張永香,龐啟勇,任 苗,翁愛群,王 鑫,楊 然, 吳 松,楊佳文,趙尊練,張樹學(xué),郭建偉
(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院,陜西楊凌 712100;2. 涇陽縣蔬菜產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心,陜西涇陽 713700; 3. 西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,西安 710061;4. 成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,成都 610041)
近幾十年來,線辣椒(Capsicumannuumvar.annuum)作為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè),已經(jīng)在陜西省乃至國內(nèi)許多地方的蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村發(fā)展、農(nóng)民增收等方面發(fā)揮重要作用,成為中國辣椒產(chǎn)業(yè)的一大特色[1-2]。但是,隨著產(chǎn)業(yè)的延續(xù),連作障礙的問題越來越突出,已經(jīng)影響到該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。主要表現(xiàn)在其產(chǎn)量和品質(zhì)下降,植株早衰,病蟲害加重,畸形果率增加等,急需通過技術(shù)研發(fā)等探索解決上述問題的方法和途徑。
蔬菜嫁接技術(shù)作為解決連作障礙的一種行之有效的辦法,已經(jīng)在多種蔬菜作物上得到應(yīng)用[3-5]。崔洪宇等[6]在甜瓜上的研究表明,利用合適的砧木嫁接可以促進(jìn)地上部旺盛生長、葉面積擴(kuò)大、光合能力增強(qiáng),為地下部運(yùn)輸大量光合產(chǎn)物,為根系生理活動(dòng)提供物質(zhì)和能量。Oda等[7]和Colla等[8]研究認(rèn)為,嫁接對于蔬菜產(chǎn)品品質(zhì)的改善有較好的促進(jìn)作用。Lee[9]和Traka-Mavrona等[10]研究認(rèn)為,嫁接對蔬菜果實(shí)品質(zhì)的影響通常是負(fù)面的。朱進(jìn)等[11]在黃瓜的研究中發(fā)現(xiàn),選擇合適的砧木嫁接可以將對果實(shí)的負(fù)面影響降低到最低限度甚至起到改善作用。目前,關(guān)于蔬菜嫁接的研究主要集中在茄果類和瓜類蔬菜作物中[12-13],辣椒嫁接方面的研究相對較少,而嫁接對線辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)影響方面的研究更少。
本試驗(yàn)通過不同的半野生類型辣椒砧木[14-15]與線辣椒栽培品種嫁接,對比分析辣椒果實(shí)產(chǎn)量、外觀形態(tài)、營養(yǎng)成分的變化,探索不同砧木對線辣椒果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響,以篩選適宜線辣椒嫁接栽培的砧木品種或類型,為陜西省以及類似區(qū)域線辣椒嫁接栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
嫁接砧木為半野生辣椒品種‘野立姆’(購于青島青園砧木繁育場)、‘格拉夫特’(購于中國農(nóng)科院)、‘部野丁’(購于新世紀(jì)種苗公司)、‘富根衛(wèi)士’(購于壽光市金寶地種苗有限公司)。接穗為‘辛香8號’和‘多嬌’,2個(gè)材料均為F1代雜交種,‘多嬌’由湖南湘研種子有限公司培育,雜種一代;‘辛香8號’由江西農(nóng)望高新科技有限公司培育,雜種一代。2個(gè)線辣椒品種的種子均購自西安陽光種業(yè)有限公司。
選擇‘辛香8號’‘多嬌’為供試接穗,選擇‘野立姆’‘格拉夫特’‘部野丁’‘富根衛(wèi)士’為供試砧木,砧穗組合及其簡稱分別是:‘辛香8號’/‘野立姆’(TX1)、‘辛香8號’/‘格拉夫特’(TX2)、‘辛香8號’/‘部野丁’(TX3)、‘辛香8號’/‘富根衛(wèi)士’(TX4)、‘多嬌’/‘野立姆’(TD1)、‘多嬌’/‘格拉夫特’(TD2)、‘多嬌’/‘部野丁’(TD3)、‘多嬌’/‘富根衛(wèi)士’(TD4),未嫁接的‘辛香8號’‘多嬌’作為對照分別為CK1和CK2。
試驗(yàn)于2017年在涇陽蔬菜試驗(yàn)示范站(東經(jīng)108°84′,北緯34°53′)日光溫室內(nèi)進(jìn)行。種子55 ℃溫湯浸種20 min后,常溫浸泡8 h,恒溫培養(yǎng)箱(28 ℃)中催芽,于2016-11-01播種砧木,11月7日播種接穗,2017-01-12采用劈接法嫁接,以自根苗為對照,2月24日定植于日光溫室。高壟雙行單株栽培,大行距70 cm,小行距50 cm,株距35 cm,隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次,每小區(qū)23株,定植后水肥等管理措施與正常商品生產(chǎn)相同。
1.3.1 果實(shí)形態(tài) 待植株生長進(jìn)入盛果期(2017-06-10)時(shí),對3~4級分枝的當(dāng)日花進(jìn)行掛牌標(biāo)記(在同一處理的線辣椒區(qū)組中隨機(jī)選取20株)。于果實(shí)轉(zhuǎn)紅當(dāng)天清晨采樣,每次每處理(系)采摘掛牌標(biāo)記的果實(shí)9個(gè),帶回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室室溫條件下將線辣椒果實(shí)用蒸餾水沖洗表面,然后用吸水紙吸干表面水分。測量線辣椒果實(shí)外觀形態(tài),包括果長、果寬、果肉厚、胎座寬,計(jì)算果形指數(shù)(果形指數(shù)=縱徑/橫徑),統(tǒng)計(jì)畸形果率。
1.3.2 果實(shí)品質(zhì) 清晨取當(dāng)天轉(zhuǎn)紅的掛牌果實(shí),每次每品種(系)采摘掛牌標(biāo)記的果實(shí)15個(gè),冰盒取樣帶回實(shí)驗(yàn)室,洗凈后實(shí)驗(yàn)室低溫(0 ℃)分樣,在超低溫冰箱(-80 ℃)中保存,待后集中測定果實(shí)營養(yǎng)指標(biāo)。干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定采用二次烘干法;可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定參照曹翠玲[16]的方法;辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照梁麗鵬等[17]方法,采用高效液相色譜法。
每個(gè)處理按小區(qū)產(chǎn)量計(jì)產(chǎn),從2017-05-22開始采收,以剛進(jìn)入轉(zhuǎn)色期的果實(shí)為準(zhǔn),每隔10 d采收1次,到7月12日采收截止共6次。測定線辣椒單果質(zhì)量、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量,根據(jù)小區(qū)產(chǎn)量估算單位面積(hm2)產(chǎn)量。
不同砧木嫁接對線辣椒產(chǎn)量的影響見表1。由表1可以看出,在試驗(yàn)觀察期間,與不同砧木嫁接的‘辛香8號’線辣椒品種的單株結(jié)果數(shù)表現(xiàn)為TX2>TX1>TX3>CK1>TX4;單果質(zhì)量為TX3>TX2>TX1>TX4>CK1;單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量為TX2>TX3>TX1>TX4>CK1;以‘格拉夫特’為砧木的‘辛香8號’線辣椒單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量及單位面積產(chǎn)量均居各處理最高水平,顯著高于對照。以‘部野丁’為砧木的線辣椒單株結(jié)果數(shù)高于CK1但未達(dá)顯著差異,單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量均顯著高于CK1,單果質(zhì)量最大,豐產(chǎn)性僅次于TX2,兩處理間差異不明顯。以‘野立姆’為砧木的線辣椒單株結(jié)果數(shù)顯著高于CK1,單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量處于中等水平。以‘富根衛(wèi)士’為砧木的線辣椒雖單果質(zhì)量稍有增加,但單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量及單位面積產(chǎn)量均低于CK1,豐產(chǎn)性最差。
不同砧木與‘多嬌’嫁接的線辣椒單果質(zhì)量由高到低依次為TD1>TD3>TD2>TD4>CK2,但對照與各處理間差異不顯著。單株果數(shù)、單株產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量由高到低依次為TD2>TD1>TD3>CK2>TD4?!窭蛱亍傲⒛贰汀恳岸 c‘多嬌’的線辣椒單株果數(shù)、單株產(chǎn)量均未達(dá)到顯著差異,嫁接增產(chǎn)效應(yīng)小于‘辛香8號’。
表1 不同砧木嫁接對線辣椒產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of different rootstocks on yield of Xianlajiao chili pepper
注:數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。不同小寫字母表示差異顯著(P<5%),下同。
Note:The data was expressed as:mean plus or minus standard deviation.Different lowercase letters indicate significant difference(P<5%).The same below.
從不同砧木嫁接對線辣椒果實(shí)形態(tài)的影響(表2)可以看出,對‘辛香8號’進(jìn)行嫁接處理,除砧木‘富根衛(wèi)士’處理(TX4)外,其他砧木處理的果長、果徑、胎座寬都有增加,‘部野丁’處理(TX3)的果長、果徑顯著高于對照,分別比對照增加21.73%和14.81%,果肉厚與胎座寬增加5.28%和0.72%,但未達(dá)顯著差異水平;‘格拉夫特’處理的果長較對照顯著增加,果徑與胎座寬也有增加但差異不顯著,果形指數(shù)與果肉厚低于對照,分別降低6.35%和6.79%,果長、果徑、胎座寬、畸形果率分別比對照高出15.73%、8.12%、11.37%和30.0%;‘野立姆’處理與對照相比,果長、果徑、胎座寬和畸形果率分別增加11.54%,4.74%、8.89%和40.0%,其中果長與對照差異顯著,果形指數(shù)、果肉厚降低6.04%、4.53%和3.33%,但差異不顯著;‘富根衛(wèi)士’砧木嫁接(TX4)后使線辣椒果長、胎座寬增加,果徑、果形指數(shù)與果肉厚降低。
‘多嬌’嫁接后與對照相比,‘富根衛(wèi)士’果實(shí)多項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)均有下降;砧木‘野立姆’處理(TD1)和‘格拉夫特’處理(TD2)的果長、果徑、果形指數(shù)、果肉厚及胎座寬均高于對照,‘野立姆’比對照分別增加2.58%、12.83%、10.82%、21.99%和3.74%,其中果形指數(shù)、果肉厚與對照差異達(dá)到顯著水平,‘格拉夫特’與對照相比分別增加1.60%、5.89%、5.19%、7.09%和4.19%,但均未達(dá)到顯著水平;‘部野丁’處理(TD3)的果長、果徑與果肉厚分別增加7.12%、2.99%和7.09%。
關(guān)于果實(shí)畸形率,從線辣椒品種‘辛香8號’看,4種嫁接砧木均不同程度地增加果實(shí)的畸形率,盡管只有1個(gè)處理(TX4)達(dá)到顯著水平,但可看出某種趨勢;對于線辣椒品種‘多嬌’而言,4種嫁接砧木中,有3個(gè)處理的畸形率大于或等于其本身(CK2)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,嫁接具有增加果實(shí)畸形率的趨勢。
由表3可以看出,在果實(shí)干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)方面,以‘辛香8號’為接穗的4個(gè)處理中,果實(shí)干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照(CK1),且TX1、TX2、TX3與對照的差異均達(dá)到顯著水平;以‘多嬌’為接穗的4個(gè)處理中,有3個(gè)處理(TD1、TD2、TD3)的果實(shí)干物質(zhì)高于對照(CK2),且TD3與CK2的差異達(dá)到顯著水平。
在可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)方面,以‘辛香8號’為接穗的4個(gè)處理中,果實(shí)可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照(CK1),且TX1、TX2、TX3與對照的差異均達(dá)到顯著水平;以‘多嬌’為接穗的4個(gè)處理中,有3個(gè)處理(TD1、TD2、TD3)的果實(shí)可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于對照(CK2),且TD3與CK2的差異達(dá)到顯著水平,同時(shí)TD4的果實(shí)可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著地低于CK2。
經(jīng)嫁接處理后,線辣椒可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)因砧木的不同而出現(xiàn)不同的變化,從兩個(gè)線辣椒品種看,‘辛香8號’(CK1)果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于‘多嬌’(CK2)。各處理果實(shí)的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為TX3>TX2>CK1>TX1>TX4,TD3>TD2>CK2>TD1>TD4。其中‘辛香8號’處理TX2、TX3顯著高于對照且兩處理間差異顯著?!鄫伞瘎t是TD2、TD3可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)略高于對照但未達(dá)到顯著水平,TD1、TD4則顯著地低于對照。
從表3可以看出,在以‘辛香8號’為接穗的各處理中,唯有TX4處理顯著降低維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù),其他處理與對照之間差異不顯著;在‘多嬌’為接穗的各處理中,TD3維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于對照,但未達(dá)到顯著水平, TD1、TD2、TD4均顯著地低于CK2,呈現(xiàn)TD3>CK2>TD1>TD2>TD4的變化趨勢。
表2 嫁接對線辣椒果實(shí)形態(tài)的影響Table 2 Effects of graft on morphological characters of Xianlajiao chili pepper fruit
表3 嫁接對線辣椒果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 3 Effects of graft on nutritional quality of Xianlajiao chili pepper fruit
由表4可知,未嫁接線辣椒品種‘辛香8號’(CK1)的辣椒素、二氫辣椒素高于未嫁接線辣椒品種‘多嬌’(CK2),嫁接處理后兩者之間的差異也符合這一趨勢。‘辛香8號’各處理線辣椒的辣椒素和二氫辣椒質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為TX1>CK1>TX2>TX3>TX4,其中TX1這2種辣椒素類物質(zhì)比對照顯著升高,其余3個(gè)處理均顯著低于對照,TX3、TX4兩處理間辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著。‘多嬌’處理這2種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為TD1>CK2>TD3>TD4>TD2,TD1辣椒素變化不明顯,二氫辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于對照。以‘辛香8號’為接穗,果實(shí)辣椒素類物質(zhì)的總量由高到低的順序?yàn)門X1>CK1>TX2>TX3>TX4,TX1辣椒素類物質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于對照,為2.10 mg/g,辣度級別最高為8,其他砧木與‘辛香8號’嫁接都抑制辣椒素類物質(zhì)的合成和積累,辣度降低;以‘多嬌’為接穗,果實(shí)辣椒素類物質(zhì)的總量由高到低的順序?yàn)門D1>CK2>TD3>TD4>TD2,其中TD1辣椒素類物質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,為1.39 mg/g,辣度級別都為7。
表4 嫁接對線辣椒果實(shí)辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Table 4 Effects of graft on capsaicin mass fraction of Xianlajiao chili pepper fruit
本研究發(fā)現(xiàn),供試的2個(gè)線辣椒品種與半野生砧木嫁接有利于線辣椒果實(shí)產(chǎn)量的增加。以‘野立姆’‘格拉夫特’為砧木嫁接‘辛香8號’和‘多嬌’主要通過促進(jìn)單株果數(shù)的增加實(shí)現(xiàn)增產(chǎn),而以‘部野丁’為砧木進(jìn)行嫁接的線辣椒主要是促進(jìn)果實(shí)的生長發(fā)育,提高單果質(zhì)量實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。‘富根衛(wèi)士’與‘辛香8號’嫁接對產(chǎn)量影響并不顯著,與‘多嬌’嫁接抑制線辣椒的正常結(jié)果。周寶利等[18]研究表明,嫁接可明顯提高茄子單果質(zhì)量和產(chǎn)量,即使嫁接與自根苗在同樣未發(fā)病的情況下,產(chǎn)量也能提高10%以上。孫麗麗等[19]研究表明,各砧木嫁接均顯著提高番茄植株的莖粗、葉面積和干物質(zhì)量,番茄單株產(chǎn)量顯著增加。番茄嫁接后對早期產(chǎn)量的影響尤為明顯,前期可增產(chǎn)50%,后期增產(chǎn)30%[20]。選用優(yōu)良砧木進(jìn)行蔬菜嫁接栽培,可增強(qiáng)其耐鹽性,促進(jìn)生長發(fā)育,提高產(chǎn)量[21]。本試驗(yàn)在嫁接對于線辣椒產(chǎn)量方面的研究結(jié)果與前人一致,蘇榮存[22]以‘驕珍108’為砧木嫁接辣椒,產(chǎn)量較自根苗提高9.3%~14.34%。王海鵬等[23]在‘隴椒2號’嫁接研究中發(fā)現(xiàn)‘格拉夫特’表現(xiàn)最優(yōu),增產(chǎn)效果最好。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,‘辛香8號’以4種不同的砧木作嫁接均可促進(jìn)線辣椒果實(shí)的生長,其效果最佳的為‘部野丁’,嫁接后線辣椒果長、果徑、單果質(zhì)量與果肉厚顯著高于對照;其次是‘格拉夫特’,嫁接后線辣椒果長、單果質(zhì)量顯著大于對照;‘野立姆’和‘富根衛(wèi)士’為砧木嫁接,果長顯著增加,其他指標(biāo)變化不明顯。‘多嬌’果實(shí)受嫁接影響不顯著,以‘野立姆’‘格拉夫特’‘部野丁’為砧木嫁接的果實(shí)果長、果徑、單果質(zhì)量稍有增加,但均未達(dá)到顯著差異;與‘富根衛(wèi)士’嫁接果長、果徑減小,畸形果率增加,這可能與嫁接親和性較差有關(guān)。付玲等[14]的研究顯示砧木嫁接對辣椒商品果的長度和果徑?jīng)]有顯著影響,本試驗(yàn)不同砧木嫁接對‘多嬌’果實(shí)的影響與之一致。朱進(jìn)等[11]的研究表明,‘津春2號’黃瓜和孝感瓠子嫁接,果實(shí)長度顯著增長,說明選擇合適的砧木嫁接對蔬菜果實(shí)的生長發(fā)育有促進(jìn)作用。韓曉燕等[24]對‘中椒5號’的嫁接試驗(yàn)表明,在海南地區(qū)以‘格拉夫特’作砧木可顯著提高單果質(zhì)量。
研究認(rèn)為,嫁接對蔬菜果實(shí)品質(zhì)的改善有促進(jìn)作用,也有抑制作用[25-26]。本研究結(jié)果表明,與‘辛香8號’和‘多嬌’嫁接的4種砧木中,‘部野丁’作砧木的線辣椒果實(shí)中可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于各處理,干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于對照,與其他嫁接處理間差異不顯著,維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高但與對照差異不明顯;以‘格拉夫特’為砧木的線辣椒干物質(zhì)、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加但低于‘部野丁’,維生素C低于自根辣椒;以‘野立姆’為砧木的線辣椒則是干物質(zhì)、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高,可溶性蛋白、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。從嫁接對果實(shí)品質(zhì)影響看,‘部野丁’效果最佳,其次是‘格拉夫特’‘野立姆’,‘富根衛(wèi)士’最差?!桓l(wèi)士’作砧木嫁接后的果實(shí)除干物質(zhì)和可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不明顯外,其他指標(biāo)均顯著降低。高方勝等[27]的研究表明,10種砧木嫁接均能提高番茄果實(shí)的干物質(zhì)、可溶性固形物、維生素 C、番茄紅素和可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)。齊紅巖等[28]的研究表明,嫁接改變甜瓜果皮和果肉中主要酯類質(zhì)量分?jǐn)?shù),且使大部分游離氨基酸和可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高,但并沒有影響干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。趙鑫等[29]對于辣椒的嫁接研究表明,經(jīng)嫁接處理的辣椒果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于對照,說明選擇合適的砧木有可能促進(jìn)果實(shí)營養(yǎng)成分的改善。目前,嫁接影響果實(shí)品質(zhì)的原因從生理生化角度看,砧木改變接穗對水分和礦質(zhì)的吸收,以及與植物激素的轉(zhuǎn)運(yùn)和合成有關(guān)[30]。
辣椒的辣度主要由辣椒素類物質(zhì)決定,辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低直接影響辣椒的風(fēng)味品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn),以‘野立姆’為砧木嫁接的果實(shí)中辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著升高,而與‘格拉夫特’‘部野丁’和‘富根衛(wèi)士’嫁接后均造成果實(shí)辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同程度的下降,說明不同砧木嫁接對線辣椒果實(shí)辣度的影響不同。前人對嫁接影響辣椒品質(zhì)的研究雖然較多,但對辣椒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響未見報(bào)道。
在本試驗(yàn)中,各處理之間親和性存在差異(由于篇幅所限,在結(jié)果分析中未給出詳細(xì)結(jié)果),其中砧木‘富根衛(wèi)士’與2個(gè)品種的嫁接(TX4、TD4)親和性較差,具體表現(xiàn)為砧木長勢較弱、嫁接成活率低、嫁接植株長勢較弱等,基于本試驗(yàn)的結(jié)果,在線辣椒嫁接實(shí)踐中,‘富根衛(wèi)士’不宜作為備選砧木。