嫁接砧木对关中东部越冬番茄生长及果实品质的影响

任 平，阮祥稳，李英梅，张 锋，洪 波，赵 伟，王远征，陈志杰，付 博

(1. 陕西省生物农业研究所，西安 710032；2. 陕西省酶工程技术中心，陕西临潼 710006；3. 渭南市农业技术推广中心，陕西渭南 714000)

番茄(LycopersiconesculentumMill.)是中国设施栽培面积最大的果菜之一，在蔬菜生产中占有十分重要的地位。但在中国北方设施生产过程中，越冬番茄栽培常遭受到土壤病害、低温弱光等生物或非生物环境胁迫，导致光合速率下降、生长发育缓慢、产量和品质降低。选用抗性砧木进行嫁接栽培已成为保证日光温室越冬番茄高产稳产的技术措施[1]。

嫁接通过改善植株根系吸收特性和内源激素含量，提高植株光合能力和保护酶活性，增加抗性和产量，改进果实品质[2]。番茄嫁接栽培在河南、山东、广西、宁夏等地都得到广泛的推广应用，但在陕西番茄嫁接栽培处于空白领域，其主要原因是可推广利用的抗性砧木品种资源较少，缺乏适宜当地生态环境的抗性砧木品种。

砧木通过影响生物量分配来调节营养生长和果实发育，通过调节pH、可溶性糖等指标来影响果实品质[3-4]。这些影响主要来自环境因子和砧穗互作，由于砧木的基因型与接穗不同，土壤、根系和地上部之间的互作非常复杂，田间试验测试是砧穗组合筛选的有效途径[5]。

渭南地处关中东部，是陕西设施蔬菜栽培面积最大的地区，其中番茄种植面积6 667万m2以上，并有逐年增加的趋势, 但均是针对当地气候和茬口特点开展的番茄品种筛选试验，有关渭南地区应用砧木嫁接番茄栽培效果试验未见系统的报道。由于品种的区域性很强，同一砧木品种不同地区的表现不尽相同， 同一地区不同茬口适宜嫁接栽培的砧木品种也各不相同。为此，本试验选用10个砧木品种与当地的主栽品种进行嫁接，研究不同砧木对嫁接番茄植株生长发育、果实产量及品质的影响效应，为选择和推广适宜关中东部地区越冬茬番茄嫁接栽培的优良砧木品种提供参考，为准确指导生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试品种

试验于2017年7月至2018年4月在陕西省科学院大荔现代农业示范基地单栋钢架日光温室内进行。试验地位于渭南市大荔县冯村镇，北纬34°56′，东经109°43′，年均气温12～14 ℃，无霜期199～255 d，年降雨量600 mm左右，年日照时数2 200～2 500 h。试验日光温室长90 m，跨度12 m，高5 m，棚室内温度、光照、湿度条件较为一致。前茬休闲，灌溉方式为滴灌，施肥水平参考当地平均水平。供试番茄接穗品种为‘金鹏11’，供试番茄砧木品种10个(表1)。

表1 供试番茄砧木材料及来源Table 1 The tomato rootstocks and resources in the experiment

1.2 试验小区设置

试验于2017-08-02播种砧木，8月10日播种接穗，9月15日砧木幼苗长至5叶1心，接穗幼苗长至3叶1心时采用贴接法嫁接，2017-09-30按行距70 cm，株距40 cm定植，2018-03-15拉秧。试验采用随机区组设计，以砧木分别对接穗的嫁接苗为处理，以接穗不嫁接(自根苗)为对照(CK)，重复3次，每个重复嫁接苗20株，共60株，田间管理按常规方法进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 嫁接成活率调查 嫁接第10天调查各处理的嫁接成活率。

嫁接成活率=成活株数/嫁接总株数×100%

1.3.2 定植成活率调查 定植第30天调查各处理的定植成活率。

定植成活率=田间正常生长嫁接苗株数/田间定植株数×100%

1.3.3 生长指标测定 定植后第90天，在每个重复内随机选取10株定点测定生长指标。用刻度尺测量株高和根长，株高为根茎结合处到生长点的长度，根长为根茎结合处到主根根尖的长度；用游标卡尺测量接穗茎粗，测定部位为第9～10节处的粗度；测定植株地上、地下部分干物质质量，计算壮苗指数[6](壮苗指数=茎粗/株高×全株干物质)。

叶面积为番茄植株主干上数第4片完全展开的功能叶叶面积，测量每片叶的叶长、叶宽，叶面积计算采用曲佳等[7]的方法进行，并根据该试验所用的番茄品种对公式参数进行修正。修正后的叶面积公式为：

y=3.993 3x1+14.900 5x2+0.012 35x1x2-303.692 2(x2≥20)

y=0.876x1+1.801x2+0.162x1x2-15.863(x2<20)

式中：y表示番茄叶面积；x1表示叶长，为叶基部至叶尖长度；x2表示叶宽，为叶片间最大叶宽。

嫁接砧木对番茄生长和产量影响的评价采用隶属函数值法，计算方法如下：

R(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

Xi=∑Xij/n

式中：R(Xij) 表示i处理j指标的隶属函数值；Xij表示i处理j指标的测定值；Ximax和Ximin分别表示各处理中指标的最大和最小测定值；Xi为i处理的隶属函数值的平均值；n为指标数。

1.3.4 果实产量构成调查 果穗数为成功坐果并获得产量的果穗个数；单穗果数为每穗果获得产量的果实数量；单穗产量为每穗果的果实质量；单株果数为每株植株获得产量的果实数。每次采收称得果实质量，拉秧后统计单株果实产量。

1.3.5 品质测定 外观品质测定：主要在果实收获时进行，按照小区统计果型、裂果、畸形果、脐腐果数量，计算商品果率。果型指数[8]为纵径/横径，果形指数大于1.0为高圆形果，0.86～1.00为圆形果，0.71～0.85为扁圆形果，小于等于0.70为扁形果。商品果率=[总产量-(裂果+畸形果+脐腐果)]/总产量×100%。

果实内在品质测定：每小区取有代表性植株第2穗成熟一致的果实5个进行品质测定，可溶性固形物质量分数采用手持微型糖度计测定；可滴定酸质量分数采用碱液滴定法测定[9]，可溶性糖质量分数采用蒽酮比色法测定[10]，可溶性蛋白质量分数采用考马斯亮蓝G-520染色法[10]，维生素C质量分数采用2，6-二氯靛酚法测定[9]，番茄红素质量分数采用紫外-可见分光光度法测定[11]。

1.3.6 满意度评价 本研究引入“满意度”指标，综合评价参试品种。参考李鹏等[12]的研究方法，各品种单项指标的相对满意度计算公式如下：

M=(bi- Minbi)/(Maxbi-Minbi)。

式中：M代表番茄某一单项指标的相对满意度，bi表示某品种某一单项指标的测定平均值，Maxbi代表所研究10个番茄砧木品种和对照品中某一单项指标平均值的最大值，Minbi表示其最小值。

在对单项满意度统计的基础上，通过加权系数法计算各品种的“综合满意度”，公式为：

V=∑WiMi

式中：V表示番茄各项指标的综合满意度，Mi是各单项指标的相对满意度。Wi是单项指标的加权系数， 取0～1之间，各指标的加权系数之和等于1。鉴于目前国内尚无嫁接番茄相关指标加权系数的研究报道可供参考，为此本研究选定20位农技专家、高校学者及番茄种植者进行了问卷调查，结合当地番茄栽培实际情况，拟定了各项指标权重数。分别为：嫁接成活率0.10，定植成活率0.10，壮苗指数0.15，单果质量0.05，产量0.20，商品率0.10，可溶性固形物质量分数0.05，可溶性糖质量分数0.05，可滴定酸质量分数0.03，糖酸比0.05，维生素C质量分数0.04，可溶性蛋白质量分数0.04，番茄红素质量分数0.04。

1.4 统计分析

应用Microsoft Excel 2003和SPSS 22.0软件对试验数据进行统计分析，采用Duncan’s新复极差法进行多重比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 砧木品种对番茄嫁接成活率的影响

砧木与接穗的嫁接成活率是砧木能否大面积推广应用的一个重要指标，反映砧木与接穗的嫁接亲和性[13]，但不同砧穗组合的嫁接亲和性存在差异。从图1可知，‘浙砧1号’和‘番砧1号’的嫁接成活率较低，分别为74.00%和75.33%，显著低于其他砧木品种，其余砧木品种的嫁接成活率都达到80%以上，说明其他砧木品种与接穗‘金鹏11’都具有良好的嫁接亲和性。其中以‘金砧1号’‘金砧4号’和‘鲁砧2号’的嫁接成活率较高，分别为90.67%、88.33%和88.00%。

2.2 砧木品种对番茄定植成活率的影响

砧木对当地土壤环境、气候特征和设施条件的生态适应性，直接决定砧木能否被农业生产所接受。 嫁接苗的定植成活率是衡量其生态适应性和栽培成效的关键指标之一。从图2可以看出，除‘浙砧1号’和‘番砧1号’外，其余砧木的定植成活率都达到95%以上，说明其余砧木品种的嫁接苗都具有良好的适应当地生态环境及设施的能力。‘浙砧1号’和‘番砧1号’的定植成活率显著低于其他砧木品种的嫁接苗，分别为88.33% 和82.78%，其余砧木品种嫁接苗的成活率差异不显著，其中以‘欧砧006’的嫁接苗定植成活率最高，为99.44%。究其原因，可能是由于关中东部渭南市大荔县农业土壤普遍属于碱性土壤，‘浙砧1号’和‘番砧1号’砧木品种抗盐碱能力弱，导致嫁接苗定植成活率偏低。

不同小写字母表示差异显著(P<0.05) Different lowercase letters mean significant difference at 0.05 level. 下同 The same below

图1砧木品种对番茄嫁接成活率的影响
Fig.1Effectsofrootstockvarietiesonsurvivalrateofgraftedtomato

图2 砧木品种对番茄定植成活率的影响Fig.2 Effects of rootstock varieties on survival rate of tomato planting

2.3 砧木品种对嫁接番茄植株生长的影响

生长势反映植物生长发育的旺盛程度，番茄植株的株高、茎粗、叶面积、壮苗指数都是衡量番茄植株长势的重要指标。从表2可知，‘金砧1号’砧木嫁接番茄的株高、茎粗、叶面积显著高于对照及其他砧木的嫁接番茄植株，分别为116.39 cm、14.34 mm和219.45 cm2，比对照分别提高21.59%、22.77%和26.77%。与对照相比，‘浙砧1号’对嫁接番茄的株高影响不明显，其余砧木嫁接均显著提高了番茄植株的株高。‘金砧1号’和‘金砧2号’2种砧木嫁接番茄的茎粗显著高于对照，‘浙砧1号’和‘番砧1号’的叶面积显著低于对照及其他砧木品种。除‘番砧1号’外，其余砧木嫁接番茄的植株干物质明显高于对照，其中以‘金砧2号’为最高，达117.70 g。‘金砧1号’和‘金砧2号’2种砧木嫁接番茄的壮苗指数较高，分别为 13.94和15.51，‘浙砧1号’和‘番砧1号’嫁接植株的壮苗指数低于对照，分别为8.27和7.95。由表3可知，不同砧木的隶属函数值平均值由大到小依次为‘金砧1号’‘金砧2号’‘欧砧006’‘金砧4号’‘坂砧18’‘金砧3号’‘鲁砧2号’‘阿纳姆’对照‘番砧1号’和‘浙砧1号’，可见，除‘浙砧1号’和‘番砧1号’外，其余砧木嫁接对番茄植株生长的促进效果较好。

表2 砧木品种对嫁接番茄生长的影响Table 2 Effects of rootstock varieties on growth of grafted tomato

注：用Duncan’s进行多重比较， 同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note：Duncan’s multiple comparisons was conducted , and different letters in the same column mean significant difference at 0.05 level. The same below.

2.4 砧木品种对嫁接番茄果实产量构成的影响

产量是对番茄植株是否具有栽培价值的最直接反映。果穗数、单穗果数、单果质量、单穗产量和单株果数都是反映番茄产量特征的重要指标，不同砧木嫁接对番茄产量都会产生重要的影响。从表4可见，‘金砧1号’和‘欧砧006’较对照显著增加了嫁接番茄的果穗数。‘金砧3号’嫁接的单穗果数为4.70，显著高于对照，‘浙砧1号’嫁接的单穗果数为2.82，显著低于对照。‘金砧1号’‘金砧2号’和‘鲁砧2号’3种砧木嫁接显著增加了番茄的单果质量，较对照分别增加11.67%、17.47%和11.90%。‘金砧1号’‘金砧2号’和‘金砧3号’的单穗产量与对照相比也显著提高，分别提高27.89%、25.36%和30.04%。除‘浙砧1号’和‘番砧1号’外，砧木嫁接也显著增加了番茄单株果数和单株产量，其中‘金砧1号’和‘阿纳姆’的单株果数提高幅度最大，分别为32.26%和39.38%，‘金砧1号’和‘金砧2号’的单株产量较高，分别为2.67 kg和2.43 kg，增幅达到47.51%和34.25%。产量构成因子的相关性分析表明，单株产量与单株果数(r=0.882**)和单穗产量(r=0.784**)的相关系数均达到极显著水平(P<0.01)。由表5可知,不同砧木的隶属函数值平均值由大到小依次为‘金砧1号’‘金砧2号’‘阿纳姆’‘金砧3号’‘鲁砧2号’‘欧砧006’‘金砧4号’‘坂砧18’和对照及‘番砧1号’‘浙砧1号’，可见，除‘浙砧1号’和‘番砧1号’外，其余砧木嫁接对番茄产量的促进效果较好。

表3 砧木品种对嫁接番茄生长指标隶属函数值的影响Table 3 Effects of rootstock varieties on membership functions of grafted tomato

表4 砧木品种对嫁接番茄果实产量构成的影响Table 4 Effects of rootstock varieties on yield compositions of grafted tomato

表5 砧木品种对嫁接番茄果实产量构成指标隶属函数值的影响Table 5 Effects of rootstock varieties on membership functions of grafted tomato yield index

2.5 砧木品种对嫁接番茄果实性状的影响

果实商品率与收获产量共同决定着可供销售的商品果产量，是果实品质的重要衡量指标[14]，同时番茄的外观、口感、风味和营养等也是构成番茄品质的关键因素，是消费者挑选番茄的重要品质指标，直接影响其质量等级及市场竞争力。从表6可见，不同砧木品种对嫁接番茄品质影响不同。与对照相比， 不同砧木品种对嫁接番茄的果型指数影响不明显。各处理及对照均存在裂果、畸形果、脐腐果，商品果率以‘金砧2号’为最高，达87.28%，显著高于对照，‘番砧1号’显著低于对照。除‘浙砧1号’‘鲁砧2号’外，其他砧木的可溶性固形物质量分数明显高于对照。不同砧木对果实各营养指标的作用方向不尽一致。‘金砧1号’和‘番砧1号’显著提升了果实中可溶性糖的质量分数，而‘坂砧18’和‘浙砧1号’却显著降低。‘金砧3号’和‘坂砧18’的可滴定酸质量分数显著降低，‘浙砧1号’‘金砧1号’和‘番砧1号’可滴定酸的质量分数与对照相比差异不显著。除‘坂砧18’和‘浙砧1号’外，其他砧木嫁接均提高了番茄的糖酸比和可溶性蛋白质量分数。‘金砧2号’‘金砧4号’和‘欧砧006’显著提升了果实中维生素C的质量分数，‘浙砧1号’‘番砧1号’‘阿纳姆’和‘坂砧18’的维生素C质量分数显著降低。所有砧木均提高了嫁接番茄果实中番茄红素的质量分数，但‘浙砧1号’‘番砧1号’‘阿纳姆’和‘坂砧18’的影响不显著。不同砧木嫁接番茄果实中可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、维生素C质量分数及糖酸比与对照相比互有高低。

2.6 满意度的综合评价

满意度是指各品种表现出来的一系列品种特性可以达到人们需求的合理或满意程度[15]，是砧木品种的综合评价指标。依据图1～3和表2～5 的资料分别计算不同砧木品种单项指标的相对满意度，结果见表7。在对各砧木品种13个单项指标满意度统计的基础上，通过加权系数法计算各砧木品种的“综合满意度”。依据公式计算出的10个砧木品种和对照的综合满意度见图3。从图3可以看出，除‘浙砧1号’和‘番砧1号’外，其他砧木品种的综合满意度特征值均高于对照品种，其中‘金砧1号’和‘金砧2号’的综合满意度较高，分别为0.80和0.78，说明这2个砧木品种具有相对较佳的品种栽培推广性能，尤以‘金砧1号’最优，‘金砧2号’次之；‘浙砧1号’和‘番砧1号’的综合满意特征值较低，为0.16和0.20，说明相对于其他砧木品种，这2个砧木品种不适于在关中东部推广栽培。

表6 砧木品种对番茄果实品质的影响Table 6 Effects of rootstock varieties on fruit quality of grafted tomato

表7 嫁接番茄单项指标的相对满意度Table 7 Relative satisfaction for single indexes of grafted tomato

图3 砧木品种对嫁接番茄综合满意度的影响Fig.3 Effects of rootstock varieties on the index of comprehensive satisfaction of grafted tomato

3 讨论与结论

砧木的选择是嫁接的基础工作，是番茄嫁接高产、优质的关键。评价嫁接砧木的优劣，不仅要评价嫁接砧木的成活率，还要从砧木的生态适应性及嫁接对作物生长、产量和品质等方面都进行评价，才能比较全面、准确地筛选出适宜当地设施特征及气候环境的优良嫁接砧木。嫁接成活率是判断嫁接亲和力的关键指标，可以判断砧穗组合的短期嫁接亲和性。砧穗间共生亲和性的好坏影响养分的上下运输，从而影响苗木后期的生长情况。因此，嫁接成活后植株的生长发育状况、产量和品质等都是评价果实共生亲和性的重要指标[16-18]。本试验结果表明：‘金砧1号’‘金砧4号’和‘鲁砧2号’的嫁接成活率较高，分别为90.67%、88.33%和88.00%，说明与接穗‘金鹏11’均具有良好的嫁接亲和性；‘浙砧1号’和‘番砧1号’砧木品种抗盐碱能力弱，导致嫁接苗定植成活率偏低，其余砧木的定植成活率都达到95%以上，具有良好的适应当地生态环境及设施特征的能力。嫁接苗成株的生长势和产量也因砧木不同而表现出显著差异，隶属函数值评价显示，除‘浙砧1号’和‘番砧1号’外，其余砧木嫁接对番茄植株生长的促进和增产效果较好。‘金砧1号’和‘金砧2号’2种砧木嫁接的番茄植株健壮，壮苗指数分别为 13.94和15.51，单株产量也较高，分别为2.67 kg和2.43 kg，增幅达到47.51%和34.25%。可见，不同砧木嫁接番茄对嫁接亲和性和共生亲和性影响并不一致，崔健等[19]也认为良好的嫁接亲和性未必有良好的共生关系， 因此选择合适的砧穗组合，对于避免由于砧穗互作的负效应导致低生长量和存活率现象极为重要。

大量的试验研究和生产实践表明，不同砧木嫁接，嫁接植株的生长势和产量表现不同[20]，如果砧木选择得当，蔬菜嫁接后表现出植株高大、茎杆粗壮、生长势增强，产量也显著提高[4, 21]，但不适宜的砧木嫁接后植株无法生长或生长不良，这样会给农业生产造成极大的损失[22]。本试验结果也表明， 砧木对接穗干物质形成有重要的影响，最终影响其营养生长和产量，除‘浙砧1号’和‘番砧1号’外，其余砧木嫁接显著提高了番茄植株的株高、植物干物质、壮苗指数和单株产量，嫁接番茄生长综合评价指数隶属函数值的平均值也明显提高，表明合适的砧木嫁接可以明显促进番茄植株的生长，而产量构成的相关性分析表明，单株产量与单株果数和单穗产量呈显著正相关，说明适应当地盐碱土壤环境的砧木嫁接番茄，生长势强，植株健壮，通过提高单株果数和单穗产量能提高番茄植株的单株产量。

砧木嫁接对番茄的品质也有影响。本试验研究结果表明，砧木嫁接对番茄的果型指数影响不大，果实都呈高圆形。‘金砧2号’的商品果率最高，达87.28%。不同砧木对番茄果实内在品质的影响不同，同一砧木嫁接对不同品质指标的影响也不同。比如‘金砧1号’显著提升了果实中可溶性糖、可溶性蛋白和番茄红素质量分数及糖酸比，对可溶性酸和维生素C质量分数影响不显著；‘金砧2号’显著提升了果实中可溶性蛋白、维生素C和番茄红素质量分数及糖酸比，显著降低了可溶性糖和可溶性酸质量分数，进一步说明不同砧木对果实各营养指标的作用方向不尽一致，这与孙丽丽等[23]的观点一致。

进行番茄嫁接砧木综合评价是良种选择的重要环节。衡量一个品种优劣需要多种评价指标综合评价，本试验通过嫁接亲和性指标、生态适应性指标，结合嫁接植株植物学性状、产量及果实综合品质等13项指标进行满意度评价，通过农技专家、高校学者及种植者代表制定的权重值将各指标进行量化串联，计算出综合满意度，可以全面反映出各砧木品种的综合表现情况，因此计算获得的综合值越大，说明此类砧木品种越符合生产要求。本研究在对嫁接番茄单优性状进行比较的基础上，采用满意度综合评价认为，‘金砧1号’和‘金砧2号’砧木嫁接番茄不仅成活率高，而且促进植株生长，显著提高产量及果实品质，适应当地土壤和气候条件，可作为关中东部越冬番茄嫁接砧木选择的优选品种。