不同砧木對歐李嫁接成活及果實品質的影響

徐美隆 喬改霞 劉玉娟 王 榮 謝 軍 馬 龍

（1寧夏農林科學院園藝研究所，寧夏 銀川 750002；2種苗生物工程國家重點實驗室，寧夏 銀川 750004；3寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021）

歐李（Prumus humilis）屬于薔薇科李屬，是我國特有的野生果樹之一。歐李起源于我國北方，自然分布于山西、內蒙、山東等14 個省、市、自治區［1］。歐李果實富含鈣，又被稱為“鈣果”，除此之外，歐李果實還含有豐富的Fe、Zn、Mg、Cu 等礦物質元素和蛋白質、氨基酸、維生素、多酚等有機物質［2］，因此，歐李果實被廣泛開發用于鮮食和加工。歐李種仁還是具有2 000 多年藥用歷史的郁李仁的主要來源［3］。除此之外，歐李還具有強大的根系，根冠比達到9∶1，是蘋果根冠比的7 倍，杏樹的1.6 倍［4］，強大的根系為歐李的耐旱性提供了基礎。基于歐李良好的生態、經濟和藥用價值，近年來，歐李在我國北方地區得到了很好的推廣。當前歐李主要以自根苗種植為主，但歐李樹為矮小灌木，叢狀生長，株高0.7～1.3 m［5］。歐李座果率高，結果枝上果實密集，加上結果枝條柔軟，果實在生長后期由于重量過大而將結果枝條壓彎，使得整個結果枝匍匐于地面，導致樹體因采光下降而影響果實品質，雨季更容易使果實發生腐爛。同時，歐李的根系對土壤桿菌較為敏感，易發生根癌病，而根癌病往往導致歐李植株生長勢逐漸減弱并最終死亡，嚴重影響歐李的推廣應用。因此，選用適宜的砧木嫁接歐李，實現歐李的喬化栽培，提升果實品質，降低歐李根癌病的發病率，對推進歐李產業的可持續發展具有重要意義。

嫁接是一項古老的園藝技術，在我國關于嫁接的記載至少可追溯至2 300 年以上［6］。嫁接技術發展至今，已在園藝植物上廣泛應用，且發揮著越來越重要的作用。通過嫁接，可以防治園藝植物土傳病蟲害［7］、增強園藝植物抗逆性［8］、改善園藝植物果實品質［9］等。利用嫁接可實現園藝植物的矮化和喬化栽培，矮化砧木已在蘋果［10］、梨［11］等果樹上得到廣泛應用，而喬化砧木的應用在果樹上相對較少，如櫻桃［12］等。歐李的喬化嫁接已有相關報道，但主要集中在嫁接方法及嫁接苗管理［13］和嫁接成活率比較［14］等方面的研究，而嫁接對歐李果實產量、品質影響及其降低根癌病發生率的研究報道較少。因此，本研究通過對比不同砧穗組合及歐李自根苗果實品質和根癌病發生情況，篩選適宜歐李嫁接的砧木樹種，以期為進一步開展歐李嫁接苗的推廣應用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本研究的試驗地點在寧夏銀川植物園內，地理坐標為北緯38°25'6″，東經106°10'9″，海拔1 089 m。

1.2 試驗材料

本試驗所用砧木分別為：山杏［Armeniaca sibirica（L.） Lam］、毛櫻桃［Cerasus tomentosa（Thunb.）Wall］、長柄扁桃（Amygdalus pcdunculataPall），均為1年生實生苗，歐李農大4 號嫁接用的接穗和自根苗扦插繁育的插穗均采自同一采條圃中2～3年生健康的種條。以上材料均由種苗生物工程國家重點實驗室提供。

1.3 試驗方法

1.3.1 嫁接 于2020 年3 月2—3 日，將所有砧木及當年扦插繁育的歐李自根苗在溫室內進行定植，定植的株行距為0.5 m×1 m，南北行向。于2020年6月25—26 日進行嫁接，嫁接采用芽接法，不同砧木嫁接口高度為80 cm，嫁接口粗度為0.5～0.8 cm。接穗選取芽飽滿枝條，接穗枝條粗度0.2 cm 左右。嫁接成活后，及時去除綁縛的塑料條。嫁接后的苗木每隔10 d 進行一次抹芽，及時去除砧木的萌芽。待接穗枝條長至10 cm左右時，對接穗進行摘心，后期對蚜蟲進行防治。每種砧木嫁接設置3個重復，每個重復嫁接100株。

1.3.2 嫁接苗移栽及樣品采集 于2021 年3 月26—27 日，對不同砧木嫁接的生長基本一致的歐李嫁接苗進行移栽，嫁接苗被移栽至30 cm×40 cm的無紡布容器，容器內基質成分為園土∶草炭∶沙子=3∶1∶1（V∶V∶V）。移栽的容器苗按株行距為0.5 m×1 m 進行擺放，南北行向，容器半沉于地下。不同砧木嫁接苗設置3 個重復，每個重復50 株嫁接苗。以同期生長的扦插自根苗為對照。移栽后的苗子進行正常的水肥管理和病蟲害防治。加強對移栽苗木的修剪，每棵樹保留5 個結果枝。于2022 年9 月16 日對果實樣品進行混采集，每個砧穗組合每個重復選取同一方位的5 棵樹，對單株產量進行測量完成之后，將每個重復的果實樣品分為兩部分，其中一部分用于測量單粒重、果實橫徑、可溶性固形物、可滴定酸含量，另外一部分樣品去核后立即置于液氮中迅速冷凍，用全自動樣品快速研磨儀（上海凈信實業發展有限公司）將混合樣品研磨成粉末，然后于-80 ℃冰箱保存，用于測定花色苷、類黃酮、可溶性糖及鈣、鐵、鋅含量。

1.3.3 根癌病發病植株的鑒定 根癌病田間發病植株的鑒定參照趙巖［15］的方法進行，根據歐李根癌病發病植株的特征表型，對葉片黃化，直至葉片枯黃的植株初步確定為根癌病染病植株，最后對這些植株進行刨根觀察，將根系中有根癌的植株確定為根癌病發病植株。

1.3.4 果實外觀品質測定 分別用電子天平和數顯游標卡尺進行單粒重和果實橫徑的測量，每個砧穗組合設置3個重復，每個重復在混合樣品中隨機選取30顆果實，求單粒重和果實橫徑的平均值。

1.3.5 果實內在品質測定 對測量完果實單粒重和橫徑的每個砧穗組合每個重復的果實分別單獨進行混樣榨汁，取每個重復的混合汁進行果實可溶性固形物和可滴定酸含量的測定。其中，果實可溶性固形物含量采用AP-S90數顯糖度計（杭州艾普儀器設備有限公司）進行測定，可滴定酸含量測定采用中和指示劑滴定法。其他果實內在指標的測定選用-80 ℃保存的去核樣品的混合粉末，其中，果實花色苷、類黃酮含量的測定采用比色法，可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法，上述測定方法均參照《植物生理學實驗指導》［16］。果實中鈣、鐵、鋅等礦物質含量的測定采用火焰原子吸收光譜法，其中果實中的鈣含量參照《GB 5009.92-2016食品安全國家標準 食品中鈣的測定》［17］，鐵含量參照《GB 5009.90-2016 食品安全國家標準 食品中鐵的測定》［18］，鋅含量參照《GB 5009.14-2017 食品安全國家標準 食品中鋅的測定》［19］進行測定。不同砧穗組合和歐李自根苗的每個指標測定均設置3個重復。

1.4 數據處理

本研究中所有分析圖表均利用Excel 2010 進行制作，數據間的差異顯著性分析利用SPSS 22.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同砧木嫁接歐李的成活率

不同砧木嫁接歐李3 個月后，對其當年的成活率進行統計。結果發現，嫁接當年，不同砧木嫁接歐李的成活率均超過86.33%，其中，以山杏作為砧木嫁接歐李農大4 號的成活率最高，為90.00%，但與其他兩種砧木之間無顯著差異（圖1-A）。隨著嫁接苗生長年限延長，不同砧木嫁接歐李農大4 號的成活率發生了變化，其中，以山杏為砧木的歐李嫁接苗成活率與第1年相比顯著下降，第2年的成活率僅為73.33%，第3年的成活率甚至降低至52.00%，而以長柄扁桃和毛櫻桃為砧木的歐李農大4 號嫁接苗在第2 和第3 年的成活率均較高（圖1-B）。上述結果表明，不同砧木嫁接歐李的親和性存在一定差異，山杏作為歐李嫁接的砧木，其親和性較差，而長柄扁桃和毛櫻桃作為歐李砧木嫁接的砧木，其親和性較好。

圖1 不同砧木嫁接后第1、第2、第3年的成活率Fig.1 The survival rate of grafting with different rootstocks in the first，second and third year

2.2 嫁接對歐李根癌病的發病影響

根癌病是歐李的主要病害之一。本研究以歐李農大4 號扦插自根苗為對照，比較了不同砧木嫁接的歐李農大4 號種苗的根癌病發病情況，扦插自根苗和嫁接苗的插穗和接穗均來自于同一采穗圃。結果表明（圖2），三年生的歐李自根苗根癌病發病率較高，達到18.46%，而三種不同砧木嫁接的歐李樹未發現明顯的根癌病發病特征，每個砧穗組合每個重復隨機挑選10 株進行刨根觀察，根系中也未見有根癌發生，說明本試驗中不同砧木嫁接的歐李均未發生根癌病。

圖2 歐李自根苗和不同砧穗組合的根癌病發病差異Fig.2 Differences in the incidence of crown gall between selfrooted seedlings of P. humilis and different rootstock-scion combinations

圖3 歐李自根苗和嫁接苗Fig.3 Self-rooted seedlings of P. humilis and grafted seedlings of P. humilis

2.3 不同砧穗組合對歐李果實外觀品質指標的影響

對比三年生歐李農大4 號自根苗和不同砧穗組合的歐李農大4 號果實單果重、果實橫徑和單株產量等指標，結果見表1，不同砧穗組合及歐李農大4 號自根苗之間果實外觀品質存在差異，其中，三種不同砧穗組合中，以長柄扁桃為砧木的歐李農大4號單株產量、單果重、果實橫徑等整體顯著高于其他兩種砧木的嫁接苗，而以毛櫻桃為砧木嫁接的歐李農大4 號單株產量最低，以山杏為砧木嫁接的歐李農大4 號單果重和果實橫徑最小。與自根苗相比，嫁接苗的單株產量都呈現不同程度的下降，只有長柄扁桃嫁接歐李的單株產量與自根苗之間的差異不顯著，且該嫁接苗的果實單果重和果實橫徑均大于自根苗。

表1 歐李自根苗和不同砧穗組合果實外觀品質的差異Table 1 Differences of fruit appearance quality of between self-rooted seedlings of P. humilis and differnent rootstockscion combinations

2.4 不同砧穗組合對歐李果實內在品質指標的影響

不同砧穗組合情況下，歐李農大4 號果實的的可溶性固形物和可滴定酸含量存在差異（表2）。與自根苗相比，不同砧木嫁接歐李農大4 號的可溶性固形物含量均顯著升高，其中，以長柄扁桃為砧木嫁接的歐李農大4 號可溶性固形物含量最高；不同砧木嫁接歐李農大4 號的可滴定酸含量均有所降低，但差異均不顯著；嫁接提高了歐李農大4 號的固酸比，其中，以山杏為砧木嫁接的歐李農大4 號的固酸比最高，顯著高于自根苗，但和其他兩種砧木嫁接的歐李農大4 號的固酸比無顯著差異。

表2 歐李自根苗和不同砧穗組合果實可溶性固形物和可滴定酸含量的差異Table 2 Differences of soluble solid and titratable acid contents in fruits between self-rooted seedlings of P. humilis and differnent rootstock-scion combinations

本研究對比了自根苗和不同砧木嫁接歐李農大4號果實的花色苷、類黃酮和可溶性糖含量，結果見表3。與歐李農大4 號自根苗相比，不同砧木嫁接歐李農大4 號果實中類黃酮和可溶性糖含量均有所上升，其中，三種砧木嫁接歐李農大4 號果實中類黃酮含量均顯著高于自根苗，而可溶性糖含量間的差異不顯著。三種砧木嫁接歐李農大4 號果實中的類黃酮和可溶性糖含量差異不顯著。嫁接苗和自根苗之間，歐李農大4 號果實中的花色苷含量整體差異顯著，其中，以長柄扁桃為砧木的歐李農大4 號果實中花色苷含量顯著高于其他兩個砧木的嫁接苗和自根苗，而以毛櫻桃為砧木的歐李農大4 號果實中花色苷含量最低，顯著低于其他兩個砧木的嫁接苗和自根苗。

表3 歐李自根苗和不同砧穗組合果實花色苷、類黃酮和可溶性糖含量的差異Table 3 Differences of anthocyanin，flavonoid and soluble sugar contents in fruits between self-rooted seedlings of P. humilis and differnent rootstock-scion combinations

本研究對比了三種砧木嫁接歐李農大4 號及自根苗果實中鈣、鐵、鋅的含量，結果見表4，與自根苗相比，三種砧木嫁接歐李農大4 號果實中的鈣、鐵、鋅含量均有所上升，其中，三種砧木嫁接歐李農大4號果實中鋅含量均顯著高于自根苗，而只有以毛櫻桃為砧木嫁接歐李農大4 號果實中鈣含量和山杏為砧木嫁接歐李農大4號果實中鐵含量顯著高于自根苗。

表4 歐李自根苗和不同砧穗組合果實礦物質含量的差異Table 4 Differences of mineral contents in fruits between self-rooted seedlings of P. humilis and differnent rootstockscion combinations/（mg·kg-1）

2.5 不同砧木嫁接歐李的綜合評價

根據單一或少數幾個指標來評價不同砧木嫁接對歐李的影響具有片面性，評價結果存在偶然性。綜合應用多項指標通過主成分分析評價的結果更為科學，結果見表5。利用主成分分析，以歐李農大4號自根苗為對照，將不同砧木嫁接歐李農大4號的嫁接成活率、果實外觀品質指標、果實內在品質指標等共計13 個指標轉換成3個主成分，這3個主成分作為綜合指標可有效反映13 個指標100%的信息，說明所選綜合指標具有完全的信息代表性。根據同一指標特征向量的最大絕對值所在的主成分為所屬主成分的原理，第1 主成分包含7 個指標，即單株產量、單粒重、果實橫徑、可滴定酸、類黃酮、鐵、鋅等，這些指標累計貢獻率達到60.56%；第2主成分由可溶性固形物、固酸比、花色苷和可溶性糖等4 個指標構成，累計貢獻率為25.02%；第3主成分由嫁接成活率和鈣2個指標構成，累計貢獻率為14.43%。

表5 歐李自根苗和砧穗組合各類指標的主成分分析Table 5 PCA of various indexes of self-rooted seedlings of P. humilis and differnent rootstock-scion combinations

為進一步分析以自根苗為對照，不同砧木嫁接對歐李農大4號綜合影響的排序，在獲得各主成分綜合指標貢獻率的基礎上，利用隸屬函數值和各綜合指標的權重，計算出不同砧木嫁接歐李農大4號及歐李自根苗的綜合排序，結果表明（表6），綜合評價得分表現為農大4 號/長柄扁桃＞農大4 號自根苗＞農大4 號/毛櫻桃＞農大4 號/山杏。說明不同砧木嫁接歐李農大4 號的綜合表現有所差異，以長柄扁桃作為砧木嫁接歐李農大4號，可以改善歐李的綜合表現，而以毛櫻桃和山杏為砧木嫁接歐李農大4號，其綜合表現不如自根苗本身。

表6 歐李自根苗和不同砧穗組合綜合指標值、權重、隸屬函數值、D值及綜合評價Table 6 Comprehensive index value，weight，membership function value，D value and comprehensive valuation of self-rooted seedlings of P. humilis and differnent rootstock-scion combinations

3 討論

本研究結果表明，不同砧木嫁接歐李農大4 號，其嫁接成活率、果實外觀品質、果實內在品質具有較大差異。本試驗所用不同砧木嫁接歐李農大4 號和歐李自根苗均種植于同一地理位置，其栽培管理方式、樹齡大小、嫁接方法等條件均一致，因此，不同砧木嫁接歐李農大4 號的成活率、果實外觀品質、果實內在品質等指標差異主要取決于所選砧木類型。

嫁接成活率是研究不同砧木嫁接親和性的最直接體現，不同砧穗組合，其親和性與嫁接成活率呈正相關，這在葡萄［20］、藍莓［21］、油茶［22］等植物的嫁接上得以驗證。本研究中，長柄扁桃與歐李農大4 號的親和性最好，而山杏與歐李農大4號的親和性最差，這與肖嘯等［14］的研究結果一致，即山杏嫁接歐李成活率較低。不同的砧穗組合對植物果實的外觀品質有顯著影響，李玉生等［23］在甜櫻桃上的研究發現不同砧木顯著影響單果重和單株產量，這與本研究結果基本一致，本研究中選用的三種砧木，以長柄扁桃為砧木嫁接歐李農大4 號的單果重和單株產量均高于毛櫻桃和山杏兩種砧木。果實中可溶性固形物、可滴定酸含量、固酸比、花色苷、類黃酮、礦物質含量等是影響果實內在品質的重要指標，嫁接能改變果實的上述品質指標。莫榮利等［24］利用不同砧木對果桑品種紫晶進行嫁接，發現不同砧穗之間果實可溶性固形物、可滴定酸含量、糖酸比、可溶性糖、花色苷含量存在顯著差異；吳偉民等［25］研究表明，不同砧木嫁接導致鮮食葡萄品種夏黑果實Ca、Fe、Zn、Mg 等礦物質含量的差異顯著。本研究結果與上述結果一致，即不同砧木嫁接的歐李農大4 號，其果實的可溶性固形物、可滴定酸、花色苷、類黃酮、可溶性糖、Ca、Fe、Zn 含量等果實內在品質指標存在差異。同時，針對歐李易感染根癌病的情況，本研究利用不同砧木嫁接能顯著降低歐李根癌病的發病率，這可能是由不同砧木對根癌病致病菌的敏感性差異所致。

砧穗互作是一個極其復雜的過程，砧穗間不僅有水分、礦物質和有機營養的相互交流，還存在激素［26］、蛋白質［27］以及核酸［28］等物質的交流，并受到外界環境的影響，最終體現在植株的生長和果實品質等的改變。因此，利用單一指標評價不同砧穗組合存在片面性，而利用多指標的綜合分析方法評價不同砧穗組合的綜合表現，其結果更為科學。主成分分析法是一種被廣泛應用于芒果［29］、葡萄［30］、油茶［31］、蘋果［32］等不同植物砧穗組合綜合評價的多指標綜合評價方法。本研究利用主成分分析法、隸屬函數法綜合評價了3種不同砧木嫁接歐李農大4 號以及農大4 號自根苗綜合表現，通過計算D值，對不同砧穗組合和自根苗的綜合表現進行了無量綱的比較，綜合比較結果顯示以長柄扁桃為砧木的歐李農大4 號表現最好，值得在生產上進行推廣應用。

4 結論

本研究結果表明，不同砧木嫁接歐李能有效控制歐李根癌病的發生，不同砧木嫁接歐李的成活率及其對歐李果實品質的影響存在差異。利用主成分分析法和隸屬函數法評價砧木樹種山杏、毛櫻桃和長柄扁桃嫁接歐李農大4 號的綜合表現，其綜合排序為：歐李/長柄扁桃＞歐李自根苗＞歐李/毛櫻桃＞歐李/山杏。