蘋果新品種瑞陽在新疆伊犁河谷的引種適應性分析

王 瑾,刁永強,2,郭秀玲,陳伊宇,秦德明,羅秉瑜,劉 君,2

(1.新疆伊犁哈薩克自治州林業科學研究院,新疆伊寧 835000 2. 國家蘋果產業技術體系伊犁綜合試驗站,新疆伊寧 835000)

0 引 言

【研究意義】近年來,新疆伊犁蘋果種植受到低溫的侵擾,現有早中熟品種以嘎拉系為主,晚熟品種中富士系比例過高,尚缺乏綜合性狀優良的中晚熟品種。2016年3月,伊犁哈薩克自治州林業科學院依托國家蘋果產業技術體系從陜西引進瑞陽蘋果品種接穗,在察布查爾縣林科院千畝試驗示范基地進行大樹高接;同年3月在察布查爾縣海努克鄉林果示范基地4年生寒富蘋果樹上進行高接。2018年3月在新源縣喀拉布拉鎮5年生嘎拉上高接瑞陽品種。2019年3月在尼勒克縣木斯鎮栽植1年生新疆野蘋果/KM23/瑞陽矮化中間砧苗木,目前已少量掛果。改變伊犁河谷以富士為主的晚熟蘋果品種結構,對增加中晚熟蘋果品種,優化品種結構具有實際意義。【前人研究進展】瑞陽蘋果是以秦冠與富士為親本選育出的晚熟、紅色優良蘋果新品種[1],具有結果早、易豐產、品質優、適應性強等特征。2015年1月通過陜西省果樹品種審定委員會的審定,2019年3月通過國家林木良種審認定委員會審定[2]。王雷存等[1]研究認為,瑞陽蘋果在陜西渭北中部地區萌芽率高,易成花,成枝力較強,易形成短枝。早果,豐產,連續結果能力強,果個大,果實鮮紅色,色澤艷麗,果肉較細,風味甜,耐貯運。果實成熟期較一致,與紅富士相比,具有抗病性強,結果性能強,無采前落果現象等優點。同時,在不套袋的情況下果實外觀好,可采用無袋栽培,是一個晚熟紅色蘋果品種[2]。袁仲玉等[3]研究了不同砧穗組合對瑞陽蘋果樹體生長、產量品質影響后認為,砧木品種及砧木類型對瑞陽的物候期無明顯影響。王雷存等[4]、郝貝貝等[5]對瑞陽褐斑病菌接種和田間病害發生進行研究,紅富士發病最為嚴重,表現為感病,秦冠、瑞陽發病較輕,表現為高抗。通過連續多年適應性調查,瑞陽適應性強,在陜西渭北北部、中部和南部以及豫西黃土高原地區均可栽培。鄧瑞等[6]在瑞陽蘋果套袋與不套袋果實品質的比較分析中認為,不套袋處理對瑞陽蘋果果實外觀品質無明顯影響,但能明顯提高果實內在品質,香氣物質總含量顯著升高且香氣種類有所增加。對于果樹耐寒性的研究已有很多報道[7-10],用電導法測定電解質滲出率是果樹抗寒性鑒定最常用方法之一。【本研究切入點】目前關于引入新疆伊犁河谷蘋果新品種瑞陽的生長適應性未見報道。需觀測瑞陽樹體的植物學特性、不同砧穗組合的親和性、果實品質及樹體抗低溫能力。【擬解決的關鍵問題】評價引入伊犁河谷不同區域瑞陽蘋果的生長表現及抗寒性,為新疆伊犁河谷蘋果品種合理規劃布局、栽培管理及蘋果產業健康發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗園位于新疆伊犁河南岸察布查爾縣的伊犁州林科院千畝試驗示范基地(43°40′29″N,81°19′04″E),屬溫帶大陸性氣候,海拔910 m,年平均氣溫7.9℃,極端最高溫度39.5℃,最低氣溫-43.2℃,年均降水量230 mm,≥10℃積溫3 200 h,年日照時數約2 800 h,無霜期約170 d,年蒸發量約1 100 mm。

低溫凍害試驗材料采自伊犁州林科院察布查爾縣科技試驗示范基地,其中主測品種為瑞陽,對照品種分別是瑞雪和伊美,其中瑞雪蘋果是西北農林科技大學以秦富1號與克氏粉紅為親本選育出的晚熟、黃色優良蘋果新品種;伊美是西北農林科技大學園藝學院于2012年從新西蘭引進的蘋果新品種。2020年12月在樹體進入休眠期后采集無病蟲危害,生長勢中庸的1年生枝條。砧穗組合試驗中砧木選擇新疆野蘋果和青砧1號,中間砧選擇俄396、KM23、Y-1和M26。另外,將宮崎短枝富士僅作為瑞陽蘋果植物學特征參照品種。

1.2 方 法

1.2.1 瑞陽蘋果植植物學特征、生物學特性

田間調查于2020年3月～2021年10月在新疆察布查爾縣、尼勒克縣、新源縣進行。參照《植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南-蘋果》(NY/T 2424-2013)[11]對瑞陽蘋果生長勢、一年生枝、葉片、花器官特征等進行觀察描述;生物學特性主要觀測物候期、生長結果習性、適應性及抗逆性等,依據《蘋果種質資源描述規范和數據標準》[12]方法觀測。

1.2.2 不同砧穗組合的親和性

2021年8月19日在伊犁州林科院察布查爾縣千畝試驗示范基地對3年生瑞陽蘋果不同矮化中間砧嫁接親和性及田間生長情況進行調查。共調查5個不同砧穗組合:①新疆野蘋果/KM23/瑞陽;②新疆野蘋果/Y-1/瑞陽;③新疆野蘋果/M26/瑞陽;④新疆野蘋果/俄396/瑞陽;⑤青砧1號/瑞陽。在田間,用卷尺測量不同砧穗組合苗木高度;用滬工數顯游標卡尺測量基砧粗、中間砧粗及品種苗粗;調查苗木分枝量及嫁接愈合情況。

1.2.3 抗寒性測定

1.2.3.1 枝條處理

將采集的休眠枝條均勻分為8份綁好,掛上標簽,然后用塑料袋包住保存在冰箱冷藏室中。試驗設置溫度梯度為-10、-16、-20、-24、-28、-32、-36和-40℃,按照處理溫度在低溫冰箱中進行人工冷凍處理,降溫幅度-4℃/h,到達處理溫度后維持10 h,再以-4℃/h的幅度升溫,以-10℃為對照(CK)。

1.2.3.2 電解質滲出率

將處理后的枝條用蒸餾水沖洗干凈,擦干,避開芽眼切成3 mm寬的小段,稱取1.000 g放入試管中,并加入20 mL雙重蒸餾水,搖勻,在室溫下靜置10 h,搖勻后測出初電導值(S1)。封口,在水浴鍋中煮20 min,取出后涼至室溫,再測出終電導值(S2),每個溫度處理重復4次。按照電解質滲透率Y=(S1/S2)×100%計算出電解質滲透率[13-14]。

1.2.4 凍害分級

分級:將低溫處理后的枝條在室溫條件下放置2 h后分級,剪去枝條一端5 cm長,然后在剪口處斜剪,根據凍害分級標準進行凍害分級。

標準:0級:正常;Ⅰ級:1年生枝髓部輕微變褐可恢復;Ⅱ級:1年生枝髓部嚴重變褐,木質部輕微變褐;Ⅲ級:1年生枝木質部嚴重變褐,韌皮部輕微變褐;Ⅳ級:1年生枝皮層變黑,韌皮部變褐[15]。

1.3 數據處理

應用Origin軟件進行分析后,用Logistic方程Y=k/(1+ae- bt)進行擬合,并求出拐點的溫度,即LT50,其中:Y是電解質滲透率,t是處理溫度,a、b、k是參數,-lna/b為拐點溫度的值,R2為相關系數[16]。

2 結果與分析

2.1 瑞陽蘋果植物學及生物學特性觀測

研究表明,瑞陽蘋果品種樹姿較開張,樹型為分支形,樹勢表現為中庸。一年生枝顏色為紅褐色,平均長度為47.62 cm,節間長3.02 cm,枝粗4.82 mm。一年生枝茸毛多,皮孔數量少;葉片平均長8.07 cm,寬4.64 cm,葉柄平均長2.88 cm,葉片顏色濃綠,葉姿斜向上,葉緣有復鋸齒;葉芽為三角形、貼生,花芽為圓錐形,每花序花朵數4～6朵,花冠大小平均為4.23 cm。表1

表1 瑞陽蘋果植物學特征

瑞陽蘋果萌芽期集中在3月底至4月初。花期在4月中下旬。開花持續天數9～11 d,落葉期在11月底至12月上旬。果實發育天數174 d,較富士短11 d,營養生長天數246 d,果實成熟期10月中旬。受溫度影響,逆溫帶(察布查爾縣海努克鄉、尼勒克縣木斯鎮、新源縣喀拉布拉鎮)物候期比平原區(察布查爾縣林科院試驗示范基地)晚3～4 d。表2、表3

表2 瑞陽蘋果物候期調查(察布查爾縣千畝基地,2021年)

表3 瑞陽蘋果物候期調查 (察布查爾縣海努克鄉、尼勒克縣木斯鎮、新源縣喀拉布拉鎮,2021年)

瑞陽蘋果的萌芽率高、成枝力強,以短枝結果為主,短枝比例平均為56.4%,低于宮崎短枝富士;連續結果能力和豐產性均好,早果性好;宮崎短枝富士的萌芽率高,成枝力中等。表4

表4 瑞陽蘋果生長結果習性

2.2 瑞陽蘋果不同砧穗組合嫁接親和性評價

研究表明,新疆野蘋果/俄396/瑞陽砧穗組合,嫁接口普遍愈合良好,嫁接親和性好,但苗木生長勢較弱,分枝量少或無分枝,部分單株有小腳現象。新疆野蘋果/KM23/瑞陽砧穗組合苗木平均株高1.89 m,基砧粗1.78 cm,中間砧粗1.49 cm,品種粗1.17 cm,苗木分枝量達14個,嫁接口普遍愈合良好,苗木生長正常,抗病性強,部分單株成花能力強。新疆野蘋果/Y-1/瑞陽砧穗組合,嫁接口普遍愈合良好,生長量大,但分枝少或無分枝,對蘋果枝枯病較敏感。新疆野蘋果/M26/瑞陽砧穗組合嫁接親和性好,苗木生長正常,但幼樹期有黃化現象。在自根砧青砧1號上嫁接瑞陽品種,表現為嫁接親和性較好,苗木生長正常,但分枝少。篩選出新疆野蘋果/KM23/瑞陽為適宜伊犁河谷栽培的砧穗組合。表5

表5 瑞陽蘋果不同砧穗組合苗木生長變化(2021年)

2.3 瑞陽蘋果抗寒性評價

2.3.1 低溫處理對瑞陽蘋果一年生枝條電解質滲透率的影響

研究表明,同等條件下,電導率越高,則抗寒性越差。當溫度從-10℃降到-20℃時,各品種的電解質滲透率均緩慢上升,其中伊美蘋果電解質滲透率高于其他品種;當溫度降至-24℃時,電解質滲透率變化開始劇增,第一個拐點出現;當溫度降至-32℃時,各品種電解質滲出率的變化趨勢放緩,第二個拐點出現。在整個低溫處理過程中,瑞陽始終保持最低的電解質滲出率,其次是瑞雪和伊美。圖1

圖1 不同處理溫度下3個蘋果一年 生枝條電解質滲透率變化

2.3.2 低溫處理測定后計算半致死溫度

研究表明,3個蘋果品種一年生枝條電解質滲透率的相關系數在0.91～0.96,均大于相關系數顯著臨界值0.7084。瑞陽蘋果半致死溫度為-30.2℃;瑞雪蘋果半致死溫度為-28℃,伊美蘋果半致死溫度為-27.3℃,在3個供試品種中瑞陽蘋果抗寒性最強。表6

表6 低溫處理后不同蘋果一年 生枝條的半致死溫度變化

2.3.3 低溫處理后的分級情況

研究表明,當處理溫度達到-28℃時,各蘋果一年生枝條均表現出輕度凍害、中度凍害和重度凍害,尤其是伊美蘋果凍害程度最嚴重,共有11根枝條凍害等級達到Ⅱ級及以上。當處理溫度達到-32℃時,伊美和瑞雪蘋果枝條表現出重度凍害和嚴重凍害。瑞陽蘋果表現出較強的抗寒性。表7

表7 低溫處理后不同蘋果品種枝條凍害分級

3 討 論

3.1低溫處理后各蘋果一年生枝條電解質滲透率的變化,隨著溫度的降低,枝條的電解質滲透率變化模式基本呈“S”型上升趨勢[17]。蘋果樹品種不同,物候期不同[3]。在試驗中不同砧木嫁接的瑞陽品種物候期差異不大,基本是3月底至4月初萌芽,4月中下旬開花,到10月中旬果實成熟,11月底進入落葉期,而在原產地(陜西渭北中部地區)物候期表現為:3月下旬萌芽,4月初開花,果實9月上中旬開始著色,10月上中旬成熟[18]。物候期受溫度影響,逆溫帶(察布查爾縣海努克鄉、尼勒克縣木斯鎮、新源縣喀拉布拉鎮)物候期比平原區(察布查爾縣千畝基地)晚3～4 d,果樹物候期與樹種、品種的遺傳特性有關,也是果樹與外界環境條件的矛盾統一[3],與砧木無相關性,該結果與袁仲玉等[3]研究結果一致。

3.2選擇適宜的砧穗組合是實現矮砧集約化栽培的基礎,韓明玉等[19-20]提出幼樹的“早果性”和“易成形性”是篩選砧穗組合的核心指標,優良砧穗組合是早果性和易成形性的和諧統一。

果樹的抗寒能力受到品種、地域、栽培條件、水肥管理等因素的綜合影響[21]。電導法是測定果樹抗寒性強弱較為準確、直接、簡便的一種方法[22],已在多種果樹上普遍應用[23-28]。朱根海等[29]認為,可以用Logistic方程中拐點溫度來估計植物組織的低溫半致死溫度(LT50),以此作為植物抗寒力的數量指標。試驗利用電導法對瑞陽等3個蘋果品種的枝條在不同低溫處理下的電解質滲透率進行測定,通過Logistic方程計算出瑞陽枝條的低溫半致死溫度為-30.2℃。無論是采用電導法鑒定還是運用Logistic 方程計算,在試驗過程中均存在不同程度的誤差,只能估計其耐受的低溫范圍,從而比較不同品種抗寒性的差異性。

試驗僅針對5個瑞陽不同砧穗組合開展田間調查,分析了不同砧穗組合的嫁接親和性,但對于瑞陽蘋果不同砧穗組合對其產量、生產效率以及果實品質的影響等方面還需要進一步深入研究。

4 結 論

4.1瑞陽蘋果品種在伊犁河谷樹姿較開張,樹勢表現為中庸。一年生枝顏色為紅褐色,一年生枝茸毛多,皮孔數量少,葉片顏色濃綠,葉姿斜向上,葉緣有復鋸齒;葉芽為三角形、貼生,花芽為圓錐形,每花序花朵數4～6朵。

4.2瑞陽蘋果在伊犁河谷萌芽期集中在3月底至4月初。花期在4月中下旬,開花持續天數9～11 d,落葉期在11月底至12月上旬,果實10月中旬成熟。

4.3新疆野蘋果/KM23/瑞陽砧穗組合苗木平均分枝量14個,嫁接口普遍愈合良好,苗木生長正常,抗病性強,部分單株成花能力強;篩選出新疆野蘋果/KM23/瑞陽為適宜伊犁河谷栽培的砧穗組合。

4.4應用Logistic方程進行擬合,3個供試枝條電解質滲出率隨著處理溫度的降低,呈“S”型曲線變化,半致死溫度在-27.3～-30.2℃,3個蘋果抗寒性強弱依次是瑞陽>瑞雪>伊美。瑞陽蘋果可以在伊犁河谷陽坡沿山逆溫帶800～1 200 m的區域栽植。