不同砧木嫁接對連作甜瓜生長及果實品質(zhì)的影響

王策 程斐 孫令強 紀國才 李平 黃婷婷 李敏

關(guān)鍵詞：甜瓜；嫁接；砧木；果實品質(zhì)；存活率

薄皮甜瓜（Cucumis melo L．）因其清脆爽口和味道香甜濃郁而深受消費者喜愛。山東青島是我國薄皮甜瓜的主要栽培基地，種植面積達到2453.3萬公頃，品種以‘甜寶系列為主，主產(chǎn)區(qū)位于萊西市馬連莊鎮(zhèn)?！榜R連莊甜瓜”為著名區(qū)域公用品牌，并通過了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國家地理標志保護認證。

生產(chǎn)上土傳病害的日趨嚴重對甜瓜產(chǎn)量與品質(zhì)造成很大影響。嫁接能夠擴大根系的吸收范圍，增強根系的吸收能力，提高植物的抗逆性和抗病性，促進植物生長，提高產(chǎn)量，是一種廣泛應(yīng)用于逆境條件下的作物栽培方式。但砧木選用不當常常會導致甜瓜果實生長發(fā)育不正常，果皮變厚，風味和品質(zhì)變差，產(chǎn)量降低甚至絕產(chǎn)。本試驗以‘甜寶接穗和6種砧木為材料，研究不同砧木嫁接下甜瓜的成活率、生理指標、經(jīng)濟性狀及果實品質(zhì)的變化，以期篩選出適宜甜瓜品種‘甜寶嫁接的優(yōu)良砧木，為其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試甜瓜接穗和6種砧木信息見表1。

1.2試驗設(shè)計

試驗于山東省萊西市馬連莊鎮(zhèn)鄭家下夼村（120°40'E，37°02'N）進行。2021年1月12日播種‘甜寶甜瓜，1月20日播種砧木，1月28日采用劈接法進行嫁接。2月28日每個處理選生長狀況良好的45株幼苗移栽到大拱棚中單行定植，株距0.15m，行距3m。每小區(qū)15株，重復(fù)3次。甜瓜苗雙蔓整枝，全株留4個瓜。各處理栽培管理條件一致。5月21日，果實成熟后采收，并測定植株各項生理指標、果實產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.3測定指標及方法

嫁接成活率（%）=（嫁接成活株數(shù)／嫁接總株數(shù)）×100。

植株存活率：果實采收時統(tǒng)計。

光合指標：采用LI-6400XT型便攜式光合作用測量系統(tǒng)測定植株相同部位功能葉片的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間C07濃度（Ci）、氣孔導度（Gs）和水分利用效率（WUE）。

根系活力：采用氯化三苯基四氮唑還原法（TTC法）測定。

果實外觀性狀指標和產(chǎn)量：每小區(qū)隨機選取3個果實，測量其橫徑、縱徑和單果重，計算果形指數(shù)。果形指數(shù)=果實縱徑／果實橫徑。按種植密度折算出甜瓜公頃產(chǎn)量。

果實品質(zhì)：用糖酸一體機（ATAGO PAL-BX/ACID4，日本）測定果實可溶性固形物含量和酸度，用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量，用鉬藍比色法測定Vc含量，用滴定法測定有機酸含量。按公式計算固酸比和糖酸比，固酸比=可溶性固形物含量／有機酸含量，糖酸比=可溶性糖含量／有機酸含量。

果實香氣：每個處理選取3個甜瓜果實用電子鼻（AIRSENSE PEN3，德國）測量。PEN3電子鼻包含10個金屬氧化物傳感器陣列，各傳感器性能見表2，根據(jù)傳感器接觸到樣品揮發(fā)物后的電阻量G與傳感器經(jīng)過標準活性碳過濾氣體的電阻量Go之比值而進行數(shù)據(jù)處理和模式識別。將甜瓜置于500 mL燒杯中，并用封口膜封口，于室溫（20±2）℃下靜置1h后采用頂空吸氣法進行電子鼻檢測。分析檢測條件為：樣品測試時間120s，準備時間5s，自動調(diào)零時間10s，傳感器清洗時間120s，樣品測定間隔時間1s。選取檢測過程中80～83s處的G／G。值，各處理重復(fù)3次。

果實質(zhì)地：用質(zhì)構(gòu)儀（Food Technology Corpo－ration TMS-TOUCH，美國）進行質(zhì)地多面分析（TPA），具體操作參照潘好斌的方法進行。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用DPS7.05軟件進行方差分析，采用最小顯著差異法（LSD）進行顯著性檢驗，采用Microsoft Excel 2016繪制圖表。

2結(jié)果與分析

2.1不同砧木嫁接甜瓜苗成活率與田間存活率

由圖1A可知，6種砧木的嫁接成活率都在94%以上，其中2號和3號砧木的嫁接成活率最高，都為97%。從圖IB可知，自根苗田間存活率為75.6%，所有嫁接苗田間存活率都為100%，說明嫁接能顯著提高甜瓜苗的存活率。

2.2不同砧木嫁接甜瓜的根系活力表現(xiàn)

由圖2可知，所有砧木嫁接甜瓜的根系活力均顯著高于自根苗，其中2號嫁接甜瓜的根系活力最高，為2.26mg.g-1·h-1，比CK高42.3%。

2.3不同砧木嫁接甜瓜的光合參數(shù)表現(xiàn)

由表3可以看出，嫁接能提高甜瓜葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）和水分利用效率（WUE），并降低胞間CO2濃度（Ci）。不同砧木嫁接對甜瓜光合參數(shù)的影響也不相同：3號嫁接甜瓜的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率（Tr）最高，分別比自根苗增加57.0%、82.9%和47.0%，胞間C02濃度最低，比自根苗降低12.0%：6號嫁接甜瓜的水分利用效率最高，比自根苗增加36.7%。

2.4不同砧木嫁接甜瓜的經(jīng)濟性狀表現(xiàn)

由表4可以看出，嫁接能明顯增加甜瓜的果實橫徑、縱徑、單果重和產(chǎn)量。2號嫁接甜瓜的果實橫徑最大，為100.3mm，果形指數(shù)最??；5號嫁接甜瓜的果實縱徑最大，為102.0mm;4號嫁接甜瓜的單果重和產(chǎn)量最高，分別為0.520kg和46800.0kg·hm-2，比CK分別增加42.9%和88.7%；3號嫁接甜瓜的產(chǎn)量次之，為45720.0kg·hm-2。

2.5不同砧木嫁接甜瓜的果實品質(zhì)表現(xiàn)

由表5可見，與自根苗（CK）相比，嫁接甜瓜的可溶性固形物含量、可溶性糖含量、Vc含量、固酸比和糖酸比都有不同程度降低，有機酸含量則有不同程度增加，可溶性蛋白含量表現(xiàn)為有增有減。3號嫁接甜瓜的可溶性蛋白含量最高，可溶性固形物含量、可溶性糖含量、Vc含量、固酸比和糖酸比僅次于自根苗，分別降低5.8%、15.1%、7.7%、12.9%和20.4%；4號嫁接甜瓜的酸度最低，僅為1.24%。

2.6不同砧木嫁接甜瓜的果實質(zhì)地表現(xiàn)

硬度反映在外力擠壓下甜瓜果實發(fā)生形變所需的最大力。由表6可以看出，甜瓜果實硬度范圍為6.5～18.1N，其中2號嫁接甜瓜的硬度最大，5號嫁接甜瓜的硬度最小。黏附性是咀嚼果肉時口腔克服果肉表面吸引力所做的功。各處理甜瓜果實的黏附性為0.018～0.096N·mm，黏附性最大的是6號嫁接甜瓜。內(nèi)聚性反映果實保持完整性的能力。各處理甜瓜果實的內(nèi)聚性為0.105～0.173。彈性反映果肉經(jīng)第一次壓縮變形后，去除擠壓力所能恢復(fù)的程度。各處理甜瓜果實的彈性為0.468～1.052mm。膠粘性和咀嚼性反映牙齒咀嚼甜瓜果實成吞咽狀態(tài)所需要的能量，綜合反映果肉對咀嚼的持續(xù)抵抗性。各處理甜瓜果實的膠粘性為0.69～2.97N，咀嚼性為0.40～3.38mJ。3號嫁接甜瓜在硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性、膠粘性和咀嚼性各指標上與自根苗均無顯著差異。

2.7電子鼻對不同砧木嫁接甜瓜的響應(yīng)分析

采用的電子鼻設(shè)備由針對不同類型風味敏感的10個金屬氧化物半導體傳感元件組成。表7給出了10個傳感器陣列對不同砧木嫁接甜瓜果實中風味敏感物的響應(yīng)值，可以看出，嫁接會對甜瓜的一些揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生影響。其中，在WIC、W5S、W3C、W5C、WIW、W2W、W3S這7個傳感器上，除5號嫁接甜瓜外，其他砧木嫁接甜瓜的傳感器響應(yīng)值與自根苗無顯著差異，且7個傳感器響應(yīng)值均為5號嫁接甜瓜的最高；在W6S傳感器上，嫁接甜瓜的傳感器響應(yīng)值顯著低于自根苗，說明嫁接可能會導致該類傳感器敏感的揮發(fā)性貢獻物減少，如氨氣；在WIS傳感器上，5號嫁接甜瓜的傳感器響應(yīng)值最高，3號嫁接甜瓜的傳感器響應(yīng)值最低，1、2、4、6號嫁接甜瓜的傳感器響應(yīng)值與CK無顯著差異。

將電子鼻10個傳感器數(shù)據(jù)進行降維轉(zhuǎn)化再進行主成分分析（PCA），以體現(xiàn)不同砧木嫁接處理對甜瓜香氣的影響。圖3顯示，第一主成分（PC1）的貢獻率為96.14%，第二主成分（PC2）的貢獻率為2.46%，總貢獻率為98.60%，表明PC1和PC2的總貢獻率包含樣品香氣的絕大部分信息，且數(shù)據(jù)間存在顯著差異（P<0.05）。從數(shù)據(jù)分布情況可以看出，對于第一主成分，3號嫁接甜瓜的與自根苗最接近；對于第二主成分，2、3、4、5號和6號嫁接甜瓜的較為接近。

3討論與結(jié)論

嫁接成功的關(guān)鍵是砧木，優(yōu)良砧木對嫁接苗生長有顯著的積極影響。本試驗中自根苗由于發(fā)生枯萎病，收獲時存活率只有75.6%，而所有嫁接苗存活率都為100%，說明嫁接能增強甜瓜對枯萎病的抗性，提高甜瓜苗的存活率：嫁接還增強甜瓜植株的凈光合速率、氣孔導度、水分利用效率和根系活力，并降低葉片胞間CO2濃度，這與胡晨曦等在西瓜上的研究結(jié)果一致。其中3號嫁接甜瓜的葉片凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率最高，胞間CO2濃度最低。

不同砧木與接穗的共生親和力不同，其對果實質(zhì)量和產(chǎn)量的影響也不相同。本試驗中，與自根苗相比，嫁接能明顯提高甜瓜的單果重和產(chǎn)量，但嫁接甜瓜的可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量和固酸比、糖酸比都有不同程度降低，有機酸含量有不同程度增加，可溶性蛋白含量有增有減。這可能是因為砧木和接穗的根系對礦質(zhì)營養(yǎng)吸收和代謝物運輸具有差異性，嫁接后砧木的遺傳物質(zhì)有可能向接穗轉(zhuǎn)移，最終改變果實的形狀和風味。

不同水果果肉的質(zhì)地特點不同，通常感官評定很難對果肉質(zhì)地進行人工量化，而采用質(zhì)地分析儀則可量化測定質(zhì)地參數(shù)。本試驗結(jié)果表明，3號嫁接甜瓜與自根苗甜瓜在硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性、膠粘性、咀嚼性上無顯著差異，說明該砧木嫁接的甜瓜保留了‘甜寶甜瓜的質(zhì)地。

本研究還采用電子鼻設(shè)備測定不同處理甜瓜果實樣品中風味敏感物的響應(yīng)值，并將電子鼻10個傳感器數(shù)據(jù)進行降維轉(zhuǎn)化再進行主成分分析，結(jié)果表明：與自根苗相比，除5號嫁接甜瓜外，其他砧木嫁接對果實的芳香成分、氮氧化合物、氨水、硫化物、乙醇等揮發(fā)性物質(zhì)影響不顯著，但嫁接可能會導致果實氨氣等揮發(fā)性物質(zhì)減少：從數(shù)據(jù)分布情況看，第一主成分（貢獻率96.14%）上，3號嫁接甜瓜數(shù)據(jù)與自根苗最接近。

綜合比較不同嫁接組合看出，6對砧穗組合中沐耕719（3號）嫁接甜瓜葉片光合作用強，果實糖度最高，風味好，果實質(zhì)地、香氣與自根苗無明顯差距，綜合表現(xiàn)最好；而青農(nóng)4號（4號）嫁接甜瓜在單果重和產(chǎn)量上表現(xiàn)突出，且果實有機酸含量低，綜合表現(xiàn)次之。生產(chǎn)上可以考慮將3號、4號作為‘甜寶甜瓜嫁接的適用砧木。