火龍果砧木與接穗參數的研究

戴宏芬，李俊成，潘玉珠，孫清明

（廣東省農業科學院果樹研究所/農業農村部南亞熱帶果樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】火龍果（Hylocereus undatus）為多年生肉質攀緣性植物［1］，我國從20世紀90年代初開始引進［2］，具有適應性強、見效快、采果期長、產量高等優點，是熱區產業結構調整、產業扶貧比較理想的熱帶亞熱帶水果之一，目前廣東省火龍果產業有充足的發展空間，市場潛力巨大［3］。科研人員在火龍果的理論基礎和應用基礎等方面進行了多角度深入研究，科研和生產齊頭平進、相輔相成，取得了較大進展，如選育出多個優良品種［4-6］、優化了多倍體誘導體系［7］、建立了紅心火龍果生物量預測數學模型［8］、開展種質資源遺傳多樣性分析［9］等。繁育火龍果苗木，按需提供試驗材料，是開展火龍果科研工作的必要前提，也與果園增收節本提高經濟效益等密切相關。生產中，火龍果主要通過扦插和嫁接進行無性繁殖，在苗木數量較少或高接換種時普遍采用嫁接繁殖，嫁接可以縮短果樹生長發育時間，使果樹提前結果，也是育種工作者在短期內擴繁目標品種的主要手段之一。在嫁接的實際操作中，砧木的成熟度、長度、砧位，接穗的成熟度、芽眼個數以及嫁接方法等都不同程度影響嫁接成活率和出芽速度。因此，本試驗針對如何就地選取砧木，摸索適宜嫁接的因素組合和砧木接穗參數開展研究，旨在探索高效便捷實用嫁接技術，提高嫁接效率，對火龍果生產和科研具有一定的現實意義。【前人研究進展】作為近年引入國內的新興水果，育種家及科技工作者對火龍果嫁接繁殖［2,10-11］、芽接［1］、扦插［12-13］等技術做了大量研究，詳細闡述了相關技術的實操性，提出了很多有益的建議和注意事項。這些研究主要集中在砧穗品種選擇、嫁接方法對嫁接成活率的影響等方面，但有關嫁接因素組合、砧木和接穗參數選擇等內容還未見研究報道。正交設計是一種研究多因素試驗問題的重要數學方法［14］，已廣泛地應用于農作物的栽培育種中，在減少試驗次數和科學分析試驗數據方面具有優越性，特別是多因素多水平時，采用常規方法很難進行系統研究，且工作量很大［15］。正交設計從全析因試驗點中選擇具有典型性、代表性的點，使其在試驗范圍內分布均勻，能反映全面情況［16］，試驗分析所得的最佳組合有時在實際供試組合中的表現不一定最好，但仍可以找出較好組合，從而較好地滿足科研需要［15］。目前正交設計在火龍果栽培技術方面的應用報道較少。【本研究切入點】在前人工作的基礎上，從不同長度的老熟或綠熟莖蔓上截取砧木，選取砧位、接穗芽數、接穗成熟度和嫁接方法等影響因素，根據因素、水平等實際情況采用混合正交或正交設計進行嫁接試驗和數據分析；根據接穗是否萌芽、出芽時間等對砧木長度、質量、砧木質量/長度比、砧木周長、接穗長度等砧穗參數進行多元方差分析。【擬解決的關鍵問題】找出對嫁接有顯著影響的因素，并從中篩選出不利于嫁接的水平，避免在嫁接中應用；差異不顯著的影響因素，可以兼顧省工省料等實際情況靈活選擇；以火龍果品種紅水晶6號為砧木，初步明確適宜嫁接的砧穗參數，完善火龍果嫁接技術。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗在廣東省農業科學院果樹研究所火龍果種植基地進行。從紅水晶6號火龍果品種上分別選擇綠熟（8～10個月）和老熟（2年生）莖蔓做砧木，并以本所培育的優良單株（自編1-32）為接穗，于2019年4月初進行嫁接試驗，觀察記錄嫁接成活和接穗萌芽情況，至7月初結束，8月初對所育一批優良株系進行集中擴繁嫁接，2個月后統計接穗萌芽情況。

1.2 試驗方法

1.2.1砧木選擇及處理 為了研究砧木成熟度、砧位對嫁接的影響，選擇長勢良好、無病蟲害的莖蔓，削去頂端過細部分后，將莖蔓分為4組，即老熟長、短莖蔓以及綠熟長、短莖蔓，將長、短莖蔓分別平均切割成3根、2根砧木，砧木長度33～48 cm。砧木根據其在莖蔓的相對位置，按基部、中部、頂部分類擺放備用。將砧木基部的三棱削成斜面，使基部成楔形，并露出木質部1 cm，置于陰涼通風處稍晾干用于嫁接［12］。

1.2.2接穗選擇及處理 為了研究接穗成熟度對嫁接的影響，將接穗成熟度分為偏嫩、偏老兩個水平，選取生長點附近充實成熟的莖段［17］，分別從上部或基部開始截取接穗，莖段上部接穗偏嫩，切取輕松且斷面平整，莖段下部接穗偏老，木質部纖維化較明顯，要求砍刀鋒利且下刀快速才能保持斷面平整。

1.2.3莖蔓和砧木的成熟度測定 用尺子和電子天平分別測量莖蔓、砧木的長度和質量，將質量和長度的比值作為成熟度的參考。

1.2.4其他砧木和接穗參數的測定 用細繩量取砧木嫁接口下5 cm處周長作為砧周；用尺子測量接穗長度作為穗長，其中插接法不含嵌入砧木的接穗部分。

1.2.5嫁接方法 為了研究不同嫁接方法對嫁接的影響，選用平接和插接法。平接方法如下：將砧木和接穗切口切削平滑干凈，對齊形成層，砧木和接穗之間不留空隙，用醫用膠帶固定緊密結合；插接方法如下：將砧木和接穗切口切削平整，用打孔器在砧木木質部旁鉆取少量莖肉形成完整圓柱形小孔，將打孔器覆蓋接穗木質部插入適當深度，用刀片割除外圍莖肉后拔出打孔器，露出中心小柱，插入砧木小孔，用醫用膠帶固定使之緊密契合。嫁接口以上用塑料袋扎緊并套上紙袋保濕防曬，將嫁接苗扦插于塑料大棚內，之后根據接穗成活情況陸續除袋。以上所有操作過程及完成后的嫁接苗均要求避雨［1,12］。

1.3 試驗設計及數據處理

用SPSS軟件進行試驗設計，長莖蔓的試驗因素較多、水平數不等，采用L18（32×22）混合正交設計；短莖蔓采用L8（23）正交設計。每個組合嫁接3株，長、短莖蔓分別嫁接54株、24株，之后記錄各個組合的接穗萌芽苗株數，進行極差分析和方差分析，試驗因素及水平分別見表1和表2；根據接穗是否萌芽和萌芽時間，對砧穗參數進行多元方差分析。

表1 長莖蔓嫁接混合正交試驗因素及水平Table 1 Factors and levels for mixed OAD of long vine

表2 短莖蔓嫁接正交試驗因素及水平Table 2 Factors and levels for OAD of short vine

2 結果與分析

2.1 莖蔓成熟度比較

將質量和長度的比值作為莖蔓成熟度的參考，由表3可知，老熟莖蔓的質量/長度比高于綠熟莖蔓，同類長度的老、綠熟莖蔓差異顯著，可能與生長時間長、物質積累多有關，綠熟短莖蔓單位長度的質量最輕，只有老熟長莖蔓的63.16%。

表3 莖蔓成熟度比較Table 3 Comparison of maturity degree of vines

2.2 長莖蔓嫁接混合正交試驗

由表4可知，老熟、綠熟長莖蔓分別有14、40株接穗萌芽，嫁接成活率分別為25.93%和74.07%，老熟組成活率明顯偏低。對表4數據進行極差分析，結果（表5）顯示，根據極差R值的高低順序，得出各因素的影響次序為：（1）老熟組，接穗芽數（B）＞砧位（A）＞接穗成熟度（D）＞嫁接方法（C）；（2）綠熟組，砧位（A）＞接穗芽數（B）＞接穗成熟度（D）＞嫁接方法（C）。較好的嫁接組合分別是：（1）老熟組，砧位基部、接穗2芽、插接、接穗偏嫩；（2）綠熟組，砧位基部、接穗3芽、插接、接穗偏老；兩組R值中，嫁接方法（C）的R值最小，老熟組、綠熟組分別為0.08和0.16，對嫁接影響較小；接穗2芽表現較穩定，老熟組、綠熟組分別萌芽10、12株。

對表4數據進行進一步方差分析，結果表明：（1）老熟組，接穗芽數（B）的顯著性系數為0.013，達到顯著性水平，對嫁接成活有顯著影響，由表5可知，單芽接穗僅成活1株；其他因素差異不顯著。（2）綠熟組，砧位（A）的顯著性系數為0.011，達到顯著性水平，對嫁接成活有顯著影響，由表5可知，中段砧木嫁接成活9株，明顯低于基部和頂部砧位，其他因素差異不顯著。根據顯著性值Sig.由低到高得出的因素重要性影響次序與極差分析相一致。

2.3 短莖蔓嫁接正交試驗

將接穗芽數設定為2芽，對短莖蔓進行L8（23）正交設計嫁接試驗。由表6可知，短莖蔓嫁接表現較好，老熟組、綠熟組分別有18、21株接穗萌芽，老熟組嫁接成活率略低于綠熟組，兩者成活率分別高達75.0%和87.5%，這種結果是否與該試驗設計避開了單芽接穗和中段砧仍有待進一步深入研究。

由表7極差分析可知，因素的影響次序為：（1）老熟組，嫁接方法（B）＞砧位（A）=接穗成熟度（C）；（2）綠熟組，砧位（A）=嫁接方法（B）=接穗成熟度（C）。選出較好的嫁接組合分別是：（1）老熟組，平接，砧位和接穗成熟度各水平皆可；（2）綠熟組，砧位頂部、平接、接穗偏老。方差分析結果進一步表明兩組數據均無顯著影響因素。根據顯著性值Sig.由低到高得出的因素影響次序與極差分析相一致。

表4 長莖蔓嫁接混合正交試驗結果Table 4 Mixed OAD test results of long vine

表5 長莖蔓嫁接混合正交試驗的極差分析結果Table 5 Range analysis results on mixd OAD test of long vine

表6 短莖蔓嫁接正交試驗結果Table 6 OAD test results of short vine

表7 短莖蔓嫁接正交試驗的極差分析結果Table 7 Range analysis results on OAD test of short vine

2.4 砧穗參數的多元方差分析

根據接穗是否萌芽，對砧穗參數進行多元方差分析，由表8可知，嫁接萌芽組的穗長、砧木較長，砧周較細；未萌芽組砧木質量/長度比、砧木質量偏高，成熟度偏老。萌芽組砧木平均約40 cm，穗長超過3 cm，均大于未萌芽組。通過顯著性檢驗可以了解因素對試驗的影響作用，雖然兩組砧穗參數差異均不顯著，但根據顯著性值Sig.由低到高得出影響由大到小的因素依次為穗長、砧長、砧周、砧木質量/長度比、砧木質量。

表8 接穗萌芽組與未萌芽組的砧穗參數比較Table 8 Comparison of rootstock and scion parameters between germination and non-germination groups

對萌芽時間不一致的砧穗參數進行多元方差分析，結果（表9）表明，前3組接穗在1～2月內萌動，時間上有較好的連續性，此后斷開了23 d，第4組接穗開始萌芽，耗時偏久，影響苗的整齊度，這可能也是前人60 d后統計接穗成活率的原因之一［1］；第4組砧木最短、最粗、質量和砧木質量/長度比最高，成熟度偏老，建議紅水晶砧木長度不宜低于40 cm。各組的砧穗參數差異均不顯著，根據顯著性值Sig.得出影響由大到小的因素依次為砧長、砧木質量/長度比、穗長、砧周、砧木質量。

表9 不同萌芽時間組的砧穗參數比較Table 9 Comparison of rootstock and scion parameters among groups germinated at different time

3 討論

以紅水晶6號為砧木，通過正交設計和數據分析，找出對嫁接有顯著影響的因素，并從中篩除不利于嫁接的水平，避免在嫁接中的應用，對于差異不顯著的因素，可以兼顧省工、省料等實際情況靈活選擇。本試驗中，我們發現：（1）避免選擇綠熟長莖蔓的中段切取砧木；（2）選用老熟長莖蔓為砧木時，避免使用單芽接穗；（3）平接和插接法差異不顯著，平接法簡單易學、效率最高［11］，可節省穗材且對砧穗傷害較輕，蜜寶火龍果嫁接育苗繁殖主要采用平接法［13］，插接法則有利于增強砧穗穩固性；（4）選取生長點附近充實成熟的莖段做接穗，宜由嫩到老選取嫁接，便于操作且切面平整。

適宜的砧穗狀況有助于嫁接成活并及時萌芽。愈傷組織的形成需要有生活力的形成層和薄壁細胞，需要有呼吸、生長的物質基礎，高接或嫁接都需要壯砧壯穗，一般情況下，砧木愈合組織形成的多，常是愈合組織生成的主要方面。接穗愈合組織生成少而慢，也需要強調接穗的質量［18］。（1）砧木成熟度不宜過老，本研究同組試驗中，綠熟組砧木的嫁接成活率高于老熟組；綠熟短莖蔓砧木的質量/長度比最小，但嫁接成活率最高；未萌芽和萌芽明顯較遲的砧木，其質量/長度比較大，成熟度相對較高。前人研究也指出，接穗和砧木的樹齡、質量均影響嫁接成活率，一般髓部還未木質化的嫁接成活率較高，而成熟枝條成活率相對較低［2,11］。同樣的根莖粗度，一年生香椿實生苗根莖的砧木嫁接成活率較多年生實生苗根莖高，這可能是由于一年生實生苗根莖愈合組織細胞增生快，抑制愈合的抑制劑含量少，砧木和接穗的形成層處于活躍生長狀態，再生能力強，愈合組織增生快，嫁接易成活［19］。（2）穗長、砧長、砧周等砧穗參數不同程度地影響嫁接成活率和出芽速度。穗長偏短、營養儲備不足可能是單芽接穗成活率低的原因之一，2芽接穗表現穩定而且節約穗材，為便于標準化操作，建議接穗含2芽且長度不宜低于3 cm，前人也是削取3～5 cm的接穗開展嫁接試驗［2］。本試驗中，砧穗愈合和砧木扦插生根是嫁接苗成活的基礎，前人研究指出一年生紅肉火龍果30 cm長插條扦插效果好，插條長，生長素含量高，貯藏養分和水分多，發根力強，根系發達［12］，本試驗初步得出紅水晶6號砧木長度不宜低于40 cm，實際生產中砧長還應根據品種、立地條件、肥水管理等實際情況進行相應調整；嚴毅等［20］研究表明，油橄欖砧木高與成活率呈正相關，砧木直徑與成活率呈負相關，本試驗也得出類似結果，未萌芽和萌芽明顯較遲的砧木偏短、砧周偏粗。

影響嫁接的因素還有很多，如接穗品種、水肥管理等。李加強等［1］以莞華白為砧木進行芽接試驗，發現莞華紅接穗的平均成活率最高、達93.3%，最低的莞華紅粉成活率為82.2%。鄭偉等［2］以本地量天尺為砧木采用楔接法進行嫁接，發現5個品種接穗的火龍果嫁接成活率介于80.0%～96.67%。本試驗從果園實際情況和科研需求角度出發進行試驗設計并開展研究，有關其他因素對嫁接的影響有待今后進一步補充完善。

4 結論

綜合本試驗結果，初步確定以紅水晶6號莖蔓為砧木進行嫁接的基本原則，選取1～2年生莖蔓，優先使用綠熟莖蔓，但避免使用綠熟長莖蔓中段為砧木，砧木長度不低于40 cm，選取生長點附近充實成熟的莖段做接穗，從頂部開始截取接穗進行嫁接，接穗含2個芽且不低于3 cm，使用平接法為主。根據以上原則，結合選育種項目的需要，對本所一批優良單株進行集中擴繁212株，60 d后統計成活率為81.2%，嫁接技術的生產實用性較好。