苹果新品种瑞阳在新疆伊犁河谷的引种适应性分析

王 瑾,刁永强,2,郭秀玲,陈伊宇,秦德明,罗秉瑜,刘 君,2

(1.新疆伊犁哈萨克自治州林业科学研究院,新疆伊宁 835000 2. 国家苹果产业技术体系伊犁综合试验站,新疆伊宁 835000)

0 引 言

【研究意义】近年来,新疆伊犁苹果种植受到低温的侵扰,现有早中熟品种以嘎拉系为主,晚熟品种中富士系比例过高,尚缺乏综合性状优良的中晚熟品种。2016年3月,伊犁哈萨克自治州林业科学院依托国家苹果产业技术体系从陕西引进瑞阳苹果品种接穗,在察布查尔县林科院千亩试验示范基地进行大树高接;同年3月在察布查尔县海努克乡林果示范基地4年生寒富苹果树上进行高接。2018年3月在新源县喀拉布拉镇5年生嘎拉上高接瑞阳品种。2019年3月在尼勒克县木斯镇栽植1年生新疆野苹果/KM23/瑞阳矮化中间砧苗木,目前已少量挂果。改变伊犁河谷以富士为主的晚熟苹果品种结构,对增加中晚熟苹果品种,优化品种结构具有实际意义。【前人研究进展】瑞阳苹果是以秦冠与富士为亲本选育出的晚熟、红色优良苹果新品种[1],具有结果早、易丰产、品质优、适应性强等特征。2015年1月通过陕西省果树品种审定委员会的审定,2019年3月通过国家林木良种审认定委员会审定[2]。王雷存等[1]研究认为,瑞阳苹果在陕西渭北中部地区萌芽率高,易成花,成枝力较强,易形成短枝。早果,丰产,连续结果能力强,果个大,果实鲜红色,色泽艳丽,果肉较细,风味甜,耐贮运。果实成熟期较一致,与红富士相比,具有抗病性强,结果性能强,无采前落果现象等优点。同时,在不套袋的情况下果实外观好,可采用无袋栽培,是一个晚熟红色苹果品种[2]。袁仲玉等[3]研究了不同砧穗组合对瑞阳苹果树体生长、产量品质影响后认为,砧木品种及砧木类型对瑞阳的物候期无明显影响。王雷存等[4]、郝贝贝等[5]对瑞阳褐斑病菌接种和田间病害发生进行研究,红富士发病最为严重,表现为感病,秦冠、瑞阳发病较轻,表现为高抗。通过连续多年适应性调查,瑞阳适应性强,在陕西渭北北部、中部和南部以及豫西黄土高原地区均可栽培。邓瑞等[6]在瑞阳苹果套袋与不套袋果实品质的比较分析中认为,不套袋处理对瑞阳苹果果实外观品质无明显影响,但能明显提高果实内在品质,香气物质总含量显著升高且香气种类有所增加。对于果树耐寒性的研究已有很多报道[7-10],用电导法测定电解质渗出率是果树抗寒性鉴定最常用方法之一。【本研究切入点】目前关于引入新疆伊犁河谷苹果新品种瑞阳的生长适应性未见报道。需观测瑞阳树体的植物学特性、不同砧穗组合的亲和性、果实品质及树体抗低温能力。【拟解决的关键问题】评价引入伊犁河谷不同区域瑞阳苹果的生长表现及抗寒性,为新疆伊犁河谷苹果品种合理规划布局、栽培管理及苹果产业健康发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验园位于新疆伊犁河南岸察布查尔县的伊犁州林科院千亩试验示范基地(43°40′29″N,81°19′04″E),属温带大陆性气候,海拔910 m,年平均气温7.9℃,极端最高温度39.5℃,最低气温-43.2℃,年均降水量230 mm,≥10℃积温3 200 h,年日照时数约2 800 h,无霜期约170 d,年蒸发量约1 100 mm。

低温冻害试验材料采自伊犁州林科院察布查尔县科技试验示范基地,其中主测品种为瑞阳,对照品种分别是瑞雪和伊美,其中瑞雪苹果是西北农林科技大学以秦富1号与克氏粉红为亲本选育出的晚熟、黄色优良苹果新品种;伊美是西北农林科技大学园艺学院于2012年从新西兰引进的苹果新品种。2020年12月在树体进入休眠期后采集无病虫危害,生长势中庸的1年生枝条。砧穗组合试验中砧木选择新疆野苹果和青砧1号,中间砧选择俄396、KM23、Y-1和M26。另外,将宫崎短枝富士仅作为瑞阳苹果植物学特征参照品种。

1.2 方 法

1.2.1 瑞阳苹果植植物学特征、生物学特性

田间调查于2020年3月～2021年10月在新疆察布查尔县、尼勒克县、新源县进行。参照《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南-苹果》(NY/T 2424-2013)[11]对瑞阳苹果生长势、一年生枝、叶片、花器官特征等进行观察描述;生物学特性主要观测物候期、生长结果习性、适应性及抗逆性等,依据《苹果种质资源描述规范和数据标准》[12]方法观测。

1.2.2 不同砧穗组合的亲和性

2021年8月19日在伊犁州林科院察布查尔县千亩试验示范基地对3年生瑞阳苹果不同矮化中间砧嫁接亲和性及田间生长情况进行调查。共调查5个不同砧穗组合:①新疆野苹果/KM23/瑞阳;②新疆野苹果/Y-1/瑞阳;③新疆野苹果/M26/瑞阳;④新疆野苹果/俄396/瑞阳;⑤青砧1号/瑞阳。在田间,用卷尺测量不同砧穗组合苗木高度;用沪工数显游标卡尺测量基砧粗、中间砧粗及品种苗粗;调查苗木分枝量及嫁接愈合情况。

1.2.3 抗寒性测定

1.2.3.1 枝条处理

将采集的休眠枝条均匀分为8份绑好,挂上标签,然后用塑料袋包住保存在冰箱冷藏室中。试验设置温度梯度为-10、-16、-20、-24、-28、-32、-36和-40℃,按照处理温度在低温冰箱中进行人工冷冻处理,降温幅度-4℃/h,到达处理温度后维持10 h,再以-4℃/h的幅度升温,以-10℃为对照(CK)。

1.2.3.2 电解质渗出率

将处理后的枝条用蒸馏水冲洗干净,擦干,避开芽眼切成3 mm宽的小段,称取1.000 g放入试管中,并加入20 mL双重蒸馏水,摇匀,在室温下静置10 h,摇匀后测出初电导值(S1)。封口,在水浴锅中煮20 min,取出后凉至室温,再测出终电导值(S2),每个温度处理重复4次。按照电解质渗透率Y=(S1/S2)×100%计算出电解质渗透率[13-14]。

1.2.4 冻害分级

分级:将低温处理后的枝条在室温条件下放置2 h后分级,剪去枝条一端5 cm长,然后在剪口处斜剪,根据冻害分级标准进行冻害分级。

标准:0级:正常;Ⅰ级:1年生枝髓部轻微变褐可恢复;Ⅱ级:1年生枝髓部严重变褐,木质部轻微变褐;Ⅲ级:1年生枝木质部严重变褐,韧皮部轻微变褐;Ⅳ级:1年生枝皮层变黑,韧皮部变褐[15]。

1.3 数据处理

应用Origin软件进行分析后,用Logistic方程Y=k/(1+ae- bt)进行拟合,并求出拐点的温度,即LT50,其中:Y是电解质渗透率,t是处理温度,a、b、k是参数,-lna/b为拐点温度的值,R2为相关系数[16]。

2 结果与分析

2.1 瑞阳苹果植物学及生物学特性观测

研究表明,瑞阳苹果品种树姿较开张,树型为分支形,树势表现为中庸。一年生枝颜色为红褐色,平均长度为47.62 cm,节间长3.02 cm,枝粗4.82 mm。一年生枝茸毛多,皮孔数量少;叶片平均长8.07 cm,宽4.64 cm,叶柄平均长2.88 cm,叶片颜色浓绿,叶姿斜向上,叶缘有复锯齿;叶芽为三角形、贴生,花芽为圆锥形,每花序花朵数4～6朵,花冠大小平均为4.23 cm。表1

表1 瑞阳苹果植物学特征

瑞阳苹果萌芽期集中在3月底至4月初。花期在4月中下旬。开花持续天数9～11 d,落叶期在11月底至12月上旬。果实发育天数174 d,较富士短11 d,营养生长天数246 d,果实成熟期10月中旬。受温度影响,逆温带(察布查尔县海努克乡、尼勒克县木斯镇、新源县喀拉布拉镇)物候期比平原区(察布查尔县林科院试验示范基地)晚3～4 d。表2、表3

表2 瑞阳苹果物候期调查(察布查尔县千亩基地,2021年)

表3 瑞阳苹果物候期调查 (察布查尔县海努克乡、尼勒克县木斯镇、新源县喀拉布拉镇,2021年)

瑞阳苹果的萌芽率高、成枝力强,以短枝结果为主,短枝比例平均为56.4%,低于宫崎短枝富士;连续结果能力和丰产性均好,早果性好;宫崎短枝富士的萌芽率高,成枝力中等。表4

表4 瑞阳苹果生长结果习性

2.2 瑞阳苹果不同砧穗组合嫁接亲和性评价

研究表明,新疆野苹果/俄396/瑞阳砧穗组合,嫁接口普遍愈合良好,嫁接亲和性好,但苗木生长势较弱,分枝量少或无分枝,部分单株有小脚现象。新疆野苹果/KM23/瑞阳砧穗组合苗木平均株高1.89 m,基砧粗1.78 cm,中间砧粗1.49 cm,品种粗1.17 cm,苗木分枝量达14个,嫁接口普遍愈合良好,苗木生长正常,抗病性强,部分单株成花能力强。新疆野苹果/Y-1/瑞阳砧穗组合,嫁接口普遍愈合良好,生长量大,但分枝少或无分枝,对苹果枝枯病较敏感。新疆野苹果/M26/瑞阳砧穗组合嫁接亲和性好,苗木生长正常,但幼树期有黄化现象。在自根砧青砧1号上嫁接瑞阳品种,表现为嫁接亲和性较好,苗木生长正常,但分枝少。筛选出新疆野苹果/KM23/瑞阳为适宜伊犁河谷栽培的砧穗组合。表5

表5 瑞阳苹果不同砧穗组合苗木生长变化(2021年)

2.3 瑞阳苹果抗寒性评价

2.3.1 低温处理对瑞阳苹果一年生枝条电解质渗透率的影响

研究表明,同等条件下,电导率越高,则抗寒性越差。当温度从-10℃降到-20℃时,各品种的电解质渗透率均缓慢上升,其中伊美苹果电解质渗透率高于其他品种;当温度降至-24℃时,电解质渗透率变化开始剧增,第一个拐点出现;当温度降至-32℃时,各品种电解质渗出率的变化趋势放缓,第二个拐点出现。在整个低温处理过程中,瑞阳始终保持最低的电解质渗出率,其次是瑞雪和伊美。图1

图1 不同处理温度下3个苹果一年 生枝条电解质渗透率变化

2.3.2 低温处理测定后计算半致死温度

研究表明,3个苹果品种一年生枝条电解质渗透率的相关系数在0.91～0.96,均大于相关系数显著临界值0.7084。瑞阳苹果半致死温度为-30.2℃;瑞雪苹果半致死温度为-28℃,伊美苹果半致死温度为-27.3℃,在3个供试品种中瑞阳苹果抗寒性最强。表6

表6 低温处理后不同苹果一年 生枝条的半致死温度变化

2.3.3 低温处理后的分级情况

研究表明,当处理温度达到-28℃时,各苹果一年生枝条均表现出轻度冻害、中度冻害和重度冻害,尤其是伊美苹果冻害程度最严重,共有11根枝条冻害等级达到Ⅱ级及以上。当处理温度达到-32℃时,伊美和瑞雪苹果枝条表现出重度冻害和严重冻害。瑞阳苹果表现出较强的抗寒性。表7

表7 低温处理后不同苹果品种枝条冻害分级

3 讨 论

3.1低温处理后各苹果一年生枝条电解质渗透率的变化,随着温度的降低,枝条的电解质渗透率变化模式基本呈“S”型上升趋势[17]。苹果树品种不同,物候期不同[3]。在试验中不同砧木嫁接的瑞阳品种物候期差异不大,基本是3月底至4月初萌芽,4月中下旬开花,到10月中旬果实成熟,11月底进入落叶期,而在原产地(陕西渭北中部地区)物候期表现为:3月下旬萌芽,4月初开花,果实9月上中旬开始着色,10月上中旬成熟[18]。物候期受温度影响,逆温带(察布查尔县海努克乡、尼勒克县木斯镇、新源县喀拉布拉镇)物候期比平原区(察布查尔县千亩基地)晚3～4 d,果树物候期与树种、品种的遗传特性有关,也是果树与外界环境条件的矛盾统一[3],与砧木无相关性,该结果与袁仲玉等[3]研究结果一致。

3.2选择适宜的砧穗组合是实现矮砧集约化栽培的基础,韩明玉等[19-20]提出幼树的“早果性”和“易成形性”是筛选砧穗组合的核心指标,优良砧穗组合是早果性和易成形性的和谐统一。

果树的抗寒能力受到品种、地域、栽培条件、水肥管理等因素的综合影响[21]。电导法是测定果树抗寒性强弱较为准确、直接、简便的一种方法[22],已在多种果树上普遍应用[23-28]。朱根海等[29]认为,可以用Logistic方程中拐点温度来估计植物组织的低温半致死温度(LT50),以此作为植物抗寒力的数量指标。试验利用电导法对瑞阳等3个苹果品种的枝条在不同低温处理下的电解质渗透率进行测定,通过Logistic方程计算出瑞阳枝条的低温半致死温度为-30.2℃。无论是采用电导法鉴定还是运用Logistic 方程计算,在试验过程中均存在不同程度的误差,只能估计其耐受的低温范围,从而比较不同品种抗寒性的差异性。

试验仅针对5个瑞阳不同砧穗组合开展田间调查,分析了不同砧穗组合的嫁接亲和性,但对于瑞阳苹果不同砧穗组合对其产量、生产效率以及果实品质的影响等方面还需要进一步深入研究。

4 结 论

4.1瑞阳苹果品种在伊犁河谷树姿较开张,树势表现为中庸。一年生枝颜色为红褐色,一年生枝茸毛多,皮孔数量少,叶片颜色浓绿,叶姿斜向上,叶缘有复锯齿;叶芽为三角形、贴生,花芽为圆锥形,每花序花朵数4～6朵。

4.2瑞阳苹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,开花持续天数9～11 d,落叶期在11月底至12月上旬,果实10月中旬成熟。

4.3新疆野苹果/KM23/瑞阳砧穗组合苗木平均分枝量14个,嫁接口普遍愈合良好,苗木生长正常,抗病性强,部分单株成花能力强;筛选出新疆野苹果/KM23/瑞阳为适宜伊犁河谷栽培的砧穗组合。

4.4应用Logistic方程进行拟合,3个供试枝条电解质渗出率随着处理温度的降低,呈“S”型曲线变化,半致死温度在-27.3～-30.2℃,3个苹果抗寒性强弱依次是瑞阳>瑞雪>伊美。瑞阳苹果可以在伊犁河谷阳坡沿山逆温带800～1 200 m的区域栽植。