尚慶茂 王希波 張偉麗
(1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081;2 山東偉麗種苗有限公司,山東濟(jì)南 250212)
土壤連作障礙嚴(yán)重制約瓜類(lèi)蔬菜優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)高效生產(chǎn)。嫁接可有效克服瓜類(lèi)蔬菜枯萎?。⊿chltdl.)、根腐?。≒ollack &Uecker)、疫?。↙eonian)、黃萎?。↘leb.)、黑腐病(Kesteren)、根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)等土傳病害,增強(qiáng)植株對(duì)病毒?。–MV、WMV-II、PRSV、ZYMV、MNSV)的抗性,緩解低溫、干旱、弱光、鹽脅迫、高濕、重金屬脅迫傷害,提高根系水分和養(yǎng)分吸收能力,減少化學(xué)農(nóng)藥和化學(xué)肥料施用量,增加產(chǎn)量,改善品質(zhì)。日本在20 世紀(jì)20 年代首先將西瓜嫁接于南瓜,隨后又嫁接于瓠瓜,顯著減輕了土傳病害的發(fā)生。目前,嫁接栽培技術(shù)已得到世界各地廣泛認(rèn)可,用于西瓜、甜瓜、黃瓜、苦瓜、冬瓜等瓜類(lèi)蔬菜生產(chǎn)(Davis et al.,2008;呂兆明 等,2021;彭瑩 等,2021;譚占明 等,2021)。
砧木品種選擇是嫁接能否成功的關(guān)鍵。通常須考慮以下因素:①親和力。包括嫁接親和力和共生親和力。② 抗病性?;诋a(chǎn)地土壤和接穗品種特性,選擇抗產(chǎn)地主要土傳病害的砧木品種。③耐逆性?;谠耘嗖缈诩皻夂驐l件、接穗品種特性,選擇耐逆性強(qiáng)的砧木品種。④ 適配性。選擇與接穗品種生長(zhǎng)特性相匹配的砧木品種,如接穗品種長(zhǎng)勢(shì)旺,可選擇根系生長(zhǎng)相對(duì)可控的砧木品種;反之,接穗品種生長(zhǎng)較弱,可選擇根系水分和養(yǎng)分吸收能力強(qiáng)的砧木品種。⑤ 豐產(chǎn)性。嫁接后增產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)作用顯著。⑥ 優(yōu)質(zhì)性。嫁接后能有效改善或保持果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)和外觀品質(zhì)。目前我國(guó)主要瓜類(lèi)蔬菜嫁接砧木品種如表1 所示。
表1 目前我國(guó)主要瓜類(lèi)蔬菜嫁接砧木品種
培育健壯、整齊一致的砧木幼苗和接穗幼苗可以顯著提高嫁接利用率、嫁接操作便利性和嫁接成活率,是嫁接育苗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2.1 播種量確定 因涉及砧木、接穗幼苗嫁接利用率、嫁接成活率以及嫁接后成苗率,必須在瓜類(lèi)蔬菜實(shí)生苗培育的基礎(chǔ)上增加播種量。播種量計(jì)算公式:=〔/(×××)〕×/1 000,式中為砧木或接穗播種量(g);為所需嫁接苗成品苗數(shù);為嫁接前砧木或接穗成苗率;為嫁接利用率;為嫁接成活率;為嫁接后成苗率;為種子千 粒重。
續(xù)表
續(xù)表
2.2 播種時(shí)間 砧木和接穗播種時(shí)間因種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)特性以及嫁接方法而異,必須提前進(jìn)行試驗(yàn),以確定砧木和接穗各自播種時(shí)間。兩者多錯(cuò)期播種。
2.3 嫁接前幼苗管理 砧木通常播種于50 孔PS吹塑穴盤(pán),孔穴深度≥5.5 cm,播種深度2 cm。接穗多播種于平盤(pán),每盤(pán)播2 000 粒左右,播后覆蓋1.5~2.0 cm 厚的細(xì)沙或珍珠巖;也可以播種于288孔穴盤(pán),幼苗整齊度較好。播種后的環(huán)境和水肥管理可參考瓜類(lèi)蔬菜集約化育苗技術(shù)規(guī)程(尚慶茂 等,2022),同時(shí)應(yīng)特別注意幼苗的直立性。
2.4 嫁接適宜苗齡 判斷砧木和接穗的嫁接適宜苗齡以生理苗齡為主。砧木幼苗下胚軸長(zhǎng)5~8 cm、粗5 mm 左右,葉色濃綠,子葉半開(kāi)展,呈“V”字形。接穗幼苗下胚軸長(zhǎng)3~4 cm、粗3 mm 以上,子葉多半開(kāi)展。干物質(zhì)積累多,自由水/束縛水比例低,耐蒸騰失水能力強(qiáng)(管理者可從幼苗莖葉顏色和葉片表面保護(hù)組織,或萎蔫時(shí)間進(jìn)行判斷)。
3.1 愈合室檢查與消毒 主要包括:①愈合室內(nèi)及周邊環(huán)境清潔,閑置物品全部清理,不留死角。② 嚴(yán)格檢查溫控、濕控、光控、通風(fēng)元器件及工作狀態(tài),確保水電路安全和環(huán)控精準(zhǔn)度。③清潔嫁接苗擱置架。④ 采用藥劑熏蒸和噴霧消毒相結(jié)合的方法,對(duì)嫁接操作車(chē)間、愈合室進(jìn)行徹底消毒。嫁接前5 d(天)用30%百菌清煙劑或10%異丙威煙劑熏蒸48 h(小時(shí)),殺死空氣中的廣譜型真菌病原物和白粉虱等;嫁接前3 d(天)用0.2%二氧化氯消毒液進(jìn)行噴淋消毒,密封24 h(小時(shí)),殺死空氣中和角落的細(xì)菌病原體;嫁接前一天用0.5%硫磺懸浮劑煙霧消毒,殺死角落或空氣中的白粉病病原物等。在嫁接操作車(chē)間、愈合室四周及苗床下撒入生石灰,預(yù)防真菌性和細(xì)菌性病害,進(jìn)出門(mén)口放置酒精消毒液,便于工作人員進(jìn)出消毒(楊凡 等,2020)。
3.2 嫁接器具準(zhǔn)備及消毒 主要包括:①嫁接操作車(chē)間溫度保持在20~25 ℃,空氣相對(duì)濕度70%左右,光照強(qiáng)度5 000~10 000 lx,避免強(qiáng)光直射,并進(jìn)行徹底清潔與消毒。② 準(zhǔn)備足夠的切削刀片或手持切削器。③嫁接機(jī)清潔、消毒與調(diào)試。④ 嫁接操作平臺(tái)清潔、消毒與調(diào)試。⑤ 準(zhǔn)備75%消毒用酒精。⑥ 嫁接夾選型與消毒。可選用套管型或平口型嫁接夾(圖1)。除考慮嫁接夾價(jià)格外,還必須注意套管內(nèi)徑、夾力大小和固定牢靠性。夾力過(guò)大,易造成接穗與砧木接合部變形和損傷,夾力太小,易松動(dòng)和脫落。使用陳放日久的嫁接夾,應(yīng)先用福爾馬林200 倍液或50%多菌靈可濕性粉劑500 倍液浸泡8 h(小時(shí)),晾干備用。
圖1 各種類(lèi)型的嫁接夾
3.3 砧木和接穗幼苗嫁接前處理 嫁接前24~48 h(小時(shí)),采用微風(fēng)吹拂或機(jī)械撥動(dòng)的方式去除砧木和接穗幼苗莖葉上殘留的基質(zhì)、雜物、灰塵。穴盤(pán)底部灌溉200 mg·L含微量元素水溶肥(N-PO-KO 為20-20-20+TE),盡量做到嫁接后1~6 d(天)不灌溉施肥。葉面噴施50%多菌靈可濕性粉劑800倍液或64%惡霜·錳鋅(殺毒礬)可濕性粉劑600 倍液,預(yù)防高溫、高濕、弱光條件下病害的發(fā)生。
瓜類(lèi)蔬菜常用的嫁接方法有頂插接法、靠接法、貼接法等。其中,貼接法砧木苗齡小,操作相對(duì)簡(jiǎn)單,更適于未來(lái)機(jī)械化操作,消除了砧木寬大子葉(圖2-A)造成的株間郁閉,降低了病害發(fā)生率,徹底去除了砧木生長(zhǎng)點(diǎn),防止了嫁接后砧木萌蘗再生,節(jié)約了去萌蘗人工(圖2-B)。
圖2 南瓜砧木寬大的子葉(A)和嫁接后人工去砧木萌蘗(B)
4.1 常規(guī)貼接法 取砧木幼苗,用刀片從1 片子葉基部呈40~45°斜向切除砧木生長(zhǎng)點(diǎn)和真葉,保留胚軸及相連子葉;再取接穗,在距離生長(zhǎng)點(diǎn)下部2 mm 處呈40~45°斜切,保留2 片子葉及相連下胚軸;將接穗與砧木的斜切面緊貼,并用平面嫁接夾或柔性套管固定(圖3-A)。接穗子葉與砧木子葉的伸展方向可以平行一致,也可以呈“十”字形垂直,主要取決于斜切面大小。
圖3 西瓜單子葉貼接苗(A)和黃瓜零子葉貼接苗(B)
4.2 斷根貼接法 因涉及嫁接后扦插,嫁接前應(yīng)先將50 孔穴盤(pán)裝好基質(zhì),澆水至基質(zhì)相對(duì)含水量85%~90%,并在孔穴正中央打取直徑3 mm、深度1.5 cm 左右的圓孔,覆膜保濕。同時(shí),合理安排扦插人員,一般2 名嫁接工配備1 名扦插工。
取砧木幼苗,在距離頂端生長(zhǎng)點(diǎn)5 cm 左右的基部平切,保證切取胚軸長(zhǎng)度一致,再按照常規(guī)貼接法進(jìn)行嫁接,最后扦插入預(yù)先準(zhǔn)備好的50 孔穴盤(pán)中。扦插深度1.5~2.0 cm。通過(guò)斷根,使嫁接苗高度整齊一致,基部再生不定根生長(zhǎng)旺盛,吸收水分、養(yǎng)分能力強(qiáng),很少發(fā)生老化現(xiàn)象。
4.3 砧木零子葉貼接法 在砧木幼苗頂端生長(zhǎng)點(diǎn)下端2 mm 處呈45°向下斜切,接穗幼苗在距離子葉5~8 mm 下胚軸處45°向下斜切,兩個(gè)斜切面縱向垂直貼合,并用柔性塑料套管固定(圖3-B)。該方法徹底切除了砧木頂端生長(zhǎng)點(diǎn)和子葉,防止了砧木頂端生長(zhǎng)點(diǎn)萌蘗再生和后期多次去萌蘗,避免了病原菌從傷口侵染以及砧木肥大子葉造成的株間郁閉,增加了嫁接苗株間空氣流動(dòng),能顯著降低病害發(fā)生率。
嫁接愈合涉及創(chuàng)傷響應(yīng)、愈傷組織形成、細(xì)胞分化等一系列細(xì)胞學(xué)事件,根據(jù)愈合進(jìn)程對(duì)溫度、濕度、光照等環(huán)境因子進(jìn)行綜合調(diào)控(圖4),對(duì)加快愈合進(jìn)程和提高嫁接成活率有重要作用(廖自月 等,2020;儲(chǔ)玉凡 等,2021)。瓜類(lèi)蔬菜嫁接愈合期環(huán)境管理要點(diǎn)如下。
圖4 瓜類(lèi)蔬菜嫁接愈合期管理
5.1 嫁接后1~3 d(天)該時(shí)期砧木和接穗接合面壞死層形成、細(xì)胞分裂和愈傷組織形成。白天溫度保持在26~28 ℃,夜間22~25 ℃,空氣相對(duì)濕度95% ± 2%,每天1 000 lx 光照6 h(小時(shí));不需灌水、施肥。
5.2 嫁接后4~6 d(天)該時(shí)期砧木和接穗接合區(qū)細(xì)胞分化和維管束初連。白天溫度保持在25~27 ℃,夜間22~25 ℃,空氣相對(duì)濕度85% ± 2%,每天3 000 lx 光照6 h(小時(shí));不需灌水、施肥。
5.3 嫁接后7~10 d(天)該時(shí)期砧木和接穗接合區(qū)細(xì)胞分化、黏連以及維管束重構(gòu)。白天溫度保持在25~28 ℃,夜間20~23 ℃,空氣相對(duì)濕度80% ± 2%,每天10 000 lx 光照8 h(小時(shí));穴盤(pán)底部少量灌水,施用濃度為100 mg·L的水溶肥(N-PO-KO 為19-19-19,下同)。
5.4 嫁接后11~13 d(天)該時(shí)期砧木和接穗接合區(qū)固化并穩(wěn)定連接。白天溫度保持在25~30 ℃,夜間15~20 ℃,空氣相對(duì)濕度75% ± 2%,每天20 000 lx 光照10 h(小時(shí));穴盤(pán)底部少量灌水,施用濃度為200 mg·L的水溶肥。
冬春茬低溫季節(jié)定植的幼苗,出圃前應(yīng)進(jìn)行耐寒性鍛煉,降低育苗設(shè)施內(nèi)溫度,白天溫度維持在15~25 ℃,夜間10~12 ℃,空氣相對(duì)濕度35%~50%,減少灌水,基質(zhì)濕度降至45%左右,增強(qiáng)光照,促進(jìn)干物質(zhì)積累。夏秋高溫季節(jié)定植的幼苗,出圃前應(yīng)進(jìn)行耐高溫強(qiáng)光鍛煉,提高育苗設(shè)施內(nèi)溫度,白天溫度維持在28~35 ℃,夜間22~26 ℃,空氣相對(duì)濕度35%~50%,減少灌水,基質(zhì)濕度降至45%左右,并增強(qiáng)光照,延長(zhǎng)光照時(shí)間。
定植前1~2 d(天),嫁接苗葉面噴施或根際灌溉1 次殺菌劑和殺蟲(chóng)劑,預(yù)防緩苗期病蟲(chóng)害 發(fā)生。
苗齡30~35 d(天);具1~2 片真葉,葉片厚,葉色濃綠,開(kāi)展度適宜;株高10~15 cm,莖粗5 mm 以上;根系白色,發(fā)達(dá),成坨性好;不攜帶病原菌和蟲(chóng)源(圖5)。
圖5 瓜類(lèi)蔬菜嫁接苗成苗
8.1 愈合期接穗基部不定根發(fā)生防控技術(shù) 原因分析:①接穗和砧木未緊密貼合。② 砧木斜向切削角度太小,或切削位點(diǎn)距離頂端生長(zhǎng)點(diǎn)較遠(yuǎn),露出下胚軸中央髓腔,接穗斜切面在砧木髓腔發(fā)生不定根。③嫁接愈合期一直處于高溫高濕狀態(tài)。
主要對(duì)策:①選擇適宜的砧木和接穗品種。選用下胚軸中央髓腔不發(fā)達(dá)的砧木品種,髓腔直徑越小、越短,越利于貼接。選用下胚軸短粗的接穗品種,下胚軸越粗、切削面越大,越利于貼接。② 加強(qiáng)砧木和接穗嫁接前管理。通過(guò)環(huán)境和水肥管理,培育健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的砧木和接穗幼苗,有利于砧木和接穗切削面緊密貼合。③砧木不能切削太深和露出下胚軸中央髓腔,防止接穗斜切面萌發(fā)的根系進(jìn)入砧木髓腔,形成假成活,或接穗根系沿髓腔直達(dá)土壤,形成假嫁接(同實(shí)生苗)。④ 選用與接合部直徑、形狀相適宜的嫁接夾或套管,保證固定牢靠。⑤ 愈合期實(shí)行階段式環(huán)境管理,根據(jù)愈合進(jìn)程及時(shí)調(diào)整愈合溫度、空氣相對(duì)濕度和氣流速度,抑制不定根發(fā)生(圖6)。
圖6 黃瓜嫁接苗接穗發(fā)生不定根
8.2 嫁接接合部腐爛預(yù)防技術(shù) 原因分析:①嫁接夾或套管直徑小和夾力過(guò)大,造成砧木和接穗接合部胚軸組織機(jī)械損傷。② 嫁接夾或套管內(nèi)表面緊貼胚軸接合部,傷流液無(wú)法排放,不透氣。③砧木和接穗幼苗嫁接前染病,或操作過(guò)程不注意衛(wèi)生,導(dǎo)致病原菌侵染接合部。④ 愈合期頂部噴灌導(dǎo)致接合部觸水腐爛。
主要對(duì)策:①選擇與接合部粗度適宜的優(yōu)質(zhì)嫁接夾或套管,做到既可以固定牢靠,又可以排出傷流液,還具有一定的透氣性。② 確保嫁接車(chē)間、嫁接器具、嫁接夾或套管、人體接觸部位的衛(wèi)生。③嫁接前培育砧木、接穗壯苗,做到幼苗、基質(zhì)不帶任何病原菌。④ 愈合期采用穴盤(pán)底部灌溉的方式,杜絕頂部噴灌。