托鲁巴姆嫁接对番茄生长、产量和品质的影响

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　　摘 要：【目的】以茄子为砧木嫁接番茄，综合评价茄砧嫁接对番茄生长、产量及品质的影响，进一步明确茄砧嫁接栽培的生物学效应，为该技术的应用提供理论依据。【方法】以托鲁巴姆为砧木，金棚9号为接穗，自根苗为对照，通过蛭石栽培方式，研究茄砧嫁接对番茄生长、产量、肥水利用率和品质的影响。【结果】嫁接后番茄植株的株高降低，叶片数减少，植株根、茎干鲜重降低，根冠比增加，植株光合色素含量增加，根系活力增强，单果重、单株结果数、单株产量降低;嫁接后增加了果实中Vc、可溶性糖含量，降低了可滴定酸，提高了糖酸比;可溶性固形物、番茄红素含量自根苗和嫁接苗无显著差异;嫁接后，降低了植株耗水量和矿质元素的吸收量，提高了水分和矿质元素的利用率。【结论】综合生长、产量、品质等指标，托鲁巴姆嫁接有助于番茄果实品质的提高，在嫁接栽培方面有一定利用价值。
　　关键词：番茄;托鲁巴姆;嫁接;生长;产量;营养品质
　　中图分类号：S 641.204.3文献标识码：A文章编号：1008-0384（2019）02-192-06
　　0 引言
　　【研究意义】番茄Lycopersicon esculentum Mill.是中国设施栽培面积最大的果菜之一，在蔬菜生产中占有十分重要的地位[1]。近年来随着设施番茄栽培面积的不断扩大，受耕地面积限制，番茄多年重茬种植，土传病害的危害也日趋严重，尤其是番茄青枯病发病率逐年上升，发病严重时，常常造成大面积绝收。同时为了追求经济效益，复种指数高，土壤次生盐渍化等连作障碍日益严重，最终导致番茄产量降低、品质下降，很难让农户和消费者满意[2]。前人对番茄本身作为砧木进行了大量研究，但关于茄砧研究的较少，因此研究茄砧嫁接番茄栽培，对丰富番茄嫁接砧木、充实栽培理论技术和指导生产实践具有一定的现实意义。【前人研究进展】研究表明，嫁接可以促进生长，提高产量，克服连作障碍，提高植株抗病性和抗逆性，改善果实外观和营养品质[3-5]。但嫁接对生长、产量和品质的影响不一致。高方胜等[1]研究表明不同砧木嫁接苗幼苗生长量、生长势和产量显著差异;嫁接影响了番茄果实的营养品质，嫁接番茄果实干物质、可溶性固形物、可溶性蛋白和可滴定酸含量均较对照显著提高，但果实Vc、番茄红素、可溶性糖含量及糖酸比则与对照互有高低。刘德兴等[6]研究表明嫁接降低了生长势和产量，提高了果实品质。托鲁巴姆（Solanum torvum）是茄科茄属栽培茄子的近缘野生种，具有优良的嫁接亲和性[7]、抗逆性[8]，抗病性[2]，改善土壤微生态结构[2]，是设施茄子嫁接栽培中主要的砧木，经常作为茄果类蔬菜嫁接栽培的砧木，在生产上已经得到大面积应用[11]。【本研究切入点】近年来番茄嫁接方面开展了大量工作，大多集中在番茄抗性[11-12]、产量品质[13]、耐盐性[14]等方面，且很多工作都集中于苗期的研究，且都以同属的番茄作为砧木。关于野生茄子作为砧木嫁接番茄研究报道较少，尤其对番茄全生育期的研究未见报道。【拟解决的关键问题】本试验利用托鲁巴姆为砧木嫁接金鹏9号，探讨其对番茄植株生长、产量和品质的影响，以期为番茄优质栽培提供理论依据和技术指导。
　　1 材料和方法
　　1.1 试验材料
　　试验所用番茄品种为金棚9号，砧木为野生茄子托鲁巴姆，购自北京京研益农有限公司。试验于2017年1月～2017年7月在江苏省农业科学院宿迁农科所大棚温室内进行。1月15日、3月1日分别将托鲁巴姆、金棚9号播种于50孔的穴盘中。4月1日嫁接，采用贴接的方法，当砧木2叶1心、接穗1叶1心时开始嫁接。
　　1.2 试验设计
　　试验设2个处理：金棚9号（自根对照CK），金棚9號/托鲁巴姆（T1），每个处理6次重复，每个重复4株，随机区组排列。嫁接后15 d选生长一致有5片叶子的健壮植株定植于60 cm×40 cm×37 cm规格的塑料箱中，每箱4株，采用茄果类专用营养液浇灌，每箱装蛭石 40 L。
　　1.3 测定项目及方法
　　1.3.1 生长指标测定
　　定植缓苗后，每隔7 d，测定植株的株高和叶片数，共测6次。盛果期测定植株的根系活力和叶绿素含量[15]。初花期测定地上和地下的干鲜重。
　　1.3.2 产量和品质指标测定
　　果实开始成熟时，及时采收。记录果实数量、单果重和小区产量。选取第二果穗生长一致的果实，测定果实可溶性固形物（利用日本ATAGO公司的数字折射计ACT-1E直接测定）、采用2，6-二氯靛酚滴定法测定果实中Vc含量[15]、采用蒽酮比色法测可溶性糖含量[15]、采用氢氧化钠滴定法测定果实中可滴定酸含量[15]、紫外分光光度计测定番茄红素含量[16]。
　　1.3.3 水分和矿质元素测定
　　矿质元素利用率是指消耗1 g矿质元素所获得的经济产量[17]，水分利用效率是指消耗1 m3水所获得的经济产量。因此，番茄的水分利用率（kg·m-3）=番茄果实产量∕耗水量。番茄的矿质元素利用率（kg·g-1）=番茄果实产量/元素用量。试验期间，详细记录水分和矿质元素总用量，拉秧时统计剩余基质中元素含量和含水量。
　　1.4 数据处理
　　采用SAS软件对试验数据进行方差分析和多重比较，数据用Microsoft Excel软件进行绘图。
　　2 结果与分析
　　2.1 托鲁巴姆嫁接对番茄植株生长的影响
　　从表1可知，托鲁巴姆嫁接后，植株生长受到显著抑制，株高和叶片数均显著低于对照，说明嫁接后，植株地上地下发生一系列变化，影响了植株的内部代谢，最终影响生长。缓苗后10 d时，植株株高差异不显著，定植17 d时，嫁接苗与自根苗相比，差异显著，嫁接苗比自根苗降低13.5%，45 d时，差异达到最大，嫁接苗比自根苗株高减少17 cm，减少幅度达14.6%。叶片数方面，嫁接苗比自根苗减少，定植31 d后，与自根相比，差异显著。 　　嫁接后對植株干鲜重的影响如表2所示，植株地上部和地下部干鲜重均比自根减少，除了地下部干重外，其余指标与自根相比均差异显著。嫁接后植株鲜重比对照显著减少，说明嫁接后植株根系不发达，长势减弱，与托鲁巴姆本身的特性不符，或者嫁接后亲和性不好，代谢不协调，影响了砧木优良特性的表现。嫁接后地下和地上部干物率、根冠比均比自根苗增加，且差异显著。
　　2.2 托鲁巴姆嫁接对番茄叶片光合色素和根系活力的影响
　　如表3所示，嫁接后，叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均比自根减少，且差异不显著，减少幅度0.31%、4.97%、1.63%。但根系活力和类胡萝卜素比自根增加，尤其是根系活力比对照增加60.56%，差异显著。
　　2.3 托鲁巴姆嫁接对番茄果实产量的影响
　　托鲁巴姆嫁接对番茄产量影响如表4所示。嫁接后，单果重、单株产量和每667 m2产量均比对照减少，减少的幅度分别为24.4%、30.0%、30.0%，除了单株结果数外，其他3个指标与自根相比差异显著。
　　2.4 托鲁巴姆嫁接对番茄耗水量和水分利用率的影响
　　嫁接后根系发达，吸水能力增强，而本试验托鲁巴姆嫁接后，对植株耗水量和水分利用率的影响却相反。如表5所示，嫁接后植株的单株耗水量减少，减少幅度达36.37%，与自根相比差异显著。水分利用率增加9.93%，与自根苗相比差异不显著。说明嫁接后，植株地下地上生长受到抑制，水分吸收能力减弱。水分利用率增加只能说明嫁接后，相对利用率增加，对产量没有促进作用。
　　2.5 托鲁巴姆嫁接对番茄矿质元素吸收量及利用率的影响
　　嫁接对大量和中量元素吸收如表6所示。嫁接后，植株对元素吸收量减少，与对照相比差异显著，说明嫁接没有促进矿质元素的吸收，相反抑制了元素的吸收，可能是托鲁巴姆与接穗亲和性不高导致。元素吸收量K>N>Ca>P>Mg，减少幅度分别为39.69%、31.13%、33.73%、39.95%、44.68%。嫁接后对矿质元素的利用率如表7所示。嫁接后，N、P、K、Ca、Mg的利用率增加，N、Ca、Mg的利用率与自根苗相比，分别增加16.12%、16.21%、26.31%，差异显著。其余指标与自根苗相比差异不显著。
　　2.6 托鲁巴姆嫁接对番茄果实品质的影响
　　托鲁巴姆嫁接后对番茄果实营养品质的影响如表8所示。嫁接后，番茄果实中Vc、可溶性糖含量与对照相比增加13.33%、9.06%，差异显著。可溶性固形物、糖酸比、番茄红素均比自根苗果实中含量增加，但差异不显著。嫁接后降低了果实中的可滴定酸，与自根苗果实相比差异不显著。
　　3 讨 论
　　3.1 托鲁巴姆嫁接对番茄植株生长的影响
　　嫁接能显著改变接穗的生长代谢，提高叶绿素含量和光合作用性能，同时砧木根系发达， 具有较强的抗逆性和吸收肥水的能力，促进植株生长[18-19]。托鲁巴姆由于长势强，抗性好，在番茄嫁接栽培上有所应用。前人研究发现砧木立新1号嫁接番茄后，地上地下部鲜质量减少，根冠比增加，株高、茎粗和叶片数均减少[20]。邰翔等[21]利用茄子砧木嫁接番茄后发现，叶绿素含量增加，促进了植株生长，植株干鲜重均比对照增加。叶绿体是光合作用的场所，进行着主要的生物合成，叶绿素是光合作用的基础，叶绿体色素含量的变化，进而引起光合性能和长势的改变[22]。本试验研究结果表明，嫁接后番茄叶片叶绿素总量减少，植株变矮，叶片数减少，植株干鲜重比自根苗减少，植株生长受到抑制，这一点与前人研究结果基本一致[23]，与罗爱华[24]的研究结果相反。可能是嫁接后由于茄子砧木和番茄接穗的亲和性不够，改变了砧穗的生理生化特性，降低了光合速率，减少光合物质的积累，最终抑制生长[13]。
　　3.2 托鲁巴姆嫁接对番茄果实产量和营养品质的影响
　　嫁接主要通过砧木和接穗互作，植株体内原有的一系列生理、生化反应的代谢平衡被打破，进而对植株的生长、代谢、激素转运和调控等诸多方面产生影响[6]。不同砧木嫁接对番茄产量、果实营养品质指标影响各不相同，互有高低[1]。潜宗伟等 [23]研究发现，嫁接后，产量降低，茄属砧木降低了番茄的可溶性糖、可溶性固形物含量和糖酸比，增加了果实中可滴定酸、维生素C含量。罗爱华等 [24]利用茄砧一号、托鲁巴姆嫁接番茄申粉918，发现嫁接苗的平均单果重、单株产量均高于对照，嫁接苗的可溶性糖、Vc和有机酸含量均高于对照。本试验研究发现，嫁接后，植株结果数减少，果实变小，小区产量降低，研究结果与荆子恒等[20]研究结果一致;但是嫁接后，果实中可溶性糖和Vc含量增加，分别达到2.89 g·hg-1，27.23 mg·hg-1，比自根苗果实分别增加8.3%、15.38%，且差异显著。番茄红素增加，可滴定酸和固形物减少，但糖酸比增加，与自根苗相比差异不显著。这一点与前人研究结果相反[13]。嫁接后之所以产量降低，品质增加，可能由于光合色素的减少，影响了光合作用，进而影响产量和品质，相关机理可能是由于砧、穗基因型差异导致DNA和RNA交流的结果，或者砧木改变了接穗吸收的水分和矿质营养，改变了调控植物激素的转运和合成，植株体内生理生化发生变化，影响了相关物质的合成和运输，最终导致产量和品质的变化[5]。其中的相关机理有待进一步研究。
　　4 结 论
　　野生茄子托鲁巴姆嫁接后，番茄植株变矮，结果数减少，产量降低，但果实可溶性糖、Vc含量显著升高，对番茄优质栽培具有一定的借鉴意义。但关于其影响机理，还需要进一步研究。
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　　（责任编辑：黄爱萍）
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