不同生理苗龄西瓜断根嫁接苗生长和生理特性的研究

华斌，李静，亢敏，别之龙

（华中农业大学园艺林学学院/园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北武汉，430070）

不同生理苗龄西瓜断根嫁接苗生长和生理特性的研究

华斌，李静，亢敏，别之龙

（华中农业大学园艺林学学院/园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北武汉，430070）

为确定西瓜断根嫁接苗最佳的出圃时期，本试验研究了不同苗龄下西瓜断根嫁接苗形态和生理参数的变化。结果表明，西瓜断根嫁接苗的最佳出圃时期为2叶1心至3叶1心期，对应的日历苗龄为嫁接后21~24 d，此时嫁接苗生长受根域体积的限制较小，嫁接苗的质量较高。生理苗龄大于3叶1心则会导致接穗徒长，下部叶片衰老黄化，根系吸收矿质营养的能力下降，不利于定植后的生长。

西瓜；断根嫁接；生理苗龄

嫁接栽培是目前克服西瓜连作障碍、提高抗性的有效措施。与传统的插接、劈接等嫁接方式相比，断根嫁接具有发根多、根系活力强、成活率高等突出优点，已广泛应用于西瓜的栽培中[1～2]。作为一种新型的嫁接方法，目前对于断根嫁接技术和断根嫁接苗生长发育特性的研究还比较少。近年来，我国大力发展嫁接西瓜穴盘苗，促进了西瓜产业的快速发展。但是采用穴盘培育西瓜嫁接苗，存在根际营养体积较小这一制约因素，要求嫁接苗必须在适宜的苗龄期内进行定植，若苗龄过短，则嫁接部位尚未充分结合，根系不发达，定植时根坨易散，幼苗的抗逆性差；而苗龄过长，根系老化、活力降低，定植后不易缓苗。本试验研究不同生理苗龄下西瓜断根嫁接苗生长和生理参数的变化，旨为确定西瓜断根嫁接苗的最佳出圃时期，为西瓜断根嫁接穴盘苗的生产和销售提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验于2009年10～12月在华中农业大学连栋玻璃温室和园艺植物生物学教育部重点实验室进行。

1.2 试验材料

供试接穗为西瓜品种“早佳8424”，砧木为葫芦品种“将军”，均购自上海惠和种业有限公司。育苗基质为草炭和珍珠岩2∶1（体积比）。

1.3 试验处理

砧木和接穗种子经55℃温汤浸种后30℃恒温催芽，发芽后分别播种于50孔和72孔穴盘中。砧木于10月4日播种，每穴1粒；接穗于10月11日播种，每穴4~5粒。10月17日，当砧木第1片真叶展开、接穗子叶展平时进行断根嫁接。嫁接操作和苗期管理按照本课题组提出的断根嫁接方法进行[3]，每隔4~6 d施用1次0.3%的三元施复合肥（N∶P∶K= 15∶15∶15）水溶液。

分别于嫁接苗1叶1心、2叶1心、3叶1心、4叶1心、5叶1心、6叶1心6个生理苗龄时期取样（分别用A，B，C，D，E，F表示），对应的嫁接后日历苗龄分别为17，21，24，28，37，46 d，其中嫁接后前28 d的日平均气温为20.7℃，第29~46天日平均气温为16.5℃。每次取样时，从苗床中随机取4盘西瓜断根嫁接苗作为样本。从每盘中取6株嫁接苗，共24株，用于形态指标和矿质元素的测定。另从每盘中取嫁接苗8株，共32株，用于生理指标的测定，4次重复。

1.4 试验方法

将西瓜嫁接苗从上至下分为接穗、砧木茎和根3部分，分别测定茎高、茎粗、干质量；烘干后的砧木和接穗样品经粉碎后过40目筛，用于矿质元素的测定。采用H2SO4-H2O2法进行消煮，全N含量采用扩散法测定，全P含量采用钒钼黄吸光光度法测定，K含量采用火焰分光光度法测定 （美国Varian公司生产的SpectrAA 220型）[4]。根系活力采用TTC染色法测定，根系中脯氨酸含量采用茚三酮法测定，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定[5]。

根冠比=根干质量/（砧木茎干质量+接穗干质量）；壮苗指数=接穗茎粗/接穗高度×全株干质量。

数据分析采用SAS软件的ANOVA过程处理，显著性检验采用邓肯式新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同生理苗龄西瓜断根嫁接苗生长情况

由图1可知，随着苗龄的增长，西瓜断根嫁接苗的接穗高度显著增加，4叶1心后，接穗高度的增长速度加快，尤其是5叶1心至6叶1心期间，接穗高度的增长速度超过1.5 cm/d，表现出明显的徒长，而砧木茎高度没有显著的变化。嫁接苗砧木和接穗的茎粗变化趋势比较一致，均在1叶1心至2叶1心期间分别增加了13%和16%，增加幅度最大，之后保持小幅度的增长，两者的不同之处在于5叶1心后砧木茎粗增大幅度较大，而接穗的茎粗没有显著增加。

随着苗龄的增加，西瓜断根嫁接苗接穗干质量呈现出直线增加的趋势，相邻生理苗龄时期间接穗干质量均达到显著水平，根干质量的增加幅度较接穗部分小，其中2叶1心至4叶1心期间无显著变化，砧木茎干质量的变化不显著。根冠比是反映幼苗质量的一个重要指标，苗期具有较高的根冠比，有利于定植后幼苗的生长，提高产量。本试验中，西瓜断根嫁接苗的根冠比前期保持较高水平，为0.165左右。3叶1心后，嫁接苗的根冠比开始显著降低，其中3叶1心至4叶1心期间的降低幅度最大，6叶 1心时根冠比较 3叶 1心时下降了约40%。

2.2 不同生理苗龄西瓜断根嫁接苗生理特性比较

由图2可知，西瓜断根嫁接苗根系活力随着苗龄的增长先降低后升高再降低，1叶1心时根系活力最高，2叶1心时根系活力最低，5叶1心后无显著变化。西瓜断根嫁接苗根系中脯氨酸的含量在1叶1心到4叶1心期间保持相对稳定，从4叶1心开始，脯氨酸的含量显著升高，5叶1心时达到最高值，约为4叶1心前含量的2倍左右。西瓜断根嫁接苗叶片和根系中的丙二醛含量在3叶1心之前，均随着苗龄增加而显著降低。3叶1心后，根系中的丙二醛含量继续保持下降的趋势，但下降的幅度变小，而叶片中的丙二醛含量在3叶1心后出现显著升高，4叶1心到6叶1心期间始终保持较高的水平。

图1 不同生理苗龄对西瓜断根嫁接苗生长的影响

2.3 不同生理苗龄西瓜断根嫁接苗N、P、K含量比较

表1表明，随着苗龄的增加，西瓜断根嫁接苗N、P、K 3种大量元素的含量总体上表现出先增加后降低的趋势。2叶1心时，西瓜断根嫁接苗砧木与接穗部分N含量均达到最高，之后砧木部分的N含量出现了显著的降低，而接穗部分的N含量降低则出现在3叶1心之后。与氮含量的变化相似，嫁接苗接穗部分P含量变化也晚于砧木部分，砧木部分的P含量在2叶1心前后先升高再降低，从4叶 1心开始又显著升高，而接穗部分P含量在3叶1心才达到最高值，第2次含量升高出现在5叶1心后。嫁接苗砧木部分K含量在2叶1心时达到最大值，之后保持总体下降的趋势；接穗部分K含量的最大值出现在3叶1心，之后含量变化相对稳定。

表1 不同生理苗龄西瓜断根嫁接苗N、P、K含量

图2 不同生理苗龄西瓜断根嫁接苗生理特性比较

3 讨论与结论

从西瓜断根嫁接苗的生长方面来看，随着苗龄的增长，嫁接苗接穗干质量始终保持较快的增长速度，而地下部分干质量则在2叶1心至4叶1心期间没有显著的增加，导致嫁接苗的根冠比显著降低。4叶1心之后，嫁接苗接穗的高度增长幅度变大，而接穗茎粗的增长较小，表现出明显的徒长趋势。这是由于一方面，根系的生长受到了根域体积的限制，干物质积累减少。另一方面，叶片之间相互遮荫的情况随着叶面积的增大而日渐严重，植株为了捕获更多的光能而朝上部伸长，这种适应性反应的结果导致接穗徒长，下部的叶片在后期出现了衰老黄化现象。本试验中，西瓜断根嫁接苗的壮苗指数在3叶1心前显著降低，而在3叶1心至5叶1心期间，由于接穗高度和全株干质量的同比例增长，导致壮苗指数没有显著变化 （数据未列出），这与嫁接苗的生长状况明显不符，说明壮苗指数并不能很好地反映西瓜断根嫁接苗质量随苗龄的变化，而接穗高度和根冠比则能较好的反映嫁接苗的生长情况，是评价西瓜嫁接苗质量的重要指标。

本试验中关于根系活力的研究结果与传统认识有一定差异，西瓜断根嫁接苗的根系活力并不是随着苗龄的增加而持续降低，在3叶1心至4叶1心期间，根系活力出现了显著的升高，之后又下降到较低的水平。这可能是这一时期，西瓜断根嫁接苗的根系开始受到根域体积的限制，从而做出的一种适应性反应或补偿代谢作用[6]。之后由于根系的继续生长，根域的限制进一步加大，超出了根系的适应范围，根系活力再次降低。脯氨酸是植物体内最有效的一种亲和性渗透调节物质，可以调节细胞内的渗透势，维持水分平衡，还可以保护细胞内许多重要代谢活动所需的酶类活性，几乎所有的逆境都会导致植物体内积累脯氨酸。4叶1心至5叶1心期间，根系中脯氨酸出现显著的积累，间接说明这一时期西瓜断根嫁接苗的根系生长受到了明显限制。断根嫁接的操作使得砧木和接穗受到了创伤，并且由于愈合的需要，嫁接后一个星期左右嫁接苗始终处于高温高湿的不良环境条件下，导致丙二醛在西瓜断根嫁接苗内大量积累，这也是1叶1心时叶片和根系中的丙二醛含量最高的原因。之后，随着环境条件的改善，嫁接苗体内的丙二醛含量逐渐降低。3叶1心后，叶片中的丙二醛含量显著升高，可能是这一时期西瓜断根嫁接苗的叶面积达到了一个较高水平，叶片之间的相互遮荫情况日渐严重，不良的环境条件导致了叶片中丙二醛的大量积累。

随着苗龄的增加，N、P、K 3种大量元素在西瓜断根嫁接苗砧木部分中的含量大都在2叶1心后出现显著下降，而其在接穗中的含量下降则出现在3叶1心或4叶1心之后。这种变化趋势的原因可能是从2叶1心开始，根系的总吸收能力开始下降，引起砧木中N、P、K含量的显著降低。而接穗由于本身并不能吸收矿质元素，必须通过砧木的根系吸收后再转运至接穗部分，所以接穗中N、P、K含量的变化要晚于砧木部分。

综上所述，在本试验条件下，西瓜断根嫁接苗的最佳出圃时期为2叶1心至3叶1心期，对应的日历苗龄为嫁接后21~24 d，此时嫁接苗根系已经缠绕基质而形成较为紧实根坨，而根系生长没有受到根域体积的限制，接穗间相互制约还不显著，嫁接苗的质量较高。苗龄过长则会导致根系吸收能力下降，接穗徒长，下部叶片衰老黄化，不利于定植后的生长。由于天气等原因需要延迟西瓜断根嫁接苗出圃时，生长调控从2叶1心开始进行较为合适。此外，苗龄长短与育苗气温关系十分密切，生产中要根据实际情况，综合考虑日历苗龄和生理苗龄，从而确定最佳的出圃时期。

[1]许勇，宫国义，刘国栋，等.西瓜嫁接新技术-断根嫁接法[J].中国西瓜甜瓜，2002（4）：33-34.

[2]司亚平，温瑞琴.西瓜断根插接适宜地温的筛选[J].北方园艺，2003（1）：48-50.

[3]朱进，别之龙，许传波，等.小西瓜断根插接穴盘育苗技术[J].长江蔬菜，2007（11）：18-19.

[4]鲍士旦.土壤农化分析（3版）[M].北京：中国农业出版社，2000.

[5]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

[6]潘静娴，黄丹枫，王世平，等.甜瓜幼苗生长及生理特性与根域体积相关关系研究[J].上海交通大学学报：农业科学版，2001，19（1）：24-29.

Effects of Seedling Age on the Growth and Physiological Characteristics of Grafted Watermelon Seedlings

HUA Bin,LI Jing,KANG Min,BIE Zhilong
(College of Horticulture and Forestry,Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education,Wuhan 430070)

To find out the optimal transplanting stage for root pruning hole insertion grafted watermelon seedlings,the growth and physiological changes of grafted seedlings under different physiological ages were investigated.The results showed that the optimum transplanting stage for the grafted watermelon seedlings is the second or the third true leave of watermelon seedlings is fully expanded,about 21-24 days after grafting,at this period the seedlings had less space limitation to the root size.As the seedling age was older than three true leaves,the seedlings would grow excessively,resulting in lower leaves yellowed,weakened mineral absorption capacity of root.

Watermelon;Root pruning hole insertion grafting;Seedling age

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.08.018

国家科技支撑计划（2006BAD11A10），现代农业产业技术体系建设专项资金

华斌（1983-），男，硕士研究生，研究方向为工厂化育苗，E-mail：huabin2012@yahoo.com.cn

别之龙（1970-），男，通信作者，华中农业大学教授，博士生导师，主要从事设施蔬菜和西甜瓜生长发育调控研究，E-mail：biezl001@yahoo.com.cn

2010-03-18