西瓜嫁接技術與產業發展的研究進展

李涵等

孫小武

男，湖南農業大學園藝園林學院蔬菜學教授、博士生導師，享受國務院特殊津貼專家，農業部蔬菜專家指導組成員，國家西甜瓜產業技術體系崗位科學家，全國瓜類品種鑒定委員會主任，中國園藝學會副理事長，中國園藝學會南瓜研究分會會長，湖南省新世紀121人才工程第一層次人選，全國先進工作者，全國優秀科技工作者。主要從事瓜類研究，主持或參與選育、引進瓜類新品種60多個，其中7個通過全國農作物品種審定委員會審定，7個西甜瓜品種通過國家西甜瓜品種鑒定委員會鑒定，37個通過省級品種審定。先后承擔國家、省、市瓜類研究課題30余項，獲科技成果獎12項，其中獲國家農牧漁業部豐收計劃二等獎，湖南省科技進步二等獎3項、三等獎4項，在無籽西瓜、小果型西瓜的研究與產業開發方面的成果達到國內領先水平，多項技術創新和科技成果填補了國內小果型無籽西瓜研究的空白。

摘 要：對我國西瓜嫁接育苗與產業發展的現狀進行了綜述，介紹了西瓜嫁接的作用、嫁接方法、西瓜嫁接存在的問題，并對西瓜嫁接的發展提出了建議。

關鍵詞：西瓜；嫁接；研究進展

中圖分類號：S651 文獻標識碼：A 文章編號：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，原產非洲熱帶地區，在我國栽培歷史悠久，其果瓤脆嫩，味甜多汁，清爽解渴，是盛夏佳果，在園藝生產中占有重要地位，具有較高的食用價值和經濟價值。西瓜全球年產量約為9 000萬t，為全球第五大水果消費品，同時也是中國重要的經濟水果之一。

由于西瓜栽培具有較高的經濟效益，近年來栽培面積不斷擴大，設施重茬栽培面積日益增加，連作障礙日趨嚴重，西瓜枯萎病等發生日趨嚴重，南方地區低溫寡照多雨的冬春季蔓枯病和炭疽病則成為重要病害，以上情況都嚴重的影響著我國西瓜生產的可持續發展。防治枯萎病等土傳病害最有效的農業措施是輪作，但栽培面積的擴大和設施的大量應用導致輪作在生產中難以實現；藥劑防治效果不理想，且不利于環境保護；選育抗病品種是解決問題的根本辦法，但由于抗病資源的匱乏，使得培育抗病品種周期漫長，進展緩慢。加強抗病育種工作，進一步開展種質資源的篩選和利用，輔以新的栽培技術和模式是解決這一問題的有效途徑。

我國嫁接技術已有2 000多a的歷史，瓜類嫁接技術始于20世紀20年代的日本，當時已經有利用嫁接技術防治病害的研究，但未能推廣應用。于賢昌等[1]于20世紀70年代首次將嫁接技術引入西瓜溫室生產中，有效地解決了西瓜連作重茬問題，20世紀80年代末已大面積應用。此后，相關的科研人員對嫁接技術的原理、應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西瓜對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性，利用抗性砧木進行嫁接可以提高西瓜對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的主要病害之一，世界各國的西瓜栽培歷史都證明其可對西瓜生產造成毀滅性打擊，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，在西瓜整個生育期均會發生，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]在對砧木嫁接抵抗西瓜枯萎病的研究中發現，在日本強勢葫蘆、超豐F1、世紀星西瓜本砧、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，以日本強勢葫蘆的嫁接苗綜合性狀表現最佳。陳潤興等[4]發現在采用超豐F1、京欣砧1號、野生西瓜作砧木進行嫁接后，野生西瓜砧木嫁接苗發病率遠低于其他兩個類型。上述研究結果表明，嫁接可以明顯提高西瓜對枯萎病等病害的抵抗能力，可基本解決目前生產中由于西瓜連作而導致枯萎病嚴重的問題。

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出現長勢變弱、產量降低和品質下降等現象，在蔬菜、果樹、糧食作物、花卉中均存在，嚴重制約了設施栽培的可持續發展。連作除了導致病蟲害的嚴重發生外，還從根系自毒作用和破壞土壤元素平衡兩個方面影響植物的正常生長，進而導致植物缺素，影響產量和品質[5]。連作使得西瓜病害增加、生長勢減弱、產量降低、品質下降，其根系分泌物產生的自毒作用是導致以上問題的重要原因，加之溫室西瓜生長期間長期得不到雨水沖刷淋溶，土壤鹽漬化加重，嚴重影響溫室西瓜產業的發展[6]。嫁接在提高其抗病性的同時也改變了對土壤元素的吸收能力，生長勢增強，耐鹽能力增強，可部分緩解西瓜設施生產因連作重茬而造成的為害。

1.3 提高植株對溫度逆境的抵抗能力

早熟栽培中，早春的低溫、寡日照會影響瓜蔓的伸長、結實和果實發育。栽培生產和不同研究的試驗結果均表明，西瓜嫁接可以提高對低溫的適應性。劉慧英等[7]以黑籽南瓜、杭州長瓤、南韓葫蘆、超豐F1、勇士砧木等為砧木材料，對低溫脅迫下西瓜嫁接苗的生理變化與耐冷性進行了研究，發現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應砧木的耐寒性有直接的關系，這一表現有著其內在的生理基礎[8，9]。在嫁接對植物耐熱性影響的研究中也發現類似的情況[10]。

1.4 嫁接可增加產量

嫁接技術主要是利用砧木強大的根系來改進植株的各種特性，西瓜嫁接苗的根系比自根苗發達，根系的吸收能力和合成能力也強于自根苗，從而使西瓜嫁接苗地上部分長勢旺盛，葉面積增大，增加光合產物積累，進而使生長加快，最終獲得高產。韓志平等[11]在砧木對嫁接西瓜生長發育、產量和品質的影響研究中發現，砧木對接穗株高、莖粗的生長均有促進作用。在對更多的砧木接穗組合進行的類似研究也證明了這一結論，俞更才等[12]在對5種砧木和7種接穗共35種組合的研究中發現，嫁接組合的產量均得到了提高，平均增產達30.1%，常高正等[13]也有類似發現。

嫁接可提高植物光合作用強度，這是嫁接提高產量的重要原因，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、CO2補償點、光飽和光合速率、葉綠素含量均顯著高于自根苗；鄭陽霞等[15]在嫁接茄子的研究中也發現不同砧木嫁接對茄子光合特性影響效果不同。

1.5 提高果實品質

品質是當前育種工作的重要目標，有些情況下高品質甚至比高產和抗病更重要，品質不高的園藝產品即使有較高的產量，也不會獲得好的經濟效益，在此情況下研究嫁接對西瓜品質的影響就尤為重要?？共⌒允且酝x育工作中首要考慮的問題，對嫁接后果實品質變化的研究較少，栽培實踐中常發現嫁接后抗病性雖有提高，但風味受到影響，出現果實中心糖和邊糖含量下降、果皮增厚等現象，當然采用不同砧木嫁接對西瓜品質影響不一[16，17]。除對可溶性固形物含量的影響外，相關研究也發現嫁接使西瓜果實增大的同時導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 節約肥料

與嫁接增產的原因類似，砧木強大的根系可大幅度提高嫁接苗的物質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分，吸收肥料和水分的能力遠高于自根苗，因而使得嫁接苗地上部生長旺盛，葉面積增大，光合產物增多，生長速度加快，并最終會提高其產量，這表現在實際的栽培過程中就是與自根苗同等生長量情況下，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、嫁接后苗木生長情況，進而對產量和品質產生影響。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]。現在工廠化大批量集約育苗主要用頂插接方式，且不同地區采用的頂插接技術亦有差異，像湖北、海南等地區主要是在西瓜苗嫁接前將其下胚軸切一刀，形成一個長切面，嫁接后無需嫁接夾；浙江地區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，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的穴盤里。經歷數年的應用，我們發現采用斷根嫁接方式的好處主要有以下幾個方面：第一，嫁接苗須根根系生長旺盛，增加了吸收水分、養分的能力，促使其定植到大田后生長速度相對較快；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而引起的嫁接苗徒長問題，無需采用生長調節劑便可使嫁接幼苗生長整齊，達到壯苗標準，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；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效率，集約育苗空間。就

10 000 m2育苗溫室來說，如果用插接法僅可生產94萬株嫁接苗，但用斷根嫁接便能生產136萬株。

長沙等地工廠化育苗主要采用漂浮嫁接育苗技術，采用78孔聚乙烯泡沫育苗盤為載體，裝入混配基質，將種有砧木的育苗盤放入營養液水浮苗床進行培育，后進行嫁接。該技術是集成無土栽培和嫁接技術的質優組合，有嫁接成苗速度快、成苗率高且幼苗生長整齊，移栽后緩苗快或不緩苗、耐低溫和增強抗病性等優點，是一項實用性強、可操作性強的農業新技術。

3 西瓜嫁接產業目前存在的問題

3.1 嫁接砧木選育工作的滯后性

我國西瓜嫁接砧木的種子市場較為混雜，僅有少數幾家單位選育出了一批砧木品種，但真正經過審定或認定的品種甚少。加上近年來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致嫁接苗質量下降、西瓜品質降低，給嫁接育苗產業帶來巨大損失。充分說明我國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 嫁接設備開發較為薄弱，嫁接用工多

日本和韓國的嫁接育苗設備開發比我國早，現已研發出播種機、基質裝盤機、自動噴淋裝置等，人工依賴程度大大降低，勞動生產率大幅度提高，其開發的密閉式種苗生產系統已廣泛應用于嫁接苗生產。我國這方面起步較晚，育苗、基質裝盤、灑水、嫁接以及嫁接后的環境調控，大多仍以人工操作為主。近年來，隨著勞動力與工資矛盾的日益突出，集約化工廠育苗遇到很大挑戰，經營成本急速上升。同時這種人工經驗式的管理模式，使得不同育苗工廠的經營管理有很大不同，甚至同一育苗工廠內技術員的管理也不相同，最終導致嫁接苗質量得不到保障。

3.3 嫁接苗集約化生產的病蟲害防治技術亟待加強

嫁接苗集約化生產雖是今后育苗的一個發展趨勢，但是這種方式卻也大大增加了病蟲害擴散的風險性。如近年來有的育苗場由于不重視種子的病害檢測，使得黃瓜綠斑駁花葉病毒病（CGMMV）、西甜瓜細菌性果斑病（BFB）在嫁接苗生產中得以擴散。在集約化生產條件下，若采用帶病菌的種子，在高溫、高濕環境下容易引起病蟲害的大發生。同時，育苗基質、育苗穴盤、嫁接器械等也是可能導致病蟲害傳播的載體。因此，充分認識嫁接苗集約化生產中病蟲害的風險性，控制病蟲害發生的源頭，以確保嫁接育苗的安全生產是非常重要的。

4 推進我國西瓜嫁接育苗產業發展的建議

4.1 加強西瓜砧木專用品種選育工作

我國西瓜生產量大，種類眾多，但不同類型、季節、栽培方式對砧木需求不同。此外，枯萎病、炭疽病、根腐病等是影響西瓜產業發展的一大障礙，土壤根結線蟲、次生鹽漬化也是設施栽培中困擾西瓜生產的突出問題。因此，耐根腐病、耐根結線蟲和耐鹽等砧木選育應作為今后研究的重要方向，同時應加強野生種質資源的抗性篩選及本砧的選育工作。

4.2 開展健康種子生產和種子處理技術的研究