁接苗嫁接成活情况最佳，而双芽砧嫁接优于单芽砧嫁接，这可能与嫁接后砧木的营养供应有关。

表1 砧木类型对板栗幼砧嫁接成活率及接穗萌芽时间的影响†Table 1 Effects of rootstock types on survival rate,average germination time of grafting seedlings

3.2 砧木类型及菌根化处理对移植大田后板栗嫁接苗生长的影响

3.2.1 砧木类型对容器嫁接苗移植成活率的影响

不同砧木类型板栗容器嫁接苗大田移植成活率的影响见表2。双芽砧嫁接移植成活率(96.67％)与单芽砧嫁接苗木(99.33％)差异不显著，与1a砧嫁接苗(91.33％)差异极显著，而单芽砧嫁接苗相比1a砧嫁接苗差异为显著，由此表明芽砧嫁接苗比1a砧嫁接苗更易成活。

表2 砧木类型对嫁接苗移植成活率的影响Table 2 Effects of different rootstock types on transplanting survival rate of grafted seedlings

3.2.2 砧木类型及菌根化对板栗嫁接苗新梢生长的影响

砧木类型及菌根化处理对移植后板栗嫁接苗新梢长与新梢基径的影响见表3。由表3可知，双芽砧嫁接苗在移植大田后新梢基径、新梢长分别为0.848cm、27.30cm，显著高于其他处理。3种砧木类型经菌根化处理后，单芽砧、1a砧嫁接苗新梢基径差异显著，且单芽砧嫁接苗新梢长差异显著。菌根化后双芽砧嫁接苗新梢基径与新梢长均有提高，但差异未达到显著。总体比较表明，双芽砧嫁接苗在新梢生长方面为最优处理，而与菌根菌建立共生关系对于嫁接苗新梢生长有促进作用。

表3 砧木类型及菌根化对板栗嫁接苗新梢生长的影响Table 3 Effects of different rootstock types and mycorrhizal treatments on shoot growth of grafted seedlings

测定SPAD值(Soil and Plant Analyzer Development)是采用光电无损检测方法测量叶绿素含量的快速方法，从表3可以看出，未接菌的不同砧木类型嫁接苗其SPAD值差异不显著，接菌后双芽砧嫁接苗SPAD值为54.33，显著高于另外两个处理，而不同砧木类型嫁接苗接菌后其SPAD值均显著高于未接菌处理。这说明砧木类型对嫁接苗叶片叶绿素影响不大，但是结合菌根化处理，其影响变得显著，这可能与菌根对植物根系吸收的促进及菌种次生代谢物有关。

图1 砧木类型菌根化处理对板栗幼砧嫁接苗SPAD值的影响Fig.1 Effects of rootstock types and mycorrhizal treatments on SPAD value of grafted seedlings

3.2.3 砧木类型及菌根化处理对板栗嫁接苗生物量的影响

不同砧木类型菌根化处理对板栗幼砧嫁接苗地上及地下生物量的影响结果见图1。其中，双芽砧嫁接苗地上、地下生物量与1a砧嫁接苗差异均不显著，但二者生物量均显著高于单芽砧嫁接苗。各砧木类型菌根化处理生物量均高于未接菌处理，地上生物量比较中单芽砧及双芽砧嫁接苗菌根化处理均与未接菌处理差异显著，而地下生物量比较中双芽砧及1a砧嫁接苗菌根化处理显著高于为接菌处理。以上分析说明双芽砧嫁接一个生长季的生物量即与1a砧嫁接苗相当；双砧根系供给植株生长的能力显著优于单砧根系，但生物量并未达到后者2倍，可能是受到根系生长空间的限制。

图2 砧木类型及菌根化处理对板栗幼砧嫁接苗地上与地下生物量的影响Fig.2 Effects of different rootstock types and mycorrhizal treatments on aboveground biomass and belowground biomass of grafted seedlings

3.3 砧木类型及菌根化对板栗嫁接苗光合特性的影响

不同砧木类型及菌根化处理对板栗嫁接苗光合特性的影响结果见表4。其中无菌根时双芽砧嫁接苗净光合速率(Pn)显著高于其他两种处理，后二者差异不显著。接菌后各砧木类型光合速率均有显著增加，双芽砧嫁接苗净光合速率达24.86µmol·m-2s-1，极显著优于其他处理。这说明砧木类型与菌根化处理对嫁接苗的净光合速率均有影响，其原因可能与根系对营养的吸收与供给能力有关。不同处理气孔导度(Gs)比较中，双芽砧嫁接苗与1a砧嫁接苗显著高于单芽砧嫁接苗，二者之间差异不显著，而接菌后不同砧木类型Gs均有显著提高，其变化趋势与无菌根处理相同。不同处理胞间CO2浓度(Ci)以单芽砧嫁接苗最大，且接菌后芽砧嫁接苗Ci显著增大。不同处理蒸腾速率(Tr)差异极显著，其中双芽砧嫁接苗Tr最大，且接菌后各砧木类型嫁接苗Tr均有极显著增加。不同处理水分利用效率(WUE)经方差分析表明，2种芽砧嫁接WUE差异不显著，但芽砧嫁接WUE显著高于1a砧嫁接，接菌后各砧木类型嫁接苗WUE均有显著提高。叶片气孔传导及扩散水蒸气及CO2的能力对Pn有显著影响，而Tr与Pn的显著相关可能是由于蒸腾拉力对土壤矿质元素吸收的影响有关。

表4 砧木类型及菌根化对板栗嫁接苗光合特性及水分利用效率的影响Table 4 Effects of rootstock types and mycorrhizal treatments on photosynthetic characteristics and RWUE of grafted seedlings

4 结论与讨论

不同砧木类型及菌根化处理对板栗嫁接苗生长指标有显著影响，其中菌根化双芽砧嫁接苗更有优势。虽然1a砧嫁接苗成活率(91.1％)显著高于双芽砧嫁接苗(78.9％)，但整个生长季中，双芽砧嫁接苗新梢生长量最大，生物量亦与1a砧嫁接苗无显著差异，且其移植成活率高、出圃期短，相应培育成本降低；在双芽砧嫁接与单芽砧嫁接的对比中，成活率和接穗萌芽时间均无明显差异，但新梢生长量方面有显著提高，因此双芽砧嫁接是适用于板栗幼砧嫁接的最佳砧木类型。在银杏[5]、脐橙[7]等的双砧嫁接研究中也证明了双砧嫁接技术对苗木生长的促进作用。菌根化处理对于不同砧木类型板栗嫁接苗的生长指标均有显著促进作用，这与张波(2007)[10]及牛晓丹(2009)[9]的研究结果一致。

不同砧木类型及接灰树花菌处理对嫁接苗SPAD值及光合指标均有影响，砧木类型中双芽砧嫁接SPAD值、Pn、Gs、Tr显著高于其他处理，有菌根嫁接苗相比无菌根嫁接苗SPAD值、Pn、Gs、Ci、Tr、WUE显著增高。在Pn对比中，菌根化双芽砧嫁接苗显著高于其他处理，Pn间接体现了不同处理嫁接苗即时生长速率的差异，而此处理生长指标也显著优于其他处理，说明菌根化双芽砧嫁接苗相对其他处理生长最快。菌根化对板栗苗木叶片Pn有促进作用，这与柴迪迪的研究结果一致[22]，参考柴迪迪与牛晓丹(2009)[9]的研究结果，美味牛肝菌Boletuse duis及绵毛丝膜菌Cortina sublanatus对板栗苗木生长有显著促进作用，因此今后研究可以通过增加菌根菌种类入手。通过与熊欢(2012)对板栗嫁接苗光合特性的比较得知，进入盛果期的嫁接板栗树WUE值小于2.0[23]，而芽砧嫁接苗WUE约为2.4～3.5，1a砧嫁接苗约为2.2～2.7，说明随着根系的老化板栗嫁接苗的WUE值呈降低趋势，而WUE值与净光合速率相关性极显著，因此充分利用幼砧根系的特性，结合水肥管理，可以促进板栗嫁接苗的光合能力，提高苗木质量。

综上所述，不同砧木类型及其菌根化对板栗嫁接苗生长及光合特性有显著影响，菌根化双芽砧嫁接技术更符合板栗当前科学化、标准化、集约化统一管理的趋势，而与其相关的其他技术还有待进一步研究。

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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

国家林业公益性行业科研专项重大项目“板栗产业链环境友好丰产关键技术研究与示范”(201204401)；“十二五”科技支撑专题“北方板栗高效生产关键技术研究与示范”(2013BAD14B0402)

秦天天，硕士研究生

郭素娟，教授，博士；E-mail：gwangzs@263.net

秦天天,郭素娟.砧木类型及菌根化对板栗嫁接苗生长及光合特性的影响[J].中南林业科技大学学报,2015,35(3):64-68.

[本文编校：吴 毅]