摘要:具有較好分枝狀況的蘋果苗木在栽植后更易于形成理想的樹形而使果園實現早產和豐產以獲得更好的經濟效益,因而成為多個國家蘋果矮化密植栽培的必要條件。與世界蘋果生產水平較先進國家對蘋果苗木促分枝技術的研究和應用較為深入和成熟的現狀相比較,盡管我國蘋果產業發展對苗木的要求越來越高,苗木促分枝方面的研究和應用還較為缺乏。除此之外,促分枝技術對于幼樹定植后冠幅迅速擴展也有重要意義。綜述了促進苗木或幼樹分枝技術相關的研究進展,并結合生產實際進行了相關的思考,以期對我國蘋果苗木的生產和幼樹的管理起到一定的指導作用。
關鍵詞:蘋果苗術;幼樹;促分枝技術
中圖分類號:$661.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-9980(2011)01-108-06
隨著世界蘋果產業的發展,矮化密植栽培已成為當前國內外蘋果栽培發展的方向。在全世界范圍內幾乎各個蘋果生產國都倡議采用無毒優質苗木建園,以達到早產、豐產和優質的目的。而優質苗木的培育工作一直都是蘋果產業關注的焦點。相關的研究也開始較早。具有較好的分枝狀況是除了根、莖、芽、和結合部愈合程度等指標外,衡量優質苗木的另一個重要的方面。苗木具有較為理想的分枝高度、分枝數目、分枝長度和分枝角度,為較早地形成生產所需的樹形提供了更多有利的條件。分枝良好的苗木栽植早期易于產生結果枝形成早期產量,同時為整體樹形的形成奠定基礎。大量實驗的結果也表明:分枝較理想的苗木較之無分枝單干苗木在栽植后的幾年里能產生顯著的較高的產量和經濟效益。可見,促分枝技術對于優質蘋果苗木的培育至關重要,同樣該技術也可應用于蘋果幼樹的管理,所以該技術的研究和應用具有很重要的現實意義。下面著重介紹影響苗木或幼樹分枝的因素和促進苗木分枝的技術。
1 影響苗木或幼樹分枝的因素
受頂端優勢的影響,蘋果品種間分枝習性有很大的差異。Elfing認為生長素和細胞分裂素的相對水平調控側枝的形成,頂芽產生的生長素向下運輸抑制側枝的產生。所以頂端優勢較弱的品種如金冠和喬那金比頂端優勢較強的品種如元帥和富士在苗圃中較易形成更多的側枝。同時很多研究也發現剪除蘋果幼苗頂端有利于其側枝的形成,從相關的生產實踐中也觀察到這一現象。
砧木類型和苗木本身的病毒攜帶情況對苗木的生長和分枝狀況也有很大的影響。Kviklys利用脫毒M26,M26,脫毒MMl06,MMl06,B118,B396,P60和P22等砧木材料進行的實驗發現,B118株高最高,分枝數目最多;P60和M26分枝最少;P22和P60產生較短的側枝:同時脫毒的砧木較其對照產生更多的短枝和葉叢枝。
育苗密度對苗木分枝有一定的影響。Wilson等關于育苗密度對苗木生長影響的研究結果表明,分枝的產生受到較小行距(15或25cm)的限制。在45cm行距條件下,分枝苗木的比例和分枝數目及分枝長度都有所增加。同時發現,莖干截面積與分枝苗木的比例和分枝長度有正相關性。得出較大的空間和粗壯的砧木能夠提高苗木分枝狀況的結論。
溫度、濕度和土壤等環境因子也會影響到苗木的分枝狀況。Tromp等以1a生Rode Boskoop和Elstar品種蘋果幼苗為材料,利用人工氣候室研究了空氣溫度、濕度和土壤溫度對蘋果幼苗側枝形成的影響,結果表明,較高的空氣濕度有利于形成側枝,而且在7-28℃側枝的數目隨著土壤溫度的升高而增多。25℃條件下生長的幼苗較室外培養和氣候室內15℃條件下的幼苗形成更多的側枝。還發現側枝的形成受到溫度的影響只表現在特定的發育階段。
2 促進苗木或幼樹分枝的技術
促進苗木分枝的技術可以分為2種,即人工促分枝技術和化學促分枝技術。人工促分枝技術主要為短截、刻芽、頂梢拉平和摘除頂部嫩葉等。較為有效的化學促分枝技術的報道見于上個世紀70年代,隨著相關的化學和植物生理學的發展,化學促分枝技術取得了較大的突破。多年來這方面研究的重點一直是使用化學試劑的類型,使用濃度、時間、副作用,以及品種間使用效果的差異等。
2.1 國外人工促分枝技術研究
上個世紀70年代以來研究者們對蘋果苗木促分枝技術進行了有效的嘗試。Plekhanova研究了地面以上50,60,80或100cm高度進行短截處理對苗木分枝的影響,結果表明60cm高度短截分枝效果最好。Greene等研究發現刻芽對于分枝的促進作用較對照提高近6倍,刻芽的最佳時期為蘋果盛花期前2-4周。此外,芽的大小和芽發育成枝的比例正線性相關。Ouellette等舊研究了摘葉和短截處理對苗木分枝的影響,發現頂端每生長20-25cm時摘除頂部5片嫩葉能夠產生較多分枝;短截的結果是導致較多側芽的萌發和產生側枝的長度較長。同樣處理條件下,嫁接于MM106比M26上的品種側芽萌發較多。Ouellette等還進行了刻芽、定期摘葉、頂梢壓彎處理的比較實驗,發現刻芽效果較好,發枝最多;定期摘葉處理的分枝效果較差;頂梢壓彎處理容易產生不對稱的樹體結構;提出刻芽處理產生的苗木適宜于密植果園。Savini等利用1a生蘋果苗木進行了抹芽和主干傾斜實驗。結果顯示有選擇的抹芽增加了側芽萌發的數量和側枝生長的整齊度,同時也使產生的側枝平均長度降低。同時。抹芽和主干傾斜結合起來使得苗木分枝狀況更為一致。
2.2 化學促分枝技術研究
2.2.1 化學促分枝技術的早期探索 1973年,Bal-dini等報道了利用三碘苯甲酸(TIBA)能促進紅星蘋果分枝,但會對樹體形態和組織內部解剖結構產生負面影響;500和1000mg·L-1的二苯脲以及1300mg·L-1的馬萊酰肼(MH)處理能產生較多的分枝而未表現出毒害作用。此外,Quinlan等研究利用6碳,8碳,10碳和12碳脂肪酸促進蘋果苗木分枝,結果顯示,濃度20-30g·L-1的處理能夠使頂端生長停止而促進側枝形成,作用效果因品種而異:早期處理(6月初)產生的側枝長度比后期(7月末)較長,分枝角度較大;同時,摘心也會導致側枝的產生,但分枝數和分枝角度都小于進行脂肪酸噴施的處理。1979年Larsen報道了利用氯代苯基四唑乙酸鹽(PP528)促進1年生蘋果苗木分枝的結果:25-50mg/LPP528處理能夠產生較好的效果,間隔2周進行2次噴施的效果好于1次噴施;100mg·L-1濃度以上處理會使頂端生長點致死,延緩植株垂直生長。Quinlan對MB25105(propyl-butyl phenoxv ac-etate)能夠促進蘋果苗木分枝的作用也進行了報道。
2.2.2 化學促分枝技術的成熟和完善 BA是細胞分裂素的一種,具有克服頂端優勢促進側芽發育和側枝形成的作用。Unrath于蘋果幼樹栽植后的第2、3、4年每年噴施1次300mg·L-1BA,發現噴施處理能使植株產生較多分枝,栽植后的7a生樹生長點增多,枝條開張角度變大,樹形得到很大改善,樹體生長勢由旺盛變為中庸,產量較對照提高177%。對于BA作用效果的研究也使化學促分枝技術得到廣泛應用,并開發出多種以BA作用為基礎的商品試劑,如Promalin(普洛馬林,有效成分為BA和GA4+7,2者各占1.8%。
1985年Cody等報道了不同濃度的MB25105和Promalin噴施處理促進苗木分枝的效果,結果表明,多數處理取得了效果而且2種試劑混合使用效果好于單獨使用。化學試劑處理產生的分枝角度大于人工去除頂端(短截或摘心)的處理;同時他們以1a生蘋果苗木為材料,于接穗長度為40-60cm時進行噴施1000或2000 mg·L-1Promalin處理。結果顯示:較低濃度的2次處理和高濃度1次處理具有同樣的效果。Elfving也進行了BA、BA+GA4+7和MB25105的比較實驗。結果為:BA和BA+GA4+7對所有的供試品種有效果,6個品種中只有2個對MB 25105表現出作用效果,只有一個品種受MB 25105作用和受BA作用的效果等同。Jarassamrit發現噴施1次800 mg·L-1Cytolin(BA+GA4+7)能促進產生較多分枝,分枝角度較理想;噴施4次200mg·L-1Cytolin會產生相同的分枝數,但分枝角度有所降低;同時發現MB25105處理會顯著抑制樹體生長,而且未增加分枝數;另外三唑酮(Bayleton)處理并不能促進分枝。
以上研究的結果表明,BA或BA+GA4+7的作用效果較好。但關于BA或BA+GA4+7的使用濃度和使用次數的問題,不同的試驗結果存在一定的差異。Volz等利用1a生苗木進行研究發現進行BA噴施之后,再多次噴施GA4+7效果比BA和GA4+7同時噴施效果較好,可以產生較多的分枝和較大的總體生長量。多次噴施GA4+7使分枝數目、分枝長度和分枝角度增加。Hrotko實驗結果表明,BA處理有效地促進夏季芽的萌發和側枝形成,噴施濃度和次數影響枝條數量和長度。Jung等研究表明,噴施Pro-malin能促進1a生富士的側枝生長,且270mg·L-1和540mg·L-1濃度作用效果類似。Rossi利用濃度為0,500,1000和1500mg·L-1promalin噴施1a生苗木的頂部40cm處,160d后發現最高濃度的處理能夠促進芽萌發;提高單葉葉面積;降低平均枝條長度。Ono等比較了幼苗頂部10-25cm處噴施300mg·L-1BA1-5次的效果,發現3-4次噴施效果優于對照和1次噴施處理;5次噴施,效果最好,可平均產生14.3個枝條。Han等對1a生富士進行600mg·L-1BA或2%promalin噴施處理,處理為:以10d為間隔噴施3次;以15d間隔噴施2次;以7d為間隔噴施4次。對于BA噴施處理,枝條總數隨噴施次數增加而增加;對于promalin噴施處理,枝總數量和長于30cm的枝條數量不發生變化。因此認為實際應用中promalin噴施的次數可以降低。
2.2.3 化學促分枝和人工促分枝技術的結合使用的效果化學促分枝與人工促分枝技術結合起來效果更好。Popenoe等報道了結合頂部嫩葉摘除噴施濃度為750或1000mg·L-1BA+GAL4+7。促進苗木分枝的實驗。結果表明,1000mg·L-1BA+GA4+7處理產生分枝數較多而且枝條長度較長;同時發現GA3并不能替代GA4+7;此外,每2周1次性摘除頂部7片嫩葉的處理也能產生較好的分枝效果。Ouellette等對短截后苗木頂部產生的新梢噴施promalin取得了較好的效果:發枝數較多,且枝條分布較均勻。Ono等報道利用短截和抹芽結合BA的使用,可使2a生富士苗木平均產生15.3個大角度的分枝。同時他們發現摘除頂端嫩葉和BA噴施處理可促進2a生富士新生枝產生分枝;摘葉可有效地促進側芽成枝,2-3次摘葉更有效;摘葉和BA的協同效應較明顯。Jung等的研究表明,適當的育苗密度,刻芽,以及摘除頂葉都有促進側枝發育的效果,而且噴施Promalin均可進一步提高其作用效果。
也有研究表明,BA或promalin與其他化學試劑共同使用能使其促進苗木分枝的效果得到提高。Magyar等進行了生物調節劑Kelpak和Wuxal As-cofol對蘋果苗木側枝形成影響的研究。結果表明,Kelpak+BA處理對于增加枝條數量和枝條長度更為有效;且Kelpak處理能夠顯著地促進根系的生長。Jackson研究Dormex(hydrogen cyanamide)和Dro-malin對蘋果幼樹芽萌發和側枝形成的影響。發現3%Dormex和5%Promalin最為有效;2者組合使用效果更好。此外,最新開發的促分枝化學試劑,如CYC(cyclanilide,環丙酸酰胺)和Accel,促分枝的效果也較好,應用前景廣闊。
2.3 我國促進蘋果苗木和幼樹分枝的技術研究
我國傳統蘋果育苗方式的特點是大密度,粗放管理和無促分枝技術應用。而對于促進幼樹發枝,生產中多采用短截和刻芽的方法。上個世紀80年代,許維純等研究了BA促進3a生蘋果幼樹側芽萌發的效應,結果表明BA對促進蘋果側芽萌發的效果非常明顯,促發的效果與BA的濃度、蘋果品種及1a生枝條的節位密切相關。原北京農業大學園藝系以BA為有效成分,以凡士林油為添加劑生產出“發枝素”(又名“點枝靈”);曾驤等報道了發枝素在蘋果幼樹上的應用,提出應用發枝素在蘋果幼樹新梢或1a生枝上定位涂抹,可促進芽萌發,增加幼樹枝量,在預定部位形成可供整形用的骨干枝,枝條基角大。此后孟昭清等還報道了發枝素對蘋果苗生長及圃內整形的作用,600mg·L-1濃度處理使長富2號副梢萌發率為94.0%,平均長度為53.9cm,而艷紅以1000mg·L-1濃度處理效果最好,副梢萌發率為96.0%,平均長度46.5cm。此外,1994年安景新等曾報道了河南省洛陽林業科學研究所研制的廣譜、高效對人畜安全的植物芽眼生枝促進劑抽枝寶(據報道其為油脂狀膏劑,主要活性成分為細胞分裂素類物質,每克藥可涂100個芽。),經河南、山西、陜西、山東等8省市124個試點應用,涂芽200余萬個,萌發成枝率95%-100%,有效地解決了接芽萌動晚,發芽不整齊,幼樹成形慢,結果期推遲等果樹生產諸多問題。
關于BA、promalin等促進分枝的化學試劑的施用時間和施用濃度的作用效果,因地區氣候類型、供試品種、栽培條件和管理水平而存在差異,另一方面這些化學試劑的產品形式和包裝的不同也是造成報道中施用濃度差異的一個重要原因。根據筆者課題組對美國、歐洲和大洋洲的考察結果,目前世界上多個蘋果生產國家普遍認為promalin作用效果較好,使用濃度為1000mg·L-1,使用時間和次數為:新梢每生長15cm左右噴施1次,每年噴施3次。將化學試劑噴施處理和人工摘葉結合使用,對于促進分枝效果會更好。雖然我國關于促進蘋果苗木和幼樹分枝的研究也有一定的報道,而且有相應產品的開發,但在生產實踐中并未得到廣泛的持續的應用。
3 關于蘋果帶分枝大苗及促進幼樹分枝技術在我國的應用
目前,帶分枝大苗已在多個蘋果生產水平較高的國家得到廣泛應用,在國外現代高密度、超高密度果園栽植后可以實現第2年結果,第4年達到豐產。一些國家還形成了相應的生產體系,如美國將矮化多分枝自根苗生產體系和蘋果高紡錘形生產體系結合起來,既使帶分枝大苗的優勢得到充分利用,又從經濟效益上使得培育帶分枝大苗高投入得到肯定。基于國外先進生產模式的考察結果,業內有人提出積極引進蘋果矮化多分枝自根苗生產技術,完善無病毒苗木的培育程序,培育3a生以上、帶分枝的優質壯苗。與此同時,結合生產實踐,部分人認為我國部分地區(如陜西渭北地區)蘋果栽植地的自然條件較差(如寒冷),而且栽后的灌水條件差,使用帶分枝的大苗有時還不如較小規格苗木的栽植成活率高,生長整齊;而且帶分枝苗木培育的年限長和單位面積育苗數量較少使得苗木成本偏高,在經濟上不易為果農所接受。筆者認為帶分枝大苗在我國的應用應是有條件的,對于水肥條件較好的地區采用帶分枝大苗進行建園可以保證苗木成活進而發揮其生產中的優勢;而對于寒冷缺水的地區,是否適宜栽植大苗及采用相應的措施(如推遲栽植時間、塑料膜覆蓋防止失水等)能否保證大苗成活都是有待進一步研究和實踐檢驗的,甚至可以考慮培育較為粗壯的無分枝的單干苗木以適應這樣嚴酷的環境條件,筆者課題組目前也正在從事這些方面的工作。另外從經濟上來看,若提供良好的肥水條件保證帶分枝大苗能夠實現早產豐產,使其在栽植后短期即可有收益,那么帶分枝大苗較之無分枝弱小苗木仍具有很大的生產應用的優勢。
關于蘋果幼樹促分枝技術在我國的應用,較為傳統而且廣泛應用的方式為短截和刻芽。對于化學促分枝技術的研究有所報道,但目前實際生產中應用極少。國內外的研究皆表明化學促分枝技術具有較好的效果,但這種促分枝的技術在我國近三十年的蘋果生產實踐中并未得到發展和廣泛應用,也就從技術本身說明了這種化學促進幼樹分枝的技術并不適宜我國的具體生產實際。原因是多方面的,主要包括:果農對于幼樹管理的傳統意識;化學促分枝試劑不易獲得;技術在操作上費工費時等。這也從反面說明我國要實現蘋果栽植早產豐產的目標,就要探索有效地應用優質大苗(帶分枝或無分枝),因為優質大苗的培育可以集約統一地進行,為栽植后不同水平的管理提供較好的基礎。
4 關于優質大苗的標準
我國目前的蘋果苗木標準GB9847-2003《蘋果苗木》并未提及對帶分枝苗木的分枝狀況的要求,如何衡量帶分枝大苗的質量隨之成為一個重要的問題。Volz等曾提出分枝良好的苗木應該是在適當高度以上,具有5個以上分枝,每個分枝長度大于20cm。根據筆者課題組韓明玉等2007年的考察結果,意大利和法國的優質苗木標準是:基部干徑在1.2-1.5cm,苗高1.5m以上,在合適的分枝部位有6-9個以上的分枝,長度40-50cm。張林森等引根據對歐洲和美國考察的結果,結合建立高紡錘形果園的要求提出的苗木標準為:苗木粗度不低于16mm,有10-15個位置合適且長度不超過30cm的側枝,第1側枝距地面不少于80cm。同時,如果將來要培育無分枝單干壯苗,相關的指標也可能會超出現行的蘋果苗木標準的范圍。至于怎樣的標準適合我國的生產實際,還有待進一步的研究和討論。培育優質大苗是我國蘋果產業發展的需要。相應標準的制定也必不可少。
5 小結和展望
從上個世紀70年代以來,多個國家的研究人員對于促進蘋果苗木或幼樹分枝的技術進行了探索和深入研究。人工促分枝技術對勞動投入和具體操作要求較高。化學促分枝技術因其具有便于機械化操作,節省人工,可大面積推廣使用,符合現代農業發展要求等優點而得到較為廣泛的研究。多數研究結果表明,BA單獨使用或結合赤霉素CA4+7使用對促進蘋果苗木分枝可以取得很顯著的效果。筆者從2008年以來開始從事蘋果苗木促分枝技術的研究,進行的相關實驗的結論也證實了這一點。針對我國具體情況,部分地區是否適宜栽植帶分枝大苗及栽植時應有哪些措施相配套?還是在這些地區考慮利用無分枝健壯單干苗木?這些都是我國蘋果苗木向前發展要解決的問題。那么在這里就應把優質大苗定義為:符合多項指標要求而且較之常規苗木具有較大生產優勢的苗木。其中有分枝或無分枝優質大苗的標準不同,至于標準的具體內容還要結合苗木生長發育的規律、具體技術措施的實施和相關的實驗結論來制定。
目前,采用脫毒優質大苗建園成為多個蘋果生產國的共識。我國在蘋果苗木培育技術上依然以傳統方式的粗放管理為主,對于優質苗木培育先進技術的引進、利用和創新研究還相當匱乏,優質苗木的培育應是我國未來蘋果產業發展的工作重點之一。
在優質苗木培育上,除了改變傳統觀念,適當降低育苗密度和加強肥水的管理外,還應當將國際先進經驗和技術與我國的具體生產實際有機結合起來。同時加大對蘋果苗木繁育和利用方面的研究力度,以取得理論和技術的突破與創新,才能滿足我國產業布局調整和蘋果栽培模式變革對于優質苗木的需求,才能為我國蘋果產業健康、穩定、可持續的發展提供堅實可靠的基礎。