嫁接对海水栽培茄子产量和矿质元素的影响

潜宗伟 陈海丽 崔彦玲

（北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，北京 100097）

我国的人均淡水量低于2 000 m3，是一个严重缺水的国家，但农业用水占全国用水量的65.6%，在干旱半干旱地区已达到75%以上，同时我国的海岸线漫长，海水资源丰富，如何利用海水资源来缓解我国水资源危机一直是我国长期关注的问题（吴传钧，1998；隆小华 等，2006；梁勇 等，2007）。目前，国内外以利用海水资源为主的海水灌溉农业的研究主要集中在两方面：一是将淡水植物通过生物技术，逐渐提高其耐盐碱的能力，培育耐盐碱的植物品种（Winieov，1998；李银心，2001）；二是在沿海岸寻找一些经济价值上有潜力的耐盐碱野生植物，经过人工培养筛选驯化，使之产生较高的经济价值并能够适应产业化经营的要求（Somers，1975；隆小华，2005），但通过这两种方法进行筛选，育种的时间相对较长，经济效益较低。大量的研究表明，嫁接能够显著提高植物的抗盐碱能力（高梅秀 等，2001；Fisarakis et al.，2001；Khah，2005），但多数是以单盐（如NaCl）的形式模拟盐胁迫，而海水对植物生长的影响主要是以复盐的形式，单盐研究与实际应用之间有一定的距离。本试验拟在不同海水处理条件下，研究嫁接对海水栽培茄子产量和品质的影响，探讨海水种植茄子的栽培方法，为合理利用海水灌溉植物提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以野生茄子托鲁巴姆为砧木，以栽培种早熟京茄1号为接穗，并以接穗品种的自根植株为对照，种子由北京市农林科学院蔬菜研究中心提供。海水取自天津塘沽渤海湾，成分经分析测试：K+0.04 mg·mL-1，Na+9.45 mg·mL-1，Ca2+0.22 mg·mL-1，Mg2+1.27 mg·mL-1，EC 22.1 mS·cm-1，pH 7.47。

1.2 试验处理

试验于2010年1～5月在北京市农林科学院蔬菜研究中心日光温室进行。2010年1月15日播种托鲁巴姆到中心空调温室，2月10日播种早熟京茄1号。砧木托鲁巴姆播种前用温汤浸种，然后再用300 mg·kg-1赤霉素浸泡24 h。育苗均采用72 孔穴盘，基质由草炭和蛭石混合组成，草炭︰蛭石=2V︰1V。托鲁巴姆播种后控制空调温室的温度，白天不超过35℃，夜间不低于17℃，早熟京茄1号的育苗方法同常规育苗。待砧木6～7片真叶，接穗5～6片真叶时，采用贴接法把早熟京茄1号嫁接到托鲁巴姆上，以自根苗为对照。

采用营养液栽培，设2个海水浓度：1/4体积海水和1/3体积海水，以不加海水的正常营养液为对照。1/4体积海水处理、1/3体积海水处理和对照的EC值分别为5.97、6.97、2.63 mS·cm-1，pH值6.69、7.05、6.44。每个处理3次重复。营养液采用改进的Hoagland 营养液（配方由北京市农林科学院蔬菜研究中心提供）：Ca（NO3）2707.0 mg·L-1，KNO3404.4 mg·L-1，K2SO4260.7 mg·L-1，NH4NO340.0 mg·L-1；MgSO4·7H2O 152.1 mg·L-1，微肥20.0 mg·L-1，H3PO40.22 mL·L-1。海水处理采用全营养液和海水按体积比配制，每天测量水培箱内水位以及EC值，调整每天的全营养液或海水的加入量，每5 d 完全更换1次营养液。

待嫁接植株完全适应正常环境并长至7片叶后，选取生长一致的嫁接植株和自根植株，定植于57 cm×38 cm×29 cm 的营养液栽培塑料箱中，每个水培箱中定植6株，自根茄和嫁接茄各定植3株。定植时采用1/2 浓度的营养液，2 d后再补加母液恢复到全营养液水平，5 d 以后进行海水处理。

1.3 试验方法

分别于2010年5月21日和2010年6月5日采收门茄和对茄，统计其产量，测产后分别选取大小均匀一致的果实对其矿质元素和VC含量等营养品质进行测定，两次测定结果取平均值。

1.3.1 矿质元素的测定 N 用凯氏定氮法（南京农业大学，1992），P 用铝锑钪比色法（南京农业大学，1992），K、Ca、Mg、Mn、Zn 的测定用原子吸收法（南京农业大学，1992），采用湿灰化法提取矿质元素：称取样品0.5 g 左右于消煮管中，加混酸（浓HNO4︰HCIO4=5V︰1V）15 mL 消煮至冒白烟，液体变为无色透明为止。然后转到50 mL 容量瓶中。测定时，K、Ca、Mg 分别稀释不同的浓度后，用乙炔空气火焰的原子吸收分光光度计直接测定。

1.3.2 VC含量和含水量的测定 VC含量采用2，6-二氯靛酚滴定法进行测定，含水量采用烘干法进行测定（李合生 等，2000）。

2 结果与分析

2.1 嫁接对海水栽培茄子产量的影响

图1表明，在不同海水处理条件下，自根茄的产量与对照无显著差异。对照的嫁接茄产量为45 397.73 kg·hm-2，在1/4体积和1/3体积海水处理条件下，嫁接茄产量比对照显著降低，分别为36 931.49 kg·hm-2和33 464.99 kg·hm-2，但海水处理间差异不显著。在对照和各海水处理下，嫁接茄的产量都显著高于自根茄。

图1 嫁接对不同海水条件下茄子产量的影响

2.2 嫁接对海水栽培茄子矿质元素的影响

2.2.1 嫁接对海水栽培茄子大量元素含量的影响 ① 嫁接对海水栽培茄子N含量的影响。如图2所示，随着海水浓度的增加，自根茄中N含量有下降的趋势，但与对照差异不显著。嫁接茄在正常营养液栽培（对照）中的N含量为10.33 mg·kg-1，在1/4体积海水和1/3体积海水胁迫下，嫁接茄中N含量分别为19.00 mg·kg-1和23.67 mg·kg-1，均显著高于对照，并且在海水胁迫下嫁接茄N含量显著高于在相同海水处理条件下的自根茄。表明嫁接能显著提高茄子对N 的吸收和利用。

图2 嫁接对不同海水条件下茄子N含量的影响

② 嫁接对海水栽培茄子P含量的影响。图3表明，在正常营养液栽培中，自根茄的P含量为2.47 mg·kg-1，随着海水浓度的增加，自根茄P含量先显著增加后降低到原来的水平。嫁接茄在正常营养液栽培中的P含量为2.81 mg·kg-1，在1/4体积海水条件下，嫁接茄的P含量为2.68 mg·kg-1，与正常营养液栽培中茄子P含量差异不显著，当海水浓度增加到1/3体积时，嫁接茄P含量显著增加到3.12 mg·kg-1。在正常营养液栽培中，嫁接茄P含量显著高于自根茄，在低浓度的海水条件下（1/4体积海水），嫁接茄和自根茄的P含量差异不显著，但随着海水浓度的升高（1/3体积海水），嫁接茄的P含量显著高于自根茄。

③ 嫁接对海水栽培茄子K含量的影响。图4表明，在正常营养液条件下，自根茄K含量为21.05 mg·kg-1，当海水浓度升高到1/4体积时，自根茄K含量为21.88 mg·kg-1，与对照差异不显著，但当海水浓度继续升高时（1/3体积海水），自根茄K含量显著降低，为15.90 mg·kg-1，比对照低24.43%。在正常营养液条件下，嫁接茄K含量为22.01 mg·kg-1，当营养液中海水浓度为1/4体积和1/3体积时，嫁接茄K含量分别为18.84 mg·kg-1和19.20 mg·kg-1，都显著低于对照，但二者差异不显著。在正常营养液栽培中，自根茄和嫁接茄K含量都较高，在1/4体积海水中，自根茄K含量显著高于嫁接茄，但当海水体积升高到1/3体积时嫁接茄K含量显著高于自根茄。

图3 嫁接对不同海水条件下茄子P含量的影响

图4 嫁接对不同海水条件下茄子K含量的影响

④ 嫁接对海水栽培茄子Ca含量的影响。在正常营养液栽培中，自根茄Ca含量为0.83 mg·kg-1，海水胁迫处理后，自根茄Ca含量下降，在1/4体积和1/3体积海水条件下，自根茄Ca含量分别为0.59 mg·kg-1和0.56 mg·kg-1，都显著低于对照，但两处理间差异不显著。在正常营养液栽培中，嫁接茄Ca含量为0.77 mg·kg-1，在1/4体积和1/3体积海水胁迫条件下，嫁接茄中Ca含量分别为0.72 mg·kg-1和0.77 mg·kg-1，两处理间差异不显著且都与对照无显著差异。在正常营养液栽培中，自根茄和嫁接茄之间Ca含量差异不显著，在1/4体积和1/3体积海水中嫁接茄的Ca含量都显著高于自根茄（图5）。

⑤ 嫁接对海水栽培茄子Mg含量的影响。如图6所示，在正常营养液栽培中，自根茄的Mg含量为1.11 mg·kg-1，当海水浓度升高到1/4体积时，自根茄Mg含量为1.51mg·kg-1，显著高于对照，当营养液中含有1/3体积海水时，自根茄的Mg含量为1.03 mg·kg-1，显著低于1/4体积海水处理，但和对照无显著差异。在对照、1/4体积和1/3体积海水处理时，嫁接茄Mg含量分别为0.89、0.86 mg·kg-1和0.99 mg·kg-1，各处理间Mg含量差异不显著。在对照和1/4体积海水处理条件下，自根茄Mg含量显著高于嫁接茄，当海水浓度增加（1/3体积海水）后，自根茄和嫁接茄Mg含量差异不显著。

图5 嫁接对不同海水条件下茄子Ca含量的影响

图6 嫁接对不同海水条件下茄子Mg含量的影响

⑥ 嫁接对海水栽培茄子Na+/K+值的影响。植物中Na+/K+值常被用来表示盐害程度，比值越大，Na+对K+吸收的抑制作用越大，植株受害越严重，反之则受害轻（陈淑芳 等，2005）。在正常营养液栽培中，自根茄的Na+/K+值为0.02，在1/4体积和1/3体积海水处理下，自根茄的Na+/K+值分别为0.11 和0.12，海水处理间差异不显著，但都显著高于对照。嫁接茄在正常营养液栽培中的Na+/K+值为0.01，在1/4体积和1/3体积海水处理下，其Na+/K+值分别为0.06 和0.08，海水处理间差异不显著，但均显著高于对照。在正常营养液栽培中，嫁接茄和自根茄间Na+/K+值差异不显著，但在海水处理条件下嫁接茄的Na+/K+值都显著低于自根茄（图7）。

2.2.2 嫁接对海水栽培茄子微量元素含量的影响 ① 嫁接对海水栽培茄子Cu含量的影响。如图8所示，在正常营养液栽培（对照）中，自根茄中的Cu含量为1.77×10-3mg·kg-1，在1/4体积和1/3体积海水处理条件下，自根茄中的Cu含量分别为2.95×10-3mg·kg-1和2.30×10-3mg·kg-1，其中，1/4体积海水处理条件下显著高于对照。在对照、1/4体积和1/3体积海水处理条件下，嫁接茄Cu含量分别为1.16、1.39 mg·kg-1和1.72 mg·kg-1，各处理间差异不显著。在正常营养液栽培中，嫁接茄和自根茄Cu含量差异不显著，在1/4体积海水处理下，嫁接茄Cu含量显著低于自根茄，随着海水浓度的升高（1/3体积海水），自根茄Cu含量下降，与嫁接茄差异不显著。

图7 嫁接对不同海水条件下茄子Na+ /K+ 值的影响

图8 嫁接对不同海水条件下茄子Cu含量的影响

② 嫁接对海水栽培茄子Fe含量的影响。如图9所示，自根茄Fe含量随着海水浓度的升高有下降的趋势，在正常营养液栽培中，自根茄Fe含量为26.00×10-3mg·kg-1，在1/4体积和1/3体积海水条件下，自根茄Fe含量分别为24.59×10-3mg·kg-1和15.58×10-3mg·kg-1，其中，1/4体积海水处理下，自根茄Fe含量与对照无显著差异，但都显著高于1/3体积海水处理。在对照、1/4体积和1/3体积海水处理条件下，嫁接茄Fe含量分别为11.93×10-3、8.99×10-3mg·kg-1和12.91×10-3mg·kg-1，各处理间差异不显著。在对照和1/4体积海水处理下，嫁接茄Fe含量显著低于自根茄，在海水浓度升高到1/3体积时，嫁接茄中Fe含量与自根茄差异不显著。

③ 嫁接对海水栽培茄子Zn含量的影响。由图10可见，在正常营养液栽培中，自根茄Zn含量为17.26×10-3mg·kg-1，在1/4体积和1/3体积海水处理条件下，自根茄Zn含量分别为19.52×10-3mg·kg-1和14.92×10-3mg·kg-1，其中，1/4体积海水处理下，自根茄Zn 的含量与对照无显著差异，但显著高于1/3体积海水处理。在对照、1/4 和1/3体积海水处理条件下，嫁接茄Zn含量分别为13.36×10-3、11.88×10-3mg·kg-1和15.38×10-3mg·kg-1，各处理间差异不显著。在对照和1/3体积海水处理下，嫁接茄Zn含量与自根茄差异不显著，但在1/4体积海水处理中，嫁接茄Zn含量显著低于自根茄。

图9 嫁接对不同海水条件下茄子Fe含量的影响

④ 嫁接对海水栽培茄子Mn含量的影响。如图11所示，自根茄Mn含量随着海水处理浓度的升高先增加后减少。在正常营养液栽培中，自根茄Mn含量为7.24×10-3mg·kg-1，在1/4体积和1/3体积海水处理条件下，自根茄Mn含量分别为10.64×10-3mg·kg-1和7.41×10-3mg·kg-1，其中，1/4体积海水处理下，自根茄Mn含量显著高于对照和1/3体积海水处理。在对照、1/4体积和1/3体积海水处理条件下，嫁接茄Mn含量分别为8.15×10-3、5.54×10-3mg·kg-1和8.56×10-3mg·kg-1，各处理间差异不显著。在对照和1/3体积海水处理下，嫁接茄Mn含量与自根茄差异不显著，但在1/4体积海水处理下，嫁接茄中Mn含量显著低于自根茄。

图10 嫁接对不同海水条件下茄子Zn含量的影响

图11 嫁接对不同海水条件下茄子Mn含量的影响

2.3 嫁接对海水栽培茄子VC含量和含水量的影响

由表1可见，1/3体积海水处理条件下自根茄VC 的含量显著高于1/4体积海水处理和对照。在对照、1/4体积和1/3体积海水处理条件下，嫁接茄的VC含量分别为107.03、31.40 mg·kg-1和51.17 mg·kg-1，处理间差异都达到显著水平。在正常营养液栽培中，嫁接茄的VC含量显著高于自根茄，但在1/4体积和1/3体积海水处理下，嫁接茄的VC含量都显著低于自根茄。

在对照和1/4体积海水处理条件下自根茄的含水量显著低于1/3体积海水处理。在对照、1/4体积和1/3体积海水处理条件下，嫁接茄的含水量差异都不显著。在对照和1/4体积海水处理下，嫁接茄的含水量显著高于自根茄，至1/3体积海水处理时，嫁接茄含水量与自根茄差异不显著。

表1 嫁接对海水栽培茄子VC含量和含水量的影响

3 结论与讨论

试验结果表明，在正常营养液和海水胁迫条件下，嫁接茄的产量都显著高于自根茄，说明嫁接能够抗海水复盐的胁迫，增加茄子的产量，是海水栽培茄子等蔬菜的途径之一。试验中，由于自根茄和嫁接茄定植于同一水箱，嫁接茄的根有明显抑制自根茄根生长的现象，但关于其机理有待进一步试验。

本试验中，自根茄在正常营养液和海水胁迫条件下，N含量无差异。嫁接茄N含量在对照中与自根茄无差异，但随着海水胁迫浓度的升高，N含量显著升高，嫁接茄N含量显著高于自根茄。自根茄P含量随着海水胁迫浓度增加有先增加后降低的趋势，嫁接茄P含量随着海水浓度的升高而升高，在对照和1/3体积海水处理下，嫁接茄P含量显著高于自根茄。在海水胁迫下，嫁接茄和自根茄K含量都有降低的趋势，但在1/4体积海水胁迫下，嫁接茄K含量显著低于自根茄，但在海水浓度升高后（1/3体积海水）却显著高于自根茄。以上结果表明，在海水胁迫下，嫁接茄吸收和利用N 的量增加，加强了蛋白质的合成等生命活动相关的代谢过程来抵抗海水的逆境胁迫。自根茄在低浓度海水条件下通过P 的吸收来增强海水逆境的抗性，随着海水浓度的增加自根茄对P 的吸收又开始下降，但嫁接茄在高浓度的海水中仍能通过显著增加P 的吸收来增强对海水逆境的抗性。在海水胁迫下，嫁接茄通过调控对K 的吸收，能使其吸收K 的量相对稳定，增强对海水逆境的抗性。

Ca 能促进果胶的合成并与之形成果胶酸钙，使细胞间的粘结作用加强，并使细胞中胶层更稳定，从而抑制病原菌分泌的酶对中胶层的破坏，提高作物抗病性（刘贤赵和康绍忠，2002；刘国琴 等，2003；马翠兰 等，2004）；Mg 能参与植物中的多种代谢（李合生，2000）。本试验中自根茄Ca含量随着海水浓度的增加而降低，嫁接茄则变化差异不显著，在对照中，嫁接茄Ca含量与自根茄无差异，但在1/3体积海水胁迫下，嫁接茄Ca含量显著高于自根茄；自根茄Mg含量随着海水胁迫浓度的升高先增加后降低，嫁接茄Mg含量则无显著差异。说明在嫁接过程中，茄子能加强对Ca 的吸收，增强嫁接茄内的信号传导、激活适当的蛋白激酶来调节茄子内的代谢平衡，增强茄子的抗海水逆境的能力（郑青松 等，2001；杨立飞，2007）。目前Mg 对作物耐盐性影响的研究较少，本试验认为，嫁接茄在海水胁迫条件下仍能维持茄子果实中的Mg 平衡，对增强植物的耐盐性有一定的积极作用。

K+在作物的耐盐性中发挥着重要作用。耐盐植物能加速K+的吸收和Na+的排放，提高K+的选择性吸收（夏天翔 等，2004）。在正常营养液栽培中，自根茄和嫁接茄的Na+/K+值显著低于其他处理，表明在正常营养液中，茄子吸收Na+、K+达到一定的平衡，没有受到盐害，但随着海水浓度的增加，嫁接茄和自根茄的Na+/K+值都显著高于对照，嫁接茄的Na+/K+值显著低于自根茄，结果说明，在海水胁迫下，嫁接茄和自根茄都受到了不同程度的盐害，但嫁接茄能通过一系列的代谢调节，使其受盐害程度显著降低。

Cu 是氧化还原酶和叶绿体等的重要成分；Fe 与植物体内的碳素同化能力有关；Mn、Zn是活性氧自由基清除酶超氧化物歧化酶（SOD）的重要辅助因子（李合生，2000；孙薇 等，2005）。本试验中，嫁接茄这4种微量元素含量没有变化，表明嫁接能够保持微量元素吸收的平衡。自根茄Cu含量增加，Fe 和Zn含量减低，Mn含量先增高后降低，表明自根茄在海水逆境下不能维持微量元素的平衡吸收，可能是由于胁迫伤害或自身调节能力不足导致，其机理需要进一步试验。

试验对茄子的VC含量和含水量测定结果表明，在正常营养液栽培条件下，嫁接能提高茄子VC含量和含水量，但在海水胁迫下，嫁接茄子的VC含量迅速下降，含水量无显著变化，自根茄却能够提高VC含量和含水量，表明嫁接茄在海水胁迫下营养品质可能下降。

以上结果表明，嫁接茄能通过对各矿质元素的吸收调节来增强茄子对海水复盐胁迫的抗性，且显著提高茄子的产量。

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