葡萄砧木嫁接植株与其他果树嫁接树的很大不同在于葡萄砧木也是无性繁殖体,对逆境的响应和信号传导与种子实生应有不同。本课题以葡萄抗砧嫁接植株为重点研究对象,利用根窖研究不同类型砧木的根系生物学特性以及对地上部嫁接品种生长结实及生理功能的影响。研究有限灌溉/轻度干旱和严重干旱对砧穗的胁迫作用和光合响应机制;利用箱体容器模拟田间条件下的浅层干旱,研究不同砧木类型根系对不同土层水分胁迫的适应性反应,探讨非水力信号及生理生化响应机制;利用田间条件下生长的葡萄嫁接植株,研究不同砧木/品种组合生物学反应差异和对春季干旱及夏季高温干旱的生理响应机制和水分利用效率。增加我国大陆性气候条件下有关葡萄抗旱砧木的新知识,推动抗砧在我国葡萄生产上的应用,为葡萄生物节水提供理论依据。
我国葡萄主产区普遍土壤瘠薄、水资源短缺,有较长时期的季节性干旱,本课题从推广抗旱砧木嫁接生产这一目标出发,通过容器栽培和田间试验来揭示不同抗性水平砧木的抗旱机理。研究发现,砧木是影响地上部品种抗旱性的主导因素,使用沙地-冬葡萄系列砧木1103P、110R能比其他砧木使地上部保持较高的光合和荧光性能,增加保护酶活性,叶片ABA浓度在干旱胁迫下大幅度提高。节水35%的交替灌溉没有明显减少植株总生物量,但改变了营养分配方向,即显著增加了新根数量约20%,同时明显抑制了新梢(节间)生长,根冠比平均由1.1提高到1.46。田间根构型测定表明,1103P、110R属于深根性砧木,分支角度小(20~40 )、粗根多、根皮率高;而SO4、420A,3309C等属于浅根性砧木,分支角度大(40~90 )、细根多,粗根少,根皮率低,水分饱和亏大,而自根性品种根系更浅,不能适应长期田间自然干旱。应用抗旱性强的砧木组合果实含糖量高,枝条和根系的贮藏营养水平高,因此本研究结果支持在干旱瘠薄地使用抗旱强的深根性砧木,使用交替灌溉节水方式;同时也表明,加强深耕改土等土壤管理能有效促进根系深扎,提高抗旱性。