西瓜嫁接技术与产业发展的研究进展

李涵，王志伟，2，崔丽红，孙小武

（1.湖南农业大学园艺园林学院，长沙，410125；2.湖南省西瓜甜瓜研究所；3.湘西民族职业技术学院）

西瓜嫁接技术与产业发展的研究进展

李涵1，王志伟1，2，崔丽红3，孙小武1

（1.湖南农业大学园艺园林学院，长沙，410125；2.湖南省西瓜甜瓜研究所；3.湘西民族职业技术学院）

对我国西瓜嫁接育苗与产业发展的现状进行了综述，介绍了西瓜嫁接的作用、嫁接方法、西瓜嫁接存在的问题，并对西瓜嫁接的发展提出了建议。

西瓜；嫁接；研究进展

专家论坛

孙小武

男，湖南农业大学园艺园林学院蔬菜学教授、博士生导师，享受国务院特殊津贴专家，农业部蔬菜专家指导组成员，国家西甜瓜产业技术体系岗位科学家，全国瓜类品种鉴定委员会主任，中国园艺学会副理事长，中国园艺学会南瓜研究分会会长，湖南省新世纪121人才工程第一层次人选，全国先进工作者，全国优秀科技工作者。主要从事瓜类研究，主持或参与选育、引进瓜类新品种60多个，其中7个通过全国农作物品种审定委员会审定，7个西甜瓜品种通过国家西甜瓜品种鉴定委员会鉴定，37个通过省级品种审定。先后承担国家、省、市瓜类研究课题30余项，获科技成果奖12项，其中获国家农牧渔业部丰收计划二等奖，湖南省科技进步二等奖3项、三等奖4项，在无籽西瓜、小果型西瓜的研究与产业开发方面的成果达到国内领先水平，多项技术创新和科技成果填补了国内小果型无籽西瓜研究的空白。

由于西瓜栽培具有较高的经济效益，近年来栽培面积不断扩大，设施重茬栽培面积日益增加，连作障碍日趋严重，西瓜枯萎病等发生日趋严重，南方地区低温寡照多雨的冬春季蔓枯病和炭疽病则成为重要病害，以上情况都严重的影响着我国西瓜生产的可持续发展。防治枯萎病等土传病害最有效的农业措施是轮作，但栽培面积的扩大和设施的大量应用导致轮作在生产中难以实现；药剂防治效果不理想，且不利于环境保护；选育抗病品种是解决问题的根本办法，但由于抗病资源的匮乏，使得培育抗病品种周期漫长，进展缓慢。加强抗病育种工作，进一步开展种质资源的筛选和利用，辅以新的栽培技术和模式是解决这一问题的有效途径。

我国嫁接技术已有2 000多a的历史，瓜类嫁接技术始于20世纪20年代的日本，当时已经有利用嫁接技术防治病害的研究，但未能推广应用。于贤昌等[1]于20世纪70年代首次将嫁接技术引入西瓜温室生产中，有效地解决了西瓜连作重茬问题，20世纪80年代末已大面积应用。此后，相关的科研人员对嫁接技术的原理、应用和推广做了大量工作，在解决西瓜重茬栽培病害等方面发挥了重要作用。

1 西瓜嫁接的作用

1.1 提高植株抗病性

嫁接的主要目的是增强西瓜对土传性病害的抵御能力。嫁接后西瓜的抗病性与砧木种类有一定相关性，利用抗性砧木进行嫁接可以提高西瓜对多种土传病害的抗性，砧木不同，嫁接后西瓜抗病性也存在明显差异。枯萎病是西瓜嫁接针对的主要病害之一，世界各国的西瓜栽培历史都证明其可对西瓜生产造成毁灭性打击，该病由尖孢镰刀菌西瓜专化型Synder&Hansen]侵染所致，在西瓜整个生育期均会发生，病菌主要以菌丝、厚垣孢子或菌核等在未充分腐熟的有机肥或土壤中越冬，成为第二年主要侵染源，种子也是病原菌携带和传播的载体。

早期防治枯萎病主要采用选择抗病品种、轮作换茬、嫁接栽培、药剂防治等多种方法[2]。冯春梅等[3]在对砧木嫁接抵抗西瓜枯萎病的研究中发现，在日本强势葫芦、超丰F1、世纪星西瓜本砧、温州圆蒲、本地圆蒲、好伙伴野生西瓜和勇士野生西瓜砧木中，以日本强势葫芦的嫁接苗综合性状表现最佳。陈润兴等[4]发现在采用超丰F1、京欣砧1号、野生西瓜作砧木进行嫁接后，野生西瓜砧木嫁接苗发病率远低于其他两个类型。上述研究结果表明，嫁接可以明显提高西瓜对枯萎病等病害的抵抗能力，可基本解决目前生产中由于西瓜连作而导致枯萎病严重的问题。

1.2 克服连作障碍

连作障碍是一种综合症，后茬植株在正常的栽培条件下也会出现长势变弱、产量降低和品质下降等现象，在蔬菜、果树、粮食作物、花卉中均存在，严重制约了设施栽培的可持续发展。连作除了导致病虫害的严重发生外，还从根系自毒作用和破坏土壤元素平衡两个方面影响植物的正常生长，进而导致植物缺素，影响产量和品质[5]。连作使得西瓜病害增加、生长势减弱、产量降低、品质下降，其根系分泌物产生的自毒作用是导致以上问题的重要原因，加之温室西瓜生长期间长期得不到雨水冲刷淋溶，土壤盐渍化加重，严重影响温室西瓜产业的发展[6]。嫁接在提高其抗病性的同时也改变了对土壤元素的吸收能力，生长势增强，耐盐能力增强，可部分缓解西瓜设施生产因连作重茬而造成的为害。

1.3 提高植株对温度逆境的抵抗能力

早熟栽培中，早春的低温、寡日照会影响瓜蔓的伸长、结实和果实发育。栽培生产和不同研究的试验结果均表明，西瓜嫁接可以提高对低温的适应性。刘慧英等[7]以黑籽南瓜、杭州长瓤、南韩葫芦、超丰F1、勇士砧木等为砧木材料，对低温胁迫下西瓜嫁接苗的生理变化与耐冷性进行了研究，发现西瓜嫁接苗的耐寒性均有不同程度的提高。嫁接苗耐寒性的获得与其对应砧木的耐寒性有直接的关系，这一表现有着其内在的生理基础[8，9]。在嫁接对植物耐热性影响的研究中也发现类似的情况[10]。

1.4 嫁接可增加产量

嫁接技术主要是利用砧木强大的根系来改进植株的各种特性，西瓜嫁接苗的根系比自根苗发达，根系的吸收能力和合成能力也强于自根苗，从而使西瓜嫁接苗地上部分长势旺盛，叶面积增大，增加光合产物积累，进而使生长加快，最终获得高产。韩志平等[11]在砧木对嫁接西瓜生长发育、产量和品质的影响研究中发现，砧木对接穗株高、茎粗的生长均有促进作用。在对更多的砧木接穗组合进行的类似研究也证明了这一结论，俞更才等[12]在对5种砧木和7种接穗共35种组合的研究中发现，嫁接组合的产量均得到了提高，平均增产达30.1%，常高正等[13]也有类似发现。

嫁接可提高植物光合作用强度，这是嫁接提高产量的重要原因，樊勇等[14]研究表明，黄瓜自根苗光合速率低于嫁接苗，嫁接苗的光饱和点、CO2补偿点、光饱和光合速率、叶绿素含量均显著高于自根苗；郑阳霞等[15]在嫁接茄子的研究中也发现不同砧木嫁接对茄子光合特性影响效果不同。

1.5 提高果实品质

品质是当前育种工作的重要目标，有些情况下高品质甚至比高产和抗病更重要，品质不高的园艺产品即使有较高的产量，也不会获得好的经济效益，在此情况下研究嫁接对西瓜品质的影响就尤为重要。抗病性是以往选育工作中首要考虑的问题，对嫁接后果实品质变化的研究较少，栽培实践中常发现嫁接后抗病性虽有提高，但风味受到影响，出现果实中心糖和边糖含量下降、果皮增厚等现象，当然采用不同砧木嫁接对西瓜品质影响不一[16，17]。除对可溶性固形物含量的影响外，相关研究也发现嫁接使西瓜果实增大的同时导致果皮颜色和光泽度降低、果肉组织和色泽异常、可溶性固性物含量下降[8]。

1.6 节约肥料

与嫁接增产的原因类似，砧木强大的根系可大幅度提高嫁接苗的物质合成能力和吸收能力，嫁接西瓜的砧木根系分布较自根苗更为广阔，能够利用较大空间中的养分，吸收肥料和水分的能力远高于自根苗，因而使得嫁接苗地上部生长旺盛，叶面积增大，光合产物增多，生长速度加快，并最终会提高其产量，这表现在实际的栽培过程中就是与自根苗同等生长量情况下，采用嫁接苗可减少施肥量[18]。

2 嫁接方法的研究

嫁接方法在一定程度上影响着嫁接苗的成活率、嫁接后苗木生长情况，进而对产量和品质产生影响。目前瓜类嫁接主要有劈接法、插接法、靠接法，插接又分为断根插接和普通插接两种[19]。现在工厂化大批量集约育苗主要用顶插接方式，且不同地区采用的顶插接技术亦有差异，像湖北、海南等地区主要是在西瓜苗嫁接前将其下胚轴切一刀，形成一个长切面，嫁接后无需嫁接夹；浙江地区把西瓜苗下胚轴切两刀，使其切面形成楔形，嫁接后要用嫁接夹固定。一般嫁接工人每日嫁接西瓜苗1 500株左右，操作娴熟的可达3 000株甚至更多。

近几年，武汉、山东等地主要采取断根嫁接技术，其方法与顶插法基本相同，除了将嫁接接穗切成削面外，还要将砧木在子叶下面5～7 cm处切断，等嫁接完了重新栽植到装有基质的穴盘里。经历数年的应用，我们发现采用断根嫁接方式的好处主要有以下几个方面：第一，嫁接苗须根根系生长旺盛，增加了吸收水分、养分的能力，促使其定植到大田后生长速度相对较快；第二，提升了嫁接速率，使育苗程序得以分解，尤其适合大批量集约育苗；第三，能有效排除因嫁接砧木徒长而引起的嫁接苗徒长问题，无需采用生长调节剂便可使嫁接幼苗生长整齐，达到壮苗标准，提升嫁接苗商品性；第四，断根嫁接苗在早春定植到大田后缓苗较快，耐受低温能力强；第五，用于断根嫁接的砧木可以双粒播种，能有效提高单位面积生产效率，集约育苗空间。就10 000 m2育苗温室来说，如果用插接法仅可生产94万株嫁接苗，但用断根嫁接便能生产136万株。

长沙等地工厂化育苗主要采用漂浮嫁接育苗技术，采用78孔聚乙烯泡沫育苗盘为载体，装入混配基质，将种有砧木的育苗盘放入营养液水浮苗床进行培育，后进行嫁接。该技术是集成无土栽培和嫁接技术的质优组合，有嫁接成苗速度快、成苗率高且幼苗生长整齐，移栽后缓苗快或不缓苗、耐低温和增强抗病性等优点，是一项实用性强、可操作性强的农业新技术。

3 西瓜嫁接产业目前存在的问题

3.1 嫁接砧木选育工作的滞后性

我国西瓜嫁接砧木的种子市场较为混杂，仅有少数几家单位选育出了一批砧木品种，但真正经过审定或认定的品种甚少。加上近年来因砧木选配不合理引起的嫁接亲和性或共生亲和性的降低而导致嫁接苗质量下降、西瓜品质降低，给嫁接育苗产业带来巨大损失。充分说明我国嫁接砧木选育工作的滞后性以及砧木育种的广阔前景。

3.2 嫁接设备开发较为薄弱，嫁接用工多

日本和韩国的嫁接育苗设备开发比我国早，现已研发出播种机、基质装盘机、自动喷淋装置等，人工依赖程度大大降低，劳动生产率大幅度提高，其开发的密闭式种苗生产系统已广泛应用于嫁接苗生产。我国这方面起步较晚，育苗、基质装盘、洒水、嫁接以及嫁接后的环境调控，大多仍以人工操作为主。近年来，随着劳动力与工资矛盾的日益突出，集约化工厂育苗遇到很大挑战，经营成本急速上升。同时这种人工经验式的管理模式，使得不同育苗工厂的经营管理有很大不同，甚至同一育苗工厂内技术员的管理也不相同，最终导致嫁接苗质量得不到保障。

3.3 嫁接苗集约化生产的病虫害防治技术亟待加强

嫁接苗集约化生产虽是今后育苗的一个发展趋势，但是这种方式却也大大增加了病虫害扩散的风险性。如近年来有的育苗场由于不重视种子的病害检测，使得黄瓜绿斑驳花叶病毒病（CGMMV）、西甜瓜细菌性果斑病（BFB）在嫁接苗生产中得以扩散。在集约化生产条件下，若采用带病菌的种子，在高温、高湿环境下容易引起病虫害的大发生。同时，育苗基质、育苗穴盘、嫁接器械等也是可能导致病虫害传播的载体。因此，充分认识嫁接苗集约化生产中病虫害的风险性，控制病虫害发生的源头，以确保嫁接育苗的安全生产是非常重要的。

4 推进我国西瓜嫁接育苗产业发展的建议

4.1 加强西瓜砧木专用品种选育工作

我国西瓜生产量大，种类众多，但不同类型、季节、栽培方式对砧木需求不同。此外，枯萎病、炭疽病、根腐病等是影响西瓜产业发展的一大障碍，土壤根结线虫、次生盐渍化也是设施栽培中困扰西瓜生产的突出问题。因此，耐根腐病、耐根结线虫和耐盐等砧木选育应作为今后研究的重要方向，同时应加强野生种质资源的抗性筛选及本砧的选育工作。

4.2 开展健康种子生产和种子处理技术的研究

使用健康种子是获得健康嫁接苗的前提，但国内种子生产技术体系尚不规范，制种过程中田间筛选和鉴定粗放，采种后又无必要的种子处理和检验，致使种子夹带病原菌和病毒可能性增大，因此应建立规范的种子生产技术体系，加强种子快速检测技术研究，为生产健康种子提供可靠保障和科学依据。此外西瓜砧木种子的发芽率低、发芽不整齐，无籽西瓜的免破壳技术也一直是育苗工厂规模化生产的难题。因此，砧木种子促萌发技术、无籽西瓜的免破壳技术的研究也是今后的一大方向。

4.3 加强嫁接育苗配套机械的开发研究

西瓜嫁接是劳动密集型生产，劳动需求量大。生产中嫁接育苗机械的适当利用可省时省工，但我国对嫁接育苗配套机械的研发与应用还处于起步阶段。所以依据我国嫁接育苗产业的实际情况，我们的工作重心应放在适宜于我国使用的嫁接机械的研发上，以便提高嫁接工作效率，缩减劳动成本。

4.4 加强西瓜嫁接亲和性和对果实品质影响机制的相关研究

嫁接西瓜苗接穗与所用砧木的愈合过程较复杂，有着内在的生理生化变化，但至今有关两者亲和性的生理变化、分子机理以及嫁接砧木对西瓜果实生长和品质的影响等方面仍然没有明确答案。另外，西瓜嫁接苗成活后其根系变成了砧木的根系，使其在生长发育时对水分和养分的需求与普通西瓜存在不同之处。因此，应加快相关方面的研究，形成一套行之有效的西瓜嫁接配套栽培技术。

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Progress on Grafting Technology and Industry Development of Grafted Watermelon

This article presented the status of seedling breeding and industry development of grafted watermelon in China, and introduced the effects of watermelon grafting,grafting methods and exsiting problems in watermelon grafting,in addition,the article gave four suggestions on promoting the development of grafted watermelon industry.

Watermelon;Grafting;Research progress

S651

A

1001-3547（2014）10-0001-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.10.001

李涵（1987-），女，在读博士，研究方向为西瓜抗病育种，电话：18773161426，E-mail：lhlihan001@163.com

孙小武，通信作者，研究员，博导，研究方向为西瓜种子生产与加工，E-mail：sunxiaowu2007@126.com

2014-05-06