茄子砧/穗殘株高效再利用及效益評價

李福凱 王紅飛 尚慶茂

（農業農村部園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，中國農業科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

近年來，由于茄子栽培生產中連作嚴重，黃萎病、青枯病和根結線蟲等大量發生，加上區域性或季節性低溫、干旱、鹽害等逆境脅迫，極大地影響了茄子的產量與品質。嫁接可以增強植株對生物脅迫和非生物脅迫的抗性（Orsini et al.，2013；Penella et al.，2013，2015；S á nchez-Rod rí guez et al.，2013），利用砧木強大的根系，促進植株對水分和礦質養分的吸收，達到提高蔬菜產量和品質的目的，而且對環 境 友 好（Ruiz et al.，1997；King et al.，2010；Rouphael et al.，2010；Penella et al.，2014）。

隨著嫁接技術的不斷成熟與生產上的優勢，嫁接栽培在世界各地越來越廣泛，韓國、日本茄子嫁接栽培面積分別占總栽培面積的20%和55%，法國、荷蘭茄子嫁接栽培面積分別占總栽培面積的65%和75%，美國也廣泛應用茄子嫁接栽培技術（King et al.，2008；Lee et al.，2010），我國茄子嫁接苗使用量占比從2008年的1%上升至2014年的15%（Bie & Huang，2014）。

目前常用的茄子嫁接方法主要有劈接法、插接法、靠接法、套管嫁接法等（張偉春 等，1998；Chen et al.，2010）。在實際生產中，砧木的下部、接穗的上部用于嫁接，剩余殘株直接被丟棄，造成生產資料的利用不夠充分。研究表明，茄子砧木托魯巴姆扦插可形成新的植株（董品霜，1999；李偉，2005），其芽培養30 d左右形成健壯的幼苗（張紅，2011）。茄子腋芽萌生發育可形成完整植株（Huda & Rahman，2009），番茄腋芽經過培養也可形成完整植株（楊波 等，2014）。本試驗研究茄子砧木殘株扦插再生和接穗殘株腋芽再生情況，采用砧木和接穗殘株的再生苗進行嫁接，觀測嫁接苗愈合進程及生長發育指標，探討其嫁接可行性并作出效益評價，以期為茄子嫁接后砧木、接穗殘株的高效利用提供實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

茄子接穗品種園雜471，由中國農業科學院蔬菜花卉研究所提供；砧木品種茄砧1號，由北京京研益農科技發展中心提供。育苗基質由草炭、蛭石、珍珠巖按體積比3∶1∶1混配，草炭由品氏托普園藝（上海）有限公司提供，蛭石與珍珠巖由河北靈壽縣匯鑫蛭石廠提供。育苗用72孔穴盤購自浙江博仁工貿有限公司。苗期所用肥料花無缺（N-P-K為20-20-20+TE）購自上海永通化工有限公司。

1.2 試驗設計

試驗于2017年7～11月在中國農業科學院蔬菜花卉研究所玻璃溫室內進行。砧木種子于500 mg·L-1GA3中浸種24 h，接穗種子于清水中浸種6 h，然后用5% NaClO水溶液消毒10 min，沖淋6～7遍，30 ℃/25 ℃（晝/夜）催芽8 d。茄子砧木與接穗均播種2次，2次播種相隔30 d，每次砧木較接穗提前35 d播種。砧木第1次播種后75 d，砧木與接穗株高8～9 cm，莖粗（子葉上方1 cm處）2.5 mm時，分別于接穗、砧木幼苗子葉上方1 cm處用刀片進行斜切。砧木切口上部（砧木殘株）保留2～3片真葉，扦插至裝有育苗基質的72孔穴盤，同時用清水澆透，在塑料拱棚內進行培養。接穗切口下部（接穗殘株）于玻璃溫室自然溫光條件下培養。

茄子砧木、接穗殘株再培養30 d后進行套管嫁接。分為4個組合：正常接穗苗/正常砧木苗（NS/NR）、再生接穗苗/正常砧木苗（RS/NR）、正常接穗苗/砧木扦插苗（NS/CR）、再生接穗苗/砧木扦插苗（RS/CR），每個組合72株，3次重復。嫁接苗管理：嫁接后1～7 d放在塑料拱棚內，雙層遮陽網遮陰，棚內空氣相對濕度保持在85%～90%；嫁接后8～14 d，掀開拱棚兩側的遮陽網逐漸增加光照強度并通風，棚內空氣相對濕度降至65%～75%，15 d后玻璃溫室自然溫光條件下培養。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 砧/穗殘株再生指標的測定 分別于再培養第0、10、15、20、25、30天測定砧木殘株扦插苗的株高、莖粗（距莖基部3.5 cm處）、葉面積、地上部與地下部干、鮮質量、總根長、根體積、根表面積。于再培養第10、15、20、25、30天測定接穗殘株腋芽再生莖的莖長、莖粗（再生莖莖基部）、葉片數、葉面積以及干、鮮質量。采用MICROTEK掃描儀測定砧木與接穗殘株再生苗的葉面積以及砧木殘株再生苗的總根長、根體積和根表面積；干質量測定參照趙世杰等（2002）的鮮樣烘干法。每次取樣5株，3次重復。

1.3.2 嫁接苗愈合及生長指標的測定 成活率：統計嫁接后20 d嫁接苗的成活率。

砧/穗接合力：嫁接后第5、8、11天，切取嫁接苗接合部4 cm長莖段（嫁接愈合處上下各2 cm），去掉套管，使用數顯式推拉力計HF-30（北京時代海創科技有限公司）測定。每次每處理7株，3次重復。

木質部輸導能力：參照趙淵淵（2015）的方法并做相應修改。嫁接后第6、9天，取同一處理5株嫁接苗，用刀片切斷莖基部，放置于盛有1%酸性品紅水溶液的玻璃燒杯內1 h，品紅溶液高度為1.5 cm，用打孔器取每處理嫁接苗真葉0.1 g左右并稱重，放入研缽加入3 mL蒸餾水研磨成勻漿，12 000 r·min-1離心6 min，取上清液再次離心3 min，使用分光光度計（島津SHIMADZU，UV-1700）測定二次離心后的上清液吸光度值A545，并在標準曲線上讀取品紅含量。

式中，C為標準曲線上讀取的品紅含量（mg），V為研磨所用蒸餾水體積（mL），W為所取嫁接苗葉片質量（g），t為品紅處理時間（h）。每次每處理5株，3次重復。

凈生長量：測定嫁接后第0、35天嫁接苗株高、莖粗、葉面積、全株干質量，計算各指標凈生長量。

1.3.3 嫁接苗綜合質量評價及砧/穗殘株再利用經濟效益分析 采用隸屬函數法對4個嫁接組合的嫁接苗質量進行綜合評價。分析比較茄子初次嫁接苗與殘株嫁接苗砧木、接穗的幼苗培養成本，砧木、接穗的幼苗培養成本均按本試驗實際支出計算。

1.4 統計分析

數據統計采用Microsoft Excel 2007軟件，采用SAS 9.2軟件進行方差分析。隸屬函數計算公式：

式中，U（Xi）為所測定某一指標的隸屬函數值，Xi為測定均值，Xmax和Xmin分別為測定指標的最大值和最小值（趙水靈 等，2017）。

2 結果與分析

2.1 茄子砧/穗殘株再生進程

由表1、圖1可以看出，砧木殘株扦插30 d后，株高7.2 cm，莖粗2.48 mm，葉面積70.48 cm2，扦插苗根系總根長227.48 cm，根體積0.55 cm3，地上部與根系都已符合嫁接要求。因此茄子砧木殘株扦插再生培養30 d后即可進行再次嫁接，相比播種育苗可節省45 d。茄子接穗殘株再培養前期生長緩慢（表2、圖1），培養20 d后再生莖莖長為0.8 cm，葉面積19.94 cm2；30 d后再生莖莖長3.3 cm，莖粗2.41 mm，5片真葉，葉面積57.66 cm2，此時幼苗已符合嫁接要求，相比播種育苗縮短10 d。

2.2 茄子砧/穗殘株嫁接成活率及愈合質量

從表3可以看出，不同嫁接組合間茄子嫁接苗成活率差異不顯著，其中NS/NR組合為98%，RS/NR、RS/CR為99%，NS/CR為100%。隨著嫁接天數的增加，不同組合嫁接苗砧/穗接合力不斷增強，嫁接后第5天，NS/CR組合嫁接苗砧/穗接合力最大（3.16 N），相比NS/NR增加了32%；嫁接后第8天，RS/CR組合嫁接苗砧/穗接合力最大（5.73 N），較NS/NR增加了28%；嫁接后第11天，RS/CR組合嫁接苗砧/穗接合力最大（7.62N），較NS/NR顯著提高了27%。

表1 茄子砧木殘株再生進程

圖1 茄子砧/穗殘株再生進程

表2 茄子接穗殘株腋芽再生進程

從表3還可以看出，隨著嫁接天數的增加，不同組合嫁接苗木質部輸導能力不斷增強，嫁接后第6天和第9天，RS/NR、NS/CR、RS/CR組合嫁接苗輸導能力均與NS/NR差異不顯著。可見，利用砧/穗殘株再生幼苗進行嫁接不影響嫁接苗的接合與輸導能力。

表3 不同砧/穗組合對嫁接苗成活率及愈合質量的影響

2.3 茄子砧/穗殘株嫁接對嫁接苗凈生長量的影響

由表4可知，嫁接后第35天，RS/NR、NS/CR、RS/CR組合嫁接苗的葉面積和全株干質量的凈生長量與NS/NR嫁接苗無顯著差異；RS/NR組合株高凈生長量（5.3 mm）相比NS/NR（7.8 mm）顯著降低了32%，但NS/CR、RS/CR組合與NS/NR無顯著差異；RS/CR組合莖粗凈生長量（1.53 mm）相比NS/NR（1.33 mm）顯著增加了15%，RS/NR、NS/CR組合與NS/NR無顯著差異，說明利用砧/穗殘株進行嫁接不影響嫁接苗的生長發育。

表4 不同砧/穗組合對嫁接苗凈生長量的影響

2.4 茄子砧/穗殘株嫁接苗生長質量的綜合評價

計算不同嫁接組合各項觀測指標的平均隸屬度（表5），NS/CR組合的成活率隸屬度最高，為1.00，其余各項指標隸屬值在0.33～0.75范圍內。NS/CR、RS/CR組合的平均隸屬函數值最大，均為0.56，其次為NS/NR，為0.53，RS/NR隸屬函數值為0.52，不同組合間差異不明顯，說明利用砧木殘株扦插苗和接穗殘株再生苗進行嫁接對嫁接苗的愈合及生長無顯著影響。

表5 不同砧/穗組合嫁接苗各指標的隸屬函數值及綜合評價結果

2.5 茄子砧/穗殘株嫁接再利用經濟效益分析

茄子初次嫁接苗砧木與接穗的幼苗培養成本明顯高于殘株嫁接苗（表6），殘株嫁接苗每萬株的培養成本為2 374.7元，是初次嫁接苗培養成本的77.3%，可節約生產成本696.4元。其中殘株嫁接苗的種子成本為初次嫁接苗的一半，基質和苗床費用分別是初次嫁接苗的77.8%、87.5%，電費與用工分別是初次嫁接苗的83.7%、77.5%，殘株嫁接苗的穴盤及水肥費用也低于初次嫁接苗。

3 結論與討論

茄子嫁接的研究主要集中在抗逆性（趙青春等，1997；周寶利 等，2010）、嫁接苗的生長和產量（Johnson et al.，2014）以及愈合期環境因子（趙淵淵 等，2015）等方面。而關于嫁接后砧/穗殘株的利用報道較少，嫁接后的砧/穗殘株往往被直接丟棄，砧木與接穗不能充分利用。本試驗通過砧木嫁接后殘株的扦插和接穗嫁接后殘株腋芽再生培養，表明茄子嫁接后砧/穗殘株再培養30 d便可形成健壯的幼苗。李偉（2005）研究表明茄子砧木托魯巴姆可扦插形成新的植株，同時縮短砧木育苗時間23.8 d；張紅（2011）運用組培技術，將托魯巴姆不定芽插入培養基，10 d左右即可形成生根的組培苗；余波瀾等（2003）將茄子分化出的不定芽插入到MS培養基上，7～12 d可萌發不定根；黃志銀和曹必好（2012）將茄子不定芽固定到MS培養基，生根率可達100%，說明茄子砧/穗殘株完全可再生形成正常的幼苗。本試驗中，茄子砧/穗再生苗的嫁接成活率、愈合進程及后期生長參數均與正常嫁接苗無顯著差異，并可分別縮短砧木與接穗育苗時間約45、10 d。研究表明，茄子接穗頂芽與腋芽同時嫁接，其成活率、生長性狀及大田栽培產量等方面沒有明顯差異（梁祖珍 等，2011）。說明茄子砧/穗殘株再生苗可嫁接再利用。

表6 茄子砧/穗殘株再利用經濟效益分析1）

茄子嫁接苗的生產成本主要包括種子、基質、肥料、人工、水電、苗床租賃等，種子、用工、能耗、管理占比較大（張元國 等，2014），國外部分昂貴種子可占總生產成本的40%左右，人工可占30%左右（Rivard et al.，2010；Barrett et al.，2012）。本試驗中種子均為國產，成本較低，在初次嫁接苗與殘株再利用嫁接苗生產成本中，由于茄子砧木培養周期長，用工、用電等費用較高，砧木殘株扦插前期無需水肥供應，接穗殘株無需新的穴盤及基質，降低了生產成本。通過砧/穗殘株再利用經濟效益分析，每萬株嫁接苗可節約696.4元。綜上，茄子嫁接后砧/穗殘株可再生形成健壯的砧木與接穗幼苗，并且可以進行再次嫁接，降低育苗成本，提高經濟效益。