火龍果砧木與接穗?yún)?shù)的研究

戴宏芬，李俊成，潘玉珠，孫清明

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】火龍果（Hylocereus undatus）為多年生肉質(zhì)攀緣性植物［1］，我國從20世紀(jì)90年代初開始引進(jìn)［2］，具有適應(yīng)性強(qiáng)、見效快、采果期長、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，是熱區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)扶貧比較理想的熱帶亞熱帶水果之一，目前廣東省火龍果產(chǎn)業(yè)有充足的發(fā)展空間，市場潛力巨大［3］。科研人員在火龍果的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)等方面進(jìn)行了多角度深入研究，科研和生產(chǎn)齊頭平進(jìn)、相輔相成，取得了較大進(jìn)展，如選育出多個優(yōu)良品種［4-6］、優(yōu)化了多倍體誘導(dǎo)體系［7］、建立了紅心火龍果生物量預(yù)測數(shù)學(xué)模型［8］、開展種質(zhì)資源遺傳多樣性分析［9］等。繁育火龍果苗木，按需提供試驗(yàn)材料，是開展火龍果科研工作的必要前提，也與果園增收節(jié)本提高經(jīng)濟(jì)效益等密切相關(guān)。生產(chǎn)中，火龍果主要通過扦插和嫁接進(jìn)行無性繁殖，在苗木數(shù)量較少或高接換種時普遍采用嫁接繁殖，嫁接可以縮短果樹生長發(fā)育時間，使果樹提前結(jié)果，也是育種工作者在短期內(nèi)擴(kuò)繁目標(biāo)品種的主要手段之一。在嫁接的實(shí)際操作中，砧木的成熟度、長度、砧位，接穗的成熟度、芽眼個數(shù)以及嫁接方法等都不同程度影響嫁接成活率和出芽速度。因此，本試驗(yàn)針對如何就地選取砧木，摸索適宜嫁接的因素組合和砧木接穗?yún)?shù)開展研究，旨在探索高效便捷實(shí)用嫁接技術(shù)，提高嫁接效率，對火龍果生產(chǎn)和科研具有一定的現(xiàn)實(shí)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】作為近年引入國內(nèi)的新興水果，育種家及科技工作者對火龍果嫁接繁殖［2,10-11］、芽接［1］、扦插［12-13］等技術(shù)做了大量研究，詳細(xì)闡述了相關(guān)技術(shù)的實(shí)操性，提出了很多有益的建議和注意事項(xiàng)。這些研究主要集中在砧穗品種選擇、嫁接方法對嫁接成活率的影響等方面，但有關(guān)嫁接因素組合、砧木和接穗?yún)?shù)選擇等內(nèi)容還未見研究報(bào)道。正交設(shè)計(jì)是一種研究多因素試驗(yàn)問題的重要數(shù)學(xué)方法［14］，已廣泛地應(yīng)用于農(nóng)作物的栽培育種中，在減少試驗(yàn)次數(shù)和科學(xué)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)方面具有優(yōu)越性，特別是多因素多水平時，采用常規(guī)方法很難進(jìn)行系統(tǒng)研究，且工作量很大［15］。正交設(shè)計(jì)從全析因試驗(yàn)點(diǎn)中選擇具有典型性、代表性的點(diǎn)，使其在試驗(yàn)范圍內(nèi)分布均勻，能反映全面情況［16］，試驗(yàn)分析所得的最佳組合有時在實(shí)際供試組合中的表現(xiàn)不一定最好，但仍可以找出較好組合，從而較好地滿足科研需要［15］。目前正交設(shè)計(jì)在火龍果栽培技術(shù)方面的應(yīng)用報(bào)道較少。【本研究切入點(diǎn)】在前人工作的基礎(chǔ)上，從不同長度的老熟或綠熟莖蔓上截取砧木，選取砧位、接穗芽數(shù)、接穗成熟度和嫁接方法等影響因素，根據(jù)因素、水平等實(shí)際情況采用混合正交或正交設(shè)計(jì)進(jìn)行嫁接試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析；根據(jù)接穗是否萌芽、出芽時間等對砧木長度、質(zhì)量、砧木質(zhì)量/長度比、砧木周長、接穗長度等砧穗?yún)?shù)進(jìn)行多元方差分析?！緮M解決的關(guān)鍵問題】找出對嫁接有顯著影響的因素，并從中篩選出不利于嫁接的水平，避免在嫁接中應(yīng)用；差異不顯著的影響因素，可以兼顧省工省料等實(shí)際情況靈活選擇；以火龍果品種紅水晶6號為砧木，初步明確適宜嫁接的砧穗?yún)?shù)，完善火龍果嫁接技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所火龍果種植基地進(jìn)行。從紅水晶6號火龍果品種上分別選擇綠熟（8～10個月）和老熟（2年生）莖蔓做砧木，并以本所培育的優(yōu)良單株（自編1-32）為接穗，于2019年4月初進(jìn)行嫁接試驗(yàn)，觀察記錄嫁接成活和接穗萌芽情況，至7月初結(jié)束，8月初對所育一批優(yōu)良株系進(jìn)行集中擴(kuò)繁嫁接，2個月后統(tǒng)計(jì)接穗萌芽情況。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1砧木選擇及處理 為了研究砧木成熟度、砧位對嫁接的影響，選擇長勢良好、無病蟲害的莖蔓，削去頂端過細(xì)部分后，將莖蔓分為4組，即老熟長、短莖蔓以及綠熟長、短莖蔓，將長、短莖蔓分別平均切割成3根、2根砧木，砧木長度33～48 cm。砧木根據(jù)其在莖蔓的相對位置，按基部、中部、頂部分類擺放備用。將砧木基部的三棱削成斜面，使基部成楔形，并露出木質(zhì)部1 cm，置于陰涼通風(fēng)處稍晾干用于嫁接［12］。

1.2.2接穗選擇及處理 為了研究接穗成熟度對嫁接的影響，將接穗成熟度分為偏嫩、偏老兩個水平，選取生長點(diǎn)附近充實(shí)成熟的莖段［17］，分別從上部或基部開始截取接穗，莖段上部接穗偏嫩，切取輕松且斷面平整，莖段下部接穗偏老，木質(zhì)部纖維化較明顯，要求砍刀鋒利且下刀快速才能保持?jǐn)嗝嫫秸?/p>

1.2.3莖蔓和砧木的成熟度測定 用尺子和電子天平分別測量莖蔓、砧木的長度和質(zhì)量，將質(zhì)量和長度的比值作為成熟度的參考。

1.2.4其他砧木和接穗?yún)?shù)的測定 用細(xì)繩量取砧木嫁接口下5 cm處周長作為砧周；用尺子測量接穗長度作為穗長，其中插接法不含嵌入砧木的接穗部分。

1.2.5嫁接方法 為了研究不同嫁接方法對嫁接的影響，選用平接和插接法。平接方法如下：將砧木和接穗切口切削平滑干凈，對齊形成層，砧木和接穗之間不留空隙，用醫(yī)用膠帶固定緊密結(jié)合；插接方法如下：將砧木和接穗切口切削平整，用打孔器在砧木木質(zhì)部旁鉆取少量莖肉形成完整圓柱形小孔，將打孔器覆蓋接穗木質(zhì)部插入適當(dāng)深度，用刀片割除外圍莖肉后拔出打孔器，露出中心小柱，插入砧木小孔，用醫(yī)用膠帶固定使之緊密契合。嫁接口以上用塑料袋扎緊并套上紙袋保濕防曬，將嫁接苗扦插于塑料大棚內(nèi)，之后根據(jù)接穗成活情況陸續(xù)除袋。以上所有操作過程及完成后的嫁接苗均要求避雨［1,12］。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理

用SPSS軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，長莖蔓的試驗(yàn)因素較多、水平數(shù)不等，采用L18（32×22）混合正交設(shè)計(jì)；短莖蔓采用L8（23）正交設(shè)計(jì)。每個組合嫁接3株，長、短莖蔓分別嫁接54株、24株，之后記錄各個組合的接穗萌芽苗株數(shù)，進(jìn)行極差分析和方差分析，試驗(yàn)因素及水平分別見表1和表2；根據(jù)接穗是否萌芽和萌芽時間，對砧穗?yún)?shù)進(jìn)行多元方差分析。

表1 長莖蔓嫁接混合正交試驗(yàn)因素及水平Table 1 Factors and levels for mixed OAD of long vine

表2 短莖蔓嫁接正交試驗(yàn)因素及水平Table 2 Factors and levels for OAD of short vine

2 結(jié)果與分析

2.1 莖蔓成熟度比較

將質(zhì)量和長度的比值作為莖蔓成熟度的參考，由表3可知，老熟莖蔓的質(zhì)量/長度比高于綠熟莖蔓，同類長度的老、綠熟莖蔓差異顯著，可能與生長時間長、物質(zhì)積累多有關(guān)，綠熟短莖蔓單位長度的質(zhì)量最輕，只有老熟長莖蔓的63.16%。

表3 莖蔓成熟度比較Table 3 Comparison of maturity degree of vines

2.2 長莖蔓嫁接混合正交試驗(yàn)

由表4可知，老熟、綠熟長莖蔓分別有14、40株接穗萌芽，嫁接成活率分別為25.93%和74.07%，老熟組成活率明顯偏低。對表4數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，結(jié)果（表5）顯示，根據(jù)極差R值的高低順序，得出各因素的影響次序?yàn)椋海?）老熟組，接穗芽數(shù)（B）＞砧位（A）＞接穗成熟度（D）＞嫁接方法（C）；（2）綠熟組，砧位（A）＞接穗芽數(shù)（B）＞接穗成熟度（D）＞嫁接方法（C）。較好的嫁接組合分別是：（1）老熟組，砧位基部、接穗2芽、插接、接穗偏嫩；（2）綠熟組，砧位基部、接穗3芽、插接、接穗偏老；兩組R值中，嫁接方法（C）的R值最小，老熟組、綠熟組分別為0.08和0.16，對嫁接影響較??；接穗2芽表現(xiàn)較穩(wěn)定，老熟組、綠熟組分別萌芽10、12株。

對表4數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步方差分析，結(jié)果表明：（1）老熟組，接穗芽數(shù)（B）的顯著性系數(shù)為0.013，達(dá)到顯著性水平，對嫁接成活有顯著影響，由表5可知，單芽接穗僅成活1株；其他因素差異不顯著。（2）綠熟組，砧位（A）的顯著性系數(shù)為0.011，達(dá)到顯著性水平，對嫁接成活有顯著影響，由表5可知，中段砧木嫁接成活9株，明顯低于基部和頂部砧位，其他因素差異不顯著。根據(jù)顯著性值Sig.由低到高得出的因素重要性影響次序與極差分析相一致。

2.3 短莖蔓嫁接正交試驗(yàn)

將接穗芽數(shù)設(shè)定為2芽，對短莖蔓進(jìn)行L8（23）正交設(shè)計(jì)嫁接試驗(yàn)。由表6可知，短莖蔓嫁接表現(xiàn)較好，老熟組、綠熟組分別有18、21株接穗萌芽，老熟組嫁接成活率略低于綠熟組，兩者成活率分別高達(dá)75.0%和87.5%，這種結(jié)果是否與該試驗(yàn)設(shè)計(jì)避開了單芽接穗和中段砧仍有待進(jìn)一步深入研究。

由表7極差分析可知，因素的影響次序?yàn)椋海?）老熟組，嫁接方法（B）＞砧位（A）=接穗成熟度（C）；（2）綠熟組，砧位（A）=嫁接方法（B）=接穗成熟度（C）。選出較好的嫁接組合分別是：（1）老熟組，平接，砧位和接穗成熟度各水平皆可；（2）綠熟組，砧位頂部、平接、接穗偏老。方差分析結(jié)果進(jìn)一步表明兩組數(shù)據(jù)均無顯著影響因素。根據(jù)顯著性值Sig.由低到高得出的因素影響次序與極差分析相一致。

表4 長莖蔓嫁接混合正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Mixed OAD test results of long vine

表5 長莖蔓嫁接混合正交試驗(yàn)的極差分析結(jié)果Table 5 Range analysis results on mixd OAD test of long vine

表6 短莖蔓嫁接正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6 OAD test results of short vine

表7 短莖蔓嫁接正交試驗(yàn)的極差分析結(jié)果Table 7 Range analysis results on OAD test of short vine

2.4 砧穗?yún)?shù)的多元方差分析

根據(jù)接穗是否萌芽，對砧穗?yún)?shù)進(jìn)行多元方差分析，由表8可知，嫁接萌芽組的穗長、砧木較長，砧周較細(xì)；未萌芽組砧木質(zhì)量/長度比、砧木質(zhì)量偏高，成熟度偏老。萌芽組砧木平均約40 cm，穗長超過3 cm，均大于未萌芽組。通過顯著性檢驗(yàn)可以了解因素對試驗(yàn)的影響作用，雖然兩組砧穗?yún)?shù)差異均不顯著，但根據(jù)顯著性值Sig.由低到高得出影響由大到小的因素依次為穗長、砧長、砧周、砧木質(zhì)量/長度比、砧木質(zhì)量。

表8 接穗萌芽組與未萌芽組的砧穗?yún)?shù)比較Table 8 Comparison of rootstock and scion parameters between germination and non-germination groups

對萌芽時間不一致的砧穗?yún)?shù)進(jìn)行多元方差分析，結(jié)果（表9）表明，前3組接穗在1～2月內(nèi)萌動，時間上有較好的連續(xù)性，此后斷開了23 d，第4組接穗開始萌芽，耗時偏久，影響苗的整齊度，這可能也是前人60 d后統(tǒng)計(jì)接穗成活率的原因之一［1］；第4組砧木最短、最粗、質(zhì)量和砧木質(zhì)量/長度比最高，成熟度偏老，建議紅水晶砧木長度不宜低于40 cm。各組的砧穗?yún)?shù)差異均不顯著，根據(jù)顯著性值Sig.得出影響由大到小的因素依次為砧長、砧木質(zhì)量/長度比、穗長、砧周、砧木質(zhì)量。

表9 不同萌芽時間組的砧穗?yún)?shù)比較Table 9 Comparison of rootstock and scion parameters among groups germinated at different time

3 討論

以紅水晶6號為砧木，通過正交設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，找出對嫁接有顯著影響的因素，并從中篩除不利于嫁接的水平，避免在嫁接中的應(yīng)用，對于差異不顯著的因素，可以兼顧省工、省料等實(shí)際情況靈活選擇。本試驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)：（1）避免選擇綠熟長莖蔓的中段切取砧木；（2）選用老熟長莖蔓為砧木時，避免使用單芽接穗；（3）平接和插接法差異不顯著，平接法簡單易學(xué)、效率最高［11］，可節(jié)省穗材且對砧穗傷害較輕，蜜寶火龍果嫁接育苗繁殖主要采用平接法［13］，插接法則有利于增強(qiáng)砧穗穩(wěn)固性；（4）選取生長點(diǎn)附近充實(shí)成熟的莖段做接穗，宜由嫩到老選取嫁接，便于操作且切面平整。

適宜的砧穗狀況有助于嫁接成活并及時萌芽。愈傷組織的形成需要有生活力的形成層和薄壁細(xì)胞，需要有呼吸、生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，高接或嫁接都需要壯砧壯穗，一般情況下，砧木愈合組織形成的多，常是愈合組織生成的主要方面。接穗愈合組織生成少而慢，也需要強(qiáng)調(diào)接穗的質(zhì)量［18］。（1）砧木成熟度不宜過老，本研究同組試驗(yàn)中，綠熟組砧木的嫁接成活率高于老熟組；綠熟短莖蔓砧木的質(zhì)量/長度比最小，但嫁接成活率最高；未萌芽和萌芽明顯較遲的砧木，其質(zhì)量/長度比較大，成熟度相對較高。前人研究也指出，接穗和砧木的樹齡、質(zhì)量均影響嫁接成活率，一般髓部還未木質(zhì)化的嫁接成活率較高，而成熟枝條成活率相對較低［2,11］。同樣的根莖粗度，一年生香椿實(shí)生苗根莖的砧木嫁接成活率較多年生實(shí)生苗根莖高，這可能是由于一年生實(shí)生苗根莖愈合組織細(xì)胞增生快，抑制愈合的抑制劑含量少，砧木和接穗的形成層處于活躍生長狀態(tài)，再生能力強(qiáng)，愈合組織增生快，嫁接易成活［19］。（2）穗長、砧長、砧周等砧穗?yún)?shù)不同程度地影響嫁接成活率和出芽速度。穗長偏短、營養(yǎng)儲備不足可能是單芽接穗成活率低的原因之一，2芽接穗表現(xiàn)穩(wěn)定而且節(jié)約穗材，為便于標(biāo)準(zhǔn)化操作，建議接穗含2芽且長度不宜低于3 cm，前人也是削取3～5 cm的接穗開展嫁接試驗(yàn)［2］。本試驗(yàn)中，砧穗愈合和砧木扦插生根是嫁接苗成活的基礎(chǔ)，前人研究指出一年生紅肉火龍果30 cm長插條扦插效果好，插條長，生長素含量高，貯藏養(yǎng)分和水分多，發(fā)根力強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)［12］，本試驗(yàn)初步得出紅水晶6號砧木長度不宜低于40 cm，實(shí)際生產(chǎn)中砧長還應(yīng)根據(jù)品種、立地條件、肥水管理等實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；嚴(yán)毅等［20］研究表明，油橄欖砧木高與成活率呈正相關(guān)，砧木直徑與成活率呈負(fù)相關(guān)，本試驗(yàn)也得出類似結(jié)果，未萌芽和萌芽明顯較遲的砧木偏短、砧周偏粗。

影響嫁接的因素還有很多，如接穗品種、水肥管理等。李加強(qiáng)等［1］以莞華白為砧木進(jìn)行芽接試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)莞華紅接穗的平均成活率最高、達(dá)93.3%，最低的莞華紅粉成活率為82.2%。鄭偉等［2］以本地量天尺為砧木采用楔接法進(jìn)行嫁接，發(fā)現(xiàn)5個品種接穗的火龍果嫁接成活率介于80.0%～96.67%。本試驗(yàn)從果園實(shí)際情況和科研需求角度出發(fā)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)并開展研究，有關(guān)其他因素對嫁接的影響有待今后進(jìn)一步補(bǔ)充完善。

4 結(jié)論

綜合本試驗(yàn)結(jié)果，初步確定以紅水晶6號莖蔓為砧木進(jìn)行嫁接的基本原則，選取1～2年生莖蔓，優(yōu)先使用綠熟莖蔓，但避免使用綠熟長莖蔓中段為砧木，砧木長度不低于40 cm，選取生長點(diǎn)附近充實(shí)成熟的莖段做接穗，從頂部開始截取接穗進(jìn)行嫁接，接穗含2個芽且不低于3 cm，使用平接法為主。根據(jù)以上原則，結(jié)合選育種項(xiàng)目的需要，對本所一批優(yōu)良單株進(jìn)行集中擴(kuò)繁212株，60 d后統(tǒng)計(jì)成活率為81.2%，嫁接技術(shù)的生產(chǎn)實(shí)用性較好。