李涵，王志偉，2，崔麗紅，孫小武

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，長(zhǎng)沙，410125；2.湖南省西瓜甜瓜研究所；3.湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

西瓜嫁接技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究進(jìn)展

李涵1，王志偉1，2，崔麗紅3，孫小武1

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，長(zhǎng)沙，410125；2.湖南省西瓜甜瓜研究所；3.湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

對(duì)我國(guó)西瓜嫁接育苗與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，介紹了西瓜嫁接的作用、嫁接方法、西瓜嫁接存在的問(wèn)題，并對(duì)西瓜嫁接的發(fā)展提出了建議。

西瓜；嫁接；研究進(jìn)展

專(zhuān)家論壇

孫小武

男，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院蔬菜學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家，農(nóng)業(yè)部蔬菜專(zhuān)家指導(dǎo)組成員，國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家，全國(guó)瓜類(lèi)品種鑒定委員會(huì)主任，中國(guó)園藝學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)園藝學(xué)會(huì)南瓜研究分會(huì)會(huì)長(zhǎng)，湖南省新世紀(jì)121人才工程第一層次人選，全國(guó)先進(jìn)工作者，全國(guó)優(yōu)秀科技工作者。主要從事瓜類(lèi)研究，主持或參與選育、引進(jìn)瓜類(lèi)新品種60多個(gè)，其中7個(gè)通過(guò)全國(guó)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，7個(gè)西甜瓜品種通過(guò)國(guó)家西甜瓜品種鑒定委員會(huì)鑒定，37個(gè)通過(guò)省級(jí)品種審定。先后承擔(dān)國(guó)家、省、市瓜類(lèi)研究課題30余項(xiàng)，獲科技成果獎(jiǎng)12項(xiàng)，其中獲國(guó)家農(nóng)牧漁業(yè)部豐收計(jì)劃二等獎(jiǎng)，湖南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)，在無(wú)籽西瓜、小果型西瓜的研究與產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)方面的成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和科技成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)小果型無(wú)籽西瓜研究的空白。

由于西瓜栽培具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，近年來(lái)栽培面積不斷擴(kuò)大，設(shè)施重茬栽培面積日益增加，連作障礙日趨嚴(yán)重，西瓜枯萎病等發(fā)生日趨嚴(yán)重，南方地區(qū)低溫寡照多雨的冬春季蔓枯病和炭疽病則成為重要病害，以上情況都嚴(yán)重的影響著我國(guó)西瓜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。防治枯萎病等土傳病害最有效的農(nóng)業(yè)措施是輪作，但栽培面積的擴(kuò)大和設(shè)施的大量應(yīng)用導(dǎo)致輪作在生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)；藥劑防治效果不理想，且不利于環(huán)境保護(hù)；選育抗病品種是解決問(wèn)題的根本辦法，但由于抗病資源的匱乏，使得培育抗病品種周期漫長(zhǎng)，進(jìn)展緩慢。加強(qiáng)抗病育種工作，進(jìn)一步開(kāi)展種質(zhì)資源的篩選和利用，輔以新的栽培技術(shù)和模式是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

我國(guó)嫁接技術(shù)已有2 000多a的歷史，瓜類(lèi)嫁接技術(shù)始于20世紀(jì)20年代的日本，當(dāng)時(shí)已經(jīng)有利用嫁接技術(shù)防治病害的研究，但未能推廣應(yīng)用。于賢昌等[1]于20世紀(jì)70年代首次將嫁接技術(shù)引入西瓜溫室生產(chǎn)中，有效地解決了西瓜連作重茬問(wèn)題，20世紀(jì)80年代末已大面積應(yīng)用。此后，相關(guān)的科研人員對(duì)嫁接技術(shù)的原理、應(yīng)用和推廣做了大量工作，在解決西瓜重茬栽培病害等方面發(fā)揮了重要作用。

1 西瓜嫁接的作用

1.1 提高植株抗病性

嫁接的主要目的是增強(qiáng)西瓜對(duì)土傳性病害的抵御能力。嫁接后西瓜的抗病性與砧木種類(lèi)有一定相關(guān)性，利用抗性砧木進(jìn)行嫁接可以提高西瓜對(duì)多種土傳病害的抗性，砧木不同，嫁接后西瓜抗病性也存在明顯差異?？菸∈俏鞴霞藿俞槍?duì)的主要病害之一，世界各國(guó)的西瓜栽培歷史都證明其可對(duì)西瓜生產(chǎn)造成毀滅性打擊，該病由尖孢鐮刀菌西瓜專(zhuān)化型Synder&Hansen]侵染所致，在西瓜整個(gè)生育期均會(huì)發(fā)生，病菌主要以菌絲、厚垣孢子或菌核等在未充分腐熟的有機(jī)肥或土壤中越冬，成為第二年主要侵染源，種子也是病原菌攜帶和傳播的載體。

早期防治枯萎病主要采用選擇抗病品種、輪作換茬、嫁接栽培、藥劑防治等多種方法[2]。馮春梅等[3]在對(duì)砧木嫁接抵抗西瓜枯萎病的研究中發(fā)現(xiàn)，在日本強(qiáng)勢(shì)葫蘆、超豐F1、世紀(jì)星西瓜本砧、溫州圓蒲、本地圓蒲、好伙伴野生西瓜和勇士野生西瓜砧木中，以日本強(qiáng)勢(shì)葫蘆的嫁接苗綜合性狀表現(xiàn)最佳。陳潤(rùn)興等[4]發(fā)現(xiàn)在采用超豐F1、京欣砧1號(hào)、野生西瓜作砧木進(jìn)行嫁接后，野生西瓜砧木嫁接苗發(fā)病率遠(yuǎn)低于其他兩個(gè)類(lèi)型。上述研究結(jié)果表明，嫁接可以明顯提高西瓜對(duì)枯萎病等病害的抵抗能力，可基本解決目前生產(chǎn)中由于西瓜連作而導(dǎo)致枯萎病嚴(yán)重的問(wèn)題。

1.2 克服連作障礙

連作障礙是一種綜合癥，后茬植株在正常的栽培條件下也會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)酢a(chǎn)量降低和品質(zhì)下降等現(xiàn)象，在蔬菜、果樹(shù)、糧食作物、花卉中均存在，嚴(yán)重制約了設(shè)施栽培的可持續(xù)發(fā)展。連作除了導(dǎo)致病蟲(chóng)害的嚴(yán)重發(fā)生外，還從根系自毒作用和破壞土壤元素平衡兩個(gè)方面影響植物的正常生長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致植物缺素，影響產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。連作使得西瓜病害增加、生長(zhǎng)勢(shì)減弱、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降，其根系分泌物產(chǎn)生的自毒作用是導(dǎo)致以上問(wèn)題的重要原因，加之溫室西瓜生長(zhǎng)期間長(zhǎng)期得不到雨水沖刷淋溶，土壤鹽漬化加重，嚴(yán)重影響溫室西瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。嫁接在提高其抗病性的同時(shí)也改變了對(duì)土壤元素的吸收能力，生長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)，耐鹽能力增強(qiáng)，可部分緩解西瓜設(shè)施生產(chǎn)因連作重茬而造成的為害。

1.3 提高植株對(duì)溫度逆境的抵抗能力

早熟栽培中，早春的低溫、寡日照會(huì)影響瓜蔓的伸長(zhǎng)、結(jié)實(shí)和果實(shí)發(fā)育。栽培生產(chǎn)和不同研究的試驗(yàn)結(jié)果均表明，西瓜嫁接可以提高對(duì)低溫的適應(yīng)性。劉慧英等[7]以黑籽南瓜、杭州長(zhǎng)瓤、南韓葫蘆、超豐F1、勇士砧木等為砧木材料，對(duì)低溫脅迫下西瓜嫁接苗的生理變化與耐冷性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)西瓜嫁接苗的耐寒性均有不同程度的提高。嫁接苗耐寒性的獲得與其對(duì)應(yīng)砧木的耐寒性有直接的關(guān)系，這一表現(xiàn)有著其內(nèi)在的生理基礎(chǔ)[8，9]。在嫁接對(duì)植物耐熱性影響的研究中也發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的情況[10]。

1.4 嫁接可增加產(chǎn)量

嫁接技術(shù)主要是利用砧木強(qiáng)大的根系來(lái)改進(jìn)植株的各種特性，西瓜嫁接苗的根系比自根苗發(fā)達(dá)，根系的吸收能力和合成能力也強(qiáng)于自根苗，從而使西瓜嫁接苗地上部分長(zhǎng)勢(shì)旺盛，葉面積增大，增加光合產(chǎn)物積累，進(jìn)而使生長(zhǎng)加快，最終獲得高產(chǎn)。韓志平等[11]在砧木對(duì)嫁接西瓜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究中發(fā)現(xiàn)，砧木對(duì)接穗株高、莖粗的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用。在對(duì)更多的砧木接穗組合進(jìn)行的類(lèi)似研究也證明了這一結(jié)論，俞更才等[12]在對(duì)5種砧木和7種接穗共35種組合的研究中發(fā)現(xiàn)，嫁接組合的產(chǎn)量均得到了提高，平均增產(chǎn)達(dá)30.1%，常高正等[13]也有類(lèi)似發(fā)現(xiàn)。

嫁接可提高植物光合作用強(qiáng)度，這是嫁接提高產(chǎn)量的重要原因，樊勇等[14]研究表明，黃瓜自根苗光合速率低于嫁接苗，嫁接苗的光飽和點(diǎn)、CO2補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和光合速率、葉綠素含量均顯著高于自根苗；鄭陽(yáng)霞等[15]在嫁接茄子的研究中也發(fā)現(xiàn)不同砧木嫁接對(duì)茄子光合特性影響效果不同。

1.5 提高果實(shí)品質(zhì)

品質(zhì)是當(dāng)前育種工作的重要目標(biāo)，有些情況下高品質(zhì)甚至比高產(chǎn)和抗病更重要，品質(zhì)不高的園藝產(chǎn)品即使有較高的產(chǎn)量，也不會(huì)獲得好的經(jīng)濟(jì)效益，在此情況下研究嫁接對(duì)西瓜品質(zhì)的影響就尤為重要。抗病性是以往選育工作中首要考慮的問(wèn)題，對(duì)嫁接后果實(shí)品質(zhì)變化的研究較少，栽培實(shí)踐中常發(fā)現(xiàn)嫁接后抗病性雖有提高，但風(fēng)味受到影響，出現(xiàn)果實(shí)中心糖和邊糖含量下降、果皮增厚等現(xiàn)象，當(dāng)然采用不同砧木嫁接對(duì)西瓜品質(zhì)影響不一[16，17]。除對(duì)可溶性固形物含量的影響外，相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)嫁接使西瓜果實(shí)增大的同時(shí)導(dǎo)致果皮顏色和光澤度降低、果肉組織和色澤異常、可溶性固性物含量下降[8]。

1.6 節(jié)約肥料

與嫁接增產(chǎn)的原因類(lèi)似，砧木強(qiáng)大的根系可大幅度提高嫁接苗的物質(zhì)合成能力和吸收能力，嫁接西瓜的砧木根系分布較自根苗更為廣闊，能夠利用較大空間中的養(yǎng)分，吸收肥料和水分的能力遠(yuǎn)高于自根苗，因而使得嫁接苗地上部生長(zhǎng)旺盛，葉面積增大，光合產(chǎn)物增多，生長(zhǎng)速度加快，并最終會(huì)提高其產(chǎn)量，這表現(xiàn)在實(shí)際的栽培過(guò)程中就是與自根苗同等生長(zhǎng)量情況下，采用嫁接苗可減少施肥量[18]。

2 嫁接方法的研究

嫁接方法在一定程度上影響著嫁接苗的成活率、嫁接后苗木生長(zhǎng)情況，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響。目前瓜類(lèi)嫁接主要有劈接法、插接法、靠接法，插接又分為斷根插接和普通插接兩種[19]。現(xiàn)在工廠(chǎng)化大批量集約育苗主要用頂插接方式，且不同地區(qū)采用的頂插接技術(shù)亦有差異，像湖北、海南等地區(qū)主要是在西瓜苗嫁接前將其下胚軸切一刀，形成一個(gè)長(zhǎng)切面，嫁接后無(wú)需嫁接夾；浙江地區(qū)把西瓜苗下胚軸切兩刀，使其切面形成楔形，嫁接后要用嫁接夾固定。一般嫁接工人每日嫁接西瓜苗1 500株左右，操作嫻熟的可達(dá)3 000株甚至更多。

近幾年，武漢、山東等地主要采取斷根嫁接技術(shù)，其方法與頂插法基本相同，除了將嫁接接穗切成削面外，還要將砧木在子葉下面5～7 cm處切斷，等嫁接完了重新栽植到裝有基質(zhì)的穴盤(pán)里。經(jīng)歷數(shù)年的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)采用斷根嫁接方式的好處主要有以下幾個(gè)方面：第一，嫁接苗須根根系生長(zhǎng)旺盛，增加了吸收水分、養(yǎng)分的能力，促使其定植到大田后生長(zhǎng)速度相對(duì)較快；第二，提升了嫁接速率，使育苗程序得以分解，尤其適合大批量集約育苗；第三，能有效排除因嫁接砧木徒長(zhǎng)而引起的嫁接苗徒長(zhǎng)問(wèn)題，無(wú)需采用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑便可使嫁接幼苗生長(zhǎng)整齊，達(dá)到壯苗標(biāo)準(zhǔn)，提升嫁接苗商品性；第四，斷根嫁接苗在早春定植到大田后緩苗較快，耐受低溫能力強(qiáng)；第五，用于斷根嫁接的砧木可以雙粒播種，能有效提高單位面積生產(chǎn)效率，集約育苗空間。就10 000 m2育苗溫室來(lái)說(shuō)，如果用插接法僅可生產(chǎn)94萬(wàn)株嫁接苗，但用斷根嫁接便能生產(chǎn)136萬(wàn)株。

長(zhǎng)沙等地工廠(chǎng)化育苗主要采用漂浮嫁接育苗技術(shù)，采用78孔聚乙烯泡沫育苗盤(pán)為載體，裝入混配基質(zhì)，將種有砧木的育苗盤(pán)放入營(yíng)養(yǎng)液水浮苗床進(jìn)行培育，后進(jìn)行嫁接。該技術(shù)是集成無(wú)土栽培和嫁接技術(shù)的質(zhì)優(yōu)組合，有嫁接成苗速度快、成苗率高且幼苗生長(zhǎng)整齊，移栽后緩苗快或不緩苗、耐低溫和增強(qiáng)抗病性等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)實(shí)用性強(qiáng)、可操作性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。

3 西瓜嫁接產(chǎn)業(yè)目前存在的問(wèn)題

3.1 嫁接砧木選育工作的滯后性

我國(guó)西瓜嫁接砧木的種子市場(chǎng)較為混雜，僅有少數(shù)幾家單位選育出了一批砧木品種，但真正經(jīng)過(guò)審定或認(rèn)定的品種甚少。加上近年來(lái)因砧木選配不合理引起的嫁接親和性或共生親和性的降低而導(dǎo)致嫁接苗質(zhì)量下降、西瓜品質(zhì)降低，給嫁接育苗產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大損失。充分說(shuō)明我國(guó)嫁接砧木選育工作的滯后性以及砧木育種的廣闊前景。

3.2 嫁接設(shè)備開(kāi)發(fā)較為薄弱，嫁接用工多

日本和韓國(guó)的嫁接育苗設(shè)備開(kāi)發(fā)比我國(guó)早，現(xiàn)已研發(fā)出播種機(jī)、基質(zhì)裝盤(pán)機(jī)、自動(dòng)噴淋裝置等，人工依賴(lài)程度大大降低，勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高，其開(kāi)發(fā)的密閉式種苗生產(chǎn)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于嫁接苗生產(chǎn)。我國(guó)這方面起步較晚，育苗、基質(zhì)裝盤(pán)、灑水、嫁接以及嫁接后的環(huán)境調(diào)控，大多仍以人工操作為主。近年來(lái)，隨著勞動(dòng)力與工資矛盾的日益突出，集約化工廠(chǎng)育苗遇到很大挑戰(zhàn)，經(jīng)營(yíng)成本急速上升。同時(shí)這種人工經(jīng)驗(yàn)式的管理模式，使得不同育苗工廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)管理有很大不同，甚至同一育苗工廠(chǎng)內(nèi)技術(shù)員的管理也不相同，最終導(dǎo)致嫁接苗質(zhì)量得不到保障。

3.3 嫁接苗集約化生產(chǎn)的病蟲(chóng)害防治技術(shù)亟待加強(qiáng)

嫁接苗集約化生產(chǎn)雖是今后育苗的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，但是這種方式卻也大大增加了病蟲(chóng)害擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)性。如近年來(lái)有的育苗場(chǎng)由于不重視種子的病害檢測(cè)，使得黃瓜綠斑駁花葉病毒?。–GMMV）、西甜瓜細(xì)菌性果斑?。˙FB）在嫁接苗生產(chǎn)中得以擴(kuò)散。在集約化生產(chǎn)條件下，若采用帶病菌的種子，在高溫、高濕環(huán)境下容易引起病蟲(chóng)害的大發(fā)生。同時(shí)，育苗基質(zhì)、育苗穴盤(pán)、嫁接器械等也是可能導(dǎo)致病蟲(chóng)害傳播的載體。因此，充分認(rèn)識(shí)嫁接苗集約化生產(chǎn)中病蟲(chóng)害的風(fēng)險(xiǎn)性，控制病蟲(chóng)害發(fā)生的源頭，以確保嫁接育苗的安全生產(chǎn)是非常重要的。

4 推進(jìn)我國(guó)西瓜嫁接育苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

4.1 加強(qiáng)西瓜砧木專(zhuān)用品種選育工作

我國(guó)西瓜生產(chǎn)量大，種類(lèi)眾多，但不同類(lèi)型、季節(jié)、栽培方式對(duì)砧木需求不同。此外，枯萎病、炭疽病、根腐病等是影響西瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大障礙，土壤根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)、次生鹽漬化也是設(shè)施栽培中困擾西瓜生產(chǎn)的突出問(wèn)題。因此，耐根腐病、耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)和耐鹽等砧木選育應(yīng)作為今后研究的重要方向，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)野生種質(zhì)資源的抗性篩選及本砧的選育工作。

4.2 開(kāi)展健康種子生產(chǎn)和種子處理技術(shù)的研究

使用健康種子是獲得健康嫁接苗的前提，但國(guó)內(nèi)種子生產(chǎn)技術(shù)體系尚不規(guī)范，制種過(guò)程中田間篩選和鑒定粗放，采種后又無(wú)必要的種子處理和檢驗(yàn)，致使種子夾帶病原菌和病毒可能性增大，因此應(yīng)建立規(guī)范的種子生產(chǎn)技術(shù)體系，加強(qiáng)種子快速檢測(cè)技術(shù)研究，為生產(chǎn)健康種子提供可靠保障和科學(xué)依據(jù)。此外西瓜砧木種子的發(fā)芽率低、發(fā)芽不整齊，無(wú)籽西瓜的免破殼技術(shù)也一直是育苗工廠(chǎng)規(guī)?；a(chǎn)的難題。因此，砧木種子促萌發(fā)技術(shù)、無(wú)籽西瓜的免破殼技術(shù)的研究也是今后的一大方向。

4.3 加強(qiáng)嫁接育苗配套機(jī)械的開(kāi)發(fā)研究

西瓜嫁接是勞動(dòng)密集型生產(chǎn)，勞動(dòng)需求量大。生產(chǎn)中嫁接育苗機(jī)械的適當(dāng)利用可省時(shí)省工，但我國(guó)對(duì)嫁接育苗配套機(jī)械的研發(fā)與應(yīng)用還處于起步階段。所以依據(jù)我國(guó)嫁接育苗產(chǎn)業(yè)的實(shí)際情況，我們的工作重心應(yīng)放在適宜于我國(guó)使用的嫁接機(jī)械的研發(fā)上，以便提高嫁接工作效率，縮減勞動(dòng)成本。

4.4 加強(qiáng)西瓜嫁接親和性和對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響機(jī)制的相關(guān)研究

嫁接西瓜苗接穗與所用砧木的愈合過(guò)程較復(fù)雜，有著內(nèi)在的生理生化變化，但至今有關(guān)兩者親和性的生理變化、分子機(jī)理以及嫁接砧木對(duì)西瓜果實(shí)生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響等方面仍然沒(méi)有明確答案。另外，西瓜嫁接苗成活后其根系變成了砧木的根系，使其在生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)對(duì)水分和養(yǎng)分的需求與普通西瓜存在不同之處。因此，應(yīng)加快相關(guān)方面的研究，形成一套行之有效的西瓜嫁接配套栽培技術(shù)。

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Progress on Grafting Technology and Industry Development of Grafted Watermelon

This article presented the status of seedling breeding and industry development of grafted watermelon in China, and introduced the effects of watermelon grafting,grafting methods and exsiting problems in watermelon grafting,in addition,the article gave four suggestions on promoting the development of grafted watermelon industry.

Watermelon;Grafting;Research progress

S651

A

1001-3547（2014）10-0001-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.10.001

李涵（1987-），女，在讀博士，研究方向?yàn)槲鞴峡共∮N，電話(huà)：18773161426，E-mail：lhlihan001@163.com

孫小武，通信作者，研究員，博導(dǎo)，研究方向?yàn)槲鞴戏N子生產(chǎn)與加工，E-mail：sunxiaowu2007@126.com

2014-05-06