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愈合期不同温度和光照处理对甜瓜嫁接苗质量的影响

作者:未知

  摘    要: 温度和光照是影响嫁接成活的重要环境因子,目前对甜瓜嫁接苗愈合过程中温度和光照管理的具体参数尚不明晰。笔者将嫁接愈合期分为0~3 d、4~6 d、7~8 d等3个阶段,设置了6种温度和光照组合处理,研究其对甜瓜嫁接苗成活、生长和种苗品质的影响。结果表明,在嫁接后0~3 d温度为28/23 ℃,4~6 d为25/20 ℃,7~8 d为23/18 ℃,光照处理0~3 d为75 μmol·m-2·s-1,4~6 d 为150 μmol·m-2·s-1,7~8 d 为225 μmol·m-2·s-1时甜瓜嫁接苗成活率高且种苗品质好,是适宜甜瓜嫁接苗愈合管理的温度和光照参数。
  关键词: 甜瓜; 嫁接; 愈合; 温度; 光照
  Effects of different temperature and light treatments during grafting healing period on the quality of grafted melon seedlings
  LIU Fangyuan1, HUANG Yuan1, LI Xuan2, KONG Qiusheng1, BIE Zhilong1
  (1. Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education / College of Horticulture & Forestry Sciences, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, Hubei, China; 2. College of Engineering, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, Hubei, China)
  Abstract: The temperature and light are key environment factors for the healing of grafted seedlings, so far the precise management of temperature and light during healing period of melon remains unknown. The healing period of grafted melon seedling can be divided into three stages (0~3 d,4~6 d,7~8 d), and this experiment investigated the effects of six temperature and light treatments during the healing period on the survival, growth and quality of grafted melon seedlings. The results showed that when the temperature treatment is 28/23 ℃(0~3 d),25/20 ℃(4~6 d),23/18 ℃(7~8 d), and the light intensity treatment is 75 μmol·m-2·s-1(0~3 d),150 μmol·m-2·s-1(4~6 d) and 225 μmol·m-2·s-1(7~8 d)after grafting, the grafted melon seedlings showed the highest survival rate and best seedling quality, indicating that this temperature and light combination is suitable for healing management of grafted melon seedlings.
  Key words: Melon; Grafting; Healing; Temperature; Light
  采用抗病砧木嫁接是提高甜瓜對枯萎病等土传病虫害抗性的有效措施[1-3],随着甜瓜嫁接栽培面积逐年增加,甜瓜嫁接苗生产也成为集约化育苗场种苗生产的重要内容[4-5]。嫁接愈合期间的环境调控是影响嫁接成活的关键因素,温度、光照和相对湿度都是影响嫁接愈合的重要因素。通过对我国甜瓜集约化育苗场调研,笔者发现很多育苗场仍是粗放式管理,如何提高甜瓜嫁接成活率及实现嫁接愈合期的精准环境调控是需要解决的突出问题。
  前人的研究多数认为,甜瓜嫁接后需要相对高温弱光和高湿的环境[4-6],目前对于愈合期间相对湿度管理已经有相对明确的结论,多数研究认为嫁接后前3 d内要保持高温和遮阴,之后逐渐降低温度和增加光照[4-6],但对于具体的温度和光照强度管理参数还缺乏量化指标。笔者旨在通过进行愈合期不同的温度和光照处理,研究其对甜瓜嫁接苗成活和种苗品质的影响,以期为甜瓜嫁接苗愈合期间温度和光照的量化管理提供依据。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  供试甜瓜接穗为‘伊丽莎白’,购自北京京研益农公司,砧木为‘青研砧木1号’,由青岛市农科院提供。
  1.2 时间和地点
  甜瓜嫁接育苗试验于2014年12月至2015年2月在国家蔬菜改良中心华中分中心人工气候室和光照培养箱进行,种苗品质评价在华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室进行。
  1.3 方法
  以‘伊丽莎白’/‘青研砧木1号’为嫁接组合,采用双断根插接法。种子用稀释200倍的40%甲醛浸泡0.5 h消毒,充分水洗1 h去除残留物。消毒后用55 ℃热水浸种,甜瓜接穗‘伊丽莎白’种子浸泡4 h,砧木‘青研砧木1号’种子浸泡6 h,之后置于30 ℃恒温催芽箱内催芽。砧木种子发芽后播种于50孔育苗穴盘,每穴播2粒,播种深度1 cm,接穗种子播于育苗平盘,播种后撒上一层1 cm厚蛭石,置于人工气候室内培育,温度周期28/18 ℃,光周期14 h/10 h,相对空气湿度75%。当砧木幼苗长到第1片真叶露心,接穗子叶将展未展时利用双断根插接法嫁接[4]。嫁接后扦插至育苗穴盘,砧木下胚轴地上部留3 cm,插入基质深度为2 cm。   根据华中农业大学设施园艺课题组以往的研究结果并结合甜瓜嫁接育苗产业实际,将甜瓜嫁接苗愈合过程分为0~3 d、4~6 d、7~8 d等3个时期,采取梯度改变温度和光照强度的策略来改变愈合后的温度和光照环境。愈合期间设置2个温度处理为A1:0~3 d为28/23 ℃,4~6 d为25/20 ℃,7~8 d为23/18 ℃;A2:0~3 d为25/20 ℃,4~6 d为23/18 ℃,7~8 d为22/16 ℃。3个光照处理为B1:0~8 d为黑暗;B2:0~3 d黑暗,4~6 d为150 μmol·m-2·s-1,7~8 d为225 μmol·m-2·s-1;B3:0~3 d 为75 μmol·m-2·s-1,4~6 d为150 μmol·m-2·s-1,7~8 d为225 μmol·m-2·s-1。温度和光照共设计6组处理组合,用A1B1、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3表示(表1),所用光照培养箱型号为RDN-1000D-4LED型顶置人工气候箱(宁波东南仪器有限公司)。嫁接后置于光照培养箱内进行愈合期不同光照和温度处理。试验在2个培养箱中进行,分别用于愈合期2个温度处理,每个培养箱中有3层,分别设置不同光照处理,由于光照培养箱空间的限制,将50孔育苗穴盘剪成30孔穴盘放入培养箱中,每处理设3次重复,每重复30株。嫁接后空气湿度0~3 d为95%,4~6 d为85%,7~8 d为75%,不同温度和光照处理下的相对湿度分段管理相同。嫁接后9 d将2个培养箱的温度和光照都调整到正常管理,昼夜温度为28/18 ℃,光照强度为225 μmol·m-2·s-1,相对湿度为75%。
  1.4 测定指标与方法
  嫁接后15 d统计嫁接成活率。当嫁接苗长至3叶1心时即达到嫁接苗出圃阶段时取样,用游标卡尺测量接穗和砧木茎基部的茎粗。用直尺测量接穗和砧木茎的高度以及根长。用电子天平测量接穗、砧木茎和根的鲜质量和干质量。用LI-3100C叶面积仪(美国LI-COR)测定接穗真叶总面积。用便携式光合仪LI-6400測定嫁接苗光合指标。用根系扫描仪Expression 11000XL测量根长、根表面积、根体积和根尖数。嫁接苗壮苗指数=(接穗茎粗/接穗高度)×全株干质量[7]。
  数据统计与分析采用 SAS 9.0软件,多重比较采用Duncan氏新复极差法,3次重复。
  2 结果与分析
  2.1 不同光照和温度组合对甜瓜嫁接成活率的影响
  由图1可知,嫁接愈合期不同温度和光照组合处理显著影响了甜瓜嫁接成活率,A1B3和A2B3组合下的成活率最高,均为97%以上,A2B1组合处理下的嫁接成活率最低,仅为23.70%,A1B1、A1B2和A2B2组合的嫁接成活率分别为65.43%,80.19%和47.96%。
  除了A1B3和A2B3的嫁接成活率无显著差异外,温度A1处理下的2个处理A1B1和A1B2的嫁接成活率均分别高于温度A2处理的2个处理A2B1和A2B2,表明嫁接后的相对高温处理有利于甜瓜嫁接苗的愈合。而在相同的温度管理下,无论是A1温度还是A2温度管理,均是B3光照处理下的嫁接成活率最高,而B1处理下的嫁接成活率最低,表明嫁接后0~8 d完全黑暗处理不利于甜瓜嫁接苗成活,而在嫁接愈合后梯度见光B3处理即75 μmol·m-2·s-1(0~3 d),150 μmol·m-2·s-1(4~6 d),225 μmol·m-2·s-1(7~8 d)的甜瓜嫁接成活率最高,表明嫁接后及时增加光照有利于甜瓜嫁接苗的成活。
  2.2 愈合期光照和温度组合处理对甜瓜嫁接苗生长的影响
  甜瓜嫁接苗的接穗茎粗在A1B2时最大,显著大于其他处理组合(表2)。A1B2时的砧木茎粗与A2B2时无显著差异,但显著大于其他处理组合。A1B2时的接穗高度与A1B3和A2B2处理无显著差异,但显著高于其他处理组合。A1B2时的全株干质量显著高于其他处理组合。不同处理之间壮苗指数无显著差异。A1B2与A1B3之间真叶面积无显著差异,均显著大于其他处理组合。A2B1无论是在接穗茎粗、砧木茎粗、接穗高度、壮苗指数和真叶面积上均表现最差。
  从嫁接苗生长指标看,甜瓜嫁接苗的种苗品质在A1B2下表现最好,即甜瓜嫁接愈合后温度为28/23 ℃(0~3 d),25/20 ℃(4~6 d),23/18 ℃(7~8 d)条件下,光照为0~3 d黑暗、4~8 d分段光照管理条件下最佳,其次为A1B3处理。而嫁接后愈合期较低的温度A2处理即25/20 ℃(0~3 d),23/18 ℃(4~6 d),22/16 ℃(7~8 d)处理下接穗叶片的生长比较缓慢,叶面积较小,A2B2和A2B3处理之间的各项指标无显著差异。上述结果表明,在同一温度管理如A1或A2下,甜瓜嫁接后0~3 d有无光照以及在4~8 d时只有梯度光照对于最后的种苗品质并无显著影响。
  2.3 愈合期不同光照和温度组合对甜瓜嫁接苗根系形态的影响
  甜瓜嫁接苗的根系生长在A1B3组合下最佳,根长、根表面积和根尖数最大(表3)。A1B3处理下的根长和根尖数与A1B2、A2B3处理无显著差异,但显著大于A1B1、A2B1和A2B2处理。A1B3和A1B2处理组合下的根表面积和根体积无显著差异,但显著大于其他处理组合(表3)。
  上述结果表明甜瓜嫁接愈合期间(0~8 d)给予一定的光照有利于嫁接苗的生根,愈合期间光照给予的时间越早,越有利于甜瓜嫁接苗根系的发育,愈合期间没有光照的2个处理(A1B1和A2B1)下根系发育最差。与愈合期间相对较低的环境温度管理A2相比,较高的环境温度管理A1有利于甜瓜嫁接苗的生根。
  2.4 愈合期不同光照和温度组合对甜瓜嫁接苗光合特性的影响
  A1B2处理组合下的光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均最大,而A2B1的光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度均最小(表4)。A1B2的光合速率与A1B3、A2B2处理之间无显著差异,但显著高于其他处理组合。A1B2的气孔导度显著大于其他5个温度和光照处理组合。不同处理组合间的胞间CO2浓度无显著差异。A1B2的蒸腾速率与A1B3、A2B2和A2B3无显著差异,但显著大于A1B1和A2B1组合(表4)。上述结果表明,针对同一光照处理,甜瓜嫁接愈合期间相对较高的温度管理A1下的叶片光合速率均显著高于相对较低的温度管理A2处理。   3 讨论与结论
  嫁接苗的愈合受多种环境因素控制,在昼温26 ℃的情况下,适当的低夜温(16 ℃)有利于番茄嫁接苗的愈合[8]。在西瓜上的研究表明[9],嫁接后温度0~3 d为28/23 ℃,4~6 d 为25/20 ℃,7~8 d为 23/18 ℃,光照0~3 d为75 μmol·m-2·s-1,4~6 d 为150 μmol·m-2·s-1,7~8 d为225 μmol·m-2·s-1时嫁接苗成活率高,幼苗质量佳。
  本试验结果表明,愈合期间不同的光照和温度管理对甜瓜嫁接苗的成活和种苗品质有很大影响,嫁接愈合前期(0~3 d)给予弱光有利于嫁接愈合,A1B3和A2B3处理下的甜瓜嫁接成活率均能达到97%以上,而A2B1处理下的甜瓜嫁接成活率仅为23.70%(图1)。番茄上的研究表明,嫁接愈合期间给予适当的人工光源如荧光灯或者LED光源,比无光处理有利于嫁接苗的愈合和生长,主要原因在于增加了嫁接苗的光合作用[10-11]。
  愈合期间不同温度和光照处理影响甜瓜嫁接苗的种苗品质,从生长指标来看,A1B2处理下甜瓜嫁接苗的形态指标(茎粗、真叶面积、壮苗指数)最好(表1),叶片气体交换参数(光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率)也最大,但A1B2处理和A1B3处理之间在种苗形态指标和光合速率上无显著差异(表3)。适当的温度和光照有利于根系的发育[12-13],A1B3处理嫁接苗根系的根长、根表面积和根尖数量最大(表2),表明A1B3处理下甜瓜嫁接苗的根系发育最佳。A1B2处理下的嫁接成活率只有81%,和A1B3下97%的嫁接成活率差距较大(图1),因此综合来看,A1B3处理是最适合甜瓜嫁接苗愈合期间管理的组合。
  综上所述,最适于甜瓜嫁接苗愈合的光照和温度组合是在温度处理为28/23 ℃(0~3 d),25/20 ℃(4~6 d),23/18 ℃(7~8 d),光照处理为75μmol·m-2·s-1(0~3 d),150μmol·m-2·s-1(4~6 d),225μmol·m-2·s-1(7~8 d),在此分段管理下,甜瓜嫁接苗成活率高且种苗品质好。
  值得注意的是,笔者发现愈合期间在相对较低的温度管理下(A2处理),如果同时分段给予光照,其嫁接成活率也可以达到较高的水平,A2B3下的甜瓜嫁接成活率达到98%,而且在这个组合下甜瓜嫁接苗的种苗品质也较好(表1、表2)。在相同的温度管理条件下,增加光照能促进甜瓜断根嫁接苗的根系发育,暗示着甜瓜嫁接愈合过程中可能存在光温互补的问题,但是其内在调控机理,以及光照如何影响嫁接苗根系生长的详细机制有待深入研究。
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