李涵等

孫小武

男，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院蔬菜學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家，農(nóng)業(yè)部蔬菜專家指導(dǎo)組成員，國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家，全國(guó)瓜類品種鑒定委員會(huì)主任，中國(guó)園藝學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)園藝學(xué)會(huì)南瓜研究分會(huì)會(huì)長(zhǎng)，湖南省新世紀(jì)121人才工程第一層次人選，全國(guó)先進(jìn)工作者，全國(guó)優(yōu)秀科技工作者。主要從事瓜類研究，主持或參與選育、引進(jìn)瓜類新品種60多個(gè)，其中7個(gè)通過(guò)全國(guó)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，7個(gè)西甜瓜品種通過(guò)國(guó)家西甜瓜品種鑒定委員會(huì)鑒定，37個(gè)通過(guò)省級(jí)品種審定。先后承擔(dān)國(guó)家、省、市瓜類研究課題30余項(xiàng)，獲科技成果獎(jiǎng)12項(xiàng)，其中獲國(guó)家農(nóng)牧漁業(yè)部豐收計(jì)劃二等獎(jiǎng)，湖南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)，在無(wú)籽西瓜、小果型西瓜的研究與產(chǎn)業(yè)開發(fā)方面的成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和科技成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)小果型無(wú)籽西瓜研究的空白。

摘 要：對(duì)我國(guó)西瓜嫁接育苗與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，介紹了西瓜嫁接的作用、嫁接方法、西瓜嫁接存在的問(wèn)題，并對(duì)西瓜嫁接的發(fā)展提出了建議。

關(guān)鍵詞：西瓜；嫁接；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：S651 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-3547（2014）10-0001-04

西瓜（Citrullus lanatus）屬葫蘆科（Cucurbitaceae）西瓜屬（Citrullus），一年生蔓性草本植物，原產(chǎn)非洲熱帶地區(qū)，在我國(guó)栽培歷史悠久，其果瓤脆嫩，味甜多汁，清爽解渴，是盛夏佳果，在園藝生產(chǎn)中占有重要地位，具有較高的食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。西瓜全球年產(chǎn)量約為9 000萬(wàn)t，為全球第五大水果消費(fèi)品，同時(shí)也是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)水果之一。

由于西瓜栽培具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，近年來(lái)栽培面積不斷擴(kuò)大，設(shè)施重茬栽培面積日益增加，連作障礙日趨嚴(yán)重，西瓜枯萎病等發(fā)生日趨嚴(yán)重，南方地區(qū)低溫寡照多雨的冬春季蔓枯病和炭疽病則成為重要病害，以上情況都嚴(yán)重的影響著我國(guó)西瓜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。防治枯萎病等土傳病害最有效的農(nóng)業(yè)措施是輪作，但栽培面積的擴(kuò)大和設(shè)施的大量應(yīng)用導(dǎo)致輪作在生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)；藥劑防治效果不理想，且不利于環(huán)境保護(hù)；選育抗病品種是解決問(wèn)題的根本辦法，但由于抗病資源的匱乏，使得培育抗病品種周期漫長(zhǎng)，進(jìn)展緩慢。加強(qiáng)抗病育種工作，進(jìn)一步開展種質(zhì)資源的篩選和利用，輔以新的栽培技術(shù)和模式是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

我國(guó)嫁接技術(shù)已有2 000多a的歷史，瓜類嫁接技術(shù)始于20世紀(jì)20年代的日本，當(dāng)時(shí)已經(jīng)有利用嫁接技術(shù)防治病害的研究，但未能推廣應(yīng)用。于賢昌等[1]于20世紀(jì)70年代首次將嫁接技術(shù)引入西瓜溫室生產(chǎn)中，有效地解決了西瓜連作重茬問(wèn)題，20世紀(jì)80年代末已大面積應(yīng)用。此后，相關(guān)的科研人員對(duì)嫁接技術(shù)的原理、應(yīng)用和推廣做了大量工作，在解決西瓜重茬栽培病害等方面發(fā)揮了重要作用。

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強(qiáng)西瓜對(duì)土傳性病害的抵御能力。嫁接后西瓜的抗病性與砧木種類有一定相關(guān)性，利用抗性砧木進(jìn)行嫁接可以提高西瓜對(duì)多種土傳病害的抗性，砧木不同，嫁接后西瓜抗病性也存在明顯差異。枯萎病是西瓜嫁接針對(duì)的主要病害之一，世界各國(guó)的西瓜栽培歷史都證明其可對(duì)西瓜生產(chǎn)造成毀滅性打擊，該病由尖孢鐮刀菌西瓜?；蚚Fusarium oxysporum f. sp. niveurn （E. F. Smith） Synder & Hansen]侵染所致，在西瓜整個(gè)生育期均會(huì)發(fā)生，病菌主要以菌絲、厚垣孢子或菌核等在未充分腐熟的有機(jī)肥或土壤中越冬，成為第二年主要侵染源，種子也是病原菌攜帶和傳播的載體。

早期防治枯萎病主要采用選擇抗病品種、輪作換茬、嫁接栽培、藥劑防治等多種方法[2]。馮春梅等[3]在對(duì)砧木嫁接抵抗西瓜枯萎病的研究中發(fā)現(xiàn)，在日本強(qiáng)勢(shì)葫蘆、超豐F1、世紀(jì)星西瓜本砧、溫州圓蒲、本地圓蒲、好伙伴野生西瓜和勇士野生西瓜砧木中，以日本強(qiáng)勢(shì)葫蘆的嫁接苗綜合性狀表現(xiàn)最佳。陳潤(rùn)興等[4]發(fā)現(xiàn)在采用超豐F1、京欣砧1號(hào)、野生西瓜作砧木進(jìn)行嫁接后，野生西瓜砧木嫁接苗發(fā)病率遠(yuǎn)低于其他兩個(gè)類型。上述研究結(jié)果表明，嫁接可以明顯提高西瓜對(duì)枯萎病等病害的抵抗能力，可基本解決目前生產(chǎn)中由于西瓜連作而導(dǎo)致枯萎病嚴(yán)重的問(wèn)題。

1.2 克服連作障礙

連作障礙是一種綜合癥，后茬植株在正常的栽培條件下也會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?、產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降等現(xiàn)象，在蔬菜、果樹、糧食作物、花卉中均存在，嚴(yán)重制約了設(shè)施栽培的可持續(xù)發(fā)展。連作除了導(dǎo)致病蟲害的嚴(yán)重發(fā)生外，還從根系自毒作用和破壞土壤元素平衡兩個(gè)方面影響植物的正常生長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致植物缺素，影響產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。連作使得西瓜病害增加、生長(zhǎng)勢(shì)減弱、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降，其根系分泌物產(chǎn)生的自毒作用是導(dǎo)致以上問(wèn)題的重要原因，加之溫室西瓜生長(zhǎng)期間長(zhǎng)期得不到雨水沖刷淋溶，土壤鹽漬化加重，嚴(yán)重影響溫室西瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。嫁接在提高其抗病性的同時(shí)也改變了對(duì)土壤元素的吸收能力，生長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)，耐鹽能力增強(qiáng)，可部分緩解西瓜設(shè)施生產(chǎn)因連作重茬而造成的為害。

1.3 提高植株對(duì)溫度逆境的抵抗能力

早熟栽培中，早春的低溫、寡日照會(huì)影響瓜蔓的伸長(zhǎng)、結(jié)實(shí)和果實(shí)發(fā)育。栽培生產(chǎn)和不同研究的試驗(yàn)結(jié)果均表明，西瓜嫁接可以提高對(duì)低溫的適應(yīng)性。劉慧英等[7]以黑籽南瓜、杭州長(zhǎng)瓤、南韓葫蘆、超豐F1、勇士砧木等為砧木材料，對(duì)低溫脅迫下西瓜嫁接苗的生理變化與耐冷性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)西瓜嫁接苗的耐寒性均有不同程度的提高。嫁接苗耐寒性的獲得與其對(duì)應(yīng)砧木的耐寒性有直接的關(guān)系，這一表現(xiàn)有著其內(nèi)在的生理基礎(chǔ)[8，9]。在嫁接對(duì)植物耐熱性影響的研究中也發(fā)現(xiàn)類似的情況[10]。

1.4 嫁接可增加產(chǎn)量

嫁接技術(shù)主要是利用砧木強(qiáng)大的根系來(lái)改進(jìn)植株的各種特性，西瓜嫁接苗的根系比自根苗發(fā)達(dá)，根系的吸收能力和合成能力也強(qiáng)于自根苗，從而使西瓜嫁接苗地上部分長(zhǎng)勢(shì)旺盛，葉面積增大，增加光合產(chǎn)物積累，進(jìn)而使生長(zhǎng)加快，最終獲得高產(chǎn)。韓志平等[11]在砧木對(duì)嫁接西瓜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究中發(fā)現(xiàn)，砧木對(duì)接穗株高、莖粗的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用。在對(duì)更多的砧木接穗組合進(jìn)行的類似研究也證明了這一結(jié)論，俞更才等[12]在對(duì)5種砧木和7種接穗共35種組合的研究中發(fā)現(xiàn)，嫁接組合的產(chǎn)量均得到了提高，平均增產(chǎn)達(dá)30.1%，常高正等[13]也有類似發(fā)現(xiàn)。

嫁接可提高植物光合作用強(qiáng)度，這是嫁接提高產(chǎn)量的重要原因，樊勇等[14]研究表明，黃瓜自根苗光合速率低于嫁接苗，嫁接苗的光飽和點(diǎn)、CO2補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和光合速率、葉綠素含量均顯著高于自根苗；鄭陽(yáng)霞等[15]在嫁接茄子的研究中也發(fā)現(xiàn)不同砧木嫁接對(duì)茄子光合特性影響效果不同。

1.5 提高果實(shí)品質(zhì)

品質(zhì)是當(dāng)前育種工作的重要目標(biāo)，有些情況下高品質(zhì)甚至比高產(chǎn)和抗病更重要，品質(zhì)不高的園藝產(chǎn)品即使有較高的產(chǎn)量，也不會(huì)獲得好的經(jīng)濟(jì)效益，在此情況下研究嫁接對(duì)西瓜品質(zhì)的影響就尤為重要。抗病性是以往選育工作中首要考慮的問(wèn)題，對(duì)嫁接后果實(shí)品質(zhì)變化的研究較少，栽培實(shí)踐中常發(fā)現(xiàn)嫁接后抗病性雖有提高，但風(fēng)味受到影響，出現(xiàn)果實(shí)中心糖和邊糖含量下降、果皮增厚等現(xiàn)象，當(dāng)然采用不同砧木嫁接對(duì)西瓜品質(zhì)影響不一[16，17]。除對(duì)可溶性固形物含量的影響外，相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)嫁接使西瓜果實(shí)增大的同時(shí)導(dǎo)致果皮顏色和光澤度降低、果肉組織和色澤異常、可溶性固性物含量下降[8]。

1.6 節(jié)約肥料

與嫁接增產(chǎn)的原因類似，砧木強(qiáng)大的根系可大幅度提高嫁接苗的物質(zhì)合成能力和吸收能力，嫁接西瓜的砧木根系分布較自根苗更為廣闊，能夠利用較大空間中的養(yǎng)分，吸收肥料和水分的能力遠(yuǎn)高于自根苗，因而使得嫁接苗地上部生長(zhǎng)旺盛，葉面積增大，光合產(chǎn)物增多，生長(zhǎng)速度加快，并最終會(huì)提高其產(chǎn)量，這表現(xiàn)在實(shí)際的栽培過(guò)程中就是與自根苗同等生長(zhǎng)量情況下，采用嫁接苗可減少施肥量[18]。

2 嫁接方法的研究

嫁接方法在一定程度上影響著嫁接苗的成活率、嫁接后苗木生長(zhǎng)情況，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響。目前瓜類嫁接主要有劈接法、插接法、靠接法，插接又分為斷根插接和普通插接兩種[19]?，F(xiàn)在工廠化大批量集約育苗主要用頂插接方式，且不同地區(qū)采用的頂插接技術(shù)亦有差異，像湖北、海南等地區(qū)主要是在西瓜苗嫁接前將其下胚軸切一刀，形成一個(gè)長(zhǎng)切面，嫁接后無(wú)需嫁接夾；浙江地區(qū)把西瓜苗下胚軸切兩刀，使其切面形成楔形，嫁接后要用嫁接夾固定。一般嫁接工人每日嫁接西瓜苗1 500株左右，操作嫻熟的可達(dá)3 000株甚至更多。

近幾年，武漢、山東等地主要采取斷根嫁接技術(shù)，其方法與頂插法基本相同，除了將嫁接接穗切成削面外，還要將砧木在子葉下面5～7 cm處切斷，等嫁接完了重新栽植到裝有基質(zhì)的穴盤里。經(jīng)歷數(shù)年的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)采用斷根嫁接方式的好處主要有以下幾個(gè)方面：第一，嫁接苗須根根系生長(zhǎng)旺盛，增加了吸收水分、養(yǎng)分的能力，促使其定植到大田后生長(zhǎng)速度相對(duì)較快；第二，提升了嫁接速率，使育苗程序得以分解，尤其適合大批量集約育苗；第三，能有效排除因嫁接砧木徒長(zhǎng)而引起的嫁接苗徒長(zhǎng)問(wèn)題，無(wú)需采用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑便可使嫁接幼苗生長(zhǎng)整齊，達(dá)到壯苗標(biāo)準(zhǔn)，提升嫁接苗商品性；第四，斷根嫁接苗在早春定植到大田后緩苗較快，耐受低溫能力強(qiáng)；第五，用于斷根嫁接的砧木可以雙粒播種，能有效提高單位面積生產(chǎn)效率，集約育苗空間。就

10 000 m2育苗溫室來(lái)說(shuō)，如果用插接法僅可生產(chǎn)94萬(wàn)株嫁接苗，但用斷根嫁接便能生產(chǎn)136萬(wàn)株。

長(zhǎng)沙等地工廠化育苗主要采用漂浮嫁接育苗技術(shù)，采用78孔聚乙烯泡沫育苗盤為載體，裝入混配基質(zhì)，將種有砧木的育苗盤放入營(yíng)養(yǎng)液水浮苗床進(jìn)行培育，后進(jìn)行嫁接。該技術(shù)是集成無(wú)土栽培和嫁接技術(shù)的質(zhì)優(yōu)組合，有嫁接成苗速度快、成苗率高且幼苗生長(zhǎng)整齊，移栽后緩苗快或不緩苗、耐低溫和增強(qiáng)抗病性等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)實(shí)用性強(qiáng)、可操作性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。

3 西瓜嫁接產(chǎn)業(yè)目前存在的問(wèn)題

3.1 嫁接砧木選育工作的滯后性

我國(guó)西瓜嫁接砧木的種子市場(chǎng)較為混雜，僅有少數(shù)幾家單位選育出了一批砧木品種，但真正經(jīng)過(guò)審定或認(rèn)定的品種甚少。加上近年來(lái)因砧木選配不合理引起的嫁接親和性或共生親和性的降低而導(dǎo)致嫁接苗質(zhì)量下降、西瓜品質(zhì)降低，給嫁接育苗產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大損失。充分說(shuō)明我國(guó)嫁接砧木選育工作的滯后性以及砧木育種的廣闊前景。

3.2 嫁接設(shè)備開發(fā)較為薄弱，嫁接用工多

日本和韓國(guó)的嫁接育苗設(shè)備開發(fā)比我國(guó)早，現(xiàn)已研發(fā)出播種機(jī)、基質(zhì)裝盤機(jī)、自動(dòng)噴淋裝置等，人工依賴程度大大降低，勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高，其開發(fā)的密閉式種苗生產(chǎn)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于嫁接苗生產(chǎn)。我國(guó)這方面起步較晚，育苗、基質(zhì)裝盤、灑水、嫁接以及嫁接后的環(huán)境調(diào)控，大多仍以人工操作為主。近年來(lái)，隨著勞動(dòng)力與工資矛盾的日益突出，集約化工廠育苗遇到很大挑戰(zhàn)，經(jīng)營(yíng)成本急速上升。同時(shí)這種人工經(jīng)驗(yàn)式的管理模式，使得不同育苗工廠的經(jīng)營(yíng)管理有很大不同，甚至同一育苗工廠內(nèi)技術(shù)員的管理也不相同，最終導(dǎo)致嫁接苗質(zhì)量得不到保障。

3.3 嫁接苗集約化生產(chǎn)的病蟲害防治技術(shù)亟待加強(qiáng)

嫁接苗集約化生產(chǎn)雖是今后育苗的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，但是這種方式卻也大大增加了病蟲害擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)性。如近年來(lái)有的育苗場(chǎng)由于不重視種子的病害檢測(cè)，使得黃瓜綠斑駁花葉病毒?。–GMMV）、西甜瓜細(xì)菌性果斑?。˙FB）在嫁接苗生產(chǎn)中得以擴(kuò)散。在集約化生產(chǎn)條件下，若采用帶病菌的種子，在高溫、高濕環(huán)境下容易引起病蟲害的大發(fā)生。同時(shí)，育苗基質(zhì)、育苗穴盤、嫁接器械等也是可能導(dǎo)致病蟲害傳播的載體。因此，充分認(rèn)識(shí)嫁接苗集約化生產(chǎn)中病蟲害的風(fēng)險(xiǎn)性，控制病蟲害發(fā)生的源頭，以確保嫁接育苗的安全生產(chǎn)是非常重要的。

4 推進(jìn)我國(guó)西瓜嫁接育苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

4.1 加強(qiáng)西瓜砧木專用品種選育工作

我國(guó)西瓜生產(chǎn)量大，種類眾多，但不同類型、季節(jié)、栽培方式對(duì)砧木需求不同。此外，枯萎病、炭疽病、根腐病等是影響西瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大障礙，土壤根結(jié)線蟲、次生鹽漬化也是設(shè)施栽培中困擾西瓜生產(chǎn)的突出問(wèn)題。因此，耐根腐病、耐根結(jié)線蟲和耐鹽等砧木選育應(yīng)作為今后研究的重要方向，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)野生種質(zhì)資源的抗性篩選及本砧的選育工作。

4.2 開展健康種子生產(chǎn)和種子處理技術(shù)的研究