李 澤 馬芳芳 張 慧 駱承睿 劉燁瑤 米小琴李樂生 舒含玉 譚曉風
(1. 中南林業科技大學 經濟林培育與保護教育部重點實驗室 湖南省“一帶一路”熱帶干旱經濟林國際聯合研究中心 湖南省南方丘陵山地生態經濟林產業工程技術研究中心 長沙 410004; 2. 湖南湘西自治州森林生態研究實驗站 永順 416700;3. 湖南武岡油桐科技小院 武岡 422409)
油桐(Vernicia fordii)屬大戟科(Euphorbiaceae)油桐屬(Vernicia)落葉喬木,與油茶(Camellia oleifera)、核桃(Juglans regia)、烏桕(Sapium sebiferum)并稱我國四大木本油料植物(林青,2016;李澤等,2017)。桐油是植物油中最優質的干性油,具有干燥快、密度小、光澤好、防腐、防銹、耐酸堿、綠色環保等特點,是制造絕緣材料、環保型涂料以及合成新型復合材料的優質原料,廣泛應用于工業、建筑、印刷等領域(譚曉風,2006;Zhanget al.,2020)。油桐原產于我國,已有1 000 多年的栽培歷史,在我國秦嶺、淮河以南的16 個省(區)均有分布(譚曉風等,2011;Zhanget al.,2020)。油桐曾在世界上具有很高的影響力和知名度,是我國傳統大宗出口商品,但自20 世紀80年代末期開始,人工合成漆的迅速發展導致桐油價格急劇下降,進而使油桐栽培面積大幅減少,全國原有的3 個油桐種質基因庫也基本被毀,且大量優質種質資源遭到嚴重破壞并丟失(黃瑞春等,2011)。2005年,中南林業科技大學譚曉風教授帶領團隊開展油桐種質資源的收集、保存、評價利用和良種選育工作,對全國各地科研單位保存的油桐種質資源進行收集,將不同種質資源編號保存在湘西州森林生態研究實驗站并進行生物學調查及良種選育,選育出4 個優良無性系,2020年4月通過湖南省林木品種審定委員會審定,分別命名為‘華桐1 號’‘華桐2 號’‘華桐3 號’‘華桐4 號’,并在其適生區進行大面積推廣,但品種推廣主要靠家系的種子繁育,子代不能完全保持品種的優良性狀,且目前還未建立4 個品種的采穗圃和母本園,導致油桐優良品種不能進行無性化繁育推廣,不利于油桐的穩產豐產及產業的長期發展。
常見的油桐無性繁殖方法包括扦插、組織培養和嫁接。藍金宣等(2021)研究不同植物生長調節劑、留葉方式和樹齡對扦插生根的影響,生根率最高為56.67%,且生根周期長,根系生長一般,不利于油桐產業化育苗;周幼成等(2020)研究不同植物生長調節劑對千年桐(Vernicia montana)春梢扦插生根的影響,發現在質量濃度500 mg·L?1的ABT-1 生根粉溶液中浸泡處理30 min 的穗條扦插生根率僅為43.97%,且扦插苗易感染枯萎病、造林質量差。油桐組織培養的研究,早在2009年就通過使用無菌苗莖段誘導產生不定芽進而生根的方式建立了油桐組培快繁體系(張姍姍等,2009);譚曉風等(2013)利用油桐種胚萌發的無菌苗葉片誘導其產生愈傷組織,再通過愈傷組織誘導不定芽獲得再生植株;也有研究通過油桐無菌苗葉柄及下胚軸誘導愈傷組織及不定芽獲得再生植株(林青等,2014;Linet al.,2016)。但這些外植體均為合子胚萌發的實生苗,研究的主要目的是為今后油桐分子育種提供完整的組培體系,并未在生產中實現無性化、工廠化育苗。嫁接是現代農業生產中不可或缺的一種無性繁殖技術,雙子葉植物嫁接理論技術相對成熟,最新研究結果表明,單子葉植物也可通過胚性愈傷組織進行嫁接(Gregoryet al.,2021)。關于油桐嫁接育苗技術也有報道(徐永杰等,2011;程繼先,2014;李柏霖,2018),在以北緣產區油桐為材料進行嫁接育苗技術的研究中,采用秋季芽接嫁接成活率可達80%以上,但在北緣產區越冬受凍會導致嫁接苗死亡;同時,在油桐種植區芽接效率低,成本高,嫁接芽成枝后容易被大風吹斷,不利于產業化生產(趙自霞,2017)。此外,利用千年桐1年生砧木嫁接油桐,由于存在培育周期長、嫁接效率低、整體生產成本高等原因并未在生產中推廣應用。因此,油桐嫁接時仍存在良種無性擴繁難、時間限制大、成活率低、生產成本高等關鍵生產問題,導致油桐嫁接繁殖技術體系還不成熟,嚴重限制油桐良種的無性化育苗及推廣。
作為一種高效可行的育種方法,嫁接不僅能提高嫁接植物的生長性能,還可增強果實品質、生產特性和抗病性等,前人研究發現,不同品種類型的砧木可對接穗的生長和產量產生影響,且可遺傳至嫁接后的第2 代(Kundariyaet al.,2020)。千年桐抗枯萎病能力強,利用千年桐作砧木、三年桐優株無性系作接穗嫁接的油桐,不僅能保持抗枯萎病能力,而且生長快,結實早,盛果期長,能夠實現豐產穩產的目的(吳光金等,1988;何方等,2016)。早在1979年,芽苗砧嫁接技術就用于油茶、板栗 (Castanea mollissima)、核桃、銀杏(Ginkgo biloba)和山核桃(Carya cathayensis)等大宗經濟林樹種的嫁接,已在經濟林育苗中成為一種有效的無性繁殖方法(李明鶴,1979)。目前在生產上芽苗砧嫁接技術應用最多的樹種是油茶,近3年,油茶通過芽苗砧嫁接技術年育苗量均在2 億株以上,每人每天可嫁接2 000 株以上,具有成本低、嫁接效率和成活率高、極大縮短育種周期等特點,在產生巨大經濟效益的同時還具有廣闊的市場和應用前景。本研究探索不同砧木物種、不同嫁接方式、不同嫁接時間等因素對油桐芽苗砧嫁接的影響,建立油桐芽苗砧嫁接無性繁殖技術體系,旨在解決油桐栽培中良種推廣品系混亂、無性繁殖技術不成熟的關鍵生產問題,為今后油桐良種無性化育苗提供一條新途徑,對油桐產業的健康可持續發展及鄉村振興戰略的實施具有重要意義。
千年桐和三年桐種子取自湖南湘西永順縣青坪鎮國家油桐種質資源保存庫(110°28'—30'E,28°32'N,海拔530~600 m)。2020年和2021年10月下旬采集千年桐和三年桐優良母樹上生長成熟的果實,裝在編織袋中置于陰濕環境下堆漚1~2 個月,待果皮腐爛后取出種子晾干放在低溫陰涼處備用。2021 和2022年連續2年在中南林業科技大學樹木樓樓頂進行砧木培育,在內徑22 cm、深18 cm 的塑料盆底部鋪約8 cm 厚干凈河沙,將油桐種子均勻置于河沙表面,再鋪約8 cm 厚的干凈河沙覆蓋,放在排水良好的自然條件下沙藏25~50 天,選擇種子萌發后、真葉要長出時的砧木進行嫁接(圖1A)。

圖1 油桐芽苗砧嫁接過程Fig. 1 Process of grafting with hypocotyl rootstocks of tung trees
每年5月中旬至8月上旬采集‘華桐1 號’油桐(Vernicia fordii‘Huatong No.1’)樹上芽飽滿的半木質化帶芽莖段作為接穗。將穗條剪成小段,腋芽上端留1 cm 左右,腋芽下方留3 cm 左右,葉柄留1.0 cm,再將腋芽下方削成約1.5 cm 長的楔形斜面(圖1B)。將芽苗砧從河沙中起砧,于接穗粗細相近處切斷,沿下胚軸中間位置垂直向下切1.5~2.0 cm 深切口,將削好的接穗插入切好的芽苗砧木中(圖1C),砧木和接穗緊密接合且至少有一邊對齊,對齊后用嫁接膜進行包扎固定,嫁接后保濕并及時移栽(圖1D)。
采用單因素試驗設計研究2 種不同砧木(三年桐和千年桐)、不同嫁接時間(5月中旬、5月下旬、6月上旬、7月中旬和8月中旬)、不同嫁接及綁扎方式(劈接和合接,塑料膜和鋁箔片)、不同苗床高度(5、10、15 和20 cm)、不同接穗、葉柄及切口長度(莖段腋芽上部0.1、0.5 和1.0 cm;莖段腋芽下部2.0、2.5 和3.0 cm;葉柄長度0.1、0.5 和1.0 cm;切口長度1.0、1.5 和2.0 cm)、移栽嫁接口離地面的不同高度(嫁接口埋在土里、嫁接口與地面持平、嫁接口高于地面)等因素對油桐芽苗砧嫁接成活的影響,篩選得出最優的嫁接組合方式。每個組合嫁接30 個,3 次重復,每處理共嫁接90 個。
成活率調查:分別在嫁接1 個月后統計成活率,SR=(NLSAG/NGS)×100%。 式中: SR 為成活率(survival rate);NLSAG 為嫁接后活苗的個數(number of live seedlings after grafting);NGS 為嫁接的苗總個數(total number of grafted seedlings)。苗生長調查:苗木嫁接后分別在第30、60 和90 天用卷尺測量苗高,用游標卡尺測量地徑。
利用石蠟切片技術制作莖段樣本。從6月2 日嫁接當天至第30 天,每10 天取樣1 次,第31 天至第70 天,每20 天取樣1 次,采用完全隨機法,每次取3 株油桐嫁接苗結合部位長度為1.0~1.5 cm 的莖段。將采集樣本置于裝有FAA 溶液的青霉素瓶中固定,同時進行真空抽氣處理,使固定液充分進入組織內。材料固定24 h 后轉移至過氧化氫-冰醋酸混合溶液中軟化,軟化完成后將樣本轉移至分級叔丁醇(70%、85%、95%、100%和100%)溶液中逐級脫水透明,每級處理20~30 min。接著將脫干水分的樣本轉移至烘箱中浸蠟,浸蠟完成后進行包埋切片。待出片后將展平的切片依次放入二甲苯Ⅰ 20 min、二甲苯Ⅱ20 min、無水乙醇Ⅰ 10 min、無水乙醇Ⅱ 10 min、95%酒精5 min、80%酒精5 min、70%酒精5 min、30%酒精5 min、蒸餾水5 min 脫蠟和復水。最后進行染色并透明,封片后在光學顯微鏡下觀察并拍照記錄。
采用單因素試驗設計,所有原始數據均用Excel 2019 軟件進行數據處理和標準差計算,用SPSS 17.0軟件進行差異顯著性分析,用Origin 2019 軟件作圖,用Adobe Photoshop 2019 軟件進行圖版制作。
由表1 可知,以油桐中上部帶芽莖段的腋芽為接穗,用三年桐和千年桐2 個物種的芽苗砧嫁接時接穗成活率無顯著差異;2 個物種砧木劈接的嫁接成活率均顯著高于合接(P< 0.05);以三年桐和千年桐為砧木使用劈接法嫁接后,用塑料薄膜綁扎的嫁接苗成活率比鋁箔片分別高129%和184%,差異顯著(P<0.05),且用鋁箔片嫁接后砧木傷口不易愈合,砧木易長萌芽條(圖2C),用塑料薄膜綁扎的傷口愈合度高(圖2A),2 個物種砧木用合接的成活率均較低,嫁接難度大,后期容易斷裂(圖2B、D)。因此,適宜油桐芽苗砧嫁接的方法為劈接,適宜的綁扎方式為塑料薄膜。

圖2 不同嫁接及綁扎方式下油桐嫁接苗的生長情況Fig. 2 Growth of tung tree grafted seedlings with different grafting and binding methods
由圖3 可知,穗條腋芽上下部、葉柄及切口的長度均對油桐芽苗砧嫁接影響顯著,在同一時間,以千年桐幼苗為砧木,使用劈接法嫁接,用塑料薄膜綁扎時,莖段腋芽上部留1.0 cm 的嫁接成活率比莖段腋芽上部留0.5 和1.5 cm 分別高25.7%和18.8%,差異顯著(P< 0.05);莖段腋芽下部留3.0 cm 的嫁接成活率比莖段腋芽下部留2.0 和2.5 cm 分別高14.6%和26.9%;葉柄長度為0.5 cm 時的嫁接成活率比葉柄長度為0.1 和1.0 cm 分別高36.6%和41.4%,差異顯著(P< 0.05);切口長度為1.5 cm 時的嫁接成活率比切口長度為1.0 和2.0 cm 分別高28.6%和21.6%,但差異不顯著。因此,適宜油桐芽苗砧嫁接的接穗腋芽上、下部、葉柄及切口長度分別為1.0、3.0、0.5 和1.5 cm。

圖3 上下莖段、葉柄及切口不同長度處理對嫁接成活率的影響Fig. 3 Effects of different lengths of upper and lower stem segments, petioles and incisions on grafting survival rate
由表2 可知,不同長度的砧木嫁接切面對嫁接成活率影響較為明顯,在同一時間,以千年桐幼苗為砧木,使用劈接法嫁接,用塑料薄膜綁扎,砧木切口長度為1.5 cm、移栽高度高于地面時,成活率最高,比砧木切口長度為1.0 cm、移栽高度高于地面高38.1%,差異顯著(P< 0.05);比砧木切口長度為2.0 cm、移栽高度高于地面高3.6%,差異不顯著。在嫁接時,選擇生長健壯、下胚軸直徑0.8 cm 左右粗的砧木,在距離根部5~8 cm 即與接穗粗度最接近的位置處切掉上胚軸部分,下胚軸垂直于橫切面向下縱切一個1~2 cm長的嫁接口,使砧穗能夠緊密接合,由表2 發現適合油桐芽苗砧嫁接的最佳砧木切口長度為1.5 cm,且為提高成活率,促進油桐嫁接苗正常生長,移栽時嫁接口應高于地面。

表2 不同處理下的砧木對嫁接成活率的影響①Tab. 2 Effects of rootstocks under different treatments on grafting survival rate
由表3 可知,以千年桐幼苗為砧木,使用劈接法嫁接,用塑料薄膜綁扎,油桐芽苗砧嫁接的接穗腋芽上、下部、葉柄及切口長度分別為1.0、3.0、0.5 和1.5 cm,移栽時嫁接口高于地面,6月上旬的嫁接成活率最高為88.3%,分別比5月中旬、5月下旬、7月中旬和8月中旬高51.5%、10.4%、17.7%和23.2%,但其中只與5月中旬差異顯著(P< 0.05)。9月中旬統計不同時期嫁接苗的苗高和地徑時發現,6月上旬嫁接苗的苗高和地徑高于其他時期,分別比5月中旬、5月下旬、7月中旬和8月中旬嫁接的苗高高66.51%、24.41%、60.78%和538%,差異顯著(P< 0.05),地徑高25.73%、 42.42%、 20.58%和35.03%, 差異顯著(P<0.05),8月中旬嫁接的苗木生長周期較短,苗木不利于次年春季造林。因此,油桐芽苗砧嫁接的最適宜時間為6月中旬。

表3 不同嫁接時期對油桐芽苗砧嫁接成活率以及苗高和地徑的影響①Tab. 3 Effects of different grafting periods on survival rate, seedling height and ground diameter of tung tree seedlings with hypocotyl grafting
由表4 可知,不同苗床高度對油桐芽苗砧嫁接成活率影響顯著,在其他影響因素一致且均為最佳的嫁接條件下,油桐嫁接苗移栽的苗床高度為15 cm 時成活率最高,分別比5、10 cm 苗床高度下的成活率高28.6%和24.0%,差異顯著(P< 0.05);苗床高度太低,導致嫁接后排水不良,前期生長慢,在嫁接30 天時苗高和地徑生長量較少,但生長到當年9月中旬后,苗床高度為5 cm 的苗高比苗床高度為20 cm 的高28.60%,差異顯著(P< 0.05)。

表4 不同高度的苗床對嫁接成活率及苗高和地徑的影響①Tab. 4 Effect of different height of seedbed on the survival rate of grafting and the high ground diameter of seedlings
油桐芽苗砧嫁接移栽后生長過程如圖4 所示,移栽后5 天腋芽會膨大(圖4A),10 天腋芽會長出(圖4B),20 天會長出葉片(圖4C),25 天后傷口愈合較好(圖4D、E、F),90 天后嫁接苗生長健壯(圖4G、H),冬季落葉后大田苗生長良好(圖4I)。嫁接后不同時期傷口愈合情況如圖5 所示,嫁接苗生長到10 天后,腋芽完全萌發(圖5A),嫁接口處愈傷組織已形成(圖5F),接穗形成層周圍分化的薄壁細胞開始生長,部分接口已經愈合(圖5K),養分可以從砧木運輸到接穗。嫁接苗生長到20 天后,葉片完全長出,嫁接口愈合較好,且形成層分泌的愈傷組織基本愈合(圖5B、G、L)。嫁接苗生長到30 天后,接口處由于愈傷組織分化使得接穗和砧木緊密結合在一起,養分運輸基本通暢(圖5C、H、M)。嫁接苗生長到50 天后,葉片變大,腋芽明顯增長(圖5D),嫁接口愈合良好(圖5I),砧穗隔離層逐漸融合在一起,嫁接苗的木質部和韌皮部逐漸形成一個整體(圖5N),苗木進入迅速生長期。嫁接苗生長到70 天后,生長旺盛,葉片數可達6~8 個(圖5E),砧木和接穗已經完全融合成為一個整體(圖5O),嫁接口開始出現勒痕,(圖5J),此時適宜解開嫁接膜有利于后期地徑的正常生長。

圖4 油桐嫁接苗不同時期的生長情況Fig. 4 Growth status of tung tree grafted seedlings in different periods

圖5 油桐嫁接苗移栽后傷口愈合情況及顯微結構觀察Fig. 5 Wound healing and microstructure observation after transplanting of tung tree grafted seedlings
砧木質量和活力是嫁接成活的必備條件,油桐種子質量和活力高低是培育健壯砧木的關鍵。試驗過程中發現,種子貯藏年限對種子萌發和砧木質量具有極顯著影響,貯藏年限越長,種子萌發率越低(李曉波等,2022),保存2年的種子也可萌發,但萌發率和嫁接成活率顯著低于嫁接前1年采收的種子。有研究表明,砧木中生長素含量升高和細胞分裂素含量降低可提高植物嫁接成活率,嫁接苗中生長素從砧木向接穗組織向上運輸,從而促進嫁接傷口愈合(Liet al.,2017;Zhaiet al.,2021),不過貯藏2年的油桐種子生長素含量是否低于貯藏1年的種子還需進一步觀察驗證。部分植物種子中含有萌發抑制物,如油桐、油茶、楓楊(Pterocarya stenoptera)(王寶龍等,2018)等,在實際生產中通常會使用低溫層積催芽的方法來打破種子休眠,提高種子萌發率。同時,沙藏時間、沙子顆粒大小(保水和排水性)和沙子質量(是否為干凈河沙)對砧木的培育及活性影響較大。一般油茶等經濟林樹種的種子在冬季沙藏,4—5月正常萌發(盧永艷等,2020),但油桐種子在冬季沙藏,清明節前后就會萌發,到4月中旬會長出真葉,此時油桐砧木是最適宜嫁接的狀態,而油桐樹體此時處于花期,枝條還未抽梢,無法采集到嫁接可用穗條。因此,油桐芽苗砧嫁接種子宜在嫁接前25~50 天前沙藏催芽,在5月下旬嫁接的砧木適宜沙藏時間為4月初,此時氣溫較低,從沙藏到種子萌發需要50 天左右;在6月沙藏種子30 天左右即可萌發,在7月沙藏種子25 天左右即可萌發,因此,在實際生產中需按照嫁接時間合理計劃沙藏時間。本研究不但縮短了油桐種子的沙藏時間,而且延遲沙藏后5月萌發的芽苗砧下胚軸非常粗壯,恰好解決了油桐枝條較粗、砧木苗較細導致無法匹配的產業難題,同時,延遲沙藏后種子的萌發時期剛好和油桐半木質化穗條生長時期一致,解決了砧穗生長時期不匹配等問題。
河沙質量也是決定砧木質量的一個重要因素,試驗發現,第1年沙藏用過的河沙第2年消毒后繼續使用,種子可以萌發,但萌發率及砧木活性會顯著降低,因此,在實際生產中應選擇干凈的河沙,沙粒大小10~20 目,不但能使種子和河沙充分接觸,而且排水性較好不易爛種。此外,砧木的粗度和長度對嫁接成活有顯著影響,培育健壯的下胚軸是嫁接成功的前提,下胚軸太短不僅難以嫁接,而且移栽太深嫁接口會腐爛影響成活率,移栽太高根系保水保肥能力差,生長較慢。因此,沙藏催芽的種子不要重疊堆放,種子上面至少覆蓋8 cm 河沙,更有利于培育健壯的砧木。油桐種子直接播種在大田也可用于嫁接,但砧木的質量和嫁接效果比沙藏的種子差,且嫁接口易粘上泥土,不易操作。
接穗的木質化和新鮮程度及腋芽的質量直接影響嫁接成活率,新鮮砧木和半木質化接穗是理想的嫁接材料(卯吉華等,2018)。本研究發現,腋芽的飽滿程度及芽的位置對嫁接成活影響較大,油桐芽苗砧嫁接時,接穗應現采現用,采穗時要剪掉所有葉片以防葉片蒸騰導致水分散失;遠距離運輸穗條須將剪掉葉片的穗條放在盛有10 cm 深的水桶中,嫁接前將備用的穗條插在陰濕土壤中,正常可保存1~2 天。不同嫁接時間嫁接的油桐腋芽和頂芽成活率及后期長勢有顯著差異,5月下旬至6月中旬嫁接的頂芽成活率較低,6月中旬后因接穗木質化程度較高,頂芽嫁接成活率顯著高于5月下旬。嫁接頂芽后的苗高顯著低于腋芽,且嫁接較遲的頂芽第2年春季會有部分開花,主要原因是嫁接時油桐花芽已經開始分化,嫁接后的花芽繼續分化成花芽,不利于苗高生長。因此,腋芽是油桐芽苗砧嫁接育苗最適宜的接穗。
油桐芽苗砧嫁接方式對嫁接成活及后期生長有顯著影響。前人研究發現,油茶芽苗砧嫁接最適宜的嫁接方式為劈接,該方法操作簡單,接穗和砧木接觸面積較大,成活率高(胡觀興,2020;蔣小勇,2021)。本研究發現,油桐劈接和合接均可成活,但劈接操作簡單,綁扎更容易,嫁接效率更高,且后期傷口愈合好,成活率高;雖然合接成活率也可達56.7%,但綁扎速度慢,后期接口處遇到大風易斷裂,不利于產業化生產。鋁箔片是油茶芽苗砧嫁接中使用最多的綁扎材料,具有成活率高、操作簡便、效率高等優勢,但油桐芽苗砧嫁接用鋁箔片綁扎成活率僅為31.7%,主要原因是油桐莖段較粗較嫩,嫁接后容易失水萎蔫,導致鋁箔片固定砧木和接穗的力度降低,不利于嫁接成活,就算有極少數苗木嫁接成活后,也會出現傷口愈合能力差,且砧木傷口處易滋生大量不定芽等現象,增加了除萌工作量及生產成本,可見,塑料嫁接膜更適用于油桐芽苗砧嫁接。
嫁接時天氣、移栽苗床高度、移栽深度等因素對油桐芽苗砧嫁接成活也有顯著影響。在我國南方地區,5—6月降雨量多,應選擇在晴天嫁接更有利于油桐芽苗砧嫁接成活,油桐芽苗砧嫁接苗床必須高于地面,排水良好更有利于嫁接成活,如果苗床高度低,降雨量多會導致芽苗砧移栽后接口浸泡在水里,接穗切口處容易腐爛,嚴重影響油桐嫁接成活率。移栽深度對油桐芽苗砧嫁接成活率和后期生長影響較大,研究發現,嫁接口移栽時埋在土里,遇到降雨后接穗嫁接口處容易腐爛,成活率較低,油桐在雨季嫁接移栽后的嫁接口一定要高于地面,以防嫁接口處積水導致成活率降低。此外,嫁接口移栽太高導致下胚軸露出地面,苗木固定能力差,遇到大風及干旱后容易死亡,且后期長勢較弱。因此,油桐芽苗砧嫁接移栽時,嫁接口的嫁接膜略高地面更有利于成活及后期管理。本研究發現,嫁接苗移栽密度對苗木前期的成活率以及生長指標等并未有顯著影響,但苗木葉片長大后,對于光照、生長空間以及養分等的需求下,移栽密度大導致苗木長勢弱,與之前已有的研究結果一致(譚旭等,2022;李景明等,2015;尤超等,2014),因此,選擇適宜的移栽密度有助于苗木成活和后期生長。
嫁接口愈合這一過程受砧穗自身情況和周圍環境共同影響,其愈合機理包括砧穗組織黏連、隔離層形成和脫分化、愈傷組織形成以及維管組織形成等諸多生理過程(孟憲敏等,2022;祁利潘等,2022;趙加欣,2020;Deviet al.,2022)。本研究對油桐芽苗砧嫁接部位進行顯微切片觀察發現,嫁接10 天后嫁接傷口處已出現黏連現象,嫁接口愈合是砧木中養分運輸到接穗的前提,愈合越早,營養物質運輸通暢,更有利于后期生長。本研究發現,油桐腋芽嫁接后1 周開始生長膨大,說明嫁接1 周傷口開始愈合,砧木營養開始往接穗運輸。嫁接半個月左右,腋芽已萌發長出幼葉,開始進行光合作用,此時接穗完全可以從砧木吸收養分,供腋芽繼續生長。當腋芽生長2 個月后,嫁接口的愈傷組織完全愈合,接穗粗度也增加,此時需要用鋒利的小刀將嫁接膜劃開,以防嫁接口出現勒痕影響后期生長。用刀劃嫁接膜時,嫁接口輕度受傷不影響后期生長,1 周后傷口完全可以愈合,這樣更有利于油桐產業化育苗,提高育苗效率,降低管護成本。油桐幼苗生長的高峰期為8月上旬至9月下旬,因此宜在8月上旬解膜。油桐嫁接苗解膜后需要施肥,本研究發現葉面噴施0.3%~0.5%的尿素和土壤中施復合肥更有利于油桐嫁接苗后期生長。苗木移栽后無需搭建塑料拱棚,原因在于拱棚內部溫度容易過高,會導致苗木失水死亡。
本研究培育的砧木,種子從沙藏到萌發后嫁接僅需25~50 天,極大縮短了培育周期,降低了管理成本和種子發霉腐爛的技術風險。通過在不同時期沙藏砧木并利用芽苗砧嫁接技術延長了油桐的適宜嫁接時期,且研究發現,油桐芽苗砧嫁接從5月下旬到7月底均較為適宜,但在每年6月嫁接的成活率最高,同時在5月下旬到7月底進行嫁接避開用工高峰期,解決了用工集中、用工短缺的難題。
本研究針對油桐無性繁殖技術推廣難等產業發展問題,全面綜合考慮油桐的生物學特性及生長習性,即油桐4月開花,5月抽梢,5月底到6月枝條才能達到半木質化(適宜嫁接的狀態)等實際情況,在進行大量預試驗后,已基本明確油桐芽苗砧嫁接所需最佳條件,為了對這些條件進行驗證和優化,以單因素試驗設計為依據,在探索某一因素時,其他因素均按照已研究的最佳條件進行處理,但分析數據發現,在探索某些條件時,即使處于最佳嫁接條件下,嫁接成活率仍不是最高(在同等條件下,經過大量平行試驗能夠確定這些最優條件確實對嫁接效果有較大影響),本研究對這種情況進行分析總結,最終得出影響油桐芽苗砧嫁接成活率的因素很多,部分因素無法直接調控,如種子品質、接穗、砧木活力等,只能盡可能去優化。對諸多影響因素進行試驗后發現,在進行芽苗砧嫁接時,除砧木粗度,穗條切面長度,芽上端、芽下端、葉柄長度,苗床高度,移栽深度外,還應選擇半木質化、芽飽滿的穗條。從沙子中拔出的砧木應當天嫁接用完,不能放置時間過長,以防失水。種子的品質則直接影響嫁接成活率,為了提高嫁接成活率,應盡量選擇粒大飽滿的種子進行沙藏,嫁接時盡量選擇生長旺盛、較粗的砧木嫁接。
綜上所述,油桐芽苗砧嫁接主要優勢在于嫁接成活率高、操作簡便、培養周期短、適宜嫁接的時期長、成本低、苗木生長健壯、砧木和穗條可利用性高,使用千年桐作砧木能夠增加油桐的根系抗病性等,從而延長油桐豐產期。本研究解決了油桐育苗無性繁殖不能產業化等關鍵問題,具有很好的經濟效益和市場前景。
本研究在湘西國家油桐種質資源庫和湖南武岡油桐科技小院進行試驗,嫁接苗整體成活率可達70%以上,嫁接時間、嫁接方法、移栽管理及接穗的質量對嫁接成活影響顯著。研究發現最適宜油桐芽苗砧嫁接的時間為6月;最佳嫁接方式為劈接結合塑料膜綁扎;以油桐生長旺盛的半木質化枝條帶芽莖段為穗條,芽飽滿,在芽上端長度1 cm,芽下端長度3 cm,葉柄長度0.5 cm,砧木直徑在0.8 cm 左右,切面長度1.5 cm,在15 cm 的苗床上搭建透光率為25%的遮陽網,且嫁接口高于地面成活率最高;三年桐和千年桐幼苗做砧木對油桐芽苗砧嫁接成活率影響不顯著,為了提高油桐抗病能力,則選擇千年桐作為油桐芽苗作砧木。在本研究的各因素處于最優水平下,油桐芽苗砧嫁接成活率可達90%以上,是一項適宜油桐無性繁殖的育苗技術,可實現產業化推廣。