尚庆茂 王丰建 张伟丽
(1 中国农业科学院蔬菜花卉研究所,农业农村部园艺作物生物学与种质创制重点实验室,北京 100081;2 山东伟丽种苗有限公司,山东济南 250212)
嫁接可有效克服茄果类蔬菜黄萎病()、青枯病()、疫病(Leonian)、根结线虫等土传病害,增强植株对低温、高温、干旱、盐胁迫、水涝等非生物逆境的耐性,提高根系对水分和养分的吸收能力,增加产量,改善品质。近年来茄果类蔬菜嫁接栽培面积快速增加(Gaion et al.,2018;Rahman et al.,2021),对 嫁接苗的需求日趋旺盛。
砧木品种选择是嫁接能否成功的关键。应选择嫁接亲和力和共生亲和力强;抗产地主要土传病害,如黄萎病、青枯病、根腐病、疫病等,并与接穗对病毒病等冠层病害有协同抗性;耐产地高温、低温、干旱、水涝、盐渍、重金属污染等单一或复合逆境胁迫;对果实营养品质、风味品质、外观性状无副作用,增产作用大的品种。我国目前茄果类蔬菜生产上使用的主要砧木品种如表1 所示。
表1 我国目前茄果类蔬菜生产上使用的主要砧木品种
培育健壮、整齐一致的砧木幼苗和接穗幼苗是高效嫁接育苗的首要环节。
2.1 播种量确定 根据种子千粒重、嫁接前成苗率、嫁接成活率、嫁接后成苗率以及订单或市场预测结果确定播种量(尚庆茂,2022)。播种量计算公式:=〔/(×)〕×/1 000,式中为播种量,为出苗率,为成苗率,为所需成品苗数,为种子千粒重。
2.2 砧木种子处理 茄果类蔬菜砧木种子普遍野生性较强,种子小,休眠深,播种前需进行种子处理,以促进萌发,提高萌发率和出苗整齐度。可采用以下处理方法。
①变温处理。在常温下浸种6~24 h(小时)使种子充分吸水,然后用5%次氯酸钠溶液浸泡5~10 min(分),用洁净水冲洗干净后置于催芽箱,每日10~12 h(小时)25~28 ℃、12~14 h(小时)5~8 ℃交替进行,持续2~5 d(天)。
② 层积处理。在常温下浸种6~24 h(小时)使种子充分吸水,然后用5%次氯酸钠溶液浸泡5~10 min(分),用洁净水冲洗干净后平撒于装有2 cm 厚细沙的托盘中,并覆盖1.0~1.5 cm 厚的细沙,4 ℃低温,细沙相对湿度70%~80%,放置3~5 d(天),取出种子冲洗干净,晾干备播。为了防止层积用的细沙带菌,可在使用前进行高温处理或混拌杀菌剂。
③生长调节剂处理。用200~500 mg·L赤霉素(GA)水溶液浸种6~24 h(小时),在洁净、卫生条件下晾干,备播(蔡鹏 等,2015;董春娟 等,2015;张海芳 等,2018)。
④ 化学药剂处理。用0.3%~2.0%的KPO溶液浸种36~48 h(小时)、或0.5%~1.0%的KNO溶液浸种36~48 h(小 时),或0.1%~0.5% 的NaNO溶液浸种48 h(小时),均可使托鲁巴姆种子发芽率达85%以上(李桂荣和周宝利,2005)。
2.3 砧木播种 砧木播种日期取决于砧木品种选择、接穗品种选择、育苗方式和设施性能。播种前必须进行发芽试验,充分了解种子的萌发特性、出苗率,确定砧木提前播种天数。优良的砧木种子,萌发率可以接近100%。
根据发芽试验,番茄、辣椒砧木较接穗提前2~5 d(天)播种,茄子砧木较接穗提前3~25 d(天)播种。茄子砧木品种托鲁巴姆,出苗和2 片真叶前生长很慢,通常播种于平盘,然后分苗至72 孔或105 孔PS 吹塑穴盘,孔穴深度≥5.0 cm,播种深度0.3~0.5 cm。若砧木种子萌发属于典型需光型,则创造光照环境对于提高种子萌发整齐度非常重要,因此这类种子不能在萌发过程中对穴盘进行完全遮光处理,或置于完全黑暗的环境。在种子上薄层覆盖小粒径蛭石,若覆盖过厚会延迟出苗时间,或导致出苗不整齐。播种后将穴盘置于催芽室或温暖的区域。为了防止基质蒸发失水过快,可以用洁净的聚乙烯塑料薄膜覆盖穴盘。砧木种子萌发条件:昼夜气温保持25~30 ℃,空气相对湿度90%,基质EC值1.0~1.5 mS·cm,pH值5.8~6.5,光照强度4 500 lx 左右,光照时间10 h(小时)。出苗后立即去除塑料薄膜,并保持空气相对湿度80%左右,防止幼苗种皮快速失水变干,无法正常脱落。若砧木下胚轴太短,可适当延长塑料薄膜覆盖时间,或延长黑暗时间至12 h(小时)以上,刺激下胚轴伸长。
若种子萌发不一致,幼苗生长差异较大,必须进行分苗(俗称拼盘)。株高、茎粗是分苗的重要参考指标,与嫁接成活率密切相关,因此要将株高、茎粗一致的幼苗归在一起,从平盘或128 孔穴盘移入105 孔或72 孔穴盘(图1)。分苗可使幼苗株间距增大,接受更多光照,保持株间空气流通,有利于抑制胚轴和节间伸长、增加茎粗,培育更健壮的幼苗,为嫁接操作提供便利条件。砧木幼苗生长在18~20 ℃较低气温下有利于茎增粗。
图1 茄子砧木品种托鲁巴姆平盘播种(左)和拼盘后生长状况(右)
2.4 接穗播种 播种日期取决于前期发芽试验和生长试验。最佳播种时间是采用贴接时砧木与接穗切削位点茎粗相同。通常接穗品种较砧木生长快,但偶尔也有例外情况,如接穗生长较慢,需比砧木提前1~2 d(天)天播种。接穗多播种于128 孔穴盘,播后覆盖0.5~0.8 cm 厚的珍珠岩。播种后11 d(天),在19 ℃左右较低温度环境下有利于接穗幼苗长势健壮和增强活力。播种后15 d(天)左右即可进行贴接。
2.5 苗期管理 播种后环境和水肥管理可参考《茄果类蔬菜集约化育苗技术规程》(尚庆茂,2022),同时应特别注意幼苗直立性,为贴接操作提供便利。
2.6 苗龄 嫁接前砧木和接穗的适宜生理苗龄为幼苗下胚轴长3~5 cm,粗1.5~3.5 mm,叶色深绿,1~3 片真叶完全展开。干物质积累多,自由水/束缚水比例低,耐蒸腾失水能力强。
①嫁接必须在非直射光的环境下进行,如用彩钢板建造的嫁接车间,或覆盖遮阳网的塑料大棚、温室。② 检查愈合室,确保愈合室可以正常运行。或者在育苗设施内搭建50~80 cm 高的塑料小拱棚,覆盖洁净塑料薄膜。育苗设施外加盖遮阳网或者在外界光照不是很强时覆盖白色塑料薄膜。近年来,有些育苗企业在连栋温室内设置温、湿可控的简易愈合室,建造成本低,空间大,很有实用价值。③配制手指用消毒液,如Dettol(滴露消毒液),主要有效成分为对氯间二甲苯酚(含量4.3%~5.3%)。配制方法:取滴露消毒液12 mL,加入250 mL 温水,有效浓度为0.22%。用此稀释液擦洗手指2~3 次。④ 准备硅胶柔性套管或嫁接夹、切削刀片等切削器具、标签、温度计、喷雾器等。套管和嫁接夹用福尔马林200 倍液浸泡8 h(小时)消毒。使用老式的剃须刀片,应尽量每次使用新刀片,或进行刀片消毒。切削刀片或器具每2 h(小时)用沸水蒸煮消毒法或75%医用酒精擦拭消毒法进行消毒处理。⑤ 嫁接操作间温度设定在21~25 ℃。⑥ 嫁接前要加强幼苗管理,如砧木幼苗基质EC 值宜保持在1.5~2.0 mS·cm(饱和浸提法)。⑦ 嫁接前2~3 h(小时)禁止给砧木幼苗灌水,以防根压过高导致嫁接接合部位长时间流出大量伤流液。⑧ 嫁接过程中或接近嫁接苗时禁止吸烟。
我国茄果类蔬菜嫁接传统上多用劈接法。劈接法需要大苗龄砧木和接穗幼苗,切削次数多(5 次),平口夹固定不牢靠,不利于未来机械化操作,因此本文重点介绍胚轴套管贴接方法。
取砧木幼苗,选择下胚轴或上胚轴或第2 片真叶下方节间,由下向上呈30~45°斜向切除上部茎叶和生长点,保留下部根茎及其子叶、真叶(选择下胚轴部位切削时没有子叶和真叶),从顶端插入柔性套管;再取接穗幼苗,选择茎粗与砧木切削部位茎粗大致相同的位置,由上向下呈30~45°斜向切除下部根茎,保留梢部,插入套管,保证接穗斜切面与砧木斜切面紧密贴合,完成嫁接(图2)。
图2 辣椒上胚轴贴接操作方法
贴接时应注意:①切削前应提前观测砧木和接穗幼苗下胚轴、上胚轴、节间粗度(或直径),并考虑是否使用嫁接残株,确定砧木和接穗各自的切削位点。② 砧木和接穗切削角度应适宜。角度太小,不易切削,尖端易损伤;角度过大,切削面小,不利于固定和愈合。③可以用柔性硅胶套管、圆形或椭圆形嫁接夹固定嫁接苗。因平口嫁接夹固定不牢靠,搬运过程易松动,一般不建议采用。④套管纵向开口应垂直于砧木、接穗斜切面(图3)。
图3 砧木、接穗切削接合面与套管开口的方向
5.1 嫁接后1~3 d(天)白天温度(25 ± 2)℃,夜间(23 ± 2)℃,番茄、辣椒温度稍低,茄子温度稍高,其他阶段温度管理相同;即使在愈合室,也建议覆盖塑料薄膜保湿,避免直射光,防止气流吹拂,空气相对湿度保持在95% ± 5%;给予20~30 μmol·m·s散射光6 h(小时);不需灌水、施肥。
5.2 嫁接后4~7 d(天)白天温度(25 ± 2)℃,夜间(23 ± 2)℃;短时间打开塑料薄膜排出过多湿气,空气相对湿度保持在90% ± 5%;给予30~100 μmol·m·s光照6 h(小时),逐日增加光照强度;不需灌水、施肥。
5.3 嫁接后8~10 d(天)白天温度(25 ± 2)℃,夜间(22 ± 2)℃;逐步撤去塑料薄膜,空气相对湿度保持在70% ± 5%;给予100~300 μmol·m·s光照8~10 h(小时),逐日增加光照强度和光照时间;穴盘底部少量灌水,施用浓度为100 mg·L的水溶肥(N-PO-KO 为19-19-19,下同)。
5.4 嫁接后11~13 d(天)白天温度(25 ± 2)℃,夜间(18 ± 2)℃;完全撤去塑料薄膜,空气相对湿度保持在60% ± 5%;给予300~400 μmol·m·s光照10 h(小时),或逐步接受自然光照;穴盘底部少量灌水,施用浓度为200 mg·L的水溶肥。
冬春茬低温季节定植的幼苗,出圃前应进行耐寒性锻炼,降低育苗设施内温度,白天温度维持在15~18 ℃,夜间10~12 ℃,空气相对湿度35%~50%,减少灌水,基质湿度降至45%左右,并增强光照,促进干物质积累。夏秋高温季节定植的幼苗,出圃前应进行耐高温、强光锻炼,提高育苗设施内温度,白天温度维持在25~35 ℃,夜间20~26 ℃,空气相对湿度35%~50%,减少灌水,基质湿度降至45%左右,并增强光照,延长光照时间。定植前1~2 d(天),嫁接苗叶面喷施或根际灌溉1 次杀菌剂和杀虫剂,预防缓苗期病害发生。
嫁接后10~25 d(天),接穗具2~4 片真叶,叶片厚,叶色深绿,节间粗壮,开展度适宜,接穗和砧木切削面愈合良好;株高10~15 cm,茎粗3.5 mm 以上;根系白色、发达,成坨性好,未褐变老化;不携带病原菌和虫源(图4)。
图4 番茄下胚轴贴接苗(左)和辣椒上胚轴贴接苗(右)
8.1 茄果类蔬菜嫁接残株再利用技术 利用茄果类蔬菜扦插茎基不定根再生性和叶腋腋芽萌发特性,可以实现嫁接残株再利用,节约用种成本,缩短砧木幼苗和接穗幼苗培育时间10~20 d(天),节本增效显著。具体操作如下。
①砧木嫁接残株扦插再利用。收集嫁接后剩余的砧木梢部(茎叶和顶端生长点),扦插至事先填装基质并充分灌水的穴盘孔穴中央,扦插深度1.0~1.5 cm,覆盖塑料薄膜和遮阳网,保湿避光。扦插后第1~2 天是不定根原基形成阶段,保持白天温度26~28 ℃,夜间20~22 ℃,空气相对湿度90%~95%,弱光,避免直射光,光照强度≤1 000 lx。扦插后第3~5 天是不定根发生和生长阶段,保持白天温度24~26 ℃,夜间18~20 ℃,空气相对湿度85%~90%,早晨和傍晚揭开覆盖物,短时间少量通风,光照强度≤5 000 lx。扦插后第6~10 天是不定根快速初步形成阶段,保持白天温度22~26 ℃,夜间18~20 ℃,空气相对湿度逐步降至75%左右,逐步揭去遮阳网和塑料薄膜,增加光照强度和光照时间,光照强度≤20 000 lx,穴盘底部灌溉浓度为100~150 mg·L的水溶肥。第10 天以后不定根已发生,并具备一定的水分、养分吸收能力,可以完全揭除覆盖物进行正常管理,直至幼苗达到嫁接形态指标,再次用于嫁接(图5)。
图5 番茄嫁接残株再利用
② 接穗嫁接残株叶腋腋芽萌发再利用。收集嫁接后剩余的接穗根茎部分,加强水肥和环境管理,促进叶腋腋芽萌发和生长,形成侧枝(即新生幼苗),达到嫁接形态指标,再次用于嫁接(图5)。接穗嫁接残株再利用的前提是嫁接切削位点至少位于上胚轴以上部位,子叶、真叶叶腋才可以形成腋芽和新生幼苗。若接穗幼苗切削位点在下胚轴部位,则无法再利用。此外,维持完整、健康子叶或真叶,有利于叶腋腋芽萌发和再成苗。
8.2 番茄双干嫁接苗培育技术 双干嫁接苗的理论基础是去接穗顶端优势促腋芽萌发,砧木根系强大的水分、养分吸收能力和抗早衰能力,最终形成长势匀称、连续平衡结果的双干植株。可以降低单位种植面积用苗量,节约购苗成本,便于整蔓,增加产量。但腋芽萌发能力弱的接穗品种,或根系弱的砧木品种,不适合培育双干苗。因接穗品种和育苗环境条件差异,番茄双干嫁接苗培育主要有3 种方式。
①先嫁接,后培育双干苗。即:当砧木和接穗幼苗达到嫁接所需生理苗龄后正常嫁接和管理,嫁接苗完全愈合后,接穗顶部平切,消除顶端优势,促进接穗下部子叶节或真叶节腋芽萌发,形成双干嫁接苗(图6)。适用于腋芽萌发晚的接穗品种。
图6 番茄子叶节腋芽形成的双干嫁接苗(左)和真叶节腋芽形成双干嫁接苗(右)
② 先培育双干接穗苗,再嫁接。即:当接穗幼苗第1~2 片真叶展开后,在上胚轴或真叶下方茎间平切,待子叶节或真叶节腋芽萌发后再与砧木幼苗嫁接,愈合后即可形成双干或多干嫁接苗。适用于腋芽萌发早的接穗品种。
③嫁接与接穗去顶同时进行。即:当砧木和接穗幼苗达到嫁接所需生理苗龄后正常嫁接,同时在接穗上胚轴或真叶下方平切,愈合和腋芽萌发协同进行,直至形成双干或多干嫁接苗。适用砧木与接穗高度亲和的组合,否则接穗去顶会延缓愈合进程。