第一章 果树及嫁接的基础知识
第一节 果树基础知识
一、果树的概念
果树是能够生产供人类食用的果实或种子及其衍生物(砧木等)的多年生植物的总称。
果树多数是木本植物,如苹果、葡萄、柑橘等;少数为草本,如香蕉、菠萝、草莓等。食用果实的果树,如桃、杏、樱桃等;食用种子的果树,如核桃、板栗等。砧木是指嫁接时承受品种接穗的植株,如山定子、杜梨等的果实不堪食用,但山定子可以作为砧木嫁接苹果,杜梨可以作为砧木嫁接梨,它们也属于果树。果树绝大多数为被子植物;少数为裸子植物,如银杏、果松等。
果树是园艺植物,园艺植物是一类供人类食用或观赏的植物。狭义地讲,园艺植物包括果树、蔬菜、花卉;广义地讲,园艺植物还包括西瓜、甜瓜、茶树、芳香植物、药用植物和食用菌。园艺植物既有乔木、灌木、藤本,也有一、二年生及多年生草本,还有许多真菌和藻类植物(如蘑菇、木耳、紫菜、海带等),资源十分丰富,种类极其繁多。果树嫁接技术大部分也适用于其他园艺植物,尤其是观赏植物。
二、果树的种类
果树种类繁多,全世界主要果树(包括栽培、半栽培和野生果树)分属于134科、659属、2972种,另有变种110个。我国有果树59科、158属、670余种。这是按照植物分类学分类的。分类系统通常包括七个主要级别:界、门、纲、目、科、属、种。例如,植物界—被子植物门—双子叶植物纲—蔷薇目—蔷薇科,蔷薇科包括苹果属、梨属、桃属、樱桃属、山楂属、草莓属等,其中苹果属包括苹果、海棠果、新疆野苹果、山定子、西府海棠等种。
“种”是植物学分类的基本单位。一个果树树种是指形态结构基本相同,个体间能够进行有性生殖,遗传特性相对稳定,在一定环境条件下生存的果树群体。例如苹果、梨、葡萄、桃等。
“品种”是指来源于同一祖先,遗传性状稳定一致,具有人类需要的经济性状,能满足人们生产目的的栽培植物群体。例如富士是苹果品种,莱阳梨是梨品种,肥城桃是桃品种等。
生产上一般根据果树生物学特性进行分类。
1.根据冬季叶幕特性分类
根据冬季叶幕特性分为落叶果树和常绿果树。
(1)落叶果树 秋季集中落叶的为落叶果树,如苹果、沙果、梨、桃、梅、李、杏、樱桃、山楂、核桃、板栗、枣、葡萄等。
(2)常绿果树 不集中落叶,树上常年有叶的为常绿果树,如柑橘、荔枝、龙眼、杨梅、橄榄等。
落叶果树一般生长在我国北方,常绿果树一般生长在我国南方,就有了“北方落叶果树”“南方常绿果树”的说法。其实南方也有落叶果树,尤其在云贵高原常绿落叶果树混交带,落叶果树、常绿果树都有;有些常绿果树北方也有栽培,尤其是柑橘类,现在常绿果树设施栽培在北方已相当普遍。常绿果树、落叶果树一般是通过嫁接来进行繁殖的。
2.根据植株形态特性分类
根据植株形态特性分为木本果树和草本果树,木本果树包括乔木果树、灌木果树、蔓性果树。嫁接在木本果树上进行。
(1)乔木果树 多年生木本,高2m以上,具明显的主干。果树绝大部分是乔木果树,如苹果、梨、桃、柑橘、荔枝等。
(2)灌木果树 多年生木本,无明显的主干。从地面开始分枝,呈丛生状,高度0.5~3 m。灌木果树种类不多,如榛子、醋栗、长叶金柑等。
(3)蔓性果树 也叫藤本果树,具有细长的蔓生茎,依靠其他植物或支架而攀缘生长,如葡萄、猕猴桃等。
(4)草本果树 多年生,无木质茎,具草本植物形态。我国北方主要有草莓,南方主要有香蕉、凤梨等。
3.根据果实含水量分类
果树的产品是果实,根据果实含水量分为水果和干果。
(1)水果 果实含水分较多。如苹果、梨、葡萄、桃、香蕉、柑橘等。新鲜水果的含水量达90%。
(2)干果 果实含水分较少,一般含有较多的糖、脂肪、蛋白质等。如核桃、板栗等。核桃含17%的蛋白质和67%~70%的脂肪,板栗含淀粉50%~65%,干枣含碳水化合物50%~87%。
苹果、梨、葡萄、桃为我国北方“四大水果”,我国北方“四大干果”为核桃、板栗、柿、枣。“四大水果”和“四大干果”称谓的由来主要是这些树种种植面积比较大,果品产量比较高。但有些果实既可作水果又可作干果,例如柿,新鲜柿是水果,柿饼是干果;枣作为干果主要是干枣,冬枣、梨枣作为水果也很有名。
4.根据果树生态适应性分类
根据果树生态适应性分为寒带果树、温带果树、亚热带果树、热带果树。这是按照地球气候带划分的。
(1)寒带果树 顾名思义是指分布在寒带的果树,能抗–40~–50℃低温。如山葡萄、山定子、秋子梨、蒙古杏、榛、树莓等。我国寒带果树主要分布在东北地区。
(2)温带果树 指适应温带气候的果树,秋冬季节落叶。如苹果、沙果、梨、葡萄、桃、梅、李、杏、樱桃、核桃、板栗、柿、枣、山楂等。
(3)亚热带果树 指分布在亚热带的果树,适应亚热带气候,这些果树需要短时间冷凉气候,以促进花芽形成。亚热带果树有落叶果树,也有常绿果树。落叶果树如扁桃、猕猴桃、石榴、无花果等,常绿果树如柑橘、荔枝、龙眼、杨梅、枇杷、橄榄等。
(4)热带果树 指原产于热带地区的果树。有一般热带果树和纯热带果树之分,一般热带果树如番荔枝、人心果、番木瓜、香蕉、菠萝等;纯热带果树如榴莲、山竹、面包果、可可、槟榔等。
5.根据果实构造分类
根据果实构造分为仁果类、核果类、浆果类、坚果类、柑果类。
(1)仁果类 果实由子房和花托共同发育而成,为假果。果实的外层是肉质化的花托,占果实的绝大部分;内果皮革质或骨质化,内有多个种仁;花托和内果皮之间为肉质化的外果皮、中果皮。食用部分主要是花托,其次为外果皮、中果皮(图1-1)。果实大多耐贮运,鲜果供应期长。如苹果、沙果(花红)、海棠果、梨、山楂、木瓜等。
图1-1 苹果果实构造
1—花托部分;2—外果皮、中果皮;3—内果皮
(2)核果类 果实由子房发育而成,为真果。所谓真果,是指果实由子房发育而成,子房的外壁、中壁、内壁分别发育为果实的外果皮、中果皮、内果皮,不是由子房发育而成的果实就是假果。核果类外果皮很薄,中果皮肉质化,内果皮木质化成为坚硬的核,核内有种子(图1-2)。食用部分为中果皮。果实不耐贮运。如桃、梅、李、杏、樱桃、枣等。
图1-2 桃果实构造
1—外果皮;2—中果皮;3—内果皮;4—种子
(3)浆果类 浆果类的果实柔软多汁,果实构造树种间差异很大,如葡萄、柿、猕猴桃、草莓、树莓、醋栗等。以葡萄为例,果实由子房发育而成,外果皮膜质,中果皮柔软多汁,内果皮变为分离的浆状细胞围绕在种子附近(图1-3)。食用部分为中果皮、内果皮。浆果类的果实富有汁液,大都不耐贮运。
图1-3 葡萄果实构造
1—外果皮;2—中果皮;3—内果皮
(4)坚果类 坚果类是真果,果实外面多具有坚硬的外壳,壳内有种子,种子富含脂肪、淀粉、蛋白质。食用部分多为种子(图1-4)。坚果类果实含水分少,极耐贮运。如核桃、山核桃、长山核桃、板栗、榛、银杏、香榧等。
图1-4 核桃果实构造
1—内果皮;2—种子
(5)柑果类 果实由子房发育而成,外果皮革质具有油泡,中果皮白色海绵状,内果皮发育为多汁的囊瓣。食用部分为内果皮囊瓣(图1-5)。果实大多耐贮运,鲜果供应期长。如柑、橘、橙、柚、柠檬、葡萄柚等。
图1-5 柑橘果实构造
1—外果皮;2—中果皮(海绵层);3—囊瓣(内果皮);4—子叶
6.综合分类
果树生产上按照生物学特性相似、栽培管理措施相近的原则,将各种分类方法综合进行归类。首先分为木本果树和草本果树,果树绝大部分为木本的。再按照树性、果实特点进行归类。主要类别及包含果树种类见表1-1。
表1-1 果树综合分类
三、果树的树体结构及枝芽类型
1.树体组成
果树属于种子植物,由根、茎、叶、花、果实和种子组成。果树树体分为地上部和地下部两部分。地下部为根系,根系由主根、各级侧根、须根组成。地上部包括主干和树冠,茎反复分枝组成树冠,树冠包括中心干、主枝、侧枝、非骨干枝、叶片(图1-6)。果树高接换头要明确树体组成,根据具体树形来改造树体。
图1-6 果树树体结构
1—主根;2—侧根;3—须根;4—中心干;5~9—第1、第2、第3、第4、第5主枝;10—中心干延长枝;11—侧枝;12—辅养枝;13—徒长枝;14—枝组;15—裙枝;16—根颈;17—主干
(1)根颈 地上部和地下部的交界处称为根颈。根颈部位温度变化大,又是冬季休眠与不休眠器官交接处,容易受害。有的嫁接在根颈进行,便于埋土保湿保温。
(2)主干 主干指根颈到第一主枝之间的部分。木本果树除少数呈丛状外,都有主干。主干如果进行嫁接更换品种,一般采用多头枝接。
(3)中心干 树冠中央直立生长的永久性大枝为中心干,亦称中央领导干。
(4)树干 是指树体的中轴,包括主干和中心干。
(5)主枝 着生在中心干上的永久性分枝称为主枝,蔓性果树的主枝称为主蔓。
(6)侧枝 着生在主枝上的永久性分枝称为侧枝,侧枝上的主要分枝称为副侧枝。
(7)骨干枝 指中心干、主枝和侧枝构成地上部(树冠)骨架的永久性枝。果树高接换头一般在骨干枝上进行,长成新的主枝、侧枝,形成新的树冠。
(8)延长枝 骨干枝先端的一年生枝称为延长枝。
(9)非骨干枝 着生在骨干枝上的非永久性分枝。
(10)枝组 指着生在各级骨干枝上、有两个以上分枝的小枝群。枝组也称结果枝组,是果树构成树冠和叶幕,以及生长结果的基本单位。
(11)叶幕 指树冠所着生叶片的总体,即全部叶片构成叶幕。
(12)主根 种子的胚根垂直向下生长形成的初生根为主根。
(13)侧根 主根上产生的各级较粗的分枝为侧根。
(14)骨干根 主根和各级侧根构成根系的骨架,称为骨干根。
(15)须根 主根和各级侧根上着生的细小根统称为须根。
2.芽的类型
果树的芽是枝、叶或花的雏体,是枝、花形成过程中的临时器官。芽萌发及开花结果后形成新梢。
果树芽的种类很多。由于分类方法不同,同一个芽可以有多个名称。生产上应用较多的分类方法有以下几种(图1-7)。
图1-7 桃的芽
1—短果枝上的单芽(从左到右依次为花芽、叶芽、花芽、花芽,叶芽为顶芽,其余为侧芽,2~7均为侧芽);2—隐芽;3—单叶芽;4—单花芽;5—复芽(左叶芽为主芽,右花芽为副芽);6—复芽(中间叶芽为主芽,两边花芽为副芽);7—复芽(全为花芽,中间花芽为主芽,两边花芽为副芽);8—花芽剖面;9—叶芽剖面
(1)按着生位置分 分为顶芽和侧芽。位于枝条顶端的芽称为顶芽;侧面叶腋间的芽称为侧芽,也称为腋芽。还有定芽、不定芽之分,顶芽、侧芽在枝条上按一定位置发生,称为定芽;无一定位置发生的芽,以及根上发生的芽,称为不定芽。嫁接接穗一般采用侧芽。
(2)按性质分 分为叶芽和花芽。具有雏梢和叶原始体,萌发后形成新梢的芽叫叶芽;包含有花器官,萌发后开花的芽叫花芽。花芽又分为纯花芽和混合花芽。纯花芽内只有花的原始体,萌发后只开花结果而不长枝叶,如桃、李、杏、樱桃等核果类果树的花芽;混合花芽内既有枝、叶原始体,又有花的原始体,萌发后先长一段新梢,再在新梢上开花结果。多数落叶果树的花芽是混合花芽,如苹果、梨、山楂、柿、枣、板栗、核桃、葡萄等。顶芽是花芽的叫顶花芽,侧(腋)芽是花芽的叫侧(腋)花芽。嫁接一般采用叶芽、混合花芽,萌发后长成新的枝条和植株;特殊情况下嫁接纯花芽。
(3)按萌发时间分 分为早熟性芽、晚熟性芽和潜伏性芽。当年形成当年萌发的芽称为早熟性芽;果树的大多数芽为当年形成第二年萌发,称为晚熟性芽;形成后在第二年不萌发的芽称为潜伏芽。晚熟性芽、潜伏芽受到刺激可以早发。苹果等果树的芽,多数为晚熟性芽,形成后第二年萌发,但嫁接后经过对伤口的刺激,当年即可萌发。
(4)按芽的结构分 分为鳞芽和裸芽。鳞芽外部有鳞片,绝大部分落叶果树为鳞芽;裸芽内器官裸露,极少数落叶果树如核桃的雄花芽、葡萄的夏芽为裸芽。
(5)按在叶腋内的位置分 分为主芽和副芽。位于叶腋中央较大而发育充实的芽称为主芽;位于主芽周围的芽称为副芽,一般比主芽小。主芽和副芽的排列位置因树种而异。仁果类果树由于副芽很小,隐藏在主芽基部的芽鳞内,呈休眠状态,不易被看到。核果类果树的芽为横排列,副芽在主芽两侧,很明显。核桃的芽为竖排列,副芽在主芽下方,1~2个。葡萄的主芽和副芽在同一芽内,主芽在中央,副芽在周围。
(6)按同一节上的数量分 分为主芽和复芽。一个节上只有一个明显的芽(主芽),称为单芽,如仁果类果树;一个节上有2个以上明显的芽(主芽、副芽),称为复芽。主芽、副芽相似,均发达,如核桃、枣等。
3.枝的类型
果树枝的类型因分类方法不同而十分繁多,并且随树种而变化。生产上应用较多的是按枝条的年龄和性质进行分类。
(1)按年龄分 按照枝条的年龄分为新梢、一年生枝、二年生枝及多年生枝。芽萌发后长出的新枝,落叶之前称为新梢(图1-8)。新梢在一年中不同季节抽生的枝段分别称为春梢、夏梢和秋梢;生产上常将未木质化的新梢,称为嫩梢;新梢叶腋间抽生的分枝叫副梢或二次枝,副梢再抽生分枝叫二次副梢或三次枝,依此类推;苹果等花序下一段新梢因坐果后膨大,称为果台,果台发生的新梢称为果台副梢。
图1-8 葡萄的新梢(结果枝)
1—结果母枝;2—新梢(结果枝);3—节间;4—节;5—冬芽;6—夏芽副梢;7—花序;8—叶片;9—卷须
新梢落叶后到翌年萌发以前的当年生枝,称为一年生枝。一年生枝在春季萌芽后到下一年萌发前,称为二年生枝,以此类推。二年生以上的枝统称为多年生枝。
春季嫁接用一年生枝作为接穗,枣等树种也可用2~3年生枝作为接穗。生长季嫁接用新梢作为接穗。
(2)按性质分 按照枝条的性质和功能分为营养枝、结果枝和结果母枝。
营养枝有两种情况,一是指只有叶芽的一年生枝,如苹果、梨、桃等;二是指没有花序或果实的新梢,如葡萄。营养枝按照其形态特征和作用可分为发育枝、徒长枝、纤细枝和叶丛枝。发育枝也称普通营养枝,其特点是生长健壮、组织充实、芽饱满、叶片肥大,是扩大树冠、营养树体和产生结果枝的主要枝类。徒长枝生长过旺而发育不充实,直立,节间长,叶片大而薄,芽不饱满,停止生长晚,多数由潜伏芽受刺激萌发而成。纤细枝比发育枝纤细而短,芽发育不良,多发生在光照和营养条件均差的树冠内部或下部。叶丛枝极短,小于0.5cm,仁果类、核果类果树上较多,一般由发育枝中下部的芽萌发而成。
结果枝也有两种情况,一是指着生花芽的一年生枝,如苹果、梨、桃、杏、李、樱桃等。其中桃、杏、李、樱桃等的结果枝就是着生纯花芽的一年生枝,而苹果、梨等的果台是结果枝,着生混合花芽的一年生枝实质上是结果母枝,习惯上叫结果枝。结果枝按长度分为徒长性果枝、长果枝、中果枝、短果枝、花束状果枝、花簇状果枝。一个母枝上有多个短果枝组成的群体叫短果枝群(图1-9)。二是指带有果实的新梢,如葡萄、柿、板栗、核桃等。
图1-9 桃的结果枝
1—长果枝;2—中果枝;3—短果枝;4—花束状果枝
结果母枝是指具有混合花芽的一年生枝。葡萄、山楂、柿、核桃、板栗等果树,结果母枝的混合花芽萌发后抽生比较长的结果枝,开花结果。苹果、梨等果树的混合花芽萌发后抽生的结果新梢很短,习惯上叫果台,而将结果母枝称为结果枝。
4.枝的生长
果树每年春季萌芽后进入新梢生长阶段,新梢生长使树冠扩大、叶幕形成,并与根的活动相配合,从而成为果树生长结果的一个最基本的环节。枝的生长包括加长生长和加粗生长。
(1)加长生长 新梢加长生长是从叶芽萌发后露出芽外的幼叶彼此分离后开始,至新梢顶芽形成或停止生长为止。新梢加长生长的实质是枝条顶端分生组织细胞分裂分化的结果,只发生在当年生枝上。细胞分裂发生在新梢顶端,细胞伸长则延续到顶端以下几节,随着与顶端距离的增加伸长逐渐缓慢下来。随着枝条的伸长,进一步分化出侧生叶和芽,枝条形成表皮、皮层、木质部、韧皮部、形成层、髓和中柱鞘等各种组织。
从芽萌发开始新梢生长经过三个时期:从展叶开始到迅速生长前为开始生长期;旺盛生长期从开始加快生长到生长缓慢下来为止;缓慢生长期从生长变缓直至停止生长。不同树种新梢生长动态有很大差异,同一树种也会因品种、树龄、树姿、负载量、环境等因素影响而有所变化。如葡萄、桃、杏、猕猴桃等果树一年多次抽生新梢;苹果、梨等果树的新梢只沿枝轴方向延伸1~2次,很少发生分枝,梨的二次枝又比苹果少。对于不同的枝条而言,短枝没有旺盛生长期,营养枝可持续旺盛生长到秋季。如苹果生长中的营养枝,中间有一段停止或生长变慢的时间,形成瘪芽或盲节,7~8月又旺盛生长,形成秋梢;核桃、栗、柿等果树的新梢加长生长期短,一般无二次生长,常在6月份停止生长,整个生长较明显地集中于前期。果树嫁接育苗或高接换头,新梢在秋季要及时停止加长生长,以使枝条成熟,安全越冬。
(2)加粗生长 加粗生长晚于加长生长,是形成层细胞分裂、分化和增大的结果,而形成层细胞的活动则依赖新梢生长点所产生的生长素在向下运输过程中的刺激,也需要新梢叶片制造的营养物质。因此,加粗生长的开始时间和生长强度取决于加粗部位距离生长点的远近,也取决于加粗部位以上生长点和枝叶的数量。果树加粗生长的起止顺序是自上而下,即春季新梢最先开始加粗生长,依次是一年生枝、多年生枝、侧枝、主枝、主干、根颈,秋季则按此顺序依次停止加粗生长。多数果树每年有两次加粗生长高峰,且出现在新梢生长高峰之后,一年中最明显的生长期在8~9月份。枝加粗的年间差异,表现为木质部的年轮。枝在加粗生长时,使树皮不断木栓化并出现裂痕。多年生枝只有加粗生长,而无加长生长。
四、果树的物候期
1.年周期和物候期
果树一年中随外界环境条件的变化出现的一系列生理与形态变化的过程称为年生长周期或年周期。在年周期中果树器官随季节性气候变化而发生的外部形态规律性变化的时期称为生物气候学时期,简称物候期。
2.主要物候期
落叶果树在一年中的生命活动,表现为明显的两个阶段,即生长期和休眠期。生长期从春季萌芽到秋季落叶为止;落叶后到第二年春季萌芽为休眠期。在生长期中,可明显看出形态的变化,如萌芽、开花、枝叶生长、芽的形成与分化、果实发育和成熟、落叶等。休眠期无明显形态变化,只在树体内部进行着微弱的生命活动。落叶果树移栽、高接换头主要在休眠期进行。常绿果树无集中的落叶期,大多数也无明显的休眠期。
果树的物候期一般选择在形态上有明显标志的阶段,如芽膨大期、萌芽期、新梢生长期、开花期、果实成熟期、花芽分化期、根系活动期等。
3.物候期的特点
(1)顺序性 指同一种果树的各个物候期呈现一定的顺序。这种顺序在不同地区也是不同的,每一个物候期必须在前一物候期通过的基础上进行,同时又为下一个时期作准备。如开花期是在萌芽的基础上进行的,又为果实发育作准备。不同果树物候期的顺序不完全相同,如桃、李、杏等先开花后展叶,苹果、葡萄、柿、山楂等先长枝叶后开花。
(2)重叠性 指同一树上同时出现多个物候期的现象。果树器官的动态变化是连续的,所以有些物候期之间的界限并不明显,呈现出一定的交错重叠。落叶果树的新梢生长、果实发育、花芽分化、根系活动等物候期均交错,且一个年生长周期中可重复出现,使营养生长和生殖生长并行。物候期的重叠性会导致营养的竞争。
(3)重演性 指同一物候期在一年中多次重复出现的现象。如新梢的多次生长,形成春梢、夏梢、秋梢;有些果树一年四季开花结果,有些果树在遭到灾害后出现物候期的重复发生,如苹果的二次开花现象等。
五、果树的年龄时期
果树是多年生植物,一生经过生长、结果、衰老、更新和死亡的过程,这个过程包括全部的生命活动,称为生命周期。生命周期中的各个阶段称为年龄时期。为栽培管理方便,按生产实际中生长和结果的明显转化,把乔木果树一生划分为幼树期、初果期、盛果期和衰老期四个年龄时期。
1.幼树期
幼树期也称营养生长期。从果树定植至第一次开花结果为幼树期。苹果、梨、杏、李、樱桃等的幼树期为2~3年,葡萄、桃1~2年。幼树期利用高接换头,可以更换树干,重新培育树冠;也可以更换中干和几个主枝。
2.初果期
初果期也称生长结果期。时间从第一次结果到大量结果前。此期苹果、梨3~5年;葡萄、核果类很短,开花结果后很快进入盛果期。初果期以后果树高接换头,根据树形,以更换主枝、侧枝为主。
3.盛果期
盛果期时间从大量结果到产量明显下降。盛果期持续时间因树种和栽培管理水平而异。盛果期大树高接换头,根据树形,更换主枝、侧枝、枝组并行。
4.衰老期
衰老期时间从产量、品质明显下降到树体死亡。