西北農林科技大學(xué)碩士 王自強

摘要：為滿(mǎn)足各個(gè)地區不同時(shí)間對蘋(píng)果苗木的需求，需要在苗木出圃后進(jìn)行貯藏，以達到保持苗木質(zhì)量，延長(cháng)苗木供應期的目的。但在貯藏過(guò)程中經(jīng)常會(huì )發(fā)生蘋(píng)果苗木根系活力減小、失水和芽萌發(fā)等問(wèn)題，同時(shí)容易出現侵染性病害的發(fā)生等嚴重影響苗木質(zhì)量現象。本試驗以一年生矮化自根砧嫁接苗和M9-T337砧木為材料，設置4個(gè)處理，包括冷藏高濕(溫度1℃，濕度90％)，冷藏高濕+噴施新高脂膜，冷藏高濕+噴施抗蒸騰劑和冷藏+濕鋸末覆蓋苗木，貯藏時(shí)間為105d，期間每隔15d測定苗木各項生理指標，包括根系活力、根系電導率、苗木相對含水量、芽有絲分裂指數和病菌感染狀況。以期獲得苗木最佳貯藏方式，以及確定評價(jià)苗木活力的生理指標，并為苗木貯藏提供理論依據。主要研究結果如下：

在貯藏期間第15d，4種處理苗木的相對含水量略有增加，貯藏期間新高脂膜處理苗木含水量變化最小，同時(shí)冷藏濕鋸末處理的苗木相對含水量變化平穩，在貯藏期間 相對含水量與冷藏高濕及抗蒸騰劑處理相近，這表明與冷藏高濕相比，冷藏濕鋸末覆 蓋苗木的貯藏方式更經(jīng)濟，更適合小型農戶(hù)使用，同時(shí)可以結合抗蒸騰劑噴施苗木的 方法，以達到保持苗木含水量的目的。

在貯藏期間苗木生理變化很復雜，冷藏苗木根系活力出現先增加后減少的現象， 這表明在貯藏前期為適應寒冷的逆境環(huán)境，表現出一定的抗逆性，以維持自身的正常 代謝，隨著(zhù)貯藏時(shí)間的增加，蘋(píng)果嫁接苗裸根貯藏會(huì )使幼苗根系受到一定的傷害，因 此根系活力逐漸下降。而使用濕鋸末和新高脂膜貯藏的方式根系活力變化較小，說(shuō)明濕 鋸末以及新高脂膜能夠給予根系適宜的環(huán)境，減少環(huán)境對根系造成的損傷。

貯藏期間根系相對電導率持續緩慢升高，與之對應的是貯藏時(shí)病菌感染率也呈現 上升的趨勢，而兩者之間的相關(guān)性達到0.9，所以根系相對電導率可以作為一種評價(jià)苗 木活力的生理指標。

貯藏期間冷藏苗木有絲分裂指數在第90d左右開(kāi)始緩慢升高，且有近兩個(gè)月的時(shí) 間芽有絲分裂指數為0或接近0，但依舊沒(méi)有達到解除休眠的程度，說(shuō)明在冷藏狀態(tài)下可以延長(cháng)蘋(píng)果苗木貯藏期，而使用冷藏濕鋸末覆蓋處理的苗木有絲分裂指數在75d達到最高，并持續緩慢增加，接近第一次測定值，有一個(gè)月的時(shí)間芽有絲分裂指數為0或接近 0，說(shuō)明冷藏濕鋸末覆蓋處理苗木芽休眠狀態(tài)很不穩定，適合短期貯藏。

苗木貯藏期間病菌感染率在貯藏前一個(gè)月為0，隨后持續增高，在貯藏30d后開(kāi)始增加，貯藏期間每隔一個(gè)月噴灑一次殺菌劑以降低病菌感染率，并注意清理冷庫內的積水。

關(guān)鍵詞：貯藏；蘋(píng)果苗木；根系活力

第一章 引言

1.1 研究背景

蘋(píng)果是我國第一大水果，中國蘋(píng)果產(chǎn)量占據全球產(chǎn)量的一半，據農業(yè)第三次普查 數據顯示，2017年度全國蘋(píng)果總產(chǎn)量達到了4139.0萬(wàn)噸，種植面積250.96萬(wàn)公頃。蘋(píng)果矮砧集約化栽培制度是未來(lái)中國蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)改革的趨勢和方向，目前我國有大量的喬化果園需要更新成矮砧集約化種植制度，開(kāi)展矮砧蘋(píng)果集約化栽培需要培育大量的矮砧蘋(píng)果苗木，而苗木質(zhì)量直接決定了新建果園的產(chǎn)量與品質(zhì)。

現階段，在我國蘋(píng)果種苗的生產(chǎn)中矮化自根苗木生產(chǎn)數量較少，喬化蘋(píng)果苗較多。農戶(hù)培育的苗木由于技術(shù)限制，苗木整體品質(zhì)不高，苗木定植后會(huì )出現結果較晚且品質(zhì)差的情況，而由大型果苗生產(chǎn)企業(yè)培育的苗木每畝種植數量雖少，但苗木品質(zhì)較好。在我國，在起苗時(shí)期僅有一些大型公司擁有很少的機械起苗機，部分苗圃仍是以人工作業(yè)為主。

我國蘋(píng)果苗木繁育的優(yōu)勢產(chǎn)區之一是黃土高原，其中陜西、山西等省份每年均有大量苗木輸出到省外。近幾年，我國有大量老果園急需要進(jìn)行更新?lián)Q代。以帶分枝且質(zhì)量較好的的矮化自根砧大苗建園，加上其配套的先進(jìn)設備和管理技術(shù)，在生產(chǎn)上能夠實(shí)現早產(chǎn)、豐產(chǎn)。苗木品質(zhì)直接決定了蘋(píng)果生產(chǎn)的發(fā)展前景。過(guò)去由于苗木繁育成本較高，以及技術(shù)不成熟，我國的自根砧帶分枝蘋(píng)果大苗與國外果苗質(zhì)量差距較大，近幾年隨著(zhù)國內蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代和技術(shù)引進(jìn)，我國苗木繁育的重要技術(shù)，例如蘋(píng)果砧木的繁殖，室內離體嫁接､育苗管理等有了突破性進(jìn)展。

近幾年，我國蘋(píng)果矮化自根砧寬行密植種植模式發(fā)展迅速，自根砧果苗的繁育也 在一步步標準化和規�；�。為了滿(mǎn)足全國各地區的種植要求，出圃后就要求有很高的 貯藏技術(shù)來(lái)控制苗木質(zhì)量，延長(cháng)貯藏時(shí)間，在苗木貯藏環(huán)節的研究多見(jiàn)于國外，國內 傳統育苗對此很少涉及。目前國外已有大量的研究探索苗木儲藏的應答機理以及不同 樹(shù)種苗木貯藏的最適條件與方法。但是國內對于苗木貯藏的探索多集中在實(shí)際生產(chǎn)操 作，研究?jì)热萆型Ａ粼趯κ覂韧赓A藏方式研究的初始階段，對貯藏期間苗木活力與生 理變化方面的研究亦很少。對于不同樹(shù)種苗木的最佳貯藏方法與條件的研究更是少之 又少。

長(cháng)時(shí)間以來(lái)在蘋(píng)果苗木貯藏和銷(xiāo)售時(shí)企業(yè)和客戶(hù)只能通過(guò)外觀(guān)指標來(lái)判斷苗木質(zhì) 量，實(shí)際上在貯藏期間苗木本身內部生理生化特性在不斷變化，外觀(guān)指標并不能正確 評價(jià)苗木質(zhì)量，決定苗木成活率和活力的是苗木本身的內部生理指標。本試驗主要是 通過(guò)四種不同處理，測定蘋(píng)果嫁接苗和蘋(píng)果砧木苗木貯藏期間理化指標和外觀(guān)指標， 探討影響蘋(píng)果苗木活力下降的原因，以期找到一種評價(jià)苗木活力的生理指標，尋找保 持苗木質(zhì)量的新方法，探討苗木休眠與貯藏的關(guān)系，旨在為苗木貯藏提供理論依據， 并對貯藏過(guò)程中苗木病菌感染情況進(jìn)行觀(guān)察。

1.2 國內外研究現狀

1.2.1 貯藏方式對苗木活力的研究

泥炭蘚泥漿由于其高持水能力和較低的pH值，曾經(jīng)是一種流行的秧苗包裝材料， 但同時(shí)也為某些真菌提供了不利的環(huán)境。泥炭蘚浸泡花費較大的勞動(dòng)力和成本，會(huì )使苗木有感染孢子菌病的風(fēng)險，導致現在這種包裝材料使用較少。過(guò)去使用的其他包裝材料包括木纖維、毛氈毯、鋸末、切碎的干草和海藻等。Lanquist 等曾使用聚乙烯袋包裹黃松和花旗松幼苗，在上世紀90年代以來(lái)，超吸收性凝膠產(chǎn)品用于幼苗包裝，現在是最常見(jiàn)的做法是在貯藏之前將凝膠應用于苗木根部。

在美國 Kraft-polyethylene(KP)袋捆包或蠟包紙板箱是苗圃中常用的兩種苗木包裝方法。Kraft-polyethylene是用于防止苗木水分流失，并可以承受水分的增加，在使用粘土漿料和凝膠之前，KP袋中的幼苗可以在沒(méi)有泥炭苔的情況下冷藏2至3個(gè)月。但是當裝有>0.5升濕泥炭蘚的幼苗可能會(huì )導致因袋底的積水，幼苗出現變形和腐爛的現象。苗木包裝中幼苗的根系可以用泥漿或凝膠處理和防水紙包裹，這種包裝方式最常用于苗木臨時(shí)冷藏，但需要定期澆水以防止根部失水。在倉庫儲存的環(huán)境下，泥炭蘚包裝的幼苗需要每2-3天澆水一次，并在1-4周內就要進(jìn)行外植，以避免植株成活率的降低。以前泥炭蘚被包裝在根 系之間和周?chē)�，從捆包突出的枝條會(huì )從潮濕的苔蘚獲得水分，減少枝條水分的蒸騰，而且能夠使捆包內空氣流通，但有可能會(huì )導致枝條發(fā)芽。紙箱包裝主要用于容器種植的幼苗，這種包裝方式能夠減少苗圃堆放托盤(pán)的數量。

當苗木數量過(guò)多時(shí)，應采用冷藏的方式保存幼苗，冷藏溫度應保持在1℃～5℃之 間，Carlson研究表明這個(gè)溫度區間可以減少細胞呼吸，從而降低苗木貯藏期間的碳水化合物，尤其是總非結構性碳水化合物(TNC)的消耗。苗木在秋季短時(shí)間的冷藏可能導致重量的下降，并消耗幼苗儲備的營(yíng)養物質(zhì)。在儲存9周后，火炬松幼苗的干生物量減少了3%～10%。在冷藏中保持較高的相對濕度可以保持環(huán)境濕潤，并有助于減少幼苗失水的風(fēng)險。然而，高濕冷卻器會(huì )因氣流流通不暢，導致苗木貯藏期間產(chǎn)生霉菌。冷藏是一種常見(jiàn)的處理方法，用于苗木在起苗到種植期間保持幼苗的質(zhì)量，起苗時(shí)期和儲存條件下的生理狀態(tài)，關(guān)系到苗木種植后的成活率。因此，貯藏時(shí)間對苗木成活率的影響極大，幼苗應該在生理上適應冷藏條件。過(guò)早或過(guò)晚起苗并儲存的幼苗表現出較低的存活率。已經(jīng)有許多關(guān)于冷藏期間幼苗質(zhì)量變化以及種植后成活的研究。研究表明冷藏會(huì )影響幼苗的碳水化合物儲量，芽休眠狀態(tài)和苗木含水量。上述這些參數是衡量幼苗質(zhì)量的重要指標。如果貯藏期間幼苗沒(méi)有得到較好的保護，特別是在冷藏中濕度小，可能會(huì )導致幼苗產(chǎn)生干燥的現象，干燥的環(huán)境條件可能會(huì )影響苗木水分含量和幼苗的存活。針葉樹(shù)幼苗的冷藏通常會(huì )消耗大量的可溶性糖。因此，冷藏的持續時(shí)間對苗木質(zhì)量和種植成活率非常重要。

苗木貯藏期間往往會(huì )由于貯藏時(shí)間過(guò)長(cháng)導致部分苗木會(huì )出現失水、霉菌感染和芽 萌發(fā)等現象的發(fā)生，從而導致苗木活力下降，建園后苗木成活率降低，給企業(yè)和農戶(hù) 帶來(lái)很大的經(jīng)濟方面的損失。因此，貯藏方法方面的研究得到了廣泛重視。不少研究 發(fā)現，貯藏的最佳溫度為1℃，通過(guò)設施條件下低溫(0℃~3℃)、高濕(90%~95%)貯藏，可降低金葉蕕苗木失水率，延長(cháng)了金葉蕕等苗木休眠期，可延長(cháng)裸根造林時(shí)間60d，苗木成活率可達85%～98%，利于進(jìn)入生長(cháng)季節大規模綠化造林。此外，為了防止苗木凍害，苗木在冬季需要冬藏，貯藏期間冷藏庫溫度和濕度控制在6℃以下和80%以上，可使苗木貯藏到來(lái)年5月份，成活率達到90%。由于自根砧蘋(píng)果大苗休眠后長(cháng)時(shí)間在外有抽 干水分的風(fēng)險，春季溫暖時(shí)容易打破休眠，將苗木貯藏在溫度0℃~1℃，濕度95%~99% 的環(huán)境中可以使苗木充分保濕，且能抑制苗木萌發(fā)。苗木貯藏方式因樹(shù)種而異，低溫貯藏和原床越冬后能使側柏成活率達到100%，而相同條件下油松的成活率只有30%和 90%。

1.2.2 貯藏期間苗木可溶性固形物變化對苗木活力的影響

木本植物中碳水化合物貯存主要形式是淀粉，目前研究發(fā)現苗木的造林效果跟苗木碳水化合物含量有密切關(guān)系。若在貯藏期間苗木可溶性糖含量增加，苗木抗寒性就會(huì )增大，同時(shí)苗木可溶性糖的增加還會(huì )有利于保持苗木水分含量。在低溫貯藏下苗木也會(huì )有呼吸作用，以碳水化合物儲量的消耗來(lái)影響苗木活力。長(cháng)期冷凍儲存可能對幼苗生理有一些不利影響，如水分脅迫和碳水化合物的消耗，苗木貯藏期間這些變化可能導致 種植后幼苗的生長(cháng)和抗逆性降低，可溶性糖通過(guò)充當溶液滲透劑和能量?jì)�備對苗木�?抗寒性起到一定作用，因此，人們通常認為在貯藏期間苗木的損傷與冷凍儲存期間非 結構碳水化合物濃度的降低有關(guān)。針葉松幼苗的組織耐寒性和可溶性糖的絕對濃度之間有密切的對應關(guān)系，并且可溶性糖是苗木在冷凍狀態(tài)下的組織保護劑。Noland等發(fā)現， 美國短葉松在貯藏期間根系淀粉含量減少，而新根生長(cháng)量卻在增加，這就直接表明了 碳水化合物的減少有助于促進(jìn)苗木新根的生長(cháng)發(fā)育。

國內外有諸多研究對苗木質(zhì)量的研究，Puttonen等對赤松松針中可溶性糖含量的測量中發(fā)現當苗木可溶性糖總量小于2%時(shí)，可能會(huì )導致栽植后苗木成活率的降低。一些研究發(fā)現苗木在冷藏中自身的新陳代謝功能仍然正常進(jìn)行，Canne等研究表明苗圃中苗木非結構性碳水化合物的總濃度保持在100～150mg/g，從9月至次年4月冷藏期間，碳水化合物以每天0.4～0.6mg/g的速度消耗，直到貯藏后期僅有40～50mg/g非結構性碳水化合物。一些研究發(fā)現，苗木貯藏期間碳水化合物貯量增加是對抗逆境的一種表現。Ritchie研究表明，隨著(zhù)苗木貯藏時(shí)間的增加可溶性糖含量會(huì )降低，相應的苗木的抗旱能力也有所下降。

1.2.3 貯藏期間苗木水分變化對苗木活力的影響

水是植物生長(cháng)發(fā)育必須的物質(zhì)，苗木在貯藏期間需要有一定的含水量以維持自身 的新陳代謝，保持生命活動(dòng)正常進(jìn)行，如果貯藏期間苗木自身或環(huán)境的含水量太低， 會(huì )造成苗木尤其是根系細胞膜結構發(fā)生損傷，酶活性也會(huì )受到嚴重影響，且長(cháng)期持續 下去容易遭受病菌感染，進(jìn)而影響苗木質(zhì)量和種植成活率。苗木一般以相對含水量作 為苗木生理含水量的特征指標。有研究發(fā)現，苗木造林成活率的高低會(huì )受到含水量等 生理指標的影響，含水量越低的苗木栽植成活率也越低，所以含水量對苗木貯藏有較大的影響。Calson等認為，苗木貯藏前的含水量與白云杉苗木造林后的生長(cháng)表現密切相關(guān)。Rose等研究了不同含水量的白云杉苗木冷藏后對休眠和造林表現的影響，結果發(fā)現，水分脅迫對冷藏期間苗木休眠沒(méi)有太大影響，但對造林后的高生長(cháng)有一定影響。Jiang貯藏過(guò)程比較了3年生幼苗水分含量和成活率之間的關(guān)系，發(fā)現水分脅迫對苗木成活率有顯著(zhù)影響。在苗木種植之前，對暴露于干燥條件下的云杉植物進(jìn)行了枝條水分含量和根水分含量的評估，發(fā)現苗木暴露1小時(shí)44分鐘后，對隨后的存活或生長(cháng)狀況沒(méi)有影響，但暴露3小時(shí)18分鐘，苗木兩年后存活率降低至68%，苗木高度增長(cháng)顯著(zhù)減少。Ritchie研究認為，苗木失水后，即使造林成活率不受影響，幼林的生長(cháng)仍然會(huì )減少。西加云杉和花旗在一些立地條件下，苗木含水量和針葉水勢同造林成活率和幼林生長(cháng)密切相關(guān)。

1.2.4 貯藏期間苗木根系相對電導率的變化對苗木活力的影響

電導率方法被廣泛用作確定針葉樹(shù)耐寒性研究的可靠方法，植物組織在一定條件下受損傷后，其細胞膜的完整性遭到破壞，會(huì )使細胞內的溶質(zhì)溢出，使細胞外溶液的電解質(zhì)濃度增大，電導率增加。電導率增加的量與組織受傷的程度成正比，與植物組織生活力成反比。盡管在1℃到3℃貯藏期間，根生長(cháng)潛力和存活率未受影響，但在儲存7天后根系電導率有所增加。盡管長(cháng)時(shí)間的貯藏降低了苗木質(zhì)量，但電導率在21天貯藏期的最后7-10天內實(shí)際上下降了。如果苗木質(zhì)量受到損傷，電導率會(huì )有所增加。貯藏14天后，電導率開(kāi)始再次下降，這可能是由于植物內電解質(zhì)的耗盡或重新分布造成的，電 導率的增加通常表明膜功能發(fā)生損傷或植物活性水平增加。低溫會(huì )導致苗木組織酶活性降低，改變苗木新陳代謝，并且降低植物的光合能力。這些變化通常與膜通透性增加和膜完整性降低相關(guān)，導致細胞的電解質(zhì)溶液擴散到周?chē)�的質(zhì)外體中。呂月玲等對油松苗木進(jìn)行不同時(shí)間的晾曬試驗，并測定期間苗木的相對電導率，發(fā)現根系含水量越高的油松苗木，栽植后成活率越高。王喆等將不同苗木枝條置于密封袋，放入控溫冰箱中進(jìn)行一系列低溫處理24h后測定苗木相對電導率，發(fā)現相對電導率均隨溫度降低度而增大，說(shuō)明低溫脅迫使細胞原生質(zhì)膜受到破壞，膜透性增大，外滲電解質(zhì)增多。

1.2.5 貯藏期間苗木根系活力的變化對苗木活力的影響

最早采用定性描述TTC法測定植物根系活力的是Roberts等人。Binder等利用TTC 法測定冷藏后白云杉芽對熱脅迫的敏感程度，結果發(fā)現，在40℃和60℃的脅迫下12h，苗木的酶活性顯著(zhù)下降，但20℃和30℃下，苗木的酶活性變化不大。宋廷茂等研究表明露天晾曬對苗木體內水分狀況和根系活力影響很大、苗木體內水分狀況、根系活力與新根數量呈顯著(zhù)線(xiàn)性關(guān)系，這就說(shuō)明可以用苗木水勢、根系活力來(lái)標定苗木的生理品質(zhì)或苗木質(zhì)量，張建國等對兩種苗木進(jìn)行了8 種不同方式的貯藏方法的研究，表明不同苗木貯藏方式對根系活力有顯著(zhù)的影響。

1.2.6 貯藏對苗木休眠的影響

休眠是苗木為了順應自然環(huán)境，在進(jìn)化過(guò)程中形成的一種能力。為了能更好的研 究芽的休眠狀態(tài)，Carlson等開(kāi)發(fā)了芽壁球方法，這是對芽核活動(dòng)的相對快速的評估。在該方法中，將芽在顯微鏡載玻片上壓扁，染色，并將分裂中的細胞數表示為所有細胞計數的百分比。Grob提出了用壓片法可快速測定有絲分裂指數，研究顯示不同樹(shù)種的苗木，有絲分裂指數不同，通常從秋季開(kāi)始減少，到冬季降到最低，直至為零。據 Macey研究，白云杉的有絲分裂指數與苗木抗寒性密切相關(guān)，由此可利用有絲分裂指數預測苗木耐冷藏的能力。Dunsworth和 Kumi發(fā)現，有絲分裂指數可以監測花旗松和太平洋冷杉苗木根系活動(dòng)的季節變化。有絲分裂指數可以與其它苗木生理指標測定結合使用，在苗木的起苗､貯藏和栽植可以評價(jià)苗木的質(zhì)量。張娜等研究用水淹法貯藏楊樹(shù)苗，結果顯示水淹使得冬芽受到了水壓的壓迫，增加了芽鱗的阻礙力，即使溫度有所升高，生長(cháng)力有所增加，只要不打破芽鱗阻礙力的平衡，冬芽就不能萌發(fā)。但未解釋是否由于水下氧氣供應的減少，阻礙了冬芽的呼吸，降低了生長(cháng)點(diǎn)和葉原基的生長(cháng)力所致。Luoranen 等利用立體顯微鏡檢查在2-3度貯藏溫度下云杉芽結構，發(fā)現芽的發(fā)育不受低溫貯藏期的影響，貯藏期間芽結構沒(méi)有發(fā)生變化。Krasowski等研究在溫室培養中生長(cháng)的云杉幼苗，顯示如果有絲分裂指數(MI)低于1%與少量的葉片損傷密切相關(guān)，同時(shí)與莖組織損傷顯著(zhù)相關(guān)，有絲分裂指數技術(shù)可用于起苗日期的確定。

Carlson等觀(guān)察到秋季花旗松的分生細胞活性逐漸下降，細胞分裂在12月15日基本上變?yōu)榱�，Binder等觀(guān)察到，對于道格拉斯冷杉，細胞分裂或M1在12月15日左右變?yōu)榱�。Fielde在一項詳細的發(fā)育研究中使用濱海和內部道格拉斯-冷杉的沉積胚芽，證實(shí)了Binder的研究結果。Carlson發(fā)現火炬松上的有絲分裂指數在夏天從17%到3%之間變化。O'Reilly和Owens進(jìn)行研究比較了11月中旬起苗放置在冷藏室中的西部鐵杉幼苗與保存在溫室中的幼苗相比，他們觀(guān)察到前者的Ml在12月23日為零，而后者的Ml在1月 13 日為零。

1.2.7 貯藏期間病菌感染率對苗木活力的影響

苗木在起苗前后本身就攜帶大量病原微生物，腐霉是在苗圃土壤中發(fā)現的一種常 見(jiàn)病原體，與苗木立枯病產(chǎn)生有關(guān)。出苗前和出苗后的立枯病可能導致苗木芽不萌發(fā)或新發(fā)的芽在下胚軸萎縮。腐霉可以感染和傷害根系對水和養分吸收，苗木栽植后可能長(cháng)達數周受到立枯病感染的影響。劉勇用3種不同貯藏方式研究對針葉樹(shù)苗木感染率對苗木活力和苗木生理的影響，結果顯示苗木不同樹(shù)種所感染的病菌種類(lèi)不同，側柏苗在貯藏80天后絲核菌屬感染率急劇增加，導致苗木霉爛的主要是鐮抱菌屬。