南疆不同砧木组合对黄瓜生长发育及品质的影响

程云霞，谭占明*，熊仁次，徐崇志，束胜，张婧，茹鲜古丽

（1.塔里木大学园艺与林学学院南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室/新疆生产建设兵团南疆特色果树生产工程实验室，新疆 阿拉尔 843300；2.南京农业大学 园艺学院，江苏 南京 210095；3.新疆农业大学 园艺学院 新疆特色园艺作物种质资源与高效生产实验室，新疆乌鲁木齐 830000）

黄瓜（CucumissativusL.）是设施栽培的主要蔬菜之一，随着设施栽培的不断发展，设施内的连作病害日益严重，黄瓜枯萎病，疫病等土传病害，随病原菌逐年积累，危害日益加重，进而影响了黄瓜的产量和品质［1］。研究表明，嫁接技术是克服设施土壤连作障碍的有效技术措施之一，不仅可以有效预防病害，提高植株抗病性，同时还能提高植株抗逆性，促进植株生长，提早开花结果，增加产量，提高经济效益［2-4］。

不同砧木对接穗的亲和性、生长势、产量和品质均有不同的影响［5-6］，梁祖珍等研究发现适宜的砧木可以增强黄瓜植株生长势，提高抗病性、抗寒性、丰产性、早熟性，增加产量，延长采收期［7］；梁增文等研究发现不同砧木嫁接可提高黄瓜植株生长势，提高可溶性糖含量、VC 含量和可溶性蛋白含量等果实品质［8］。

新疆南疆地区环境恶劣，土壤连作障碍和病虫害严重，而黄瓜根系再生能力薄弱，抗逆性较差。为筛选适宜南疆地区黄瓜生长发育的砧木品种，本试验通过不同的南瓜砧木品种进行嫁接组合，比较和分析不同砧木对黄瓜植株生长特性，果实品质及产量的影响，以期筛选出表现优异的嫁接组合应用于生产中，为南疆地区黄瓜高效栽培技术提供理论依据及参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020 年7 月至2020 年12 月在阿克苏地区阿拉尔市塔里木大学园艺试验站（北纬40°32′48″，东经81°17′33″）智能温室中进行［9］。

1.2 试验材料

供试接穗为‘巨丰八号’黄瓜品种（山东省寿光市春光种业有限公司培育），砧木为‘金尊’（寿和欣欣然园艺有限公司培育）、‘寒越’（寿和欣欣然园艺有限公司培育）、‘日本金秀台木’（寿和欣欣然园艺有限公司培育）三种南瓜品种。

1.3 试验设计

本试验采用单因素随机区组设计，将南瓜砧木与黄瓜接穗进行嫁接组合处理，共设置3 个处理和1 个对照，每个处理3 次重复。其中，以‘巨丰八号’自根苗为对照，处理1：巨丰八号/金尊、处理2：巨丰八号/寒越、处理3：巨丰八号/日本金秀台木。

1.4 试验方法

2020 年7 月20 日将‘巨丰八号’进行温汤浸种，7 月22 日将砧木进行温汤浸种，催芽后待种子“露白”80%后播种，砧木比接穗晚播4d。待接穗幼苗子叶平展，砧木具有1 叶1 心时采用靠接法嫁接组合，嫁接完成后‘巨丰八号’子叶位于砧木子叶的上方，且子叶方向垂直。嫁接幼苗具有三叶一心时，选择长势一致的幼苗进行定植，同时适当控制肥水，提高幼苗的抗逆性，促进缓苗，与此同时少量多次适当追肥。

1.5 项目指标测定及方法

1.5.1 嫁接成活率测定

嫁接后第15 d，每个嫁接处理选100 株调查嫁接苗成活数并利用（1）计算成活率［10］。

1.5.2 生长指标测定

盛果期每个重复随机选择5 株黄瓜植株，测量株高（尺子，cm，基质表面到生长点的高度），茎粗（游标卡尺，mm，紧挨接穗子叶下部）以及叶片和长宽（卷尺，cm，最大功能叶片），同时利用叶长和叶宽计算叶面积和叶面积指数［11］。

其中，L 为叶长，W 为叶宽

1.5.3 叶片生理指标测定

盛果期毎个重复随机选择5 株黄瓜植株，选取顶部第3 片完全展开的功能叶，早上10：00-11：00，采用DUALEX.SCIENTIFIC+TM 型植物多酚-叶绿素测量计（Force-A 公司）测量叶片氮平衡指数，叶绿素指数，类黄酮指数，花青素指数。

1.5.4 果实外观品质的测定

盛果期每组重复随机选取5 个果实测定果实外观品质。用直尺测量果实长度；用游标卡尺测量瓜柄长、横径、纵径并利用（3）计算果形指数［12］；利用TMS-PRO 质构仪（美国FTC 公司）测定弹性、胶粘性、粘聚性、黏性、咀嚼性和硬度。

1.5.5 果实营养品质的测定

盛果期每组重复随机选取5 个果实测定黄瓜品质性状，利用手持糖度计测定可溶性固形物（TSS）；采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定果实维生素C 含量［13］；采用蒽酮比色法测定果实可溶性糖含量［13］。

1.5.6 产量测定

盛果期每组重复随机选取5 个果实测定黄瓜平均单果重，并计算单株产量和亩产量。

单株产量=单株结果数×平均单果重 （5）

1.6 数据分析

试验数据利用MicrosoftExcel2010 进行数据整 理 采 用TBtools 制 图 软 件 作 图［14］并 采 用SPSS19.0 软件进行差异显著性分析和Pearson 相关性分析，利用Duncon 多重比较进行显著性比较，将各指标进行标准化处理后降维计算各指标的特征值、方差贡献率和累积贡献率，根据特征值＞1，累计贡献率＞85%的原则，提取主要成分，用主成分载荷值除以主成分特征值的平方根计算出特征向量值，再将特征向量与标准化值相乘得到各主成分的表达式，最后通过表达式计算主成分的得分，并利用主成分得分、方差贡献率和累积方差贡献率计算综合得分并进行排名，最后分析不同砧木嫁接组合对黄瓜生长特性及品质的影响［15］。

1.6.1 各综合指标的隶属函数值

i=1，2，3，…n。式中，U（Xi）表示正隶属函数，U（Xi）’表示反隶属函数，Xi表示第i 个均值，Xmin表示均值最小数值，Xmax表示均值最大数值［16］。

1.6.2 各综合指标的权重

式中，Wi 表示权重综合指标在所有综合指标中的重要程度即权重，Pi 表示第i 个指标的方差贡献率［17］。

1.6.3 各指标的综合评价值

式中，D值为不同处理条件下由综合指标评价所得的各性状指标综合评价值［18］。

2 结果与分析

2.1 不同砧木嫁接组合对黄瓜嫁接成活率比较

由表1 可以看出，相同的生长环境中不同砧木嫁接黄瓜苗成活率存在差异，其中，‘巨丰八号’与‘金尊’嫁接成活株数最多为90 株，成活率为90%，而与‘日本金秀台木’嫁接成活株数有66 株，成活率较低，为66%。

表1 不同砧木下的黄瓜嫁接成活率比较Table 1 Comparison of survival rate of cucumber grafted under different root stocks

2.2 不同处理条件下黄瓜植株生长指标比较

由表2 可见，不同砧木组合对黄瓜的株高、茎粗和叶面积等生长指标有一定的影响。其中，巨丰八号/金尊嫁接的黄瓜植株株高最高，为166.50 cm，茎粗较粗，为13.51 mm，叶面积较大，为784.50 cm2，且相较对照分别增加了2.64%、28.79%和23.05%；巨丰八号/日本金秀台木嫁接的黄瓜叶面积指数较大，为0.95；巨丰八号/金尊嫁接的黄瓜叶面积指数次之，为0.92。

表2 不同处理下黄瓜植株生长指标比较Table 2 Comparison of cucumber plant growth indexes under different treatments

2.3 不同处理对黄瓜叶片生理指标的影响

由表3 可知，嫁接苗与自根苗相比叶片氮平衡指数、叶绿素指数有所下降，而类黄酮指数和花青素指数有所上升。其中嫁接苗的氮平衡指数和叶绿素指数相较自根苗显著降低了29.48%、24.21%、21.19% 和15.96%、16.82%、10.34%；嫁接苗的类黄酮指数与花青素指数相较自根苗显著增加了10.35%、8.28%、10.35% 和9.64%、3.87%、5.77%。

表3 不同处理下黄瓜叶片生理指标比较Table 3 Comparison of physiological indexes of cucumber leaves under different treatments

2.4 不同处理对黄瓜果实品质的影响

2.4.1 不同处理对黄瓜果实外观品质的比较

由表4 可见，嫁接苗相较自根苗而言可以有效提高黄瓜果实的外观品质，增加黄瓜的柔韧性和硬度。其中巨丰八号/金尊的嫁接黄瓜果实各项外观品质较好，瓜长较长，瓜粗较粗，硬度较硬，胶粘性、内聚性和咀嚼性较好，且相较对照显著增加14.11%、13.07%、32.27%、81.19%、53.59%、112.91%。

表4 不同处理下黄瓜果实外观品质比较Table 4 Comparison of the appearance quality of cucumber fruits under different treatments

2.4.2 不同处理对黄瓜果实内在品质的比较

由表5 可见，嫁接黄瓜相较自根黄瓜内在品质较好。其中，巨丰八号/金尊嫁接的黄瓜可溶性糖含量和维生素C 含量较高，为4.9 mg·kg-1和64.4 mg·kg-1，相较对照显著提高19.36%和10.27%；巨丰八号/寒越嫁接的黄瓜可溶性固形物含量较高，巨丰八号/金尊嫁接的黄瓜可溶性固形物含量次之，分别为5.8%和5.4%，相较对照显著增加了10.89%和3.19%。

表5 不同处理下黄瓜果实内在品质比较Table 5 Comparisonoftheinternalqualityofcucumberfruitsunderdifferenttreatments

2.5 不同处理对黄瓜产量的比较

由表6 可见，嫁接可以有效提高黄瓜自身的产量，但不同的砧木对接穗黄瓜产量的影响不同。其中，巨丰八号/金尊嫁接的黄瓜单果重最重，单株结果数最多，单株产量和亩公顷产量最多，分别为351.40 g、14.33 个、5.04 kg·株-1、94.72 t·hm-2，相较对照显著增加了12.32%、43.33%、61.09%、60.98%。

表6 不同处理下黄瓜产量比较Table 6 Comparison of cucumber yield under different treatments

2.6 相关性及综合评价

2.6.1 相关性分析

由图1 可以看出，各指标之间存在一定的相关性。其中，株高与单果重呈显著相关（R2=0.985，P＜0.05）；茎粗与叶面积、可溶性糖含量、单株产量 和 产 量 呈 显 著 相 关（R2=0.981，P＜0.05；R2=0.976，P＜0.05；R2=0.986，P＜0.05；R2=0.986，P＜0.05），与瓜长、瓜柄长、单株结果数呈极显著相关（R2=0.996，P＜0.01；R2=0.992，P＜0.01；R2=0.994，P＜0.01）；叶面积与瓜长、瓜柄长、单株结果数、单株产量和产量呈显著相关（R2=0.981，P＜0.05；R2=0.967，P＜0.05；R2=0.956，P＜0.05；R2=0.977，P＜0.05；R2=0.977，P＜0.05），与可溶性糖含量呈极显著相关（R2=0.991，P＜0.01）；瓜长与瓜柄长、瓜粗、可溶性糖含量、单株结果数、单株产量和产量呈显著相关（R2=0.978，P＜0.05；R2=0.962，P＜0.05；R2=0.964，P＜0.05；R2=0.985，P＜0.05；R2=0.970，P＜0.05；R2=0.970，P＜0.05）；瓜柄长与可溶性糖含量呈显著相关（R2=0.978，P＜0.05），与单株结果数、单株产量和产量呈极显著相关（R2=0.995，P＜0.01；R2=0.996，P＜0.01；R2=0.996，P＜0.01）；硬度与维生素C 含量呈显著相关（R2=0.979，P＜0.05），与粘附性呈负极显著相关（R2=-0.996，P＜0.01）；粘附性与维生素C 含量呈负显著相关（R2=-0.965，P＜0.05）；胶粘性与咀嚼性呈显著相关（R2=0.952，P＜0.05）；弹性与可溶性固形物呈负显著相关（R2=-0.980，P＜0.05）；可溶性糖含量与单果重和单株结果数呈显著相关（R2=0.969，P＜0.05；R2=0.959，P＜0.05），与单株产量和产量呈极显著相关（R2=0.992，P＜0.01；R2=0.992，P＜0.01）；维生素C 含量与单株结果数呈显著相关（R2=0.970，P＜0.05；单株结果数与单株产量和产量呈显著相关（R2=0.983，P＜0.05；R2=0.983，P＜0.05）。

图1 不同处理条件下各指标之间的相关性分析Fig.1 Correlationanalysisbetweenvariousindicatorsunderdifferenttreatmentconditions

2.6.2 主成分分析

由表7 可知，根据特征值＞1 的原则，共提取出3 个主要成分，其中，第一主成分贡献率为66.189%，第二主成分贡献率为23.922%，第三主成分的贡献率为9.878%。根据各主成分特征向量构建表达式：

根据表7 可知第一主成分中单株结果数（X23）、茎粗（X2）、瓜长（X9）、瓜柄长（X10）的系数较大，第二主成分中内聚性（X16）的系数较大，第三主成分中果形指数（X12）的系数较大。

表7 各性状主成分的贡献率及特征向量Table 7 The contribution rate and feature vector of the principal components of each trait

不同嫁接组合条件下黄瓜的各项指标的主成分评价结果见表8。其中，巨丰八号/金尊的U（Cl1）值最大，为1.000。巨丰八号/日本金秀台木的U（Cl1）值最小，为0.000。说明‘巨丰八号’与‘金尊’组合嫁接时Cl1 的指标相较其他嫁接组合而言表现较好。‘巨丰八号’与‘日本金秀台木’嫁接后，‘巨丰八号’表现较差。‘巨丰八号’自根苗的U（Cl2）值最大，为1.000。巨丰八号/日本金秀台木嫁接作组合的U（Cl2）值最小，为0.000。说明自根苗Cl2 的指标相较嫁接苗而言表现较好，嫁接组合巨丰八号/日本金秀台木表现较差。‘巨丰八号’与‘金尊’嫁接组合的U（Cl3）值最大，为1.000。‘巨丰八号’与‘寒越’嫁接组合的U（Cl3）值最小，为0.000。说明‘巨丰八号’与‘金尊’嫁接组合的Cl3 指标相较其他嫁接组合而言表现较好，‘巨丰八号’与‘寒越’嫁接组合表现较差。根据D值对各处理进行综合得分由高到低依次为：巨丰八号/金尊＞巨丰八号/寒越＞巨丰八号＞巨丰八号/日本金秀台木。说明嫁接苗可有效提高自根苗黄瓜果实的产量，改善果实品质。

表8 各处理综合得分及排名Table 8 Comprehensive scores and rankings of each treatment

3 讨论

选择适宜的砧木品质是嫁接栽培的关键，而嫁接亲和性可以体现嫁接苗的成活率［19］。不同的砧木有其不同的特性，嫁接后对接穗植株的抗性、生长势、产量和品质的影响都存在差异。在相同田间水肥管理条件下，嫁接苗相较自根苗而言可有效促进园艺植物生长，提高产量［20］。试验选取‘金 尊’、‘寒越’、‘日 本 金 秀 台木’3 个 类 型 的 砧木与‘巨丰八号’嫁接后，各砧木与‘巨丰八号’的亲和力不同，其中‘金尊’与‘巨丰八号’的亲和力最高，嫁接苗成活率可达90%，‘日本金秀台木’与‘巨丰八号’的亲和力最差，嫁接苗成活率只有66%。

嫁接适宜的砧木可有效促进植株地上部的生长，增强叶片光合作用，从而为植株根系生理活动提供物质与能量［21-22］。本试验研究结果表明，用3个南瓜品种做砧木嫁接黄瓜，相较自根苗而言，嫁接砧木对黄瓜接穗的生长和生理均有显著的影响，这与高晶霞［23］、曹云娥［24］和郭小山［25］等研究结果一致。

产量和品质是蔬菜经典遗传育种所关注的重要性状［26］。仪泽会［27］等认为高效嫁接栽培技术有利于提高蔬菜的产量改善品质，但也有一些品质性状明显低于自根苗，这可能与选择的砧木品种有关。谭占明［28］等通过研究不同砧木嫁接对黄瓜产量和品质的影响，发现砧木嫁接可显著增加果实的维生素C 和可溶性蛋白含量；苏世文［29］等研究结果发现，嫁接可以有效提高果实商品性，改善果实品质，增加产量。本试验研究发现，用南瓜品种做砧木嫁接黄瓜，显著提高黄瓜的产量，改善品质，而巨丰八号/日本金秀台木嫁接黄瓜的产量显著低于自根苗，品质与自根苗相比较差。

4 结论

选择优良砧木品种进行嫁接，可以有效防治作物土传病害、克服连作障碍、改变植株生长势、提高植株抗逆性和抗病性、提高产量，从而解决传统防治措施的不足［30］。本试验以南疆地区主栽黄瓜品种巨丰八号为接穗，以3 种南瓜品种为砧木进行嫁接，将砧木品种和接穗的生长特性、产量、品质等25 个性状指标进行降维优化，消除各指标之间的相关性，客观地评价种质的田间综合表现并进行评价筛选，结合各指标权重，利用主成分和隶属函数进行综合鉴定分析，最终确定‘巨丰八号’和‘金尊嫁接’组合综合性状表现优良。说明，‘巨丰八号’在设施生产中优先选择‘金尊’作为嫁接砧木可以有效提高黄瓜产量。