不同砧木嫁接对连作甜瓜生长及果实品质的影响

王策 程斐 孙令强 纪国才 李平 黄婷婷 李敏

关键词：甜瓜；嫁接；砧木；果实品质；存活率

薄皮甜瓜（Cucumis melo L．）因其清脆爽口和味道香甜浓郁而深受消费者喜爱。山东青岛是我国薄皮甜瓜的主要栽培基地，种植面积达到2453.3万公顷，品种以‘甜宝系列为主，主产区位于莱西市马连庄镇。“马连庄甜瓜”为著名区域公用品牌，并通过了农业农村部国家地理标志保护认证。

生产上土传病害的日趋严重对甜瓜产量与品质造成很大影响。嫁接能够扩大根系的吸收范围，增强根系的吸收能力，提高植物的抗逆性和抗病性，促进植物生长，提高产量，是一种广泛应用于逆境条件下的作物栽培方式。但砧木选用不当常常会导致甜瓜果实生长发育不正常，果皮变厚，风味和品质变差，产量降低甚至绝产。本试验以‘甜宝接穗和6种砧木为材料，研究不同砧木嫁接下甜瓜的成活率、生理指标、经济性状及果实品质的变化，以期筛选出适宜甜瓜品种‘甜宝嫁接的优良砧木，为其优质高产栽培提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

供试甜瓜接穗和6种砧木信息见表1。

1.2试验设计

试验于山东省莱西市马连庄镇郑家下夼村（120°40'E，37°02'N）进行。2021年1月12日播种‘甜宝甜瓜，1月20日播种砧木，1月28日采用劈接法进行嫁接。2月28日每个处理选生长状况良好的45株幼苗移栽到大拱棚中单行定植，株距0.15m，行距3m。每小区15株，重复3次。甜瓜苗双蔓整枝，全株留4个瓜。各处理栽培管理条件一致。5月21日，果实成熟后采收，并测定植株各项生理指标、果实产量和品质。

1.3测定指标及方法

嫁接成活率（%）=（嫁接成活株数／嫁接总株数）×100。

植株存活率：果实采收时统计。

光合指标：采用LI-6400XT型便携式光合作用测量系统测定植株相同部位功能叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、胞间C07浓度（Ci）、气孔导度（Gs）和水分利用效率（WUE）。

根系活力：采用氯化三苯基四氮唑还原法（TTC法）测定。

果实外观性状指标和产量：每小区随机选取3个果实，测量其横径、纵径和单果重，计算果形指数。果形指数=果实纵径／果实横径。按种植密度折算出甜瓜公顷产量。

果实品质：用糖酸一体机（ATAGO PAL-BX/ACID4，日本）测定果实可溶性固形物含量和酸度，用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量，用钼蓝比色法测定Vc含量，用滴定法测定有机酸含量。按公式计算固酸比和糖酸比，固酸比=可溶性固形物含量／有机酸含量，糖酸比=可溶性糖含量／有机酸含量。

果实香气：每个处理选取3个甜瓜果实用电子鼻（AIRSENSE PEN3，德国）测量。PEN3电子鼻包含10个金属氧化物传感器阵列，各传感器性能见表2，根据传感器接触到样品挥发物后的电阻量G与传感器经过标准活性碳过滤气体的电阻量Go之比值而进行数据处理和模式识别。将甜瓜置于500 mL烧杯中，并用封口膜封口，于室温（20±2）℃下静置1h后采用顶空吸气法进行电子鼻检测。分析检测条件为：样品测试时间120s，准备时间5s，自动调零时间10s，传感器清洗时间120s，样品测定间隔时间1s。选取检测过程中80～83s处的G／G。值，各处理重复3次。

果实质地：用质构仪（Food Technology Corpo－ration TMS-TOUCH，美国）进行质地多面分析（TPA），具体操作参照潘好斌的方法进行。

1.4数据处理与分析

试验数据采用DPS7.05软件进行方差分析，采用最小显著差异法（LSD）进行显著性检验，采用Microsoft Excel 2016绘制图表。

2结果与分析

2.1不同砧木嫁接甜瓜苗成活率与田间存活率

由图1A可知，6种砧木的嫁接成活率都在94%以上，其中2号和3号砧木的嫁接成活率最高，都为97%。从图IB可知，自根苗田间存活率为75.6%，所有嫁接苗田间存活率都为100%，说明嫁接能显著提高甜瓜苗的存活率。

2.2不同砧木嫁接甜瓜的根系活力表现

由图2可知，所有砧木嫁接甜瓜的根系活力均显著高于自根苗，其中2号嫁接甜瓜的根系活力最高，为2.26mg.g-1·h-1，比CK高42.3%。

2.3不同砧木嫁接甜瓜的光合参数表现

由表3可以看出，嫁接能提高甜瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和水分利用效率（WUE），并降低胞间CO2浓度（Ci）。不同砧木嫁接对甜瓜光合参数的影响也不相同：3号嫁接甜瓜的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率（Tr）最高，分别比自根苗增加57.0%、82.9%和47.0%，胞間C02浓度最低，比自根苗降低12.0%：6号嫁接甜瓜的水分利用效率最高，比自根苗增加36.7%。

2.4不同砧木嫁接甜瓜的经济性状表现

由表4可以看出，嫁接能明显增加甜瓜的果实横径、纵径、单果重和产量。2号嫁接甜瓜的果实横径最大，为100.3mm，果形指数最小；5号嫁接甜瓜的果实纵径最大，为102.0mm;4号嫁接甜瓜的单果重和产量最高，分别为0.520kg和46800.0kg·hm-2，比CK分别增加42.9%和88.7%；3号嫁接甜瓜的产量次之，为45720.0kg·hm-2。

2.5不同砧木嫁接甜瓜的果实品质表现

由表5可见，与自根苗（CK）相比，嫁接甜瓜的可溶性固形物含量、可溶性糖含量、Vc含量、固酸比和糖酸比都有不同程度降低，有机酸含量则有不同程度增加，可溶性蛋白含量表现为有增有减。3号嫁接甜瓜的可溶性蛋白含量最高，可溶性固形物含量、可溶性糖含量、Vc含量、固酸比和糖酸比仅次于自根苗，分别降低5.8%、15.1%、7.7%、12.9%和20.4%；4号嫁接甜瓜的酸度最低，仅为1.24%。

2.6不同砧木嫁接甜瓜的果实质地表现

硬度反映在外力挤压下甜瓜果实发生形变所需的最大力。由表6可以看出，甜瓜果实硬度范围为6.5～18.1N，其中2号嫁接甜瓜的硬度最大，5号嫁接甜瓜的硬度最小。黏附性是咀嚼果肉时口腔克服果肉表面吸引力所做的功。各处理甜瓜果实的黏附性为0.018～0.096N·mm，黏附性最大的是6号嫁接甜瓜。内聚性反映果实保持完整性的能力。各处理甜瓜果实的内聚性为0.105～0.173。弹性反映果肉经第一次压缩变形后，去除挤压力所能恢复的程度。各处理甜瓜果实的弹性为0.468～1.052mm。胶粘性和咀嚼性反映牙齿咀嚼甜瓜果实成吞咽状态所需要的能量，综合反映果肉对咀嚼的持续抵抗性。各處理甜瓜果实的胶粘性为0.69～2.97N，咀嚼性为0.40～3.38mJ。3号嫁接甜瓜在硬度、黏附性、内聚性、弹性、胶粘性和咀嚼性各指标上与自根苗均无显著差异。

2.7电子鼻对不同砧木嫁接甜瓜的响应分析

采用的电子鼻设备由针对不同类型风味敏感的10个金属氧化物半导体传感元件组成。表7给出了10个传感器阵列对不同砧木嫁接甜瓜果实中风味敏感物的响应值，可以看出，嫁接会对甜瓜的一些挥发性物质产生影响。其中，在WIC、W5S、W3C、W5C、WIW、W2W、W3S这7个传感器上，除5号嫁接甜瓜外，其他砧木嫁接甜瓜的传感器响应值与自根苗无显著差异，且7个传感器响应值均为5号嫁接甜瓜的最高；在W6S传感器上，嫁接甜瓜的传感器响应值显著低于自根苗，说明嫁接可能会导致该类传感器敏感的挥发性贡献物减少，如氨气；在WIS传感器上，5号嫁接甜瓜的传感器响应值最高，3号嫁接甜瓜的传感器响应值最低，1、2、4、6号嫁接甜瓜的传感器响应值与CK无显著差异。

将电子鼻10个传感器数据进行降维转化再进行主成分分析（PCA），以体现不同砧木嫁接处理对甜瓜香气的影响。图3显示，第一主成分（PC1）的贡献率为96.14%，第二主成分（PC2）的贡献率为2.46%，总贡献率为98.60%，表明PC1和PC2的总贡献率包含样品香气的绝大部分信息，且数据间存在显著差异（P<0.05）。从数据分布情况可以看出，对于第一主成分，3号嫁接甜瓜的与自根苗最接近；对于第二主成分，2、3、4、5号和6号嫁接甜瓜的较为接近。

3讨论与结论

嫁接成功的关键是砧木，优良砧木对嫁接苗生长有显著的积极影响。本试验中自根苗由于发生枯萎病，收获时存活率只有75.6%，而所有嫁接苗存活率都为100%，说明嫁接能增强甜瓜对枯萎病的抗性，提高甜瓜苗的存活率：嫁接还增强甜瓜植株的净光合速率、气孔导度、水分利用效率和根系活力，并降低叶片胞间CO2浓度，这与胡晨曦等在西瓜上的研究结果一致。其中3号嫁接甜瓜的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率最高，胞间CO2浓度最低。

不同砧木与接穗的共生亲和力不同，其对果实质量和产量的影响也不相同。本试验中，与自根苗相比，嫁接能明显提高甜瓜的单果重和产量，但嫁接甜瓜的可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量和固酸比、糖酸比都有不同程度降低，有机酸含量有不同程度增加，可溶性蛋白含量有增有减。这可能是因为砧木和接穗的根系对矿质营养吸收和代谢物运输具有差异性，嫁接后砧木的遗传物质有可能向接穗转移，最终改变果实的形状和风味。

不同水果果肉的质地特点不同，通常感官评定很难对果肉质地进行人工量化，而采用质地分析仪则可量化测定质地参数。本试验结果表明，3号嫁接甜瓜与自根苗甜瓜在硬度、黏附性、内聚性、弹性、胶粘性、咀嚼性上无显著差异，说明该砧木嫁接的甜瓜保留了‘甜宝甜瓜的质地。

本研究还采用电子鼻设备测定不同处理甜瓜果实样品中风味敏感物的响应值，并将电子鼻10个传感器数据进行降维转化再进行主成分分析，结果表明：与自根苗相比，除5号嫁接甜瓜外，其他砧木嫁接对果实的芳香成分、氮氧化合物、氨水、硫化物、乙醇等挥发性物质影响不显著，但嫁接可能会导致果实氨气等挥发性物质减少：从数据分布情况看，第一主成分（贡献率96.14%）上，3号嫁接甜瓜数据与自根苗最接近。

综合比较不同嫁接组合看出，6对砧穗组合中沐耕719（3号）嫁接甜瓜叶片光合作用强，果实糖度最高，风味好，果实质地、香气与自根苗无明显差距，综合表现最好；而青农4号（4号）嫁接甜瓜在单果重和产量上表现突出，且果实有机酸含量低，综合表现次之。生产上可以考虑将3号、4号作为‘甜宝甜瓜嫁接的适用砧木。