張芊 乜蘭春趙文圣方思雨 趙佳騰 郭克東

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北省蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北省蔬菜產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，河北保定 071000）

甜瓜是我國(guó)各地廣泛栽培的重要蔬菜作物，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2019 年，全國(guó)甜瓜總產(chǎn)量達(dá)1 355.70 萬(wàn)t，甜瓜產(chǎn)業(yè)在我國(guó)園藝種植業(yè)中占有重要地位。生產(chǎn)中甜瓜嫁接砧木以南瓜為主，南瓜型砧木可顯著增強(qiáng)植株生長(zhǎng)勢(shì)（趙云霞 等，2018），提高植株抗病、抗逆性（Rouphael et al.，2017），但南瓜型砧木嫁接會(huì)對(duì)果實(shí)外觀品質(zhì)（張慧娜 等，2020；葉云峰 等，2021）和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)（黃遠(yuǎn) 等，2012；張新英 等，2014；Kyriacou et al.，2018）產(chǎn)生一定的影響，如降低果實(shí)中的VC、可溶性糖含量，產(chǎn)生苦味、異味等（Kano &Goto，2003；張慧娜 等，2020）。隨著市場(chǎng)對(duì)品質(zhì)要求越來(lái)越高，生產(chǎn)中開(kāi)始采用甜瓜栽培種作為砧木。甜瓜本砧嫁接親和力強(qiáng)，對(duì)果實(shí)品質(zhì)無(wú)不良影響，按農(nóng)藝學(xué)分類(lèi)，甜瓜可分為厚皮甜瓜和薄皮甜瓜（徐小軍 等，2020），厚皮甜瓜長(zhǎng)勢(shì)較旺，吸收肥水能力強(qiáng)，可作為薄皮甜瓜砧木進(jìn)行嫁接，但目前對(duì)甜瓜型砧木抗逆、抗病性研究尚不多。徐蘭等（2012）研究了12 個(gè)不同類(lèi)型砧木嫁接對(duì)甜瓜品質(zhì)的影響，結(jié)果表明甜瓜型砧木嫁接苗較自根苗抗病性和產(chǎn)量均有所提升。王豪杰等（2021）以3 種甜瓜型砧木和2 種南瓜型砧木嫁接甜瓜，發(fā)現(xiàn)利用甜瓜型砧木科鴻砧1 號(hào)嫁接甜瓜9818 后，植株生長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)，有利于提高果實(shí)品質(zhì)及植株抗病性。

由于甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育要求溫度較高，對(duì)低溫條件很敏感（劉宏宇 等，2016），而設(shè)施甜瓜早熟栽培中極易遭受低溫危害，影響植株生長(zhǎng)發(fā)育，加之目前對(duì)甜瓜型耐低溫砧木的篩選研究鮮有報(bào)道，生產(chǎn)中缺少適應(yīng)性廣、抗性強(qiáng)的甜瓜型砧木品種。因此，開(kāi)展甜瓜型砧木種質(zhì)的耐冷性評(píng)價(jià)，對(duì)發(fā)掘耐冷資源、培育耐冷甜瓜型砧木新品種具有重要意義。

本試驗(yàn)以17 份甜瓜型砧木和4 份南瓜型砧木為試材，研究了低溫脅迫下不同砧木種子發(fā)芽期和苗期形態(tài)指標(biāo)的差異，并探究低溫脅迫對(duì)嫁接苗和自根苗生長(zhǎng)的影響，以期篩選出耐冷的甜瓜型砧木材料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020 年10—11 月在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)試驗(yàn)基地進(jìn)行。砧木種子發(fā)芽期和苗期耐冷性評(píng)價(jià)試驗(yàn)以17 份甜瓜型砧木和4 份南瓜型砧木為試材（表1）；供試甜瓜接穗品種為博洋61，購(gòu)于天津德瑞特種業(yè)有限公司。

表1 供試砧木品種、類(lèi)型及來(lái)源

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 砧木種子發(fā)芽期耐冷性鑒定 選取各砧木品種飽滿且整齊一致的種子各120 粒，經(jīng)溫湯浸種后，均勻分成2 份，分別置于25 ℃（常溫）和16℃（低溫）培養(yǎng)箱中催芽，每天觀察發(fā)芽情況。3 d 后統(tǒng)計(jì)各品種發(fā)芽勢(shì)，5 d 后統(tǒng)計(jì)各品種發(fā)芽率。在種子突破種皮后做標(biāo)記，胚根生長(zhǎng)3 d 后隨機(jī)選擇兩個(gè)處理各8 粒種子測(cè)量胚根長(zhǎng)度，進(jìn)行3 次重復(fù)。各指標(biāo)的相對(duì)值為該指標(biāo)低溫下數(shù)值與常溫?cái)?shù)值之比。

1.2.2 砧木苗期耐冷性鑒定 選取各砧木品種飽滿且整齊一致的種子，溫湯浸種后于28 ℃條件下催芽，挑選均勻一致的露白種子播于7 cm × 7 cm 的營(yíng)養(yǎng)缽中，置于塑料大棚內(nèi)生長(zhǎng)，溫度為白天21～25 ℃，夜間10～13 ℃。待幼苗長(zhǎng)至一葉一心時(shí)，選擇長(zhǎng)勢(shì)整齊一致的30 株幼苗置于露天環(huán)境中進(jìn)行低溫脅迫，溫度為白天13～17 ℃，夜間3～7℃。以大棚內(nèi)生長(zhǎng)的30 株幼苗為常溫對(duì)照，進(jìn)行3 次重復(fù)。處理10 d 后根據(jù)徐永清等（2010）的方法對(duì)幼苗冷害情況進(jìn)行分級(jí)（表2），計(jì)算冷害指數(shù)。同時(shí)測(cè)定株高、莖粗、地上部和地下部干鮮質(zhì)量，相對(duì)值為該指標(biāo)低溫下數(shù)值與常溫?cái)?shù)值之比。

表2 甜瓜幼苗冷害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

冷害指數(shù)=∑（冷害級(jí)別×相應(yīng)冷害級(jí)的植株數(shù)）/（最高冷害級(jí)別×總株數(shù)）× 100

參照宋洪元等（1998）方法，用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)21 種砧木材料的耐冷性。

式中為某一指標(biāo)測(cè)定值，為該指標(biāo)的最大值，為該指標(biāo)的最小值。將待鑒定品種各指標(biāo)的具體耐冷隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加，并求取平均數(shù)，平均數(shù)越大，耐冷性越強(qiáng)。

1.2.3 低溫脅迫對(duì)不同砧木嫁接苗生長(zhǎng)的影響 選擇南瓜型砧木銀光、壯士和甜瓜型砧木鴻福5 號(hào)、翠玉嫁接博洋61，以博洋61 自根苗為對(duì)照。砧木一葉一心、接穗露出真葉時(shí)采用插接法嫁接。嫁接后進(jìn)行遮光、保溫保濕，待嫁接苗成活后移至營(yíng)養(yǎng)缽中。嫁接苗四葉一心時(shí)進(jìn)行低溫處理，選擇長(zhǎng)勢(shì)整齊一致的12 株嫁接苗進(jìn)行低溫處理，12 株幼苗為常溫對(duì)照，進(jìn)行3 次重復(fù)。處理溫度為18 ℃/10℃（12 h/12 h，晝/夜，下同），對(duì)照溫度為28℃/18 ℃，處理10 d 后測(cè)定不同砧木嫁接苗株高、莖粗及第5 片真葉的葉長(zhǎng)、葉寬。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并繪圖，使用DPS 9.01 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析（＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 砧木種子發(fā)芽期耐冷性評(píng)價(jià)

如表3 所示，低溫對(duì)不同砧木種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和胚根長(zhǎng)度均有影響。21 種砧木相對(duì)發(fā)芽勢(shì)在0～85.71%之間，健將、N55、銀光相對(duì)發(fā)芽勢(shì)在80%以上；天香1 號(hào)、甜9 號(hào)、壯士、甜蜜脆梨、陜甜砧1 號(hào)、甜砧3、鴻福5 號(hào)相對(duì)發(fā)芽勢(shì)在66.67%～76.47%之間；其余砧木相對(duì)發(fā)芽勢(shì)在60%以下，其中甜瓜王子3 號(hào)在3 d 內(nèi)沒(méi)有發(fā)芽。21 種砧木相對(duì)發(fā)芽率在13.64%～94.12%之間，健將相對(duì)發(fā)芽率最高，為94.12%；甜蜜脆梨、甜砧4、夏特、親密2 號(hào)相對(duì)發(fā)芽率在60%以下；其余砧木相對(duì)發(fā)芽率在65.00%～85.71%之間。21 種砧木相對(duì)胚根長(zhǎng)度在8.75%～50.34%之間，銀光相對(duì)胚根長(zhǎng)度最高，為50.34%；其次為陜甜砧1號(hào)、甬砧9 號(hào)、壯士、天香1 號(hào)、鴻福5 號(hào)、甜砧3、甜9 號(hào)、健將、翠玉、N55，相對(duì)胚根長(zhǎng)度在36.80%～42.06%之間；其余10 種砧木相對(duì)胚根長(zhǎng)度在8.75%～35.42%之間。

表3 低溫處理對(duì)不同砧木種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

如表4 所示，對(duì)低溫處理后的砧木種子相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)胚根長(zhǎng)度進(jìn)行隸屬函數(shù)分析，南瓜型砧木中銀光發(fā)芽期耐冷能力最強(qiáng)，其次為健將；甜瓜型砧木中天香1 號(hào)發(fā)芽期耐冷能力最強(qiáng)，其次為陜甜砧1 號(hào)。

表4 不同砧木種子發(fā)芽期耐冷性隸屬函數(shù)分析

2.2 砧木苗期耐冷性評(píng)價(jià)

由表5 可知，低溫處理10 d 后，21 種砧木冷害指數(shù)在5.00～55.00 之間，甜砧4、鴻福5 號(hào)和銀光冷害指數(shù)最低，均為5.00；紅尊、健將、親密1 號(hào)、親密2 號(hào)、甜砧3、甜砧5 冷害指數(shù)在6.67～8.33 之間；夏特、壯士、翠玉、天香1 號(hào)冷害指數(shù)在13.33～18.33 之間；其余材料冷害指數(shù)為25.00～55.00，其中甬砧9 號(hào)冷害指數(shù)最高。

表5 低溫處理對(duì)不同砧木苗期冷害指數(shù)和生長(zhǎng)量的影響

低溫處理10 d 后，銀光和健將相對(duì)株高較高，分別為80.00%和77.81%，二者差異不顯著；其次為鴻福5 號(hào)、天香1 號(hào)、陜甜砧3 號(hào)、甜砧4、紅尊，相對(duì)株高在73.61%～75.88%之間。從莖粗來(lái)看，銀光、N55 和鴻福5 號(hào)相對(duì)莖粗較高，為76.59%～79.26%，品種間差異不顯著；其次為健將、親密1 號(hào)、翠玉、壯士、甜砧5、親密2 號(hào)，相對(duì)莖粗為73.23%～75.96%。

從地上部相對(duì)鮮質(zhì)量來(lái)看，健將、銀光、鴻福5 號(hào)、親密1 號(hào)、甜砧5 和甜砧4 地上部相對(duì)鮮質(zhì)量較高，為73.86%～77.82%，品種間差異不顯著；其次是甜砧3、紅尊、壯士，地上部相對(duì)鮮質(zhì)量在71.97%～72.93%。從地下部相對(duì)鮮質(zhì)量來(lái)看，銀光和健將地下部相對(duì)鮮質(zhì)量分別為81.13%和78.00%，二者無(wú)顯著差異；其次是鴻福5 號(hào)、壯士、甜砧4、天香1 號(hào)，地下部相對(duì)鮮質(zhì)量在71.91%～73.13%。從地上部相對(duì)干質(zhì)量來(lái)看，銀光、鴻福5 號(hào)、親密2 號(hào)、甜砧4 和健將地上部相對(duì)干質(zhì)量較高，為79.32%～86.37%，品種間無(wú)顯著差異；其次為親密1 號(hào)、紅尊、甜9 號(hào)和甜砧3，地上部相對(duì)干質(zhì)量在77.48%～78.62%。從地下部相對(duì)干質(zhì)量來(lái)看，銀光、鴻福5 號(hào)、甜砧3、壯士和陜甜砧1 號(hào)地下部相對(duì)干質(zhì)量為75.30%～84.42%；其次是陜甜砧3 號(hào)、健將、天香1 號(hào)和甜砧5，地下部相對(duì)干質(zhì)量為71.73%～73.50%。

由表6 可知，綜合上述7 項(xiàng)苗期生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析，根據(jù)隸屬函數(shù)值的平均值大小對(duì)砧木苗期的耐冷性進(jìn)行排序，結(jié)果顯示，南瓜型砧木中銀光耐冷性最強(qiáng)，甜瓜型砧木中鴻福5 號(hào)耐冷性最強(qiáng)。

表6 不同砧木苗期耐冷性隸屬函數(shù)分析

2.3 低溫脅迫對(duì)不同砧木嫁接苗生長(zhǎng)的影響

以篩選出的苗期耐冷性最強(qiáng)的甜瓜型砧木鴻福5 號(hào)和南瓜型砧木銀光，以及耐冷性弱于鴻福5 號(hào)的南瓜型砧木壯士和甜瓜型砧木翠玉嫁接薄皮甜瓜博洋61。4 種嫁接苗嫁接成活率均在80%以上，嫁接苗生長(zhǎng)良好，嫁接親和性較強(qiáng)。從表7 可以看出，在低溫條件下，除翠玉嫁接苗相對(duì)葉寬與博洋61 自根苗差異不顯著外，4 種砧木嫁接苗各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著優(yōu)于博洋61 自根苗，耐冷南瓜型砧木銀光嫁接苗的相對(duì)株高、相對(duì)莖粗和相對(duì)葉長(zhǎng)均顯著高于其他砧木嫁接苗，相對(duì)葉寬顯著高于翠玉嫁接苗。耐冷甜瓜型砧木鴻福5 號(hào)嫁接苗相對(duì)葉長(zhǎng)顯著高于壯士和翠玉嫁接苗，相對(duì)葉寬顯著高于翠玉嫁接苗。壯士嫁接苗相對(duì)株高、相對(duì)莖粗、相對(duì)葉寬均顯著高于翠玉嫁接苗。綜合比較4 種嫁接苗和博洋61 自根苗在低溫脅迫下的生長(zhǎng)情況：南瓜型砧木銀光/博洋61嫁接苗的生長(zhǎng)最優(yōu)，耐冷性最好；甜瓜型砧木鴻福5 號(hào)/博洋61 嫁接苗的生長(zhǎng)強(qiáng)于翠玉/博洋61 嫁接苗。

表7 低溫脅迫對(duì)不同砧木嫁接苗生長(zhǎng)的影響 %

3 討論與結(jié)論

蔬菜耐冷性評(píng)價(jià)可分別在種子發(fā)芽期和苗期進(jìn)行，在種子發(fā)芽期可通過(guò)低溫脅迫下的種子發(fā)芽率、胚根生長(zhǎng)速度等指標(biāo)進(jìn)行耐冷性評(píng)價(jià)（劉宏宇 等，2016；劉偉 等，2020），在苗期可以低溫脅迫下的株高、莖粗等指標(biāo)進(jìn)行耐冷性評(píng)價(jià)（徐小軍等，2015；高青海 等，2016；周亞峰 等，2017）。本試驗(yàn)中，不同砧木在種子發(fā)芽期和苗期耐冷性存在不一致的現(xiàn)象，考慮到苗期形態(tài)指標(biāo)可直接反映出作物對(duì)逆境脅迫的響應(yīng)，以及實(shí)際生產(chǎn)中冷害往往發(fā)生在定植后，所以本試驗(yàn)綜合苗期冷害指數(shù)、相對(duì)株高、相對(duì)莖粗、相對(duì)地上部和地下部干鮮質(zhì)量等評(píng)價(jià)指標(biāo)，從21 份砧木材料中篩選出耐冷南瓜型砧木銀光和甜瓜型砧木鴻福5 號(hào)，對(duì)當(dāng)?shù)卦O(shè)施甜瓜越冬栽培具有重要意義。

嫁接植株是砧木和接穗的共生體，該共生體的生育特性不僅不同于接穗，也不同于砧木（Tsaballa et al.，2021），且隨植株發(fā)育時(shí)間和營(yíng)養(yǎng)狀況等因素的不同而有所改變。前人研究表明（于賢昌 等，1998），耐冷砧木嫁接苗耐冷能力強(qiáng)于冷敏感砧木嫁接苗，說(shuō)明砧木的耐冷性與嫁接苗耐冷性密切相關(guān)。在本試驗(yàn)中，砧木銀光和鴻福5 號(hào)苗期耐冷性強(qiáng)于壯士和翠玉，銀光/博洋61 嫁接苗在低溫脅迫下生長(zhǎng)最優(yōu)，耐冷性最好，鴻福5 號(hào)/博洋61嫁接苗的生長(zhǎng)也強(qiáng)于翠玉/博洋61 嫁接苗?？梢?jiàn)，利用耐冷材料作砧木可提高嫁接苗的耐冷能力，銀光可作為設(shè)施甜瓜低溫季節(jié)高產(chǎn)栽培的南瓜型砧木，鴻福5 號(hào)可作為甜瓜型砧木應(yīng)用于設(shè)施甜瓜低溫季節(jié)高品質(zhì)生產(chǎn)。

大量研究表明，南瓜和甜瓜本砧是甜瓜嫁接最為理想的砧木（王毓洪 等，2005；海睿，2019），南瓜型砧木根系強(qiáng)大，吸收能力強(qiáng)于甜瓜根系，所以嫁接苗抗逆能力和生長(zhǎng)勢(shì)顯著提高，對(duì)接穗生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用（黃金艷 等，2020）。但利用南瓜型砧木進(jìn)行嫁接容易出現(xiàn)嫁接不親和現(xiàn)象，嫁接成活率低，且易影響果實(shí)品質(zhì)（梁賢智 等，2020）。果實(shí)品質(zhì)的改變與砧木和接穗的嫁接親和性密切相關(guān)（Albacete et al.，2015），而甜瓜本砧與接穗親緣關(guān)系最近，利用現(xiàn)有甜瓜種質(zhì)資源，選用耐冷性強(qiáng)的甜瓜品種作砧木進(jìn)行嫁接，不僅能夠有效抵抗低溫脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響，還能保證果實(shí)的品質(zhì)，在設(shè)施栽培中具有廣泛的應(yīng)用前景，在今后的研究中，甜瓜本砧嫁接是甜瓜嫁接栽培的重要方向。