不同砧木對(duì)馬瑟蘭葡萄抗旱性的影響

施 明，劉 靜，仝 倩，任天賜，徐美隆

(1.種苗生物工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750004；2.寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，銀川 750021；3.寧夏大學(xué)葡萄酒學(xué)院，銀川 750021)

世界上葡萄栽培的國(guó)家在100多年前由于受到根瘤蚜的危害幾乎都采用了抗根瘤蚜的砧木進(jìn)行嫁接栽培，又存在葡萄生長(zhǎng)的不利生態(tài)因素如高寒、干旱、鹽堿、高濕等，葡萄砧木的研究和嫁接技術(shù)迅速發(fā)展[1-4]。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，歐洲國(guó)家如法國(guó)、德國(guó)等葡萄嫁接栽培已超過(guò)了葡萄總面積的95%[5]。

查閱資料發(fā)現(xiàn)我國(guó)有關(guān)葡萄砧穗互作機(jī)理的研究起步較晚，有關(guān)葡萄砧木品種抗旱性的研究報(bào)道較多[6-9]，但關(guān)于葡萄砧木對(duì)接穗的生長(zhǎng)勢(shì)、結(jié)果狀況、產(chǎn)量以及抗逆性等方面還缺乏系統(tǒng)的研究。已有的研究表明：葡萄砧木對(duì)接穗的生長(zhǎng)和結(jié)果特性等都有明顯的影響，可有效提高接穗的抗病性和抗逆性，緩解葡萄生產(chǎn)中的病蟲害與逆境傷害問(wèn)題，并且受到品種特性、地域條件、氣候環(huán)境等多方面因素的影響[10-12]，因此，開(kāi)展砧穗互作機(jī)理研究很有針對(duì)性。本試驗(yàn)選擇3個(gè)砧木，嫁接馬瑟蘭與馬瑟蘭自嫁接苗形成4個(gè)嫁接組合，研究4個(gè)嫁接組合在干旱脅迫下的光合及生長(zhǎng)情況，為西北干旱半干旱區(qū)葡萄嫁接栽培提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為3個(gè)砧木3309A、5BB、1103P，馬瑟蘭自嫁接苗為對(duì)照。3個(gè)砧木及馬瑟蘭的枝條于2月底電熱溫床催根營(yíng)養(yǎng)袋扦插，5月底進(jìn)行了綠枝嫁接，培養(yǎng)成嫁接苗。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用盆栽法，于6月底將上述營(yíng)養(yǎng)袋嫁接苗移栽至盆高300 mm，盆口徑280 mm，盆底徑220 mm的花盆中，盆中裝15 kg營(yíng)養(yǎng)土(黃土∶草炭∶珍珠巖=2∶1∶0.5，再加入總體積8%的有機(jī)肥)，每盆一株，移栽后澆透水，之后正常管理。經(jīng)培養(yǎng)60 d后，從8月下旬開(kāi)始，在抗旱棚內(nèi)進(jìn)行干旱脅迫。試驗(yàn)設(shè)置處理組5株，對(duì)照組5株，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，采用隨時(shí)間推移的自然水分脅迫，對(duì)照組正常澆水。于第0、7、14、21、28 d測(cè)定光合及相應(yīng)的生長(zhǎng)、生理指標(biāo)用于統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

(1)株高和徑粗調(diào)查：脅迫前和脅迫后測(cè)定各處理株高和徑粗，株高用卷尺測(cè)量，徑粗利用游標(biāo)卡尺測(cè)量嫁接口上下8 cm處主干粗度。

(2)光合作用參數(shù)測(cè)定：選取各處理健康枝條第6片功能葉，采用GFS-3000光合儀測(cè)定，于晴天上午9-10點(diǎn)測(cè)定光合參數(shù)，包括葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)，每個(gè)處理測(cè)定9株。

(3)葉綠素和質(zhì)膜透性測(cè)定：葉綠素含量采用乙醇浸提比色法測(cè)定；質(zhì)膜透性采用電導(dǎo)率法測(cè)定。

(4)旱害指數(shù)的測(cè)定：以干旱處理?xiàng)l件下植株葉片形態(tài)變化為基礎(chǔ)，于干旱脅迫處理后調(diào)查植株的旱害癥狀，確定旱害級(jí)別。劃分為5級(jí)：1級(jí)：植株葉片正常；2級(jí)：植株1/5以下葉片有輕度的失綠癥狀；3級(jí)：植株1/3以下葉片發(fā)黃；4級(jí)：植株1/2以下葉片發(fā)黃：5級(jí)：植株4/5以上葉片發(fā)黃。

旱害指數(shù)=∑(旱害級(jí)數(shù)×相應(yīng)旱害級(jí)植株)/

(總株數(shù)×旱害最高極值)×100

(1)

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。圖表中數(shù)據(jù)為“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉片質(zhì)膜透性的影響

植物細(xì)胞膜的透性在干旱脅迫條件下變化越大，細(xì)胞受傷害就越重，對(duì)應(yīng)的葡萄品種的抗旱性就越弱[13]。由圖1可知，各嫁接組合處理在干旱脅迫前的電導(dǎo)率差異不大，都在15%左右；不同嫁接組合處理葉片相對(duì)電導(dǎo)率隨著干旱脅迫程度的加深都呈上升的趨勢(shì)，但上升的幅度不同。M/M處理的相對(duì)電導(dǎo)率在干旱脅迫處理14 d時(shí)最高，而M/1103P相對(duì)電導(dǎo)率在此時(shí)最低，并且隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)其電導(dǎo)率上升幅度最小。從細(xì)胞膜透性看，不同砧木品種嫁接馬瑟蘭的抗旱性表現(xiàn)為M/1103P>M/3309A>M/5BB>M/M。

圖1 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響

2.2 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉綠素含量的影響

葉綠素是反映植物光合能力強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也是參與光合作用過(guò)程中的主要物質(zhì)[13]。不同砧木嫁接苗葉片的葉綠素含量隨著干旱脅迫程度的加深均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。葉綠素含量在干旱脅迫初期下降幅度小，后期下降幅度大，說(shuō)明葉綠素的分解隨著干旱脅迫的進(jìn)行加快。

由圖2可知，不同嫁接組合處理葉綠素含量在干旱脅迫處理前差異不顯著。M/M處理葉綠素在干旱脅迫7 d時(shí)出現(xiàn)了明顯的下降，而且不同嫁接組合處理間差別幅度很大，其中M/1003P嫁接苗下降的幅度最小。隨著干旱脅迫程度的加深，各處理葉片葉綠素含量繼續(xù)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；干旱脅迫第28 d時(shí)，M/M嫁接苗葉片葉綠素含量最低，M/1003P嫁接苗葉片葉綠素含量最高。

圖2 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉綠素含量的影響

2.3 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合光合特性的影響

由圖3可知，不同嫁接組合葉片凈光合速率(Pn)隨著干旱脅迫程度的加深先升高后降低。各處理的凈光合速率在干旱脅迫處理的第7 d時(shí)均達(dá)到最高；M/1003P和M/3309A嫁接組合在干旱初期Pn上升的幅度較大，說(shuō)明其抗旱性較強(qiáng)；反之，抗旱性弱的嫁接組合上升的幅度就小，如M/M和M/5BB。到干旱脅迫第21 d時(shí)，各嫁接組合的凈光合速率已降至最低。

圖3 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉片凈光合速率Pn的影響

由圖4可知，不同嫁接組合葉片蒸騰速率Tr隨著干旱脅迫時(shí)間的推移整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。馬瑟蘭自嫁接處理在干旱脅迫前的蒸騰速率較小，但隨著干旱脅迫程度的加深，蒸騰速率下降的幅度是最大的，到第14 d時(shí)下降速度變緩且幅度變小。M/1003P和M/3309A的蒸騰速率在干旱脅迫過(guò)程中下降速度和幅度一直較緩慢。

圖4 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉片蒸騰速率Tr的影響

由圖5可知，隨著干旱脅迫程度的增加，馬瑟蘭葡萄不同嫁接組合處理葉片氣孔導(dǎo)度先升高后降低。干旱脅迫前葉片氣孔導(dǎo)度較高的處理是M/1003P和M/3309A；到干旱脅迫第7 d時(shí)，M/1003P、M/3309A及M/M嫁接組合處理葉片氣孔導(dǎo)度都呈緩慢上升趨勢(shì)，但M/5BB處理的氣孔導(dǎo)度呈緩慢下降趨勢(shì)。從干旱脅迫第7 d到第14 d這一周內(nèi)，各處理葉片氣孔導(dǎo)度下降的幅度較大、速度較快；到干旱脅迫第21 d時(shí)，各處理葉片氣孔導(dǎo)度下降至最低值。

圖5 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉片氣孔導(dǎo)度Gs的影響

由圖6可知，不同嫁接組合葉片胞間CO2濃度都是隨著干旱脅迫程度的增加Ci先降低后升高。葉片的Ci在干旱脅迫初期隨著干旱脅迫的推移逐漸降低，但降低的幅度不一樣，M/3309A降低幅度最小；到第14 d時(shí)，由于干旱脅迫氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致Ci降至最低；在之后的14 d，隨著干旱進(jìn)一步加重，葉片中葉綠體同化CO2的能力下降，導(dǎo)致Ci開(kāi)始上升。

圖6 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合葉片胞間CO2濃度Ci的影響

2.4 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合旱害指數(shù)的影響

植株旱害指數(shù)能夠反映植株的抗旱性差異。由圖7可知，干旱脅迫處理28 d后，馬瑟蘭不同嫁接組合處理中，M/1103P處理嫁接苗旱害指數(shù)最低，與M/3309A無(wú)顯著性差異，與M/5BB和M/M有顯著性差異，而對(duì)照各處理無(wú)顯著性差異，說(shuō)明M/1103P和M/3309A抗旱性較強(qiáng)。

圖7 干旱脅迫對(duì)不同嫁接旱害指數(shù)的影響

2.5 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合株高和徑粗的影響

由圖8可知，馬瑟蘭不同嫁接組合干旱脅迫前后都是以M/1103P的株高最高，且與其他處理都有顯著性差異。

圖8 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合株高的影響

由表1可知，馬瑟蘭不同嫁接組合接穗徑粗在干旱脅迫前與對(duì)照有顯著性差異，干旱脅迫28 d后，M/5BB接穗徑粗最大，且與其他各處理有顯著性差異。馬瑟蘭不同嫁接組合干旱脅迫前和干旱脅迫28 d后都是以M/1103P處理砧木徑粗最大，與M/5BB處理無(wú)顯著性差異，但與M/3309A和M/M有顯著性差異。

表1 干旱脅迫對(duì)不同嫁接組合接穗徑粗和砧木徑粗的影響

3 結(jié) 語(yǔ)

光合作用是植物積累有機(jī)物質(zhì)的重要生理活動(dòng)，也是植物最基本的生命活動(dòng)[14,15]。判斷植株生長(zhǎng)好壞和抗逆性強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)之一就是光合速率的高低[16,17]。植物光合速率高低的限制因子就是水分，水分脅迫會(huì)對(duì)果樹的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)造成不可逆的傷害，是因?yàn)樗置{迫是導(dǎo)致植物光合速率下降的重要原因[18]，因此，在干旱脅迫下仍能保持高水平的凈光合速率(Pn)對(duì)葡萄的生長(zhǎng)和發(fā)育具有重要意義[19]。本試驗(yàn)的結(jié)果顯示，4種嫁接組合隨著干旱脅迫程度的加深其凈光合速率(Pn)均呈下降的趨勢(shì)，這與陳麗[20]等人的研究結(jié)果一致，其凈光合速率(Pn)的大小表現(xiàn)為M/1103P>M/3309A>M/5BB>M/M，說(shuō)明砧木嫁接能有效提高葡萄的Pn值。

植物葉片中的葉綠素濃度在一定范圍內(nèi)與植物光合速率呈正相關(guān)[13]。葡萄葉片中的葉綠素總量會(huì)受到干旱脅迫導(dǎo)致葉綠體色素非常不穩(wěn)定[21]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著干旱脅迫時(shí)間的推移和程度的加深，葡萄葉片的葉綠素含量變化趨勢(shì)同蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(Gs)的變化趨勢(shì)一致，即持續(xù)降低，其原因一方面可能是因?yàn)楦珊得{迫導(dǎo)致葉片中的葉綠素合成渠道受阻，另一方面可能是因?yàn)槠咸讶~片中的葉綠素分解加快。3種嫁接組合及馬瑟蘭自嫁接苗的葉綠素含量的高低表現(xiàn)為：M/1103P>M/3309A>M/5BB>M/M，說(shuō)明砧木嫁接能有效提高葡萄的葉綠素含量，從而提高了葡萄的凈光合速率，這與前面的研究結(jié)果相一致。

綜上所述，在重度水分脅迫下，各嫁接組合植株間的生長(zhǎng)量、旱害指數(shù)、葉綠素、質(zhì)膜損傷程度以及光和特性差異顯著；馬瑟蘭葡萄用砧木嫁接后栽培能明顯提高其抵御干旱的能力，且以不同的砧木嫁接后抗旱性較強(qiáng)的嫁接組合是M/1103P。