陈同强, 陈 奎, 田永强, 曲 梅, 高丽红
(中国农业大学园艺学院/设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室,北京 100193)
嫁接栽培是瓜类蔬菜克服连作障碍的有效技术措施,冬春季节是瓜类蔬菜嫁接苗需求的高峰期,但该时期在我国北方大部分地区育苗均存在低温、弱光等逆境,育苗期加温能源消耗大,导致成本上升,而育苗成本上升已成为制约工厂化育苗发展的主要因素[1-2]。双断根嫁接是在插接基础上发展起来的嫁接方法,在黄瓜[3-4]、西瓜[5-6]、冬瓜[7]等作物上已取得较好的效果,具有嫁接速度快、成活率高、嫁接苗健壮整齐等特点,而且双断根嫁接苗不带基质,可以增加单位体积的贮藏运输量。从节约育苗成本的角度出发,国内有育苗企业提出了双断根嫁接苗分段培育的设想,即冬春季节利用海南省等地适宜的自然气候条件进行蔬菜嫁接苗嫁接前幼苗的培育,将双断根嫁接后的苗(不带基质和穴盘)运输(空运或陆运)到其他地区育苗场进行后期生根及壮苗培育,这样既可以降低前期育苗加温成本,又可以减少商品苗从海南省向外长距离运输的成本,达到节本增效的商品苗生产目的。
目前,常规商品苗的贮运环境一般以低温、弱光和相对较高的空气湿度为主[8-11],而嫁接苗愈伤组织的形成须要一个相对高温、高湿(99%)、黑暗的养护环境[12-14]。笔者所在课题组前期的研究结果表明,在温度为20 ℃条件下贮藏运输时间控制在40 h以内,黄瓜双断根嫁接苗的成活率、商品苗质量、移栽质量与对照(不经贮运,直接扦插生根)相比没有显著差异[2]。考虑到不同运输条件(飞机或保温运输车等)所能达到的温度控制能力和成本,以及这种异地育苗的推广范围,笔者在前期试验的基础上,进一步研究不同贮藏温度与贮运时间对黄瓜双断根嫁接商品苗质量的互作影响,以期为该技术应用的可行性提供理论与数据支撑。
供试砧木为北农亮砧褐籽南瓜,接穗为中农16号黄瓜品种,由中国农业科学院蔬菜花卉研究所研制。
试验于2015年在中国农业大学人工气候室和科学园日光温室内进行,育苗基质是以草炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩体积比为 2 ∶1 ∶1 的混合物。待砧木第1张真叶微露到黄豆粒大小、接穗子叶刚展平时开始嫁接,采用插接法,并剪去砧木根部,将嫁接好的黄瓜苗放进底层铺有湿纱布的泡沫箱内,装满后再喷洒25%多菌灵可湿性粉剂400倍液,之后覆盖一层湿纱布,盖上盖子,箱内湿度为99%,将泡沫箱放置在15、20、25 ℃等3个恒温、黑暗的气候室内,根据贮运时间不同,分批次进行播种与嫁接,最后,同时将嫁接后在不同温度下贮运0(CK)、8、16、24、32、40、48 h的嫁接苗扦插到50孔穴盘并放入日光温室中,在温室内搭建小拱棚,小拱棚上覆盖遮阳网,维持高湿(95%~100%)、黑暗以及较高的温度条件(温室内平均温度为20 ℃左右),促进伤口的愈合和不定根的发生。从第6天开始通风见光,第8天后完全撤去小拱棚,成活之后正常管理,苗期浇施黄瓜山崎营养液,嫁接苗长到2叶1心时测定相关指标。每个处理重复3次,每次重复32株苗,共96株嫁接苗。
贮运结束后,测定砧木、接穗子叶和第1张真叶的叶绿素含量、淀粉含量、可溶性糖含量。扦插成活后统计成活率,当幼苗达到商品苗标准(2叶1心)时测定秧苗株高、茎粗及地上部和地下部的干质量、鲜质量,计算壮苗指数(壮苗指数=茎粗÷株高×全株干质量)、第1张真叶比叶质量(指单位叶面积的叶片质量)、根冠比(根冠比=地下部干质量/地上部干质量)。所有形态指标每个重复测定3株,每个处理共测量9株,结果为9株的平均值;叶绿素含量等生理指标每个重复为3株混合样,结果为3次重复的平均值。
株高用直尺测量;茎粗用游标卡尺测量;叶面积用Epson perfection 4990 photo扫描仪扫描。叶绿素含量测定采用95%乙醇提取比色法;可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法;淀粉含量测定采用高氯酸水解比色法[15]。
试验数据采用Excel 2013进行初步整理,用SPSS 22.0软件对数据进行LSD法差异显著性分析。
由表1可知,贮运时间和贮运温度对砧木子叶叶绿素含量影响显著,随着贮运时间的增加,砧木子叶叶绿素含量逐渐下降,处理48 h后叶绿素含量最低,与对照达到显著性差异;不同贮运温度处理的砧木子叶叶绿素含量均显著低于对照,但不同温度处理之间无显著性差异。与砧木子叶相比,接穗子叶叶绿素含量受贮运温度和贮运时间的影响较小,虽然表现为随着贮运时间延长叶绿素含量整体呈下降的趋势,但总体来看不同处理之间没有达到显著差异水平。在可溶性糖含量和淀粉含量方面,除了在贮运温度为25 ℃时接穗子叶的可溶性糖含量与对照差异显著外,其他处理均与对照差异不显著。
表1 不同贮运时间和贮运温度对黄瓜双断根嫁接苗生理指标的影响
注:数据后不同小写字母表示不同贮运时间或不同贮运温度下同一指标在0.05水平上差异显著,NS表示影响不显著(P>0.05)。下表同。
在不同贮运温度下通过一定贮运时间后嫁接苗的成活率和商品苗质量是评价育苗技术方案是否可行的关键指标。由表2可知,贮运时间和贮运温度对黄瓜嫁接苗扦插后成活率的影响不显著,且各处理与对照均无显著差异,在试验所设定的贮运温度和贮运时间内,所有处理的双断根嫁接苗的成活率均高于96%。贮运时间和贮运温度对黄瓜嫁接商品苗的比叶质量、总干质量、壮苗指数的影响均不显著,且各处理与对照均没有显著差异。但不同处理对商品苗的根冠比产生了显著影响,与对照相比,随着贮运时间的延长,根冠比总体呈下降趋势,贮运时间为40 h时根冠比与对照差异显著;贮运温度为15、25 ℃时,与对照相比,根冠比显著降低,其降低原因主要是地下部干质量降低引起的。由此可见,贮运温度和贮运时间对断根嫁接苗的生根有显著影响,进而影响了植株的根冠比。当贮运时间太长(48 h),或温度过低(15 ℃)、过高(25 ℃),均会导致扦插后生根慢,根系生长量相对较小,而地上部生长受影响较小,因此根冠比降低。
表2 不同贮运时间和贮运温度对黄瓜嫁接商品苗生长指标的影响
由表3可知,贮运时间和贮运温度对砧木子叶叶绿素含量均没有显著影响,但影响了接穗子叶和真叶叶绿素含量,随着贮运时间延长,接穗子叶和接穗真叶叶绿素含量整体呈下降趋势,接穗子叶叶绿素含量在贮运40、48 h时与对照相比差异显著,接穗真叶叶绿素含量在贮运24、32、48 h时与对照差异显著。随着贮运温度升高,接穗子叶叶绿素含量呈下降趋势,25 ℃处理时叶绿素含量与对照差异显著,但贮运温度对接穗真叶叶绿素含量影响不显著。
表3 不同贮运时间和贮运温度对黄瓜嫁接商品苗叶绿素含量的影响
由表4、表5可知,贮运时间和贮运温度对黄瓜嫁接商品苗砧木子叶、接穗子叶、接穗真叶的可溶性糖含量、淀粉含量整体上没有显著影响,虽然与对照相比,随着贮运时间的延长,接穗子叶、接穗真叶的可溶性糖含量与淀粉含量总体呈下降趋势,但贮运时间各处理之间及各处理与对照之间均差异不显著,贮运温度的影响更小。
表4 不同贮运时间和贮运温度对黄瓜嫁接商品苗可溶性糖含量的影响
本试验主要探讨瓜类蔬菜采用双断根嫁接育苗技术进行南北两地2段式育苗的可行性。结果表明,双断根嫁接苗在15~25 ℃范围内,经过48 h的高湿黑暗贮运,仍具有较高的成活率(97%以上)和较好的商品苗质量,说明瓜类蔬菜双断根育苗进行南北两地2段式育苗在技术上是可行的。这既解决了北方育苗低温期加温能源消耗增加育苗成本(冬春季嫁接苗成本中加温成本平均为0.20元/株),增加空气污染风险的问题,同时又降低了直接在海南育成商品苗后进行穴盘苗远距离运输的成本。
表5 不同贮运时间和贮运温度对黄瓜嫁接商品苗淀粉含量的影响
贮运时间和温度主要影响黄瓜嫁接商品苗的根冠比及接穗子叶、接穗真叶的叶绿素含量。已有研究表明,蔬菜商品苗在黑暗条件下贮运时间不能过长,一方面要避免叶绿素分解导致叶片在光照条件下不能进行光合作用[16-18],另一方面长时间的黑暗、高湿、高温条件容易导致嫁接苗伤口部位的感染及物质消耗过多[19-20],降低嫁接苗的质量,影响定植后的生长发育。通过本试验初步明确在设定贮运温度与贮运时间范围内,贮运时间超过40 h、贮运温度为15、25 ℃均会显著降低黄瓜双断根嫁接商品苗的根冠比,接穗子叶和接穗真叶叶绿素含量也会相应降低,这均不利于培育壮苗。
综上所述,黄瓜双断根嫁接苗异地育苗的贮运(运输)温度应在20 ℃左右较为合适,不应超过25 ℃。在此温度的基础上,贮运时间不宜超过40 h。