白啄瓜嫁接育苗時不同LED燈及砧木品種的篩選

黃歆賢，鄒文武，齊振宇

(1.溫州市農(nóng)業(yè)站，浙江 溫州 325000；2.溫州市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)服務中心, 浙江 溫州 325000;3.浙江大學 農(nóng)業(yè)試驗站，浙江 杭州 310058)

光是植物光合作用的能量來源，也是調(diào)節(jié)作物形態(tài)建成、生理代謝、基因表達及光周期等生命活動的最終能源與信號物質(zhì)[1-3]。育苗是蔬菜栽培上的重要環(huán)節(jié)，連續(xù)陰雨易造成幼苗光合作用不足，抑制幼苗正常發(fā)育[4-6]。

隨著我國現(xiàn)代育苗技術(shù)的發(fā)展，封閉型人工光照育苗系統(tǒng)通過采用多層立體苗床，將補光、溫度、水分等育苗因子系統(tǒng)結(jié)合，有效提高了單位空間育苗效率，是現(xiàn)代育苗技術(shù)的重要體現(xiàn)，也是今后工廠化育苗的重要發(fā)展方向[2]。浙南地區(qū)全年光照分布不均勻，冬春季節(jié)多陰雨低溫天氣，設施大棚光照和溫度不足以滿足瓜類育苗需求，因此，增加光照是冬春季節(jié)工廠化育苗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。發(fā)光二級管(1ight-emitting diode，LED)光源是冷光源，與傳統(tǒng)的光源相比，具有壽命長、光譜純、能耗低等優(yōu)點[4]，目前紅色和藍色LED光源在設施園藝中的應用逐漸增加，且不同紅藍光比例LED光譜對黃瓜、番茄、豆角、生菜、辣椒、茄子、西蘭花等蔬菜育苗具有不同的影響[1,4,7-8]，但是相關(guān)報道主要集中在不同光質(zhì)組合、配比對植株的影響。本次試驗探討了人工光照育苗過程中不同光源對白啄瓜嫁接苗生長以及同一光源下不同砧木品種對白啄瓜嫁接苗生長的影響，以期為白啄瓜嫁接育苗人工光照系統(tǒng)建設提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

人工光照立體育苗試驗室(圖1)采用全封閉結(jié)構(gòu)，配置有育苗架、空調(diào)、加濕器等。育苗架規(guī)格為1 500 mm×550 mm×1 900 mm，設5層栽培架，層高300 mm。人工光照采用LED燈，每層4條LED育苗燈管。

圖1 人工光照立體育苗試驗室內(nèi)景

1.2 材料

人工光源篩選試驗供試接穗為白啄瓜，砧木為信甜砧1號，人工光源來自寧波格欣萊光電科技有限公司(處理1)、青島伊萊特專用車輛有限公司(處理2)、深圳杰仕明光電有限公司(處理3)、杭州藍匠光環(huán)境科技有限公司(處理4)。

砧木品種篩選試驗供試光源來自寧波格欣萊光電科技有限公司，供試接穗為白啄瓜，砧木品種為思壯2號(寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院)、京欣砧2號(國家蔬菜工程技術(shù)研究中心)、信甜砧1號(溫州信合農(nóng)業(yè)科技有限公司)。

1.3 方法

人工光源篩選試驗于2017年8月在溫州市農(nóng)業(yè)局大樓人工光照立體育苗試驗室(圖1)內(nèi)進行，以每種光源為1個處理，共設4個處理，接穗和砧木分別于8月25日和9月1日播種，9月14日嫁接，9月24日嫁接成活。各處理光照強度采用浙江拓普儀器有限公司的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測儀(DJL-18)進行測試，記錄嫁接苗成活率等性狀。

砧木篩選試驗于2018年1月開展，選用寧波格欣萊光電科技有限公司LED燈作為人工光照光源，以每種砧木為1個處理，共3個處理，每處理3次重復，隨機區(qū)組排列，接穗和砧木分別于1月29日和2月7日播種，采用頂插接法嫁接，嫁接日期為2月23日，從播種至嫁接苗出苗全過程均在試驗室內(nèi)進行。大田試驗安排在瑞安市閣巷街道，每個小區(qū)40株，隨機區(qū)組排列，增設農(nóng)戶自育的自根苗作為對照，病蟲害防治及肥水管理按常規(guī)進行。各處理記錄砧木發(fā)芽率等性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用SPSS 19.0軟件，數(shù)據(jù)分析及作圖采用Excel 2007軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同LED燈對白啄瓜嫁接接穗、砧木及嫁接苗成活的影響

表1表明，不同處理中心處光照強度在4 000～8 500 lx，邊緣處光照強度在3 000～5 500 lx，處理1、處理4的光照強度高于處理2、處理3；不同處理間嫁接成活率有較大的差異，處理1嫁接成活率高達100%，其余處理由高到低分別是處理2、處理3、處理4，嫁接成活率分別為92.3%、80.0%、73.3%。觀察嫁接時接穗及砧木的生長狀況(圖2、圖3)。處理1、處理2、處理4照射下接穗生長狀況正常，處理3照射下接穗真葉從邊緣到中心開始褪綠；處理1、處理2照射下砧木真葉邊緣出現(xiàn)褪綠現(xiàn)象，處理3照射下砧木真葉葉肉部分失綠，處理4照射下砧木真葉葉肉失綠并出現(xiàn)皺縮。從圖4也可以看出，處理1照射下的白啄瓜嫁接苗植株矮壯生物量大，處理2植株生物量大但易徒長，處理3、處理4植株生物量小，且處理4植株接穗新葉皺縮。綜上所述，處理1寧波格欣萊光電科技有限公司生產(chǎn)的LED燈是開展白啄瓜工廠化嫁接育苗的最佳選擇。

圖3 不同LED燈處理下嫁接時砧木生長狀況

圖4 不同LED燈處理下白啄瓜嫁接苗植株長勢

表1 不同LED燈對白啄瓜的影響

圖2 不同LED燈處理下嫁接時接穗生長狀況

2.2 LED燈補光下不同砧木品種苗期生長情況

表2表明，各砧木品種發(fā)芽率、子葉數(shù)間無顯著差異；京欣砧2號砧木莖高顯著高于思壯2號，但與信甜砧1號差異不顯著；砧木莖粗以京欣砧2號最大，顯著高于信甜砧1號、思壯2號；京欣砧2號砧木子葉面積最大，顯著高于信甜砧1號，但與思壯2號間差異不顯著。說明選用寧波格欣萊光電科技有限公司LED燈作為人工光照光源補光時，京欣砧2號砧木苗期表現(xiàn)最佳。

表2 不同砧木發(fā)芽率及苗期農(nóng)藝性狀

2.3 人工光照育苗系統(tǒng)不同砧木品種對嫁接成活率與商品率的影響

表3表明，信甜砧1號嫁接成活率最高，達到90.9%，但各處理間差異不顯著；信甜砧1號砧木商品苗率為83.0%，顯著高于京欣砧2號，但與思壯2號差異不顯著。說明選用寧波格欣萊光電科技有限公司LED燈作為人工光照光源時，信甜砧1號嫁接親和力最佳，嫁接成活率和商品苗率最高；砧木苗期表現(xiàn)最佳的京欣砧2號商品苗率僅為59.5%。

表3 不同砧木品種嫁接成活率與商品率

2.4 人工光照下不同砧木品種對白啄瓜果實品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

表4表明，思壯2號中心部分可溶性固形物含量最高達到15.6%，與自根苗一致，高于京欣砧2號和信甜砧1號；京欣砧2號邊緣部分可溶性固形物含量最高為9.6%，高于思壯2號、信甜砧1號和自根苗；各砧木嫁接苗單果重均低于對照，信甜砧1號、京欣砧2號單果重分別為593.0、591.0 g，較對照降低了5.6%、5.9%，思壯2號單果重最低僅為543.3 g，較對照降低了13.5%；各砧木嫁接苗產(chǎn)量均高于對照，京欣砧2號產(chǎn)量最高，達30 259.5 kg·hm-2，信甜砧1號產(chǎn)量30 037.5 kg·hm-2居第2位，思壯2號最低28 648.5 kg·hm-2，分別較對照提升了104.8%、103.3%、93.9%。綜上所述，京欣砧2號產(chǎn)量表現(xiàn)最佳，比自根苗提升了104.8%，邊緣可溶性固形物含量高，果實糖度較均勻；思壯2號品質(zhì)表現(xiàn)最佳，但產(chǎn)量表現(xiàn)最差；信甜砧1號果實品質(zhì)指標表現(xiàn)較均衡，可溶性固形物含量接近自根苗，產(chǎn)量居第2位，比自根苗提升了103.3%。

表4 不同砧木品種對白啄瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

嫁接育苗是白啄瓜生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，幼苗質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到后期產(chǎn)量的高低。封閉型人工光照育苗系統(tǒng)是繼溫室工廠化育苗后發(fā)展起來的高度專業(yè)化和現(xiàn)代化的種苗生產(chǎn)方式[9]。由于受自然條件影響小，作物生產(chǎn)計劃性強，生產(chǎn)周期短，自動化程度高，單位面積土地利用率高，已成為未來工廠化育苗的重要發(fā)展方向[8-9]。LED光源的研究開發(fā)為人工光照育苗系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的契機，使人工育苗工廠的普及應用成為可能。李東星等[10]研究表明，在閉鎖型育苗系統(tǒng)中，LED光源能夠顯著促進生菜的生長，并且對生菜的鮮重、株高和葉片數(shù)都有顯著的促進作用，認為LED光源是閉鎖型育苗系統(tǒng)中培育蔬菜幼苗最佳的光源。王克磊等[2]研究表明，利用LED光源補光對立體育苗模式下黃瓜的生長有促進作用，通過LED燈補光彌補層架遮蔭造成的不利影響是十分可行的。本研究比較分析了人工光照育苗系統(tǒng)中4種不同光源對白啄瓜嫁接苗生長情況的影響，結(jié)果表明寧波格欣萊光電科技有限公司光照燈處理白啄瓜嫁接成活率高達100%，且嫁接苗植株矮壯，生物量大，是開展白啄瓜嫁接育苗人工光照光源的最佳選擇。

本研究發(fā)現(xiàn)，人工光照育苗系統(tǒng)下各砧木嫁接苗產(chǎn)量均高于對照，京欣砧2號、信甜砧1號、思壯2號產(chǎn)量分別較對照提升了104.8%、103.3%、93.9%，說明嫁接可大幅提高白啄瓜產(chǎn)量，原因可能是嫁接換根改善了植株的吸收特性，增強了植株生長勢，提高了光合能力，提升抗病性的同時強化了產(chǎn)量形成的相關(guān)生理條件[11]。大部分砧木對甜瓜品質(zhì)影響較大，易導致甜瓜皮厚增加、果肉變硬、甜度下降、口感和風味變差[12-15]。因此，能否在保證抗病增產(chǎn)的同時，盡量不影響白啄瓜原有的果實品質(zhì)是衡量嫁接砧木是否合適的重要指標，對人工光照育苗系統(tǒng)下嫁接砧木的篩選具有重要意義[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，同一光源下,試驗選用的3種不同砧木嫁接白啄瓜中心部分果實可溶性固形物均與自根苗接近，邊緣部分可溶性固形物高于自根苗，表現(xiàn)出較好的果品品質(zhì)。

瓜類嫁接育苗生產(chǎn)能否獲得成功，主要取決于砧木與接穗組合之間的親和力優(yōu)劣。郭建武等[11]提出砧木與接穗的親和力，按照生育階段劃分為嫁接親和力和共生親和力。嫁接親和力決定嫁接后的秧苗成活率，嫁接親和力強，嫁接成活率就高；共生親和力的強弱則決定嫁接商品苗共生共榮的優(yōu)劣，共生性好，則植株生長發(fā)育好，嫁接優(yōu)勢明顯。本研究比較了同一光源下3種不同砧木品種對白啄瓜生長情況的影響，研究發(fā)現(xiàn)，人工光照育苗系統(tǒng)中信甜砧1號嫁接親和力最強，砧木子葉面積小，不易相互遮陰，適合工廠化育苗，嫁接成活率和商品出苗率最高分別達90.9%、83.0%，白啄瓜產(chǎn)量居第2位，品質(zhì)表現(xiàn)接近自根苗，共生親和力也較強；京欣砧2號砧木苗期表現(xiàn)最佳，白啄瓜產(chǎn)量最高，果實品質(zhì)表現(xiàn)較好，共生親和力最強，但由于京欣砧2號砧木子葉大，工廠化育苗時子葉相互遮陰較嚴重，影響嫁接成活率和商品苗的質(zhì)量，商品苗率僅為59.5%；思壯2號白啄瓜品質(zhì)表現(xiàn)最佳，但產(chǎn)量表現(xiàn)最差，僅為28 648.5 kg·hm-2，較京欣砧2號、信甜砧1號分別低了5.3%、4.6%。綜合考慮，信甜砧1號砧木與接穗的親和力最強，子葉面積小，是人工光照育苗系統(tǒng)下開展白啄瓜嫁接的最佳砧木品種。