白世踐, 戶金鴿, 吳久赟, 張雯, 謝輝, 趙榮華, 陳光, 蔡軍社*
(1.新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所,新疆 吐魯番 838200; 2.新疆農業科學院吐魯番農業科學研究所,新疆 吐魯番 838000; 3.新疆農業科學院園藝作物研究所,烏魯木齊 830091)
‘克瑞森無核’葡萄是優良無核晚熟葡萄的代表性品種,于1998年從美國引入吐魯番地區[1],該品種具有無核、大粒、肉脆、糖酸比適中、耐貯運等優點,但該品種在吐魯番地區特殊生態條件下存在果實著色困難、易萎蔫、自根樹生長勢不易控制、花芽分化差等問題,導致商品果率及產量偏低[2],嚴重制約了‘克瑞森無核’葡萄在吐魯番地區乃至全疆的發展。為解決‘克瑞森無核’葡萄栽培上存在的問題,從植物生長調節劑使用[2-3]、葉面肥噴施[4]、乙醇與氯化鈣處理[5]、水肥管理[6]等方面進行了研究,并在改善其栽培性狀及果實品質方面取得了一定的效果。砧化栽培即使用抗性砧木進行嫁接栽培,砧化栽培與這些措施相比,具有長效、穩定的優勢,優良的砧木不僅能夠提高葡萄的生態抗逆性,還可以調控葡萄生長勢、提高果實品質及產量。
葡萄砧化栽培最初被用于歐洲葡萄抵抗根瘤蚜危害,隨后葡萄砧木與接穗之間的互作影響被廣泛研究。葡萄砧木主要包括河岸葡萄、沙地葡萄、冬葡萄等野生葡萄自交選育的砧木品種以及以河岸葡萄×沙地葡萄、冬葡萄×河岸葡萄和冬葡萄×沙地葡萄雜交選育的優良砧木品種。河岸葡萄具有極抗根瘤蚜、易生根、易嫁接,但生長勢偏弱的特點;沙地葡萄具有抗根瘤蚜、抗旱、生長勢強的特點;冬葡萄具有耐高鈣質和堿性土壤、抗根瘤蚜的特點[7]。大量研究證實,砧木不僅能夠提高接穗品種對生物脅迫(根瘤蚜和線蟲)和非生物脅迫(干旱、低溫及鹽堿)的抗性[8],還會對接穗品種的生長[9-11]、光合特性[12]、產量[10]和果實品質[13]等栽培性狀產生明顯影響。Frioni等[8]研究發現,M4砧木在干旱脅迫下能夠通過推遲氣孔關閉改善氣體交換和水分狀況,提高‘Grechetto Gentile’葡萄抗旱性。牛銳敏等[9]研究認為,砧木110R 能夠明顯增強‘霞多麗’葡萄生長勢,促進主干粗度、葉面積及葉片SPAD值增加。沈碧薇等[10]研究發現,在長江以南地區采用華佳8 號砧木不僅能夠增大‘瑞都紅玉’葡萄新梢節間粗,促進新梢生長勢,還能夠提高單株產量,促進果實著色,進而改善果實品質,而采用抗砧1 號和225Ru 砧木的嫁接樹新梢節間顯著變短,新梢生長勢減弱;南方濕熱地區采用Macadams、101-14、Riparia Gloire 和Dogridge砧木能夠顯著增大‘天工翠玉’葡萄新梢節間粗,增強植株生長勢[11]。韓曉等[12]研究表明,3309C、1103P 能夠提高設施‘87-1’葡萄表觀量子效率、降低光補償點和暗呼吸速率從而提高其耐弱光能力,SO4、華葡1 號能夠提高‘87-1’葡萄耐高溫能力。Cheng 等[13]研究認為,101-14 砧木能夠增加‘霞多麗’葡萄可滴定酸含量,延遲葡萄成熟,而1103 能夠顯著增加‘霞多麗’漿果中游離和結合態揮發性化合物總量。此外,砧木接穗栽培特性及品質還受品種特性、地域氣候條件等多種因素的影響,亦會表現出不同地域同種砧木對同一接穗品種的影響結果不一致的現象,如高展等[14]研究表明,在瑪納斯河流域,5BB、SO4 砧木能顯著提高‘馬瑟蘭’葡萄葉片的光合指標;而李敏敏等[15]研究發現,SO4 對河北昌黎產區‘馬瑟蘭’葡萄葉片光合速率無明顯影響,5BB 砧木則會降低‘馬瑟蘭’葡萄葉片凈光合速率。
不同產區生態條件不同,葡萄品種存在的問題及砧木適應性不盡相同,砧木對接穗栽培性狀的影響亦不盡相同。研究砧木對‘克瑞森無核’葡萄生長特性及果實品質的影響對解決該品種在吐魯番地區生態條件下生長勢過強、產量低及果實著色困難、易萎蔫等栽培問題具有重要意義。為此,本研究以新疆吐魯番產區表現較好的7 個砧木與‘克瑞森無核’葡萄進行嫁接組成砧穗組合,以‘克瑞森無核’葡萄自根樹為對照,分析不同砧穗組合及自根樹在生長勢、光合特性、產量及果實品質等方面的差異,旨在篩選對本產區‘克瑞森無核’葡萄生長勢調控效果好,并能夠顯著改善其豐產性及果實品質的優良砧木,促進本產區葡萄產業健康發展。
試驗于2020 年在新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所葡萄栽培示范基地(42°91′N,90°30′E)進行。試驗地海拔419 m,年降雨量25.3 mm,年蒸發量2 751 mm,全年日照時數3 122.8 h,10 ℃以上有效積溫4 525 ℃以上,無霜期192 d,屬于典型的大陸性暖溫帶荒漠氣候,為極端干旱區氣候類型。土壤質地為堿性礫石沙壤土,pH 8.0左右。
供試葡萄品種為歐亞種‘克瑞森無核’(Vitis viniferaL. cv.Crimson Seedless, CS),嫁接樹砧木分別為5BB、SO4、3309M、110R、山河3 號(Shanhe 3)、河岸7 號(Hean 7)、貝達(Beta),以自根樹(CS rooting)為對照,砧木品種和‘克瑞森無核’葡萄均由新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所葡萄資源圃提供。砧木和‘克瑞森無核’葡萄自根樹均于2015年定植,嫁接樹于2017年采用綠枝高接法進行嫁接,樹齡均為6 年生。采用順行龍干+(V+水平)葉幕架式栽培,東西行向,株行距2.0 m×3.5 m。每連續10 株(5 檔)為1 小區,3 次重復,隨機區組排列。葡萄生長季不進行摘心處理,田間土肥水管理和病蟲害防治管理同當地常規。
1.3.1葡萄葉片質量、光合參數及葉綠素熒光參數測定 葡萄葉片光合參數及葉綠素熒光參數測定于7月中旬晴天11∶00進行,以健壯結果母枝基部以上第5~6 片健康代表性功能葉為測定對象。利用Li-6400 型光合儀(Li-Cor Inc.,Lincoln,NE,USA)進行光響應曲線的測定。光合有效輻射按照2 500、2 100、1 700、1 300、900、600、300、200、100、40、15、0 μmol·m-2·s-1的順序設定,CO2濃度設定為400 μmol·mol-1,溫度為25 ℃,氣體流速為500 mmol·s-1。利用直角雙曲線修正模型求得光補償點(light compensation point, LCP)、暗呼吸速率(dark respiration rate,Rd)、表觀量子效率(apparent quantum yield, AQY)、最大凈光合速率(maximum net photosynthetic rate,Pnmax)指標[16]。
葉綠素熒光參數采用FMS-2 型熒光儀(Hansatech Instruments LTD., Norfolk,UK)在樹體直接測定。將選好的葉片經過充足自然光適應,測定自然光下葉片葉綠素熒光參數,得出光系統Ⅱ(photosystem Ⅱ complex, PS Ⅱ)電子傳遞速率(electron transport rate, ETR)和實際光化學效率(actual photochemical efficiency,ΦPSⅡ)。葉片暗適應30 min 后,測定暗適應下葉片初始熒光值(original fluorescence,Fo)、最大熒光值(minimal fluorescence,Fm)、PSⅡ最大光能轉化效率(PSⅡmaximum light energy conversion efficiency,Fv/Fm)、PSⅡ潛在光化學效率(PSⅡPotential photochemical efficiency,Fv/Fo)等熒光參數,計算非光化學猝滅系數(non-photochemical quenching, NPQ)。
單葉質量采用稱量法測量,葉綠素質量分數采用乙醇浸提法[17]測定。
1.3.2植株生長勢測定 8 月初統計每株新梢葉片數量,用卷尺測量新梢長度,采用一刀切的方式剪下所有新梢超過1.5 m 的部分并稱量作為夏季生長量。秋季修剪后用游標卡尺測量嫁接口上5 cm處接穗徑粗和嫁接口下5 cm 處砧木徑粗;測定1 年生枝條第2 節粗度,每小區隨機測定60 個數據。
1.3.3果實品質及產量測定 葡萄采收期(9 月28 日)實測每小區產量,計算平均單株產量。每小區隨機采10 個代表性果穗,參照OIV(International Organisation of Vine and Wine)描述[18],對果穗緊密度進行賦值統計,并對口感中的肉質、甜味程度進行描述評價。常規方法測量果穗質量、果粒質量和果粒縱徑、橫徑;采用PAL-1型手持數顯折射儀(Atago, Tokyo, Japan)測定可溶性固形物(total soluble solid, TSS)含量;采用CR-400 手持色差計(Konica Minolta, Tokyo, Japan)測定果粒赤道部位的色澤指標L、a、b值,計算出紅色葡萄果實色澤指數(color index of red grape,CIRG)[19]。可滴定酸(titratable acidity, TA)含量采用NaOH 滴定法[20]測定;維生素C(Vc)含量采用鉬藍比色法[21]測定;果皮中總類黃酮含量采用NaNO2-Al(NO3)3比色法[22]測定;總花色苷含量采用pH 示差法[23]測定,以花青素-3-葡萄糖苷(cyanidin-3-glucoside equivalent, CGE, mg·g-1)表示。固酸比(TSS/TA)為可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值。
采用SPSS 17.0和Microsoft Excel 2010軟件進行數據統計與分析,試驗數據以平均值±標準差表示,Duncan’s法進行多重比較(P<0.05),主成分分析參考周廣生等[24]的方法。
對指標值進行均衡歸一化處理,即將數據轉變為純量,公式如下。
式中,Wij和W′ij分別為第j品種第i指標正、負指標轉化值;aij指第j個品種第i個指標值;aminij、amaxij分別指第j品種第i組指標的最小和最大值。
由表1 可知,砧木嫁接均顯著減小了‘克瑞森無核’葡萄單葉質量,其中以CS/5BB 和CS/SO4 單葉質量最小,均顯著小于其他砧穗組合。CS/5BB和CS/110R 葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、類胡蘿卜素含量和總葉綠素含量較自根樹均顯著增大,其中,葉綠素a 含量增幅分別為23.65% 和11.49%,葉綠素b 含量增幅分別為36.54% 和15.35%,類胡蘿卜素含量增幅分別為28.57%和20.00%,總葉綠素含量增幅分別為26.50% 和12.50%;CS/SO4 和CS/河岸7 號葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、類胡蘿卜素含量和總葉綠素含量較自根樹均顯著降低,其中,葉綠素a 含量降幅分別為24.32%和11.49%,葉綠素b 含量降幅分別為30.77% 和15.38%,類胡蘿卜素含量降幅均為17.14%,總葉綠素含量降幅分別為26.00% 和14.50%。與自根樹相比,CS/SO4 和CS/河岸7 號的葉綠素a/b 值顯著增大,增幅分別為12.01%和13.78%;而CS/5BB葉綠素a/b值顯著降低,降幅為8.83%。CS/3309M、CS/山河3 號、CS/貝達與自根樹的葉綠素相關指標均未表現出顯著差異。結果表明,砧木嫁接均減小了‘克瑞森無核’葡萄單葉質量,但不同砧木對葡萄葉片葉綠素組成影響不同,5BB 和110R 提高了‘克瑞森無核’葡萄葉片的葉綠素含量,而SO4 和河岸7 號降低了‘克瑞森無核’葡萄葉片葉綠素含量。

表1 不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄葉片性狀Table 1 Leaf characters of ‘Creson seedless’ grape under different rootstocks
由表2 可知,表觀量子效率(AQY)以CS/山河3 號最高,顯著高于自根樹20%;CS/SO4、CS/3309M、CS/110R 和CS/5BB 均較自根樹顯著降低,降幅分別為53.55%、60.00%、33.33% 和20.00%;而CS/河岸7 號和CS/貝達與自根樹無顯著差異。最大凈光合速率(Pnmax)以CS/山河3 號和CS/貝達最高,顯著高于自根樹,增幅均為15.65%;CS/SO4、CS/3309M、CS/110R 和CS/河岸7 號均顯著低于自根樹,降幅分別為52.25%、33.67%、35.53%和24.73%;CS/5BB 和自根樹無顯著差異。CS/山河3 號光補償點(LCP)顯著低于自根樹,降幅為23.48%;CS/SO4、CS/3309M、CS/110R 和CS/5BB 光補償點相比自根樹均顯著增高,增幅分別為146.13%、129.01%、40.54% 和33.21%;CS/河岸7 號、CS/貝達與自根樹無顯著差異。相比自根樹,CS/5BB 暗呼吸速率(Rd)顯著提高,增幅13.77%,其他砧穗組合與自根樹無顯著差異。可見,山河3 號和貝達提高了‘克瑞森無核’葡萄葉片的光合能力和耐弱光能力,而SO4、3309M 和110R 降低了‘克瑞森無核’葡萄光合能力和耐弱光能力。

表2 不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄的葉片光合參數Table 2 Photosynthetic parameters of ‘Creson seedless’ grape leaves under different rootstocks
由表3 可知,CS/貝達、CS/5BB 和CS/SO4 的初始熒光值(Fo)顯著大于自根樹,增幅分別為28.03%、18.81%和8.50%;CS/河岸7 號則顯著小于自根樹,降幅為8.86%。CS/SO4、CS/5BB、CS/山河3 號和CS/貝達最大熒光值(Fm)相比自根樹顯著提高,其他砧穗組合與自根樹差異均不顯著。CS/5BB、CS/SO4、CS/山河3 號、CS/3309M、CS/110R相比自根樹PSⅡ潛在光化學效率(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)均顯著提高,CS/貝達相比自根樹顯著提高了PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm),而CS/河岸7號PSⅡ潛在光化學效率(Fv/Fo)相比自根樹顯著降低,降幅為12.71%。CS/貝達和CS/山河3 號實際化學效率(ΦPSⅡ)相比自根樹顯著增大,增幅分別為16.67%和5.56%,其他砧穗組合與自根樹無顯著差異。CS/山河3 號、CS/SO4 和CS/貝達相比自根樹非光化學猝滅系數(NPQ)顯著降低,降幅分別為15.63%、26.56%和53.13%。CS/貝達和CS/SO4相比自根樹PSⅡ電子傳遞速率(ETR)顯著增大,增幅分別為19.25%和13.35%,其他砧穗組合與自根樹差異均未達顯著水平。可見,貝達和山河3 號提高了‘克瑞森無核’葡萄光能利用潛力和光能轉化效率,而河岸7 號降低了‘克瑞森無核’葡萄葉綠素PSⅡ的潛在光化學活性。

表3 不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄的葉綠素熒光參數Table 3 Chlorophyll fluorescence parameters of ′Creson seedless′ grape under different rootstocks
由表4 可知,砧木嫁接均顯著減小了‘克瑞森無核’葡萄新梢長度、夏季生長量和新梢粗度,新梢長度以CS/SO4 減幅最大,達54.60%,CS/5BB、CS/3309M 和CS/河岸7 號減幅較大,在36.91%~31.27%;夏季生長量同樣以CS/SO4 減幅最大,達99.57%,其余砧穗組合減幅在71.00%~89.59%;7個砧穗組合新梢粗度減幅在14.16%~32.75%,以CS/河岸7 號減幅最大;CS/SO4 和CS/3309M 相比自根樹還顯著減小了新梢葉片數,減幅分別為19.50%和22.64%。CS/110R 相比自根樹接穗徑粗顯著減小,減幅22.48%;砧木徑粗以CS/110R最小,CS/SO4 和CS/貝達較小;CS/山河3 號、CS/貝達、CS/SO4 和CS/3309M 穗砧粗度比大于1.40,出現較明顯的小腳現象,CS/河岸7 號小腳現象最不明顯。結果表明,砧木嫁接均會抑制‘克瑞森無核’葡萄生長勢,SO4嫁接的‘克瑞森無核’葡萄的生長勢最弱,而河岸7 號嫁接的‘克瑞森無核’葡萄長勢中庸且小腳現象不明顯。

表4 不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄生長勢Table 4 Growth potential of ‘Creson seedless’ grape under different rootstocks
2.5.1不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄外觀品質及產量分析 由表5 可知,砧木嫁接均顯著增大了‘克瑞森無核’葡萄果穗質量,其中以CS/貝達增幅最大,為476.25%,CS/山河3 號增幅較大,為310.85%,CS/110R 增幅最小,為135.14%;除CS/110R外,其余6個砧穗組合相比自根樹單株產量均顯著增大,以CS/山河3 號、CS/河岸7 號和CS/貝達增幅最大,分別為618.49%、587.39%和534.45%。CS/貝達、CS/SO4、CS/河岸7 號、CS/山河3 號和CS/5BB 砧穗組合相比自根樹果粒質量均顯著增大,增幅為17.58%~69.92%;相比自根樹,CS/SO4、CS/河岸7 號和CS/貝達縱徑、橫徑均顯著增大;CS/SO4、CS/5BB 和CS/3309M 相比果形指數自根樹均顯著增大。除CS/110R 外,其余6 個砧穗組合果穗緊密度均顯著大于自根樹,果穗緊密度由疏松變為適中或偏緊;CS/3309M 和CS/110R 萎蔫率相比自根樹均顯著升高,增幅分別為和34.62%和50.79%,其余5 個砧穗組合相比自根樹萎蔫率均顯著降低;除CS/110R 外,其余6 個砧穗組合相比自根樹均顯著降低了葡萄色澤指數CIRG 值,CS/3309M 的CIRG 值較高,其他砧穗組合均較低,尤其是CS/貝達存在嚴重著色不良現象。結果表明,砧木嫁接抑制‘克瑞森無核’葡萄營養生長的同時促進生殖生長,但過度的抑制營養生長并不利于產量及果實品質的形成;雖然產量低、果粒質量小的砧穗組合葡萄顏色指數CIRG 值較高,著色較好,但更易產生萎蔫,而中等的樹勢及產量更易獲得好的外觀品質。

表5 不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄的外觀品質和產量Table 5 Appearance quality and yield of ‘Creson seedless’ grape under different rootstocks
2.5.2不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄內在品質的分析 由表6可知,除CS/3309M和CS/110R外,其余5 個砧穗組合相比自根樹均顯著降低了可溶性固形物含量,以CS/5BB 和CS/SO4 降幅最大,為20.04%和20.34%;除CS/山河3 號和CS/5BB 外,其他5 個砧穗組合相比自根樹均顯著降低了可滴定酸含量,以CS/SO4 和CS/110R 降幅最大,分別為25.35%和18.31%;相比自根樹,CS/110R 固酸比值顯著增大,增幅達24.61%,CS/山河3 號和CS/5BB 固酸比值相比自根樹顯著降低,降幅分別為14.70%和18.63%,其他砧穗組合與自根樹無顯著差異。砧木嫁接的‘克瑞森無核’葡萄維生素C 含量相比自根樹均顯著降低,降幅在3.17%~19.51%;CS/貝達總類黃酮含量相比自根樹顯著增高,增幅6.60%,CS/山河3 號與自根樹無顯著差異,其他砧穗組合相比自根樹均顯著降低,降幅4.74%~36.92%;砧木嫁接的‘克瑞森無核’葡萄總花色苷含量相比自根樹均顯著減小,CS/110R 和CS/3309M 降幅較小,分別為25.33%和64.00%,其他砧穗組合降幅均超過77.33%。CS/3309M、CS/110R 和自根樹因萎蔫率較高,葡萄果肉質地軟,CS/3309M 和CS/110R 因固酸比值高,口感表現為甜,CS/5BB 和CS/山河3 號固酸比值低,表現為酸甜,其他砧穗組合表現為酸甜適中。可見,砧木嫁接均會對‘克瑞森無核’葡萄著色產生不利影響,河岸7 號、3309M 和110R 嫁接的‘克瑞森無核’葡萄表現出較高的內在品質。

表6 不同砧木下‘克瑞森無核’葡萄的內在品質Table 6 Internal quality of ‘Creson seedless’ grape under different rootstocks
選取與‘克瑞森無核’葡萄果實品質及產量密切相關的果穗質量、果粒質量、果穗緊密度、萎蔫率、單株產量、可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、固酸比(TSS/TA)、維生素C(Vc)、總類黃酮、CIRG、總花色苷共12 項指標進行主成分分析,其中萎蔫率和TA為負向指標,根據公式(2)轉化,其余指標根據公式(1)轉化。經主成分分析后得到3 個主成分,累計貢獻率達到89.850%(表7),說明3 個主成分能夠全面反映8 個砧穗組合12項指標信息。

表7 主成分的特征值、貢獻率及累計貢獻率Table 7 Characteristics value, contribution ratio and accumulated variance of principal components
由表8可知,第1主成分(P1)中載荷值較大且為正值的指標有果穗質量、果粒質量、果穗緊密度、萎蔫率和單株產量,主要反映葡萄豐產性及外觀品質信息;第2 主成分(P2)中載荷值較大且為正值的指標有可滴定酸和固酸比,主要反映葡萄口感品質信息;第3 主成分(P3)中載荷值較大且為正值的指標有可溶性固形物和總類黃酮,主要反映葡萄的營養品質信息。

表8 成分距陣Table 8 Component matrix
以標準化后的指標值乘以各主成分特征向量得出各砧穗組合的綜合指標值,以各主成分特征值占所提取主成分特征值之和的比例作為權重,建立主成分綜合模型:F=0.644F1+0.191F2+0.165F3。根據主成分綜合模型計算綜合主成分得分F(表9),各砧穗組合綜合得分排名為:CS/貝達>CS/SO4>CS/河岸7 號>CS/山河3 號>CS/5BB>CS/3309M>CS/110R>自根樹。可見,貝達、SO4和河岸7號嫁接的‘克瑞森無核’葡萄在豐產性、品質方面綜合表現較好。結合3 個砧木對‘克瑞森無核’葡萄植株生長的影響結果進行綜合評價,貝達嫁接的‘克瑞森無核’葡萄生長勢偏強,新梢粗度均超過12.0 mm,有明顯的徒長趨勢,且出現較為明顯的小腳現象(穗砧粗度比為1.49);SO4 嫁接的‘克瑞森無核’葡萄過度削弱生長勢,并不利于產量的獲得;河岸7 號嫁接的‘克瑞森無核’葡萄生長勢中庸,新梢粗度適中,無明顯小腳現象,且可溶性固形物含量高,固酸比值較大。綜上,吐魯番地區‘克瑞森無核’葡萄嫁接砧木優選河岸7號。

表9 綜合主成分值得分Table 9 Comprehensive principal component score
葉綠素含量與植物對光能的捕獲和積累密切相關,反映植物光合作用能力的強弱。本研究中,5BB顯著提高了‘克瑞森無核’葡萄葉片葉綠素含量,山河3 號、貝達和自根樹同樣具有較高的葉綠素含量,最大凈光合速率較大,光補償點較低,表現出了較強的光合能力和耐弱光能力;而SO4 和河岸7 號則顯著降低了‘克瑞森無核’葡萄葉綠素含量,增大了葉綠素a/b 值,SO4嫁接的‘克瑞森無核’葡萄光合能力最弱,且光補償點最高,耐弱光能力最差,3309M 嫁接的‘克瑞森無核’葡萄同樣也表現出了較弱的耐弱光能力,而郝燕等[25]研究認為SO4 提高了河西走廊‘貴人香’葡萄光合能力,韓曉等[12]研究認為3309 提高了‘87-1’葡萄耐弱光能力,與本研究結論不一致。葉綠素熒光可以作為光合作用的有效探針,PSⅡ最大光能轉化效率(Fv/Fm)反映植物潛在的最大光合能力,即光能利用潛力,PSⅡ潛在光化學效率(Fv/Fo)代表PSⅡ的潛在光化學活性,反映原初光能轉化效率及PSⅡ潛在量子效率[26]。本研究中除河岸7 號外,其他砧木均顯著提高了‘克瑞森無核’葡萄PSⅡ最大光能轉化效率(Fv/Fm),表現出較強的光能利用潛力,5BB、SO4、山河3 號、3309M 和110R 還顯著增強了PSⅡ的潛在光化學活性;貝達嫁接的‘克瑞森無核’葡萄初始熒光值(Fo)較高,說明其對環境變化敏感,葉片類囊體膜更易受損,但貝達提高了‘克瑞森無核’葡萄PSⅡ電子傳遞速率(ETR),具有較強的光能轉化效率。本研究中不同砧穗組合間葉綠素熒光參數表現出了明顯差異,而韓曉等[12]研究認為,貝達、SO4、3309嫁接的‘87-1’葡萄間PSⅡ潛在光化學效率(Fv/Fo)和PSⅡ最大光能轉化效率(Fv/Fm)無顯著差異。可見,砧木對不同生態條件下不同接穗品種的光合特性和熒光參數影響存在明顯差異。
葡萄營養生長與生殖生長為相互依存、相互制約的對立統一關系。營養生長為生殖生長提供物質和能量基礎,生殖生長過程產生的激素類物質能夠促進物質代謝和轉運,有利于營養生長。營養生長過剩容易造成新梢生長與果實發育矛盾, 導致落果或花芽發育不良而難座果、產量降低[27]。本研究中,7 個砧木嫁接均顯著降低‘克瑞森無核’葡萄生長勢、增大果穗質量,5BB、SO4、山河3 號、3309M、河岸7 號和貝達還顯著增大單株產量,這一研究結果與鐘海霞等[28]研究認為5BB、SO4、貝達能顯著增大天山北麓地區‘克瑞森無核’葡萄產量的結果一致,而與110R、SO4、5BB 利于增強‘克瑞森無核’葡萄生長勢的結論不一致,可見,砧木對葡萄生長習性的影響效果還受栽培地域的環境、土壤等多種因素調控。自根樹過度的徒長勢必造成大量落花落果,產量降低,砧木的調控作用促進營養生長向生殖生長轉變,增大果穗質量及產量,SO4 嫁接的葡萄產量低也說明過度的削弱生長勢并不利于產量的獲得。
砧木通過影響接穗品種生長勢、成熟期及果穗微氣候,導致果實品質發生改變。本研究中,5BB、SO4、山河3 號、河岸7 號和貝達均顯著降低‘克瑞森無核’葡萄可溶性固形物含量,SO4、3309M、110R、河岸7 號和貝達均顯著降低可滴定酸含量,這一研究結果與鐘海霞等[28]研究認為5BB 和SO4 能顯著提高天山北麓產區‘克瑞森無核’葡萄可溶性固形物含量的結果不一致,而與SO4降低可滴定酸含量的研究結果較一致。110R和3309M 降低了‘克瑞森無核’葡萄可滴定酸含量,提高了固酸比值,促進葡萄早熟,這與孫磊等[29]在瑞都香玉品種上的研究結論一致。貝達雖然降低了‘克瑞森無核’葡萄可滴定酸含量,但總花色苷含量及固酸比值依然較低,表現出延遲成熟的特性,這與前人在‘貴人香’[25]、‘克瑞森無核’[28]葡萄上的研究結果一致。值得關注的是,吐魯番產區‘克瑞森無核’葡萄著色不良和成熟葡萄易萎蔫的問題依然存在,如何通過栽培手段調控營養生長和生殖生長平衡及果際微氣候來解決葡萄著色及成熟葡萄抗萎蔫問題依然是產區‘克瑞森無核’葡萄優質栽培的重點工作。
綜上所述,7 個砧木嫁接的‘克瑞森無核’葡萄及自根樹在生長、光合特性及果實品質方面存在明顯差異。砧木嫁接均會抑制‘克瑞森無核’葡萄生長勢,增大果穗質量,降低葡萄CIRG 值和總花色苷含量;5BB、SO4、3309M、山河3 號、河岸7號和貝達嫁接的‘克瑞森無核’單株產量顯著增大。綜合分析認為,吐魯番地區‘克瑞森無核’葡萄優選砧木為河岸7號。