愈合期不同溫度和光照處理對甜瓜嫁接苗質(zhì)量的影響

劉方園　黃遠(yuǎn)　黎煊　孔秋生　別之龍

摘? ? 要： 溫度和光照是影響嫁接成活的重要環(huán)境因子，目前對甜瓜嫁接苗愈合過程中溫度和光照管理的具體參數(shù)尚不明晰。筆者將嫁接愈合期分為0～3 d、4～6 d、7～8 d等3個階段，設(shè)置了6種溫度和光照組合處理，研究其對甜瓜嫁接苗成活、生長和種苗品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在嫁接后0～3 d溫度為28/23 ℃，4～6 d為25/20 ℃，7～8 d為23/18 ℃，光照處理0～3 d為75 μmol·m-2·s-1，4～6 d 為150 μmol·m-2·s-1，7～8 d 為225 μmol·m-2·s-1時甜瓜嫁接苗成活率高且種苗品質(zhì)好，是適宜甜瓜嫁接苗愈合管理的溫度和光照參數(shù)。

關(guān)鍵詞： 甜瓜; 嫁接; 愈合; 溫度; 光照

Effects of different temperature and light treatments during grafting healing period on the quality of grafted melon seedlings

LIU Fangyuan1， HUANG Yuan1， LI Xuan2， KONG Qiusheng1， BIE Zhilong1

（1. Key Laboratory of Horticultural Plant Biology， Ministry of Education / College of Horticulture & Forestry Sciences， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， Hubei， China; 2. College of Engineering， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， Hubei， China）

Abstract： The temperature and light are key environment factors for the healing of grafted seedlings， so far the precise management of temperature and light during healing period of melon remains unknown. The healing period of grafted melon seedling can be divided into three stages （0～3 d，4～6 d，7～8 d）， and this experiment investigated the effects of six temperature and light treatments during the healing period on the survival， growth and quality of grafted melon seedlings. The results showed that when the temperature treatment is 28/23 ℃（0～3 d），25/20 ℃（4～6 d），23/18 ℃（7～8 d）， and the light intensity treatment is 75 μmol·m-2·s-1（0～3 d），150 μmol·m-2·s-1（4～6 d） and 225 μmol·m-2·s-1（7～8 d）after grafting， the grafted melon seedlings showed the highest survival rate and best seedling quality， indicating that this temperature and light combination is suitable for healing management of grafted melon seedlings.

Key words： Melon; Grafting; Healing; Temperature; Light

采用抗病砧木嫁接是提高甜瓜對枯萎病等土傳病蟲害抗性的有效措施[1-3]，隨著甜瓜嫁接栽培面積逐年增加，甜瓜嫁接苗生產(chǎn)也成為集約化育苗場種苗生產(chǎn)的重要內(nèi)容[4-5]。嫁接愈合期間的環(huán)境調(diào)控是影響嫁接成活的關(guān)鍵因素，溫度、光照和相對濕度都是影響嫁接愈合的重要因素。通過對我國甜瓜集約化育苗場調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)很多育苗場仍是粗放式管理，如何提高甜瓜嫁接成活率及實(shí)現(xiàn)嫁接愈合期的精準(zhǔn)環(huán)境調(diào)控是需要解決的突出問題。

前人的研究多數(shù)認(rèn)為，甜瓜嫁接后需要相對高溫弱光和高濕的環(huán)境[4-6]，目前對于愈合期間相對濕度管理已經(jīng)有相對明確的結(jié)論，多數(shù)研究認(rèn)為嫁接后前3 d內(nèi)要保持高溫和遮陰，之后逐漸降低溫度和增加光照[4-6]，但對于具體的溫度和光照強(qiáng)度管理參數(shù)還缺乏量化指標(biāo)。筆者旨在通過進(jìn)行愈合期不同的溫度和光照處理，研究其對甜瓜嫁接苗成活和種苗品質(zhì)的影響，以期為甜瓜嫁接苗愈合期間溫度和光照的量化管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試甜瓜接穗為‘伊麗莎白，購自北京京研益農(nóng)公司，砧木為‘青研砧木1號，由青島市農(nóng)科院提供。

1.2 時間和地點(diǎn)

甜瓜嫁接育苗試驗(yàn)于2014年12月至2015年2月在國家蔬菜改良中心華中分中心人工氣候室和光照培養(yǎng)箱進(jìn)行，種苗品質(zhì)評價在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.3 方法

以‘伊麗莎白/‘青研砧木1號為嫁接組合，采用雙斷根插接法。種子用稀釋200倍的40%甲醛浸泡0.5 h消毒，充分水洗1 h去除殘留物。消毒后用55 ℃熱水浸種，甜瓜接穗‘伊麗莎白種子浸泡4 h，砧木‘青研砧木1號種子浸泡6 h，之后置于30 ℃恒溫催芽箱內(nèi)催芽。砧木種子發(fā)芽后播種于50孔育苗穴盤，每穴播2粒，播種深度1 cm，接穗種子播于育苗平盤，播種后撒上一層1 cm厚蛭石，置于人工氣候室內(nèi)培育，溫度周期28/18 ℃，光周期14 h/10 h，相對空氣濕度75%。當(dāng)砧木幼苗長到第1片真葉露心，接穗子葉將展未展時利用雙斷根插接法嫁接[4]。嫁接后扦插至育苗穴盤，砧木下胚軸地上部留3 cm，插入基質(zhì)深度為2 cm。

根據(jù)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝課題組以往的研究結(jié)果并結(jié)合甜瓜嫁接育苗產(chǎn)業(yè)實(shí)際，將甜瓜嫁接苗愈合過程分為0～3 d、4～6 d、7～8 d等3個時期，采取梯度改變溫度和光照強(qiáng)度的策略來改變愈合后的溫度和光照環(huán)境。愈合期間設(shè)置2個溫度處理為A1：0～3 d為28/23 ℃，4～6 d為25/20 ℃，7～8 d為23/18 ℃;A2：0～3 d為25/20 ℃，4～6 d為23/18 ℃，7～8 d為22/16 ℃。3個光照處理為B1：0～8 d為黑暗;B2：0～3 d黑暗，4～6 d為150 μmol·m-2·s-1，7～8 d為225 μmol·m-2·s-1;B3：0～3 d 為75 μmol·m-2·s-1，4～6 d為150 μmol·m-2·s-1，7～8 d為225 μmol·m-2·s-1。溫度和光照共設(shè)計6組處理組合，用A1B1、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3表示（表1），所用光照培養(yǎng)箱型號為RDN-1000D-4LED型頂置人工氣候箱（寧波東南儀器有限公司）。嫁接后置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行愈合期不同光照和溫度處理。試驗(yàn)在2個培養(yǎng)箱中進(jìn)行，分別用于愈合期2個溫度處理，每個培養(yǎng)箱中有3層，分別設(shè)置不同光照處理，由于光照培養(yǎng)箱空間的限制，將50孔育苗穴盤剪成30孔穴盤放入培養(yǎng)箱中，每處理設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)30株。嫁接后空氣濕度0～3 d為95%，4～6 d為85%，7～8 d為75%，不同溫度和光照處理下的相對濕度分段管理相同。嫁接后9 d將2個培養(yǎng)箱的溫度和光照都調(diào)整到正常管理，晝夜溫度為28/18 ℃，光照強(qiáng)度為225 μmol·m-2·s-1，相對濕度為75%。

1.4 測定指標(biāo)與方法

嫁接后15 d統(tǒng)計嫁接成活率。當(dāng)嫁接苗長至3葉1心時即達(dá)到嫁接苗出圃階段時取樣，用游標(biāo)卡尺測量接穗和砧木莖基部的莖粗。用直尺測量接穗和砧木莖的高度以及根長。用電子天平測量接穗、砧木莖和根的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。用LI-3100C葉面積儀（美國LI-COR）測定接穗真葉總面積。用便攜式光合儀LI-6400測定嫁接苗光合指標(biāo)。用根系掃描儀Expression 11000XL測量根長、根表面積、根體積和根尖數(shù)。嫁接苗壯苗指數(shù)=（接穗莖粗/接穗高度）×全株干質(zhì)量[7]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用 SAS 9.0軟件，多重比較采用Duncan氏新復(fù)極差法，3次重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照和溫度組合對甜瓜嫁接成活率的影響

由圖1可知，嫁接愈合期不同溫度和光照組合處理顯著影響了甜瓜嫁接成活率，A1B3和A2B3組合下的成活率最高，均為97%以上，A2B1組合處理下的嫁接成活率最低，僅為23.70%，A1B1、A1B2和A2B2組合的嫁接成活率分別為65.43%，80.19%和47.96%。

除了A1B3和A2B3的嫁接成活率無顯著差異外，溫度A1處理下的2個處理A1B1和A1B2的嫁接成活率均分別高于溫度A2處理的2個處理A2B1和A2B2，表明嫁接后的相對高溫處理有利于甜瓜嫁接苗的愈合。而在相同的溫度管理下，無論是A1溫度還是A2溫度管理，均是B3光照處理下的嫁接成活率最高，而B1處理下的嫁接成活率最低，表明嫁接后0～8 d完全黑暗處理不利于甜瓜嫁接苗成活，而在嫁接愈合后梯度見光B3處理即75 μmol·m-2·s-1（0～3 d），150 μmol·m-2·s-1（4～6 d），225 μmol·m-2·s-1（7～8 d）的甜瓜嫁接成活率最高，表明嫁接后及時增加光照有利于甜瓜嫁接苗的成活。

2.2 愈合期光照和溫度組合處理對甜瓜嫁接苗生長的影響

甜瓜嫁接苗的接穗莖粗在A1B2時最大，顯著大于其他處理組合（表2）。A1B2時的砧木莖粗與A2B2時無顯著差異，但顯著大于其他處理組合。A1B2時的接穗高度與A1B3和A2B2處理無顯著差異，但顯著高于其他處理組合。A1B2時的全株干質(zhì)量顯著高于其他處理組合。不同處理之間壯苗指數(shù)無顯著差異。A1B2與A1B3之間真葉面積無顯著差異，均顯著大于其他處理組合。A2B1無論是在接穗莖粗、砧木莖粗、接穗高度、壯苗指數(shù)和真葉面積上均表現(xiàn)最差。

從嫁接苗生長指標(biāo)看，甜瓜嫁接苗的種苗品質(zhì)在A1B2下表現(xiàn)最好，即甜瓜嫁接愈合后溫度為28/23 ℃（0～3 d），25/20 ℃（4～6 d），23/18 ℃（7～8 d）條件下，光照為0～3 d黑暗、4～8 d分段光照管理條件下最佳，其次為A1B3處理。而嫁接后愈合期較低的溫度A2處理即25/20 ℃（0～3 d），23/18 ℃（4～6 d），22/16 ℃（7～8 d）處理下接穗葉片的生長比較緩慢，葉面積較小，A2B2和A2B3處理之間的各項指標(biāo)無顯著差異。上述結(jié)果表明，在同一溫度管理如A1或A2下，甜瓜嫁接后0～3 d有無光照以及在4～8 d時只有梯度光照對于最后的種苗品質(zhì)并無顯著影響。

2.3 愈合期不同光照和溫度組合對甜瓜嫁接苗根系形態(tài)的影響

甜瓜嫁接苗的根系生長在A1B3組合下最佳，根長、根表面積和根尖數(shù)最大（表3）。A1B3處理下的根長和根尖數(shù)與A1B2、A2B3處理無顯著差異，但顯著大于A1B1、A2B1和A2B2處理。A1B3和A1B2處理組合下的根表面積和根體積無顯著差異，但顯著大于其他處理組合（表3）。

上述結(jié)果表明甜瓜嫁接愈合期間（0～8 d）給予一定的光照有利于嫁接苗的生根，愈合期間光照給予的時間越早，越有利于甜瓜嫁接苗根系的發(fā)育，愈合期間沒有光照的2個處理（A1B1和A2B1）下根系發(fā)育最差。與愈合期間相對較低的環(huán)境溫度管理A2相比，較高的環(huán)境溫度管理A1有利于甜瓜嫁接苗的生根。

2.4 愈合期不同光照和溫度組合對甜瓜嫁接苗光合特性的影響

A1B2處理組合下的光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率均最大，而A2B1的光合速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度均最?。ū?）。A1B2的光合速率與A1B3、A2B2處理之間無顯著差異，但顯著高于其他處理組合。A1B2的氣孔導(dǎo)度顯著大于其他5個溫度和光照處理組合。不同處理組合間的胞間CO2濃度無顯著差異。A1B2的蒸騰速率與A1B3、A2B2和A2B3無顯著差異，但顯著大于A1B1和A2B1組合（表4）。上述結(jié)果表明，針對同一光照處理，甜瓜嫁接愈合期間相對較高的溫度管理A1下的葉片光合速率均顯著高于相對較低的溫度管理A2處理。

3 討論與結(jié)論

嫁接苗的愈合受多種環(huán)境因素控制，在晝溫26 ℃的情況下，適當(dāng)?shù)牡鸵箿兀?6 ℃）有利于番茄嫁接苗的愈合[8]。在西瓜上的研究表明[9]，嫁接后溫度0～3 d為28/23 ℃，4～6 d 為25/20 ℃，7～8 d為 23/18 ℃，光照0～3 d為75 μmol·m-2·s-1，4～6 d 為150 μmol·m-2·s-1，7～8 d為225 μmol·m-2·s-1時嫁接苗成活率高，幼苗質(zhì)量佳。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，愈合期間不同的光照和溫度管理對甜瓜嫁接苗的成活和種苗品質(zhì)有很大影響，嫁接愈合前期（0～3 d）給予弱光有利于嫁接愈合，A1B3和A2B3處理下的甜瓜嫁接成活率均能達(dá)到97%以上，而A2B1處理下的甜瓜嫁接成活率僅為23.70%（圖1）。番茄上的研究表明，嫁接愈合期間給予適當(dāng)?shù)娜斯す庠慈鐭晒鉄艋蛘週ED光源，比無光處理有利于嫁接苗的愈合和生長，主要原因在于增加了嫁接苗的光合作用[10-11]。

愈合期間不同溫度和光照處理影響甜瓜嫁接苗的種苗品質(zhì)，從生長指標(biāo)來看，A1B2處理下甜瓜嫁接苗的形態(tài)指標(biāo)（莖粗、真葉面積、壯苗指數(shù)）最好（表1），葉片氣體交換參數(shù)（光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率）也最大，但A1B2處理和A1B3處理之間在種苗形態(tài)指標(biāo)和光合速率上無顯著差異（表3）。適當(dāng)?shù)臏囟群凸庹沼欣诟档陌l(fā)育[12-13]，A1B3處理嫁接苗根系的根長、根表面積和根尖數(shù)量最大（表2），表明A1B3處理下甜瓜嫁接苗的根系發(fā)育最佳。A1B2處理下的嫁接成活率只有81%，和A1B3下97%的嫁接成活率差距較大（圖1），因此綜合來看，A1B3處理是最適合甜瓜嫁接苗愈合期間管理的組合。

綜上所述，最適于甜瓜嫁接苗愈合的光照和溫度組合是在溫度處理為28/23 ℃（0～3 d），25/20 ℃（4～6 d），23/18 ℃（7～8 d），光照處理為75μmol·m-2·s-1（0～3 d），150μmol·m-2·s-1（4～6 d），225μmol·m-2·s-1（7～8 d），在此分段管理下，甜瓜嫁接苗成活率高且種苗品質(zhì)好。

值得注意的是，筆者發(fā)現(xiàn)愈合期間在相對較低的溫度管理下（A2處理），如果同時分段給予光照，其嫁接成活率也可以達(dá)到較高的水平，A2B3下的甜瓜嫁接成活率達(dá)到98%，而且在這個組合下甜瓜嫁接苗的種苗品質(zhì)也較好（表1、表2）。在相同的溫度管理條件下，增加光照能促進(jìn)甜瓜斷根嫁接苗的根系發(fā)育，暗示著甜瓜嫁接愈合過程中可能存在光溫互補(bǔ)的問題，但是其內(nèi)在調(diào)控機(jī)理，以及光照如何影響嫁接苗根系生長的詳細(xì)機(jī)制有待深入研究。

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