不同生理苗齡西瓜斷根嫁接苗生長和生理特性的研究

華斌，李靜，亢敏，別之龍

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院/園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室，湖北武漢，430070）

不同生理苗齡西瓜斷根嫁接苗生長和生理特性的研究

華斌，李靜，亢敏，別之龍

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院/園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室，湖北武漢，430070）

為確定西瓜斷根嫁接苗最佳的出圃時期，本試驗研究了不同苗齡下西瓜斷根嫁接苗形態(tài)和生理參數(shù)的變化。結(jié)果表明，西瓜斷根嫁接苗的最佳出圃時期為2葉1心至3葉1心期，對應(yīng)的日歷苗齡為嫁接后21~24 d，此時嫁接苗生長受根域體積的限制較小，嫁接苗的質(zhì)量較高。生理苗齡大于3葉1心則會導(dǎo)致接穗徒長，下部葉片衰老黃化，根系吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的能力下降，不利于定植后的生長。

西瓜；斷根嫁接；生理苗齡

嫁接栽培是目前克服西瓜連作障礙、提高抗性的有效措施。與傳統(tǒng)的插接、劈接等嫁接方式相比，斷根嫁接具有發(fā)根多、根系活力強、成活率高等突出優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于西瓜的栽培中[1～2]。作為一種新型的嫁接方法，目前對于斷根嫁接技術(shù)和斷根嫁接苗生長發(fā)育特性的研究還比較少。近年來，我國大力發(fā)展嫁接西瓜穴盤苗，促進了西瓜產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。但是采用穴盤培育西瓜嫁接苗，存在根際營養(yǎng)體積較小這一制約因素，要求嫁接苗必須在適宜的苗齡期內(nèi)進行定植，若苗齡過短，則嫁接部位尚未充分結(jié)合，根系不發(fā)達，定植時根坨易散，幼苗的抗逆性差；而苗齡過長，根系老化、活力降低，定植后不易緩苗。本試驗研究不同生理苗齡下西瓜斷根嫁接苗生長和生理參數(shù)的變化，旨為確定西瓜斷根嫁接苗的最佳出圃時期，為西瓜斷根嫁接穴盤苗的生產(chǎn)和銷售提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于2009年10～12月在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)連棟玻璃溫室和園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室進行。

1.2 試驗材料

供試接穗為西瓜品種“早佳8424”，砧木為葫蘆品種“將軍”，均購自上?；莺头N業(yè)有限公司。育苗基質(zhì)為草炭和珍珠巖2∶1（體積比）。

1.3 試驗處理

砧木和接穗種子經(jīng)55℃溫湯浸種后30℃恒溫催芽，發(fā)芽后分別播種于50孔和72孔穴盤中。砧木于10月4日播種，每穴1粒；接穗于10月11日播種，每穴4~5粒。10月17日，當(dāng)砧木第1片真葉展開、接穗子葉展平時進行斷根嫁接。嫁接操作和苗期管理按照本課題組提出的斷根嫁接方法進行[3]，每隔4~6 d施用1次0.3%的三元施復(fù)合肥（N∶P∶K= 15∶15∶15）水溶液。

分別于嫁接苗1葉1心、2葉1心、3葉1心、4葉1心、5葉1心、6葉1心6個生理苗齡時期取樣（分別用A，B，C，D，E，F(xiàn)表示），對應(yīng)的嫁接后日歷苗齡分別為17，21，24，28，37，46 d，其中嫁接后前28 d的日平均氣溫為20.7℃，第29~46天日平均氣溫為16.5℃。每次取樣時，從苗床中隨機取4盤西瓜斷根嫁接苗作為樣本。從每盤中取6株嫁接苗，共24株，用于形態(tài)指標(biāo)和礦質(zhì)元素的測定。另從每盤中取嫁接苗8株，共32株，用于生理指標(biāo)的測定，4次重復(fù)。

1.4 試驗方法

將西瓜嫁接苗從上至下分為接穗、砧木莖和根3部分，分別測定莖高、莖粗、干質(zhì)量；烘干后的砧木和接穗樣品經(jīng)粉碎后過40目篩，用于礦質(zhì)元素的測定。采用H2SO4-H2O2法進行消煮，全N含量采用擴散法測定，全P含量采用釩鉬黃吸光光度法測定，K含量采用火焰分光光度法測定 （美國Varian公司生產(chǎn)的SpectrAA 220型）[4]。根系活力采用TTC染色法測定，根系中脯氨酸含量采用茚三酮法測定，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定[5]。

根冠比=根干質(zhì)量/（砧木莖干質(zhì)量+接穗干質(zhì)量）；壯苗指數(shù)=接穗莖粗/接穗高度×全株干質(zhì)量。

數(shù)據(jù)分析采用SAS軟件的ANOVA過程處理，顯著性檢驗采用鄧肯式新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生理苗齡西瓜斷根嫁接苗生長情況

由圖1可知，隨著苗齡的增長，西瓜斷根嫁接苗的接穗高度顯著增加，4葉1心后，接穗高度的增長速度加快，尤其是5葉1心至6葉1心期間，接穗高度的增長速度超過1.5 cm/d，表現(xiàn)出明顯的徒長，而砧木莖高度沒有顯著的變化。嫁接苗砧木和接穗的莖粗變化趨勢比較一致，均在1葉1心至2葉1心期間分別增加了13%和16%，增加幅度最大，之后保持小幅度的增長，兩者的不同之處在于5葉1心后砧木莖粗增大幅度較大，而接穗的莖粗沒有顯著增加。

隨著苗齡的增加，西瓜斷根嫁接苗接穗干質(zhì)量呈現(xiàn)出直線增加的趨勢，相鄰生理苗齡時期間接穗干質(zhì)量均達到顯著水平，根干質(zhì)量的增加幅度較接穗部分小，其中2葉1心至4葉1心期間無顯著變化，砧木莖干質(zhì)量的變化不顯著。根冠比是反映幼苗質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，苗期具有較高的根冠比，有利于定植后幼苗的生長，提高產(chǎn)量。本試驗中，西瓜斷根嫁接苗的根冠比前期保持較高水平，為0.165左右。3葉1心后，嫁接苗的根冠比開始顯著降低，其中3葉1心至4葉1心期間的降低幅度最大，6葉 1心時根冠比較 3葉 1心時下降了約40%。

2.2 不同生理苗齡西瓜斷根嫁接苗生理特性比較

由圖2可知，西瓜斷根嫁接苗根系活力隨著苗齡的增長先降低后升高再降低，1葉1心時根系活力最高，2葉1心時根系活力最低，5葉1心后無顯著變化。西瓜斷根嫁接苗根系中脯氨酸的含量在1葉1心到4葉1心期間保持相對穩(wěn)定，從4葉1心開始，脯氨酸的含量顯著升高，5葉1心時達到最高值，約為4葉1心前含量的2倍左右。西瓜斷根嫁接苗葉片和根系中的丙二醛含量在3葉1心之前，均隨著苗齡增加而顯著降低。3葉1心后，根系中的丙二醛含量繼續(xù)保持下降的趨勢，但下降的幅度變小，而葉片中的丙二醛含量在3葉1心后出現(xiàn)顯著升高，4葉1心到6葉1心期間始終保持較高的水平。

圖1 不同生理苗齡對西瓜斷根嫁接苗生長的影響

2.3 不同生理苗齡西瓜斷根嫁接苗N、P、K含量比較

表1表明，隨著苗齡的增加，西瓜斷根嫁接苗N、P、K 3種大量元素的含量總體上表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢。2葉1心時，西瓜斷根嫁接苗砧木與接穗部分N含量均達到最高，之后砧木部分的N含量出現(xiàn)了顯著的降低，而接穗部分的N含量降低則出現(xiàn)在3葉1心之后。與氮含量的變化相似，嫁接苗接穗部分P含量變化也晚于砧木部分，砧木部分的P含量在2葉1心前后先升高再降低，從4葉 1心開始又顯著升高，而接穗部分P含量在3葉1心才達到最高值，第2次含量升高出現(xiàn)在5葉1心后。嫁接苗砧木部分K含量在2葉1心時達到最大值，之后保持總體下降的趨勢；接穗部分K含量的最大值出現(xiàn)在3葉1心，之后含量變化相對穩(wěn)定。

表1 不同生理苗齡西瓜斷根嫁接苗N、P、K含量

圖2 不同生理苗齡西瓜斷根嫁接苗生理特性比較

3 討論與結(jié)論

從西瓜斷根嫁接苗的生長方面來看，隨著苗齡的增長，嫁接苗接穗干質(zhì)量始終保持較快的增長速度，而地下部分干質(zhì)量則在2葉1心至4葉1心期間沒有顯著的增加，導(dǎo)致嫁接苗的根冠比顯著降低。4葉1心之后，嫁接苗接穗的高度增長幅度變大，而接穗莖粗的增長較小，表現(xiàn)出明顯的徒長趨勢。這是由于一方面，根系的生長受到了根域體積的限制，干物質(zhì)積累減少。另一方面，葉片之間相互遮蔭的情況隨著葉面積的增大而日漸嚴(yán)重，植株為了捕獲更多的光能而朝上部伸長，這種適應(yīng)性反應(yīng)的結(jié)果導(dǎo)致接穗徒長，下部的葉片在后期出現(xiàn)了衰老黃化現(xiàn)象。本試驗中，西瓜斷根嫁接苗的壯苗指數(shù)在3葉1心前顯著降低，而在3葉1心至5葉1心期間，由于接穗高度和全株干質(zhì)量的同比例增長，導(dǎo)致壯苗指數(shù)沒有顯著變化 （數(shù)據(jù)未列出），這與嫁接苗的生長狀況明顯不符，說明壯苗指數(shù)并不能很好地反映西瓜斷根嫁接苗質(zhì)量隨苗齡的變化，而接穗高度和根冠比則能較好的反映嫁接苗的生長情況，是評價西瓜嫁接苗質(zhì)量的重要指標(biāo)。

本試驗中關(guān)于根系活力的研究結(jié)果與傳統(tǒng)認(rèn)識有一定差異，西瓜斷根嫁接苗的根系活力并不是隨著苗齡的增加而持續(xù)降低，在3葉1心至4葉1心期間，根系活力出現(xiàn)了顯著的升高，之后又下降到較低的水平。這可能是這一時期，西瓜斷根嫁接苗的根系開始受到根域體積的限制，從而做出的一種適應(yīng)性反應(yīng)或補償代謝作用[6]。之后由于根系的繼續(xù)生長，根域的限制進一步加大，超出了根系的適應(yīng)范圍，根系活力再次降低。脯氨酸是植物體內(nèi)最有效的一種親和性滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的滲透勢，維持水分平衡，還可以保護細胞內(nèi)許多重要代謝活動所需的酶類活性，幾乎所有的逆境都會導(dǎo)致植物體內(nèi)積累脯氨酸。4葉1心至5葉1心期間，根系中脯氨酸出現(xiàn)顯著的積累，間接說明這一時期西瓜斷根嫁接苗的根系生長受到了明顯限制。斷根嫁接的操作使得砧木和接穗受到了創(chuàng)傷，并且由于愈合的需要，嫁接后一個星期左右嫁接苗始終處于高溫高濕的不良環(huán)境條件下，導(dǎo)致丙二醛在西瓜斷根嫁接苗內(nèi)大量積累，這也是1葉1心時葉片和根系中的丙二醛含量最高的原因。之后，隨著環(huán)境條件的改善，嫁接苗體內(nèi)的丙二醛含量逐漸降低。3葉1心后，葉片中的丙二醛含量顯著升高，可能是這一時期西瓜斷根嫁接苗的葉面積達到了一個較高水平，葉片之間的相互遮蔭情況日漸嚴(yán)重，不良的環(huán)境條件導(dǎo)致了葉片中丙二醛的大量積累。

隨著苗齡的增加，N、P、K 3種大量元素在西瓜斷根嫁接苗砧木部分中的含量大都在2葉1心后出現(xiàn)顯著下降，而其在接穗中的含量下降則出現(xiàn)在3葉1心或4葉1心之后。這種變化趨勢的原因可能是從2葉1心開始，根系的總吸收能力開始下降，引起砧木中N、P、K含量的顯著降低。而接穗由于本身并不能吸收礦質(zhì)元素，必須通過砧木的根系吸收后再轉(zhuǎn)運至接穗部分，所以接穗中N、P、K含量的變化要晚于砧木部分。

綜上所述，在本試驗條件下，西瓜斷根嫁接苗的最佳出圃時期為2葉1心至3葉1心期，對應(yīng)的日歷苗齡為嫁接后21~24 d，此時嫁接苗根系已經(jīng)纏繞基質(zhì)而形成較為緊實根坨，而根系生長沒有受到根域體積的限制，接穗間相互制約還不顯著，嫁接苗的質(zhì)量較高。苗齡過長則會導(dǎo)致根系吸收能力下降，接穗徒長，下部葉片衰老黃化，不利于定植后的生長。由于天氣等原因需要延遲西瓜斷根嫁接苗出圃時，生長調(diào)控從2葉1心開始進行較為合適。此外，苗齡長短與育苗氣溫關(guān)系十分密切，生產(chǎn)中要根據(jù)實際情況，綜合考慮日歷苗齡和生理苗齡，從而確定最佳的出圃時期。

[1]許勇，宮國義，劉國棟，等.西瓜嫁接新技術(shù)-斷根嫁接法[J].中國西瓜甜瓜，2002（4）：33-34.

[2]司亞平，溫瑞琴.西瓜斷根插接適宜地溫的篩選[J].北方園藝，2003（1）：48-50.

[3]朱進，別之龍，許傳波，等.小西瓜斷根插接穴盤育苗技術(shù)[J].長江蔬菜，2007（11）：18-19.

[4]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析（3版）[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[5]李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[6]潘靜嫻，黃丹楓，王世平，等.甜瓜幼苗生長及生理特性與根域體積相關(guān)關(guān)系研究[J].上海交通大學(xué)學(xué)報：農(nóng)業(yè)科學(xué)版，2001，19（1）：24-29.

Effects of Seedling Age on the Growth and Physiological Characteristics of Grafted Watermelon Seedlings

HUA Bin,LI Jing,KANG Min,BIE Zhilong
(College of Horticulture and Forestry,Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education,Wuhan 430070)

To find out the optimal transplanting stage for root pruning hole insertion grafted watermelon seedlings,the growth and physiological changes of grafted seedlings under different physiological ages were investigated.The results showed that the optimum transplanting stage for the grafted watermelon seedlings is the second or the third true leave of watermelon seedlings is fully expanded,about 21-24 days after grafting,at this period the seedlings had less space limitation to the root size.As the seedling age was older than three true leaves,the seedlings would grow excessively,resulting in lower leaves yellowed,weakened mineral absorption capacity of root.

Watermelon;Root pruning hole insertion grafting;Seedling age

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.08.018

國家科技支撐計劃（2006BAD11A10），現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金

華斌（1983-），男，碩士研究生，研究方向為工廠化育苗，E-mail：huabin2012@yahoo.com.cn

別之龍（1970-），男，通信作者，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，主要從事設(shè)施蔬菜和西甜瓜生長發(fā)育調(diào)控研究，E-mail：biezl001@yahoo.com.cn

2010-03-18