賀蘭山東麓不同區(qū)域‘北紅’越冬性能調(diào)查

劉玉娟，喬改霞，唐玄德，謝軍，徐美隆，段偉，梁振昌，范培格,4*

（1. 寧夏大學農(nóng)學院，寧夏銀川 750021；2. 中國科學院植物研究所，北京 100093；3. 寧夏林業(yè)研究院/種苗生物工程國家重點實驗室，寧夏銀川 750004；4. 中國葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，寧夏銀川 750021）

寒旱是我國北方地區(qū)葡萄凍害及埋土防寒的主要原因，寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)是典型的極端大陸性季風氣候條件，易遭冬季凍害[1]。目前賀蘭山東麓生產(chǎn)上栽培的釀酒葡萄品種絕大多數(shù)為歐亞種，需埋土越冬[2]。埋土防寒不僅會提高栽培成本，同時對葡萄植株還會造成損害，對種植地植被造成不利影響。因此，為確保賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展，急需免埋土抗寒旱釀造品種的推廣應用[3]。

‘北紅’是中國科學院植物研究所選育的高抗逆釀酒品種，在寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)種植后成年樹體可露地越冬，抗病性強，釀酒品質(zhì)獨特[4]。目前該品種已在寧夏的銀川西夏區(qū)、永寧玉泉營、吳忠的青銅峽、紅寺堡及賀蘭縣等區(qū)域栽培[5]。為進一步了解‘北紅’在不同區(qū)域的越冬特性，促進其在賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)的推廣，本文選取永寧的玉泉營與銀川西夏區(qū)的平吉堡兩個區(qū)域的‘北紅’為試材，調(diào)查其越冬期間樹體枝條含水量、萌芽率、主芽情況，結(jié)合兩個區(qū)域越冬期間的溫度情況及枝條粗度、節(jié)間長度等指標，探求‘北紅’在兩個基地的越冬特點，為生產(chǎn)中品種配套栽培技術(shù)的科學制定提供理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗以賀蘭山東麓銀川市西夏區(qū)平吉堡6年生和銀川市永寧縣玉泉營8年生露地越冬‘北紅’葡萄的1年生成熟枝條為研究對象，行距3.0 m，株距1.0 m。平吉堡土壤為壤土，T形整形；玉泉營土壤為沙土，傾斜龍干形整形。兩個區(qū)域生長季采用常規(guī)管理方式，入冬前兩個區(qū)域均進行凍水灌溉，并露地越冬。

1.2 種植地氣象指標監(jiān)測

采用戴維斯氣象站自動記錄儀（上海銘尉儀器儀表有限公司），6382無線溫濕度監(jiān)測，記錄間隔每60 min一組。數(shù)據(jù)區(qū)間為2020年12月至2021年2月。

1.3 試驗方法

1.3.1 枝條不同節(jié)位芽的萌芽率

測定方法參照喬改霞等的報道[6]。取兩個區(qū)域架面上高度一致的休眠枝條，按枝條第1～5節(jié)分別剪切成單芽的枝段，將剪好的枝段插入泡沫板中，并置于裝有自來水的塑料盒中。隨后放入溫度約為25 ℃環(huán)境下水培，每個重復相同節(jié)位5個芽，重復5次。

萌芽率（%）＝(萌發(fā)枝數(shù)/總扦插枝數(shù))×100

1.3.2 芽解剖結(jié)構(gòu)

每次取樣時選取長勢健壯的一年生枝條，對基部1～5芽（除基芽外）進行徒手切片制片。每個區(qū)域選取5個枝條，每個枝條上每個節(jié)位芽制作切片，重復5次，用光學解剖鏡觀察芽解剖結(jié)構(gòu)并進行拍照，并進行統(tǒng)計。

1.3.3 枝條含水量測定

枝條總含水量測定方法參照鄒琦等的烘干法[7]；自由水測定參照潘瑞熾的方法[8]。

1.3.4 枝條節(jié)間長度、粗度

用直尺測量一年生枝條第1～5節(jié)的節(jié)間長度，游標卡尺（精度：0.01 mm）測量節(jié)間枝條直徑，并計算枝條平均節(jié)間長度與粗度，每個處理5根枝條，重復4次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPASS 19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，用 Microsoft Excel軟件進行數(shù)據(jù)整理，用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩個區(qū)域越冬期間的日最低溫度

從圖1中可看出，兩地區(qū)的溫度變化一致，在2021年1月9日前的最低氣溫呈現(xiàn)跌宕下降，之后跌宕上升，最低溫度整體呈現(xiàn)先降低后升高的總體趨勢。2020年12月1日最低氣溫即在0 ℃以下，在2020年12月29日和2021年1月9日前出現(xiàn)了溫度的急劇下降，并在2021年1月9日降到冬季最低溫度，平吉堡和玉泉營分別達到-26.33 ℃和-25.19 ℃。之后日最低氣溫開始跌宕上升，2021年2月5日最低氣溫出現(xiàn)上升到0 ℃以上的情況。

圖1 平吉堡、玉泉營2020年12月—2021年2月的日最低溫度變化情況Figure 1 Changes of daily minimum temperature in Pingjipu and Yuquanying from December 2020 to February 2021

2.2 兩個區(qū)域葡萄枝條的含水量變化

從表1可看出，兩個區(qū)域枝條含水量存在明顯差異。2020年12月，玉泉營的枝條總含水量顯著高于平吉堡；2021年1月，玉泉營枝條總含水量仍顯著高于平吉堡，但二者差距逐漸減少，到2月時差異不明顯；平吉堡枝條自由水含量始終高于玉泉營，在1月和2月達到了極顯著水平；兩區(qū)域束縛水含量的差異與自由水則相反，始終是玉泉營高于平吉堡，在1月和2月達到極顯著水平；兩個區(qū)域枝條束自比的差異與束縛水的表現(xiàn)一致。

表1 兩個區(qū)域枝條水分含量變化Table 1 Variation of water content of branches in the two regions

2.3 兩個區(qū)域葡萄枝條的節(jié)間長度與粗度

如表2所示，平吉堡與玉泉營‘北紅’枝條的粗度與節(jié)間長度相差較大，在兩個區(qū)域間的差異均達到了極顯著水平，平吉堡的枝條粗度與節(jié)間長度分別是玉泉營的1.4倍和1.3倍，表現(xiàn)粗壯，玉泉營的表現(xiàn)較細弱。

表2 兩個區(qū)域枝條粗度、節(jié)間長度Table 2 Branch thickness and internode length in two regions (January 2021)

2.4 兩個區(qū)域葡萄冬芽的萌芽情況

由表3可知，不同時期枝條休眠芽的總萌芽率，平吉堡的無顯著性差異，玉泉營的2月份與前兩次相比顯著降低；兩個區(qū)域休眠芽總萌芽率，在12月、1月及平均萌芽率均無顯著差異，但2月份玉泉營的萌芽率顯著低于平吉堡。兩個區(qū)域休眠芽的平均萌芽率除了玉泉營2月份的明顯降低外，其他時期的平均萌芽率均在95%以上。

表3 兩個區(qū)域不同時期枝條總萌芽率Table 3 Total germination rate of branches in different periods in two regions (%)

從兩個區(qū)域不同節(jié)位芽的萌發(fā)情況看，不同節(jié)位及不同區(qū)域表現(xiàn)出明顯的差異（表4）。平吉堡的枝條高節(jié)位芽（第4、5芽）的萌芽率高于低節(jié)位芽，而玉泉營則相反，第3芽的萌芽率更高。從兩地的萌芽率差異也可看出，同一時期，多數(shù)情況下玉泉營基地枝條第2、3芽的萌芽率顯著或極顯著的高于平吉堡枝條，而平吉堡枝條第4、5芽的萌芽率顯著或極顯著高于玉泉營同一節(jié)位芽。

表4 兩個區(qū)域不同時期枝條不同節(jié)位芽萌芽率Table 4 Bud germination rate of branche at different nodes in different regions (%)

2.5 不同節(jié)位冬芽的主芽壞死情況

通過切片發(fā)現(xiàn)休眠芽有兩種情況。一種為大部分主芽和副芽正常，主芽與副芽部位表現(xiàn)為綠色；還有一部分出現(xiàn)主芽呈現(xiàn)黑色，副芽呈現(xiàn)綠色，表明主芽壞死，但副芽正常。試驗未發(fā)現(xiàn)主芽和副芽均壞死的情況。

兩個區(qū)域‘北紅’一年生枝條的不同節(jié)位主芽均出現(xiàn)不同程度的壞死情況（表5），試驗期間兩個區(qū)域不同節(jié)位的主芽，均表現(xiàn)出節(jié)位越高壞死率越高的現(xiàn)象。平吉堡第4、5芽的壞死率顯著高于第1～3個芽，而第1～3芽無顯著性差異；玉泉營的第4、5芽的壞死率也顯著高于前3個芽（2月份第2芽也明顯高），前兩個時期第1～3芽間無顯著性差異，2月份第2～3芽壞死率增加，與第1芽的表現(xiàn)有明顯差異。

表5 兩個區(qū)域不同節(jié)位主芽壞死率Table 5 Main bud necrosis rate at different nodes in two regions (%)

相同節(jié)位芽尤其是第2芽及以上高節(jié)位的芽，在兩個區(qū)域間也出現(xiàn)明顯不同的壞死率，如12月份和1月份，玉泉營枝條第2～4芽的壞死率明顯高于平吉堡枝條相應節(jié)位；2月份，玉泉營枝條第1～4芽的壞死率明顯高于平吉堡枝條相應節(jié)位，第2～4芽的差異甚至達極顯著水平。

3 討論與結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，不同品種越冬期間枝條含水量有差異，越冬性能也不同。劉軍等[9]研究發(fā)現(xiàn)，露地越冬的歐亞種品種‘紅地球’與‘里扎馬特’的枝條含水量在春季大幅下降，萌芽率也急速下降；喬改霞等[6]也發(fā)現(xiàn)，‘北紅’‘北玫’等在寧夏可以安全露地越冬，歐美雜種品種‘威代爾’卻不能露地越冬，認為能否越冬的關(guān)鍵因素與枝條含水量尤其是束縛水含量密切相關(guān)，‘北紅’在水分含量臨界值低于為40.7%時，萌芽率才會明顯下降，而‘威代爾’在12月份束縛水含量已下降至4.08%；而本研究中‘北紅’在兩個區(qū)域枝條含水量均高于41%，束縛水含量均高于24%，即使玉泉營枝條較細弱，因其較高的束縛水含量和束縛水/自由水比，不同節(jié)位芽的萌芽率也在90%以上。賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)為極端大陸性季風氣候條件，冬季寒冷、干旱，2020—2021年冬季出現(xiàn)了50年一遇的極端低溫天氣，平吉堡、玉泉營區(qū)域日最低氣溫達到了-26.33℃和-25.19℃，歐山雜種‘北紅’表現(xiàn)出較強的抗旱寒能力，這與喬改霞等[6]、郭鋆鋆[10]等研究結(jié)果一致。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然‘北紅’休眠芽的總萌芽率及不同節(jié)位的萌芽率均較高（90%以上），但其主芽壞死率也較高，在高節(jié)位主芽的壞死率甚至達到了45%，試驗條件下未發(fā)現(xiàn)副芽壞死的情況，這也是萌芽率仍保持較高的原因，這說明副芽對低溫的抗寒性高于主芽，與前人報道的一致[11]。究其原因，一方面可能源于主芽耐寒性低于副芽，另一方面也有可能是營養(yǎng)問題。本研究發(fā)現(xiàn)兩個區(qū)域枝條無論是粗度還是長度均表現(xiàn)極顯著差異，平吉堡的枝條粗壯，玉泉營的枝條細弱，而且從12月初開始，玉泉營枝條第2～4個主芽的壞死率就明顯高于平吉堡的，說明在遭受低溫傷害之前主芽已經(jīng)壞死。在一定范圍內(nèi)，同一個品種枝條越粗其營養(yǎng)狀況越好[12-13]，李琪等的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)主芽壞死與樹體營養(yǎng)相關(guān)[14]。結(jié)合田間樹體實際生長狀況，推測樹體枝條營養(yǎng)狀況與主芽壞死，尤其是與玉泉營枝條主芽高壞死率密切相關(guān)。主芽的好壞直接影響花芽率，進而影響樹體產(chǎn)量與果實品質(zhì)[15-16]。賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)安全生產(chǎn)除選擇抗逆性強的品種外，生產(chǎn)中還應加強肥料的施入及樹體營養(yǎng)管理，提高主芽質(zhì)量，才能保持穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。