时间:2024-05-23
尚庆茂 王希波 张伟丽
(1 中国农业科学院蔬菜花卉研究所,农业农村部园艺作物生物学与种质创制重点实验室,北京 100081;2 山东伟丽种苗有限公司,山东济南 250212)
土壤连作障碍严重制约瓜类蔬菜优质丰产高效生产。嫁接可有效克服瓜类蔬菜枯萎病(Schltdl.)、根腐病(Pollack &Uecker)、疫病(Leonian)、黄萎病(Kleb.)、黑腐病(Kesteren)、根结线虫等土传病害,增强植株对病毒病(CMV、WMV-II、PRSV、ZYMV、MNSV)的抗性,缓解低温、干旱、弱光、盐胁迫、高湿、重金属胁迫伤害,提高根系水分和养分吸收能力,减少化学农药和化学肥料施用量,增加产量,改善品质。日本在20 世纪20 年代首先将西瓜嫁接于南瓜,随后又嫁接于瓠瓜,显著减轻了土传病害的发生。目前,嫁接栽培技术已得到世界各地广泛认可,用于西瓜、甜瓜、黄瓜、苦瓜、冬瓜等瓜类蔬菜生产(Davis et al.,2008;吕兆明 等,2021;彭莹 等,2021;谭占明 等,2021)。
砧木品种选择是嫁接能否成功的关键。通常须考虑以下因素:①亲和力。包括嫁接亲和力和共生亲和力。② 抗病性。基于产地土壤和接穗品种特性,选择抗产地主要土传病害的砧木品种。③耐逆性。基于栽培茬口及气候条件、接穗品种特性,选择耐逆性强的砧木品种。④ 适配性。选择与接穗品种生长特性相匹配的砧木品种,如接穗品种长势旺,可选择根系生长相对可控的砧木品种;反之,接穗品种生长较弱,可选择根系水分和养分吸收能力强的砧木品种。⑤ 丰产性。嫁接后增产或稳产作用显著。⑥ 优质性。嫁接后能有效改善或保持果实营养品质、风味品质和外观品质。目前我国主要瓜类蔬菜嫁接砧木品种如表1 所示。
表1 目前我国主要瓜类蔬菜嫁接砧木品种
培育健壮、整齐一致的砧木幼苗和接穗幼苗可以显著提高嫁接利用率、嫁接操作便利性和嫁接成活率,是嫁接育苗的关键环节。
2.1 播种量确定 因涉及砧木、接穗幼苗嫁接利用率、嫁接成活率以及嫁接后成苗率,必须在瓜类蔬菜实生苗培育的基础上增加播种量。播种量计算公式:=〔/(×××)〕×/1 000,式中为砧木或接穗播种量(g);为所需嫁接苗成品苗数;为嫁接前砧木或接穗成苗率;为嫁接利用率;为嫁接成活率;为嫁接后成苗率;为种子千 粒重。
续表
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2.2 播种时间 砧木和接穗播种时间因种子萌发、幼苗生长特性以及嫁接方法而异,必须提前进行试验,以确定砧木和接穗各自播种时间。两者多错期播种。
2.3 嫁接前幼苗管理 砧木通常播种于50 孔PS吹塑穴盘,孔穴深度≥5.5 cm,播种深度2 cm。接穗多播种于平盘,每盘播2 000 粒左右,播后覆盖1.5~2.0 cm 厚的细沙或珍珠岩;也可以播种于288孔穴盘,幼苗整齐度较好。播种后的环境和水肥管理可参考瓜类蔬菜集约化育苗技术规程(尚庆茂 等,2022),同时应特别注意幼苗的直立性。
2.4 嫁接适宜苗龄 判断砧木和接穗的嫁接适宜苗龄以生理苗龄为主。砧木幼苗下胚轴长5~8 cm、粗5 mm 左右,叶色浓绿,子叶半开展,呈“V”字形。接穗幼苗下胚轴长3~4 cm、粗3 mm 以上,子叶多半开展。干物质积累多,自由水/束缚水比例低,耐蒸腾失水能力强(管理者可从幼苗茎叶颜色和叶片表面保护组织,或萎蔫时间进行判断)。
3.1 愈合室检查与消毒 主要包括:①愈合室内及周边环境清洁,闲置物品全部清理,不留死角。② 严格检查温控、湿控、光控、通风元器件及工作状态,确保水电路安全和环控精准度。③清洁嫁接苗搁置架。④ 采用药剂熏蒸和喷雾消毒相结合的方法,对嫁接操作车间、愈合室进行彻底消毒。嫁接前5 d(天)用30%百菌清烟剂或10%异丙威烟剂熏蒸48 h(小时),杀死空气中的广谱型真菌病原物和白粉虱等;嫁接前3 d(天)用0.2%二氧化氯消毒液进行喷淋消毒,密封24 h(小时),杀死空气中和角落的细菌病原体;嫁接前一天用0.5%硫磺悬浮剂烟雾消毒,杀死角落或空气中的白粉病病原物等。在嫁接操作车间、愈合室四周及苗床下撒入生石灰,预防真菌性和细菌性病害,进出门口放置酒精消毒液,便于工作人员进出消毒(杨凡 等,2020)。
3.2 嫁接器具准备及消毒 主要包括:①嫁接操作车间温度保持在20~25 ℃,空气相对湿度70%左右,光照强度5 000~10 000 lx,避免强光直射,并进行彻底清洁与消毒。② 准备足够的切削刀片或手持切削器。③嫁接机清洁、消毒与调试。④ 嫁接操作平台清洁、消毒与调试。⑤ 准备75%消毒用酒精。⑥ 嫁接夹选型与消毒。可选用套管型或平口型嫁接夹(图1)。除考虑嫁接夹价格外,还必须注意套管内径、夹力大小和固定牢靠性。夹力过大,易造成接穗与砧木接合部变形和损伤,夹力太小,易松动和脱落。使用陈放日久的嫁接夹,应先用福尔马林200 倍液或50%多菌灵可湿性粉剂500 倍液浸泡8 h(小时),晾干备用。
图1 各种类型的嫁接夹
3.3 砧木和接穗幼苗嫁接前处理 嫁接前24~48 h(小时),采用微风吹拂或机械拨动的方式去除砧木和接穗幼苗茎叶上残留的基质、杂物、灰尘。穴盘底部灌溉200 mg·L含微量元素水溶肥(N-PO-KO 为20-20-20+TE),尽量做到嫁接后1~6 d(天)不灌溉施肥。叶面喷施50%多菌灵可湿性粉剂800倍液或64%恶霜·锰锌(杀毒矾)可湿性粉剂600 倍液,预防高温、高湿、弱光条件下病害的发生。
瓜类蔬菜常用的嫁接方法有顶插接法、靠接法、贴接法等。其中,贴接法砧木苗龄小,操作相对简单,更适于未来机械化操作,消除了砧木宽大子叶(图2-A)造成的株间郁闭,降低了病害发生率,彻底去除了砧木生长点,防止了嫁接后砧木萌蘖再生,节约了去萌蘖人工(图2-B)。
图2 南瓜砧木宽大的子叶(A)和嫁接后人工去砧木萌蘖(B)
4.1 常规贴接法 取砧木幼苗,用刀片从1 片子叶基部呈40~45°斜向切除砧木生长点和真叶,保留胚轴及相连子叶;再取接穗,在距离生长点下部2 mm 处呈40~45°斜切,保留2 片子叶及相连下胚轴;将接穗与砧木的斜切面紧贴,并用平面嫁接夹或柔性套管固定(图3-A)。接穗子叶与砧木子叶的伸展方向可以平行一致,也可以呈“十”字形垂直,主要取决于斜切面大小。
图3 西瓜单子叶贴接苗(A)和黄瓜零子叶贴接苗(B)
4.2 断根贴接法 因涉及嫁接后扦插,嫁接前应先将50 孔穴盘装好基质,浇水至基质相对含水量85%~90%,并在孔穴正中央打取直径3 mm、深度1.5 cm 左右的圆孔,覆膜保湿。同时,合理安排扦插人员,一般2 名嫁接工配备1 名扦插工。
取砧木幼苗,在距离顶端生长点5 cm 左右的基部平切,保证切取胚轴长度一致,再按照常规贴接法进行嫁接,最后扦插入预先准备好的50 孔穴盘中。扦插深度1.5~2.0 cm。通过断根,使嫁接苗高度整齐一致,基部再生不定根生长旺盛,吸收水分、养分能力强,很少发生老化现象。
4.3 砧木零子叶贴接法 在砧木幼苗顶端生长点下端2 mm 处呈45°向下斜切,接穗幼苗在距离子叶5~8 mm 下胚轴处45°向下斜切,两个斜切面纵向垂直贴合,并用柔性塑料套管固定(图3-B)。该方法彻底切除了砧木顶端生长点和子叶,防止了砧木顶端生长点萌蘖再生和后期多次去萌蘖,避免了病原菌从伤口侵染以及砧木肥大子叶造成的株间郁闭,增加了嫁接苗株间空气流动,能显著降低病害发生率。
嫁接愈合涉及创伤响应、愈伤组织形成、细胞分化等一系列细胞学事件,根据愈合进程对温度、湿度、光照等环境因子进行综合调控(图4),对加快愈合进程和提高嫁接成活率有重要作用(廖自月 等,2020;储玉凡 等,2021)。瓜类蔬菜嫁接愈合期环境管理要点如下。
图4 瓜类蔬菜嫁接愈合期管理
5.1 嫁接后1~3 d(天)该时期砧木和接穗接合面坏死层形成、细胞分裂和愈伤组织形成。白天温度保持在26~28 ℃,夜间22~25 ℃,空气相对湿度95% ± 2%,每天1 000 lx 光照6 h(小时);不需灌水、施肥。
5.2 嫁接后4~6 d(天)该时期砧木和接穗接合区细胞分化和维管束初连。白天温度保持在25~27 ℃,夜间22~25 ℃,空气相对湿度85% ± 2%,每天3 000 lx 光照6 h(小时);不需灌水、施肥。
5.3 嫁接后7~10 d(天)该时期砧木和接穗接合区细胞分化、黏连以及维管束重构。白天温度保持在25~28 ℃,夜间20~23 ℃,空气相对湿度80% ± 2%,每天10 000 lx 光照8 h(小时);穴盘底部少量灌水,施用浓度为100 mg·L的水溶肥(N-PO-KO 为19-19-19,下同)。
5.4 嫁接后11~13 d(天)该时期砧木和接穗接合区固化并稳定连接。白天温度保持在25~30 ℃,夜间15~20 ℃,空气相对湿度75% ± 2%,每天20 000 lx 光照10 h(小时);穴盘底部少量灌水,施用浓度为200 mg·L的水溶肥。
冬春茬低温季节定植的幼苗,出圃前应进行耐寒性锻炼,降低育苗设施内温度,白天温度维持在15~25 ℃,夜间10~12 ℃,空气相对湿度35%~50%,减少灌水,基质湿度降至45%左右,增强光照,促进干物质积累。夏秋高温季节定植的幼苗,出圃前应进行耐高温强光锻炼,提高育苗设施内温度,白天温度维持在28~35 ℃,夜间22~26 ℃,空气相对湿度35%~50%,减少灌水,基质湿度降至45%左右,并增强光照,延长光照时间。
定植前1~2 d(天),嫁接苗叶面喷施或根际灌溉1 次杀菌剂和杀虫剂,预防缓苗期病虫害 发生。
苗龄30~35 d(天);具1~2 片真叶,叶片厚,叶色浓绿,开展度适宜;株高10~15 cm,茎粗5 mm 以上;根系白色,发达,成坨性好;不携带病原菌和虫源(图5)。
图5 瓜类蔬菜嫁接苗成苗
8.1 愈合期接穗基部不定根发生防控技术 原因分析:①接穗和砧木未紧密贴合。② 砧木斜向切削角度太小,或切削位点距离顶端生长点较远,露出下胚轴中央髓腔,接穗斜切面在砧木髓腔发生不定根。③嫁接愈合期一直处于高温高湿状态。
主要对策:①选择适宜的砧木和接穗品种。选用下胚轴中央髓腔不发达的砧木品种,髓腔直径越小、越短,越利于贴接。选用下胚轴短粗的接穗品种,下胚轴越粗、切削面越大,越利于贴接。② 加强砧木和接穗嫁接前管理。通过环境和水肥管理,培育健壮、长势一致的砧木和接穗幼苗,有利于砧木和接穗切削面紧密贴合。③砧木不能切削太深和露出下胚轴中央髓腔,防止接穗斜切面萌发的根系进入砧木髓腔,形成假成活,或接穗根系沿髓腔直达土壤,形成假嫁接(同实生苗)。④ 选用与接合部直径、形状相适宜的嫁接夹或套管,保证固定牢靠。⑤ 愈合期实行阶段式环境管理,根据愈合进程及时调整愈合温度、空气相对湿度和气流速度,抑制不定根发生(图6)。
图6 黄瓜嫁接苗接穗发生不定根
8.2 嫁接接合部腐烂预防技术 原因分析:①嫁接夹或套管直径小和夹力过大,造成砧木和接穗接合部胚轴组织机械损伤。② 嫁接夹或套管内表面紧贴胚轴接合部,伤流液无法排放,不透气。③砧木和接穗幼苗嫁接前染病,或操作过程不注意卫生,导致病原菌侵染接合部。④ 愈合期顶部喷灌导致接合部触水腐烂。
主要对策:①选择与接合部粗度适宜的优质嫁接夹或套管,做到既可以固定牢靠,又可以排出伤流液,还具有一定的透气性。② 确保嫁接车间、嫁接器具、嫁接夹或套管、人体接触部位的卫生。③嫁接前培育砧木、接穗壮苗,做到幼苗、基质不带任何病原菌。④ 愈合期采用穴盘底部灌溉的方式,杜绝顶部喷灌。
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