[发明专利]一种提高苹果苗木质量的限根栽培方法

说明书

技术领域

本发明属于苹果苗木栽培技术领域，尤其涉及一种提高苹果苗木质量的限根栽培方法。

背景技术

苹果是世界性果品，因其生态适应性强，果品耐储藏，供应时间长，营养价值高而深得世界人民的喜爱，在全球广泛栽培，2013年，中国苹果种植面积为227.22万ha，产量3968.26万t，是我国第一主产水果。发展苹果产业对于促进我国苹果的主产区的经济发展和提高人民的生活水平有着重要的意义。以陕西省为例，2013年陕西苹果的种植面积为66.520万ha，产量为942.82万t，苹果产业已经成为陕西苹果产区国民经济的支柱产业和富民产业。陈学森等全面概述了欧美等世界苹果生产先进国家的共同特点，其中大苗木、大密度、标准化、早果性等代表了当今世界苹果产业发展趋势，商业化苗圃生产的无病毒优质大苗是早果丰产的关键(陈学森等2010)。虽然我国是世界上最大的苹果生产和消费国，但是我国苹果生产中，在品种布局，果园劳动力，品种和砧木，果园管理技术，苹果果实等方面存在着问题。高质量的苗木是建立高标准果园的基础，直接影响苹果产业的发展，而我国苹果苗木质量普遍较差的现状也是苹果生产中存在的重要问题。另外，随着苹果产业的发展和栽培模式的变革，今后5-10年是我国苹果大规模更新换代的关键时期，如何从苹果苗木方面提供支持和保障便成为一个值得高度重视的问题。故研究影响苹果苗木质量的关键因素及提高苹果苗木质量的重要技术，就成为一项具有重要意义的工作。高质量的大苗是建立高标准果园的基础，直接影响苹果产业的发展。苗木质量指在特定立地条件下能满足其成活和生长的一种状态。我国国家标准《苹果苗木》(GB 9847—2003)依据侧根数、砧木长度、苗木高度、粗度、倾斜度和整形带内饱满芽数，划分了乔化苹果苗和矮化中间砧苹果苗的3个等级标准。众多研究也表明苗木的高度、粗度、根系发育状况以及嫁接类苗木的愈合程度、腋芽发育状况、幼苗的分枝方位等因素也是衡量和评价苗木质量的重要指标。但是目前，我国苹果苗木的生产还缺乏统一的规范，不同苗圃苗木质量的很多参数和国家标准的要求存在较大的差异。我国苹果苗木生产中，矮化苹果苗木以矮化中间砧苗为主，约占95％，自根苗生产很少。多采用一年生实生砧木苗上嫁接中间砧，次年再嫁接上品种的方式进行育苗，从实生种子的播种到苗木出圃历时3年。目前众多的调查研究表明我国苹果苗木繁育中存在着众多问题，如育苗密度过大、管理粗放和苗木质量较差等，如根系，株高不能达到苹果苗木生产标准的要求。通过对山东省和陕西省苹果苗木质量的调查分析发现在苹果苗木生产未按照平苗木苹果苗木标准进行严格生产，苹果苗木质量与我国国家苗木标准差距大，苗木整体质量有待提高。所以研究提高苹果苗木质量的重要技术及影响苹果苗木质量的关键因素，是一项具有重要意义的工作。事实上育苗密度过大(普遍为30cm×5cm)是苹果苗木质量较差的重要原因之一。相比之下，法国和意大利等国家多采用宽行距、低密度(多为80×30cm)的方式进行育苗；苗圃都建立砧木繁殖圃、采穗圃。苗木繁殖多采用矮化自根砧，首先对砧木进行机械水平根剪切，起苗后将砧木苗分级，定植在育苗圃内，再在其上嫁接品种；这样生产出来的优质壮苗的主根健壮，侧根多，毛细根密集，主干健壮、羽状分枝多，都是3年生带有分枝的大苗，再配以肥水滴灌系统，栽植后第二年即可形成一定的产量，3年后达到丰产，果实品质好、单位面积产量高、省工，而且便于形成具有较高光合效能，同时对劳动力需求较低的高纺锤形树形。这种先进的育苗技术对我国苹果苗木的生产具有很重要的借鉴意义。国外苹果先进生产国育苗技术很重要的一个特点就是对苹果苗木进行了断根和移栽，很多研究表明断根可有效地控制根系生长区域，缩短养分输导距离，吸收根系增加，树势中庸健壮，同时控制秋梢生长。对“富士”苹果幼树断根的结果表明断根处理后植株山梨醇、蔗糖和可溶性总糖含量增加；断根处理同时导致了植株碳水化合物代谢相关酶活性增强；在2年生“富士/M26/八棱海棠”苹果幼树上的断根试验研究在干旱环境条件下，断根处理能够部分缓解干旱胁迫对苹果幼树生长发育、碳水化合物含量、以及土壤根际环境产生的一些不良影响；以5年生盆栽苹果为试材进行断根和剪枝结果表明断根明显提高了苹果植株叶片的水分利用效率(WUE)。而在对苗木进行移栽的过程中同样会有根系挖断，所以移栽也是断根的一种形式；同时，在苹果苗木育苗过程当中，苗木生长一定时间后将高育苗密度的苗木移栽定植为低密度，可以大大提高土地利用效率，降低苹果苗木生产成本，育出的苗木质量高。植物根系既是吸收养分和水分的重要器官，也是多种物质同化转化、合成的场所。植物的地上部分和地下根系始终保持着生长动态平衡，并形成特定的根冠比。两部分既相互联系又相互制约，二者正常生长发育也互为前提。因此，限制一方的生长必定会影响另一方的生长。由于田间土壤条件存在差异，植物的根系不可能都处在最适宜的环境中，大多数情况下只有一部分根系能够正常发挥其功能，其它根系主要处于闲置或空耗状态，但这并不影响整个植株的正常生长发育，这就是植物的“生长冗余”现象。那么通过一些技术来控制植物根系的生长，减少“生长冗余”现象，使植物的营养集中向生产所需要的部位供应，达到节约水肥和资源的目的，对树形较大、产量较低的果树产业尤其重要。限根栽培就是利用物理或生态的方式将植物根系控制在一定的容积内，通过控制植物根系的生长来调节地上部分营养生长和生殖生长的一种新型栽培技术。限根栽培的方式主要有：(1)容器限制：通过容器如盆栽，控根容器、无纺布、营养钵等来将植物的根系限制在一定的生长范围内。王灿磊等研究结果表明植物根系受到限根栽培的影响，限根栽培后主根系变得较短，但是植株具有发达侧根系，另外根系密度变得较大，具有较高的根系活力，限根栽培还显著改善了西瓜果实的品质。(2)机械处理：在植株定植时断根，根系弯曲、根系盘圈、根系打结、或者直接撕裂垂直根等都能够起到限制根系生长的作用。断根能够可以将植株的根系有效地控制在一定的区域当中，同时能够缩短养分输导的距离，增加吸收根系，植株的树势会变得中庸而健壮，还可以控制秋梢生长，从而达到控制地上部生长的作用；在断根处理后盆栽苹果植株的山梨醇、蔗糖和可溶性总糖含量增加；植株叶片的水分利用效率(WUE)明显提高；另外在干旱环境条件下，断根处理能够部分缓解干旱胁迫对苹果幼树生长发育、碳水化合物含量、以及土壤根际环境产生的一些不良影响。另外有研究表明，对植物的根系进行机械限制，去除根系的生长点可以增加侧根的发生。在我国，很早以前人们在移栽苗木时为了提高移栽的成活率，经常会先提前用机械(刀或铲)对苗木进行断根从而达到促根目的的方法，到现在为止，在行道树，风景树等大树移栽当中还在用这种办法。而在西方国家，早期还常采用定期人工移动容器法来切断容器苗根系向周围土壤中的延伸。移栽能促进苗木根系发育、提高苗木质量这一有效方法在西方国家也已形成共识；(3)地下水位限制；利用植株根系的趋水性，适当的降低地下水位的高度，避免植株根系向下延伸，例如起垄或者下揖宽窄沟进行栽培，不仅可使植株正常生长，还有利于早开花结果；(4)化学药剂限制；主要包括化学试剂和外源激素控制根两种，化学试剂一般是铜制剂为主要元素，控根效果好；外源激素有效控根的试剂还有乙稀磷、氟乐灵等控根效果很明显，但也有毒害作用；(5)养分和水分控制：根据植株根系对水肥供应性的吸收特点，把植株根系控制在其生长范围内；(6)地上部生长限制：利用整形修剪、整枝打权、増加开花量、提高坐果率等方式减少植株根的生长，以这样的方式来达到限制植株根系生长的效果；(7)增加植株密度，削减植株根系生长空间，可提高植株种植密度，对根的限制也起到一定的影响；(8)利用植化相克：利用杂草或者其他作物与植株的根系进行水肥养分的竞争来达到限根的目的。在不同的限根栽培方式下根系生长及外界环境发生变化，导致根系功能发生相应的变化，进而影响植株外部的生长和内部生理生化反应。一方面能促进根系再生及新根生长，另一方面使地上部新梢生长受到抑制。大量试验结果表明，限根栽培能够促发果树侧根，抑制新梢生长，促进成花，提高坐果率，增加产量，提高苗木质量。对我国苹果苗木的生产现状而言，限根栽培技术有很大的应用价值：限根栽培将苹果根系限制在已知的范围内，能够克服传统栽培模式下施肥的盲目性；限根栽培可控制地上部的营养生长，减少植物“生长冗余”现象；由于限根栽培抑制了新梢的旺盛生长，使树体变矮小便于密植，从而达到节水节肥，且在苹果育苗时，限根栽培可大大增加育苗密度，提高土地利用效率，降低苗木生产成本，缓解农业生产用地日益减少的矛盾，环境友好且可持续发展。同时有效的控制植物地上部分和地下部分以及营养器官和生殖器官同化物的分配，育出的苗木质量好。限根栽培技术作为一种改善农业资源利用以及提高苗木质量的有效方法，深入地探索和研究限根栽培技术对苹果苗木质量的影响及其相关生理机制对我国的苗木生产实践具有很重要的意义。苹果苗木是建园的基础，对苹果产业发展有重要的影响。目前我国苹果苗木繁育主要采用实生砧木作为基砧的矮化中间砧坐地苗，出圃的苗木质量差，主根发达，侧根少而弱，导致建园后成活率低，结果较晚，丰产性差。苗木繁育技术存在诸多问题是导致苗木质量普遍较差的重要原因，同时也是苹果生产中存在的重要问题和也是制约我国苹果产业发展的重要因素。