火龙果砧木与接穗参数的研究

戴宏芬，李俊成，潘玉珠，孙清明

（广东省农业科学院果树研究所/农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广东 广州 510640）

【研究意义】火龙果（Hylocereus undatus）为多年生肉质攀缘性植物［1］，我国从20世纪90年代初开始引进［2］，具有适应性强、见效快、采果期长、产量高等优点，是热区产业结构调整、产业扶贫比较理想的热带亚热带水果之一，目前广东省火龙果产业有充足的发展空间，市场潜力巨大［3］。科研人员在火龙果的理论基础和应用基础等方面进行了多角度深入研究，科研和生产齐头平进、相辅相成，取得了较大进展，如选育出多个优良品种［4-6］、优化了多倍体诱导体系［7］、建立了红心火龙果生物量预测数学模型［8］、开展种质资源遗传多样性分析［9］等。繁育火龙果苗木，按需提供试验材料，是开展火龙果科研工作的必要前提，也与果园增收节本提高经济效益等密切相关。生产中，火龙果主要通过扦插和嫁接进行无性繁殖，在苗木数量较少或高接换种时普遍采用嫁接繁殖，嫁接可以缩短果树生长发育时间，使果树提前结果，也是育种工作者在短期内扩繁目标品种的主要手段之一。在嫁接的实际操作中，砧木的成熟度、长度、砧位，接穗的成熟度、芽眼个数以及嫁接方法等都不同程度影响嫁接成活率和出芽速度。因此，本试验针对如何就地选取砧木，摸索适宜嫁接的因素组合和砧木接穗参数开展研究，旨在探索高效便捷实用嫁接技术，提高嫁接效率，对火龙果生产和科研具有一定的现实意义。【前人研究进展】作为近年引入国内的新兴水果，育种家及科技工作者对火龙果嫁接繁殖［2,10-11］、芽接［1］、扦插［12-13］等技术做了大量研究，详细阐述了相关技术的实操性，提出了很多有益的建议和注意事项。这些研究主要集中在砧穗品种选择、嫁接方法对嫁接成活率的影响等方面，但有关嫁接因素组合、砧木和接穗参数选择等内容还未见研究报道。正交设计是一种研究多因素试验问题的重要数学方法［14］，已广泛地应用于农作物的栽培育种中，在减少试验次数和科学分析试验数据方面具有优越性，特别是多因素多水平时，采用常规方法很难进行系统研究，且工作量很大［15］。正交设计从全析因试验点中选择具有典型性、代表性的点，使其在试验范围内分布均匀，能反映全面情况［16］，试验分析所得的最佳组合有时在实际供试组合中的表现不一定最好，但仍可以找出较好组合，从而较好地满足科研需要［15］。目前正交设计在火龙果栽培技术方面的应用报道较少。【本研究切入点】在前人工作的基础上，从不同长度的老熟或绿熟茎蔓上截取砧木，选取砧位、接穗芽数、接穗成熟度和嫁接方法等影响因素，根据因素、水平等实际情况采用混合正交或正交设计进行嫁接试验和数据分析；根据接穗是否萌芽、出芽时间等对砧木长度、质量、砧木质量/长度比、砧木周长、接穗长度等砧穗参数进行多元方差分析。【拟解决的关键问题】找出对嫁接有显著影响的因素，并从中筛选出不利于嫁接的水平，避免在嫁接中应用；差异不显著的影响因素，可以兼顾省工省料等实际情况灵活选择；以火龙果品种红水晶6号为砧木，初步明确适宜嫁接的砧穗参数，完善火龙果嫁接技术。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验在广东省农业科学院果树研究所火龙果种植基地进行。从红水晶6号火龙果品种上分别选择绿熟（8～10个月）和老熟（2年生）茎蔓做砧木，并以本所培育的优良单株（自编1-32）为接穗，于2019年4月初进行嫁接试验，观察记录嫁接成活和接穗萌芽情况，至7月初结束，8月初对所育一批优良株系进行集中扩繁嫁接，2个月后统计接穗萌芽情况。

1.2 试验方法

1.2.1砧木选择及处理 为了研究砧木成熟度、砧位对嫁接的影响，选择长势良好、无病虫害的茎蔓，削去顶端过细部分后，将茎蔓分为4组，即老熟长、短茎蔓以及绿熟长、短茎蔓，将长、短茎蔓分别平均切割成3根、2根砧木，砧木长度33～48 cm。砧木根据其在茎蔓的相对位置，按基部、中部、顶部分类摆放备用。将砧木基部的三棱削成斜面，使基部成楔形，并露出木质部1 cm，置于阴凉通风处稍晾干用于嫁接［12］。

1.2.2接穗选择及处理 为了研究接穗成熟度对嫁接的影响，将接穗成熟度分为偏嫩、偏老两个水平，选取生长点附近充实成熟的茎段［17］，分别从上部或基部开始截取接穗，茎段上部接穗偏嫩，切取轻松且断面平整，茎段下部接穗偏老，木质部纤维化较明显，要求砍刀锋利且下刀快速才能保持断面平整。

1.2.3茎蔓和砧木的成熟度测定 用尺子和电子天平分别测量茎蔓、砧木的长度和质量，将质量和长度的比值作为成熟度的参考。

1.2.4其他砧木和接穗参数的测定 用细绳量取砧木嫁接口下5 cm处周长作为砧周；用尺子测量接穗长度作为穗长，其中插接法不含嵌入砧木的接穗部分。

1.2.5嫁接方法 为了研究不同嫁接方法对嫁接的影响，选用平接和插接法。平接方法如下：将砧木和接穗切口切削平滑干净，对齐形成层，砧木和接穗之间不留空隙，用医用胶带固定紧密结合；插接方法如下：将砧木和接穗切口切削平整，用打孔器在砧木木质部旁钻取少量茎肉形成完整圆柱形小孔，将打孔器覆盖接穗木质部插入适当深度，用刀片割除外围茎肉后拔出打孔器，露出中心小柱，插入砧木小孔，用医用胶带固定使之紧密契合。嫁接口以上用塑料袋扎紧并套上纸袋保湿防晒，将嫁接苗扦插于塑料大棚内，之后根据接穗成活情况陆续除袋。以上所有操作过程及完成后的嫁接苗均要求避雨［1,12］。

1.3 试验设计及数据处理

用SPSS软件进行试验设计，长茎蔓的试验因素较多、水平数不等，采用L18（32×22）混合正交设计；短茎蔓采用L8（23）正交设计。每个组合嫁接3株，长、短茎蔓分别嫁接54株、24株，之后记录各个组合的接穗萌芽苗株数，进行极差分析和方差分析，试验因素及水平分别见表1和表2；根据接穗是否萌芽和萌芽时间，对砧穗参数进行多元方差分析。

表1 长茎蔓嫁接混合正交试验因素及水平Table 1 Factors and levels for mixed OAD of long vine

表2 短茎蔓嫁接正交试验因素及水平Table 2 Factors and levels for OAD of short vine

2 结果与分析

2.1 茎蔓成熟度比较

将质量和长度的比值作为茎蔓成熟度的参考，由表3可知，老熟茎蔓的质量/长度比高于绿熟茎蔓，同类长度的老、绿熟茎蔓差异显著，可能与生长时间长、物质积累多有关，绿熟短茎蔓单位长度的质量最轻，只有老熟长茎蔓的63.16%。

表3 茎蔓成熟度比较Table 3 Comparison of maturity degree of vines

2.2 长茎蔓嫁接混合正交试验

由表4可知，老熟、绿熟长茎蔓分别有14、40株接穗萌芽，嫁接成活率分别为25.93%和74.07%，老熟组成活率明显偏低。对表4数据进行极差分析，结果（表5）显示，根据极差R值的高低顺序，得出各因素的影响次序为：（1）老熟组，接穗芽数（B）＞砧位（A）＞接穗成熟度（D）＞嫁接方法（C）；（2）绿熟组，砧位（A）＞接穗芽数（B）＞接穗成熟度（D）＞嫁接方法（C）。较好的嫁接组合分别是：（1）老熟组，砧位基部、接穗2芽、插接、接穗偏嫩；（2）绿熟组，砧位基部、接穗3芽、插接、接穗偏老；两组R值中，嫁接方法（C）的R值最小，老熟组、绿熟组分别为0.08和0.16，对嫁接影响较小；接穗2芽表现较稳定，老熟组、绿熟组分别萌芽10、12株。

对表4数据进行进一步方差分析，结果表明：（1）老熟组，接穗芽数（B）的显著性系数为0.013，达到显著性水平，对嫁接成活有显著影响，由表5可知，单芽接穗仅成活1株；其他因素差异不显著。（2）绿熟组，砧位（A）的显著性系数为0.011，达到显著性水平，对嫁接成活有显著影响，由表5可知，中段砧木嫁接成活9株，明显低于基部和顶部砧位，其他因素差异不显著。根据显著性值Sig.由低到高得出的因素重要性影响次序与极差分析相一致。

2.3 短茎蔓嫁接正交试验

将接穗芽数设定为2芽，对短茎蔓进行L8（23）正交设计嫁接试验。由表6可知，短茎蔓嫁接表现较好，老熟组、绿熟组分别有18、21株接穗萌芽，老熟组嫁接成活率略低于绿熟组，两者成活率分别高达75.0%和87.5%，这种结果是否与该试验设计避开了单芽接穗和中段砧仍有待进一步深入研究。

由表7极差分析可知，因素的影响次序为：（1）老熟组，嫁接方法（B）＞砧位（A）=接穗成熟度（C）；（2）绿熟组，砧位（A）=嫁接方法（B）=接穗成熟度（C）。选出较好的嫁接组合分别是：（1）老熟组，平接，砧位和接穗成熟度各水平皆可；（2）绿熟组，砧位顶部、平接、接穗偏老。方差分析结果进一步表明两组数据均无显著影响因素。根据显著性值Sig.由低到高得出的因素影响次序与极差分析相一致。

表4 长茎蔓嫁接混合正交试验结果Table 4 Mixed OAD test results of long vine

表5 长茎蔓嫁接混合正交试验的极差分析结果Table 5 Range analysis results on mixd OAD test of long vine

表6 短茎蔓嫁接正交试验结果Table 6 OAD test results of short vine

表7 短茎蔓嫁接正交试验的极差分析结果Table 7 Range analysis results on OAD test of short vine

2.4 砧穗参数的多元方差分析

根据接穗是否萌芽，对砧穗参数进行多元方差分析，由表8可知，嫁接萌芽组的穗长、砧木较长，砧周较细；未萌芽组砧木质量/长度比、砧木质量偏高，成熟度偏老。萌芽组砧木平均约40 cm，穗长超过3 cm，均大于未萌芽组。通过显著性检验可以了解因素对试验的影响作用，虽然两组砧穗参数差异均不显著，但根据显著性值Sig.由低到高得出影响由大到小的因素依次为穗长、砧长、砧周、砧木质量/长度比、砧木质量。

表8 接穗萌芽组与未萌芽组的砧穗参数比较Table 8 Comparison of rootstock and scion parameters between germination and non-germination groups

对萌芽时间不一致的砧穗参数进行多元方差分析，结果（表9）表明，前3组接穗在1～2月内萌动，时间上有较好的连续性，此后断开了23 d，第4组接穗开始萌芽，耗时偏久，影响苗的整齐度，这可能也是前人60 d后统计接穗成活率的原因之一［1］；第4组砧木最短、最粗、质量和砧木质量/长度比最高，成熟度偏老，建议红水晶砧木长度不宜低于40 cm。各组的砧穗参数差异均不显著，根据显著性值Sig.得出影响由大到小的因素依次为砧长、砧木质量/长度比、穗长、砧周、砧木质量。

表9 不同萌芽时间组的砧穗参数比较Table 9 Comparison of rootstock and scion parameters among groups germinated at different time

3 讨论

以红水晶6号为砧木，通过正交设计和数据分析，找出对嫁接有显著影响的因素，并从中筛除不利于嫁接的水平，避免在嫁接中的应用，对于差异不显著的因素，可以兼顾省工、省料等实际情况灵活选择。本试验中，我们发现：（1）避免选择绿熟长茎蔓的中段切取砧木；（2）选用老熟长茎蔓为砧木时，避免使用单芽接穗；（3）平接和插接法差异不显著，平接法简单易学、效率最高［11］，可节省穗材且对砧穗伤害较轻，蜜宝火龙果嫁接育苗繁殖主要采用平接法［13］，插接法则有利于增强砧穗稳固性；（4）选取生长点附近充实成熟的茎段做接穗，宜由嫩到老选取嫁接，便于操作且切面平整。

适宜的砧穗状况有助于嫁接成活并及时萌芽。愈伤组织的形成需要有生活力的形成层和薄壁细胞，需要有呼吸、生长的物质基础，高接或嫁接都需要壮砧壮穗，一般情况下，砧木愈合组织形成的多，常是愈合组织生成的主要方面。接穗愈合组织生成少而慢，也需要强调接穗的质量［18］。（1）砧木成熟度不宜过老，本研究同组试验中，绿熟组砧木的嫁接成活率高于老熟组；绿熟短茎蔓砧木的质量/长度比最小，但嫁接成活率最高；未萌芽和萌芽明显较迟的砧木，其质量/长度比较大，成熟度相对较高。前人研究也指出，接穗和砧木的树龄、质量均影响嫁接成活率，一般髓部还未木质化的嫁接成活率较高，而成熟枝条成活率相对较低［2,11］。同样的根茎粗度，一年生香椿实生苗根茎的砧木嫁接成活率较多年生实生苗根茎高，这可能是由于一年生实生苗根茎愈合组织细胞增生快，抑制愈合的抑制剂含量少，砧木和接穗的形成层处于活跃生长状态，再生能力强，愈合组织增生快，嫁接易成活［19］。（2）穗长、砧长、砧周等砧穗参数不同程度地影响嫁接成活率和出芽速度。穗长偏短、营养储备不足可能是单芽接穗成活率低的原因之一，2芽接穗表现稳定而且节约穗材，为便于标准化操作，建议接穗含2芽且长度不宜低于3 cm，前人也是削取3～5 cm的接穗开展嫁接试验［2］。本试验中，砧穗愈合和砧木扦插生根是嫁接苗成活的基础，前人研究指出一年生红肉火龙果30 cm长插条扦插效果好，插条长，生长素含量高，贮藏养分和水分多，发根力强，根系发达［12］，本试验初步得出红水晶6号砧木长度不宜低于40 cm，实际生产中砧长还应根据品种、立地条件、肥水管理等实际情况进行相应调整；严毅等［20］研究表明，油橄榄砧木高与成活率呈正相关，砧木直径与成活率呈负相关，本试验也得出类似结果，未萌芽和萌芽明显较迟的砧木偏短、砧周偏粗。

影响嫁接的因素还有很多，如接穗品种、水肥管理等。李加强等［1］以莞华白为砧木进行芽接试验，发现莞华红接穗的平均成活率最高、达93.3%，最低的莞华红粉成活率为82.2%。郑伟等［2］以本地量天尺为砧木采用楔接法进行嫁接，发现5个品种接穗的火龙果嫁接成活率介于80.0%～96.67%。本试验从果园实际情况和科研需求角度出发进行试验设计并开展研究，有关其他因素对嫁接的影响有待今后进一步补充完善。

4 结论

综合本试验结果，初步确定以红水晶6号茎蔓为砧木进行嫁接的基本原则，选取1～2年生茎蔓，优先使用绿熟茎蔓，但避免使用绿熟长茎蔓中段为砧木，砧木长度不低于40 cm，选取生长点附近充实成熟的茎段做接穗，从顶部开始截取接穗进行嫁接，接穗含2个芽且不低于3 cm，使用平接法为主。根据以上原则，结合选育种项目的需要，对本所一批优良单株进行集中扩繁212株，60 d后统计成活率为81.2%，嫁接技术的生产实用性较好。