嫁接砧木對西瓜品質影響的研究進展

摘 要： 綜述了西瓜嫁接技術的研究進展，詳細論述了嫁接砧木的選育和西瓜品質的內涵與構成，分析了不同砧木對西瓜外觀品質、營養品質和風味品質影響的研究概況，為西瓜嫁接砧木的合理利用和篩選以及對西瓜品質的改善提供參考。

關鍵詞： 砧木； 嫁接； 西瓜品質

西瓜（Citrullus lanatus）是一種世界性的園藝作物，在植物分類學中屬于葫蘆科西瓜屬，該屬具有極為豐富多彩的遺傳多樣性。我們食用的西瓜主要屬于西瓜種普通西瓜亞種中的栽培西瓜（var. vulgaris）[1]。我國西瓜、甜瓜的播種面積超過200萬hm2，其中西瓜面積占世界總面積的60%以上，產量占70% 以上，在我國農業結構調整與農民增收中發揮著重要作用[2-3]。

近年來我國西瓜種植面積特別是設施栽培面積逐漸增加，土傳病害的發生也越來越嚴重，對西瓜生產造成極大的影響。嫁接是西瓜生產上克服連作障礙、防止枯萎病、提高植株抗逆性和獲得高產的一種有效途徑[4-7]。隨著經濟社會的發展和人們環境意識、保健意識的提高，人們在品質特性上對果蔬等農產品提出了更高的要求，而嫁接對西瓜品質造成的影響也一直普遍存在，如外觀、口感等。作為目前西瓜生產環節之一的嫁接技術，不同的嫁接砧木[8-9]、嫁接組合[10]，嫁接方法[11]等技術問題與眾多果實品質有著直接或間接的聯系，因此應用好嫁接技術，解決西瓜品質存在的問題，提高果實品質成為廣大科研工作者研究的熱點之一。本文對西瓜嫁接技術及砧木的研究現狀和對西瓜品質影響的研究進展進行了綜述，以便在更好的利用嫁接砧木前提下，為實現西瓜優質高產提供參考。

1 瓜類嫁接技術的歷史與現狀

瓜類嫁接技術應用始于日本，20世紀20年代開始進行利用嫁接的方法防治瓜類病害的研究，但未能在生產上應用[12-13]，至 50年代由于西瓜土傳病害枯萎病流行，瓜類嫁接防病技術才得以迅速推廣。我國瓜類嫁接栽培的研究和應用始于20世紀70年代，應該說是由日本引進的一項實用新技術開始，至 80年代嫁接栽培已遍及我國[14-15]。湖南、江蘇、浙江、北京、遼寧等省、市的有關單位，先后開展了西瓜嫁接實用技術研究，選出了適宜的嫁接砧木和方法，有力地推動了西瓜嫁接栽培技術的推廣和發展[16]。嫁接栽培目前已經在國外西瓜生產中得到了廣泛應用，據Lee等[17]統計，日本西瓜種植面積的95% 采用嫁接栽培，其中溫室栽培西瓜的98%、露地西瓜的92% 均采用了嫁接栽培；韓國西瓜種植面積的 90%采用嫁接栽培，其中溫室栽培西瓜的98%、露地西瓜的90% 均采用了嫁接栽培。除了日本和韓國的西瓜生產普遍采用嫁接外，近年來地中海沿岸國家，如西班牙、土耳其、以色列等，嫁接栽培也發展較快。而相比國內，嫁接在西瓜、甜瓜、黃瓜、苦瓜生產中均有應用，但嫁接苗的普及率與日本和韓國相比尚有很大差距，據估計我國西瓜生產過程中采用嫁接栽培的普及率只有20% 左右[18]，并且主要應用于設施栽培。因此在今后很長一段時間內，應加快普及和推廣西瓜嫁接育苗技術在國內的應用，為西瓜產業的穩定發展提供可靠的技術支撐。

2 西瓜嫁接砧木的研究

2.1 砧木品種的選育

西瓜嫁接成功而獲得高產最關鍵的環節就是砧木的選擇。在西瓜砧木選育方面，日本起步較早，培育出相聲、新土佐等西瓜專用砧木。目前生產上日本較常用的西瓜砧木有FR-6、FR-3、協力、先驅、鈍K等抗病葫蘆品種和金絲瓜、清光、新土佐等南瓜品種[19]。我國對西瓜砧木的選育研究較晚，在20世紀末，先后選育了抗重1號、超豐F1等西瓜砧木[20-21]，后者已獲國家專利。我國臺灣也選育出了勇士等品種。近年，西瓜砧木的選育和推廣工作也一直在繼續，李海真等[22]、賈長才等[23]選育出京欣砧3號、京欣砧4號等系列西瓜專用砧木。同時，生產上也從國外引進了一批優良的砧木品種，如FR西太子、亞細亞韓座、韓東52、奧林匹克、超人、FR神通力等[24]，這些都為西瓜的嫁接栽培提供了優良的砧木品種，有力地推動了西瓜嫁接產業的發展和壯大。

2.2 砧木的種類

目前生產上常用的西瓜砧木種類主要有瓠瓜、南瓜、冬瓜和西瓜共砧。作為砧木，應具備抗各種西瓜病害、與接穗親和力強、嫁接苗能正常生長結果、對所結果實品質無不良影響、嫁接操作簡單方便等優點[25]。鄭高飛等[12]根據生產上西瓜砧木的親和性、抗病性及品質等性狀來衡量，將幾種常用砧木綜合性狀優劣依次排序為：葫蘆、南瓜、冬瓜、西瓜共砧。現在一般認為葫蘆、南瓜是西瓜理想的嫁接砧木。馮春梅等[26]用日本強勢葫蘆、超豐F1、勇士、野生西瓜等作砧木研究對西瓜抗病性及主要經濟性狀的影響，得出以日本強勢葫蘆作砧木的嫁接苗綜合性狀表現最佳。房超等[27]、King等[28]和孫敏紅等[29]的研究也說明葫蘆砧仍是目前生產上的理想砧木。趙衛星等[30]用豫園砧木王（野西瓜）、超豐F1（葫蘆）、新土佐（南瓜）作砧木研究對西瓜嫁接的影響時發現，野西瓜作砧木的親和性和抗病性要高于葫蘆砧，與孟慧文等[31]的研究結果一致，但是其對品質影響較大。馬雙武等[32]對70份砧木資源進行西瓜嫁接栽培試驗，初步篩選結果表明南瓜仍然是西瓜嫁接最好的砧木，其次是葫蘆。

總的來說，西瓜嫁接栽培以南瓜砧木的親和性較差，對西瓜品質有一定影響，但抗病性、耐逆能力和長勢均優于其他砧木。葫蘆、瓠瓜的親和力強，但抗病性稍差，應注意選擇抗病品種。冬瓜砧木抗旱性強，但低溫下根系生長差，推遲生育期，故應用較少。

3 西瓜品質的構成

3.1 品質的內涵

品質是一個內涵復雜而外延廣闊的概念，容易領會其含義而又難以準確講清楚。就蔬菜的品質而言，一般是指產品所具有的滿足人們特定需求的特性[33]。我國《農業大詞典》中對品質描述為內在和外在的質量。內在品質為營養品質，主要是指營養成分，如維生素、礦物質、特殊芳香物質等的含量，以及有害物質殘留量的有無和高低等。外在品質為商品品質，如大小、形狀、色澤、質地等，是商品分級的主要依據[34-35]。蔬菜品質的內涵是根據人們的要求不斷發展變化的。最初人們對蔬菜品質的需求可能僅是出于對其營養的基本需要，隨著生產的繼續發展和消費者需求的不斷變化，將來當人們對蔬菜的基本營養需求得到進一步滿足時，會更注重那些蔬菜產品中能夠給人帶來的安全保健作用和愉快感官刺激的品質性狀，比如更好的外觀、色澤、風味等將成為新的發展趨勢。

3.2 品質的構成因素

張帆等[36]利用43份材料對構成西瓜品質的性狀進行了全面分析，結果表明可溶性固形物含量、各種糖含量、含水量、纖維含量等是決定西瓜品質的主要性狀。綜合各方面研究結果來看[33，37-38]，西瓜品質應主要包括外觀品質、營養品質、風味品質3個方面。

外觀品質主要包括果實大小、形狀和果面特征。這是影響消費者購買欲望的直接因素，左右到人們的喜好，決定了西瓜的商品價值。

營養品質主要包括糖的種類和含量、有機酸、抗壞血酸、番茄紅素等。西瓜果實富含總糖、葡萄糖、蔗糖等各種糖類，這些決定了西瓜的甜味。有機酸與糖類聯系密切，適當的糖酸比才能產生最佳的口感。番茄紅素近年來頗受人們關注，其在保健方面有顯著功效，已有研究表明部分西瓜果實中番茄紅素含量高于普通番茄，并且能被人體直接吸收[39-40]。因此西瓜作為番茄紅素的一個重要來源，也逐漸受到重視。

風味品質主要是氣味物質，是不同的揮發成分的混合物，主要包括醇類、醛類、酮類、萜類及含硫化合物等[41]。其具有較高的感官價值，能刺激消費者的心理，使食品表現自身的特征。西瓜特有的風味成分已經作為評價西瓜品質的指標之一，是西瓜品質性狀的組成部分，對綜合品質的評價具有重要的作用。

4 砧木對嫁接西瓜品質的影響

4.1 對外觀品質的影響

王金玉[25]研究表明，以勇士為砧木的嫁接西瓜和自根苗西瓜感官品質相似；以京欣砧1號為砧木的嫁接西瓜感官品質優于自根苗西瓜；以絲瓜、黑籽南瓜為砧木的嫁接西瓜感官品質比不上自根苗西瓜。高軍紅等[42]比較了不同砧木對嫁接西瓜的影響發現，果形及果皮厚度等無顯著差異，但不同砧木可引起西瓜果實大小發生變化，用京欣砧1號、超豐F1砧木嫁接的西瓜單果質量顯著高于自根西瓜，用黑籽南瓜和京欣砧2號嫁接的西瓜單果質量與自根西瓜無顯著差異。這與孟文慧等[31]的研究報道有異，其表明，不同砧木嫁接與自根苗相比果皮厚度極顯著增加，且葫蘆砧對其影響最小，野生西瓜砧木對果皮厚度影響最大。Ozlem等[43]比較不同砧木對西瓜生長、產量和品質方面的差異，發現在果實外觀品質特征方面，嫁接對果形指數和果皮厚度沒有明顯的影響。李靜等[44]認為，嫁接后果皮是否增厚與西瓜品種密切相關。因此可以認為，不同砧木對西瓜在外觀品質方面產生的影響能夠使果實大小、果皮厚度等性狀發生變化，而且與接穗品種之間的差異也有關系。

4.2 對營養品質的影響

砧木對嫁接西瓜的營養品質影響是顯著的。含糖量是影響西瓜品質的主要因素，它的變化是嫁接后西瓜風味改變的主要原因之一。孟文慧等[8]研究表明，可溶性糖含量的積累因砧木的不同而不同，野生西瓜砧木瓜瓤組織中的糖分積累極顯著高于自根西瓜，而其他嫁接組合明顯低于自根西瓜。王金玉[25]試驗表明，嫁接后的西瓜可溶性糖含量各組合間差異較大，特別是以黑籽南瓜、絲瓜為砧木嫁接的西瓜含糖量比自根苗西瓜低 14.725 μg·g-1、13.287 μg·g-1，對西瓜的內在品質影響明顯。韓志平等[45]研究表明，2個瓠瓜型砧木嫁接西瓜的中心可溶性固形物含量均高于自根苗，邊緣部可溶性固形物含量也有部分增加，結果與相關的研究具有一致性[27，43]。這說明葫蘆砧嫁接在增加果實的含糖量方面具有潛在的可能性，至少對西瓜含糖量的影響較小，而南瓜砧嫁接對西瓜含糖量的影響非常顯著。造成這種結果上的差異，可能是由于不同栽培季節和嫁接砧木的西瓜果實糖分積累量的變化不同。

多數試驗結果表明，不同嫁接西瓜與自根西瓜果實中維生素C含量無顯著差異[25，41，43]。嫁接西瓜的有機酸含量明顯降低，王金玉[25]研究表明，不同砧木嫁接以勇士、京欣砧1號為砧木的組合較高，分別為1.000 μg·g-1和0.967 μg·g-1，絲瓜砧木嫁接的西瓜有機酸含量減少最為明顯。高軍紅等[42]試驗表明，自根及嫁接西瓜均在果實發育早期有機酸含量最高，隨著果實的發育，有機酸含量逐漸降低，而后自根西瓜有機酸含量顯著高于嫁接西瓜。在可溶性固形物含量研究方面，不同砧木嫁接與自根苗相比差異不顯著，影響較小[26，46]。

西瓜番茄紅素含量變化的研究主要集中在不同品種（系）或同一品種的不同生育時期等方面[47-49]，Proietti等[50]通過研究嫁接對迷你西瓜果實品質的影響表明，嫁接西瓜比非嫁接西瓜的番茄紅素含量提高了13%。也有研究認為，影響西瓜果實番茄紅素含量有栽培條件的因素[51]。從上可以看出，目前的研究工作沒有具體到不同的嫁接砧木對其造成的影響，因此，建議應該加強對不同砧木嫁接對西瓜番茄紅素影響及其含量變化方面的研究。

4.3 對風味品質的影響

生產實踐中發現，一些抗病性強的砧木對西瓜風味產生影響。風味品質的研究主要集中在口感、瓜瓤質地、纖維含量等方面，且主要是通過感官鑒定給出綜合評價。有研究發現[52]，用南瓜或葫蘆嫁接的西瓜，有時食用后口中會留下令人不爽的淡淡余味。目前，嫁接影響果實中香氣物質先在甜瓜上做的初步研究表明，氨基酸作為重要前體參與了香氣物質的合成，而嫁接通過改變果皮和果肉中部分氨基酸含量，改變了薄皮甜瓜果實中主要支鏈酯類物質乙酸-2-甲基-1-丁酯含量[53]。劉潤秋等[54]用不同砧木嫁接西瓜后，在果實成熟期游離氨基酸含量僅將軍葫蘆砧較自根西瓜高，其他葫蘆砧和南瓜砧嫁接組合均低于自根西瓜。

肖守華等[55]采用HS-SPME技術，分析西瓜自根苗和不同南瓜嫁接砧木對西瓜成熟果實揮發性風味物質成分的影響。結果表明，在組成西瓜揮發性風味物質中，醛類物質、醇類物質和烯類物質含量較高，是構成西瓜風味主要的成分。而嫁接明顯改變了西瓜果實中特征風味物質總量及醛類、醇類物質的相對含量，降低了西瓜果實中酯類物質含量，并且得出以黑籽南瓜做砧木對嫁接西瓜的影響與自根苗差距最大。綜合上述兩點來看，嫁接顯然降低了西瓜的風味品質，并且各種砧木對風味物質的影響都比較大，尤以南瓜砧木明顯。

5 研究展望

5.1 繼續加強西瓜專用砧木的選育

嫁接技術在西瓜生產中起著十分重要的作用，通過嫁接栽培不但可以解決一些土傳病害、作物自毒等問題，還可以增加產量。嫁接環節中選擇適宜的砧木是基礎工作，決定著嫁接的成敗。目前市場上的西瓜砧木品種及種類較多，但是理想的適用于不同栽培設施、不同接穗品種的多抗性的砧木品種還很缺乏。因此今后必須要廣泛收集砧木種質資源，加強對優良砧木的選育和篩選，選育出的嫁接砧木應該能夠適應多種特殊氣候和地理條件[56]。有研究表明，環境和砧木對嫁接西瓜品質有同等重要的影響[57]，在此基礎上，精選的砧木不僅能夠防止土傳病害，還能夠增加產量、改善果實品質[58]，并適用于多種復雜的環境。總的來說，在今后的砧木選育工作中，一方面要重視選育在不同的生態條件下，能夠保證果實品質優良的砧木。另一方面，要特別重視加強西瓜專用砧木的選育工作[59]，從而篩選出不僅抗病且對西瓜的果實品質具有積極影響的專用砧木，以使嫁接西瓜達到優質高產的目的。

5.2 努力完善西瓜品質的評價體系

果實品質是一個系統的概念，建立農作物的品質評價體系研究有助于種質資源的綜合評價、核心種質的構建和優良品種選育。園藝作物品質評價體系方面的工作進展還比較緩慢，目前僅在蘋果、梨、葡萄等幾個大宗水果上做了初步研究[60-62]，通過篩選確定具有代表性的品質評價指標和因子，快速反映出果實的綜合品質。而西瓜品質還沒有很確定的標準，也尚未形成完善的評價體系。關于不同砧木對西瓜果實品質的影響，就更缺乏系統的研究。因此，應當把提高果實品質作為產業與科研工作者的工作重心，詳細研究，從而完善對西瓜品質性狀的全面分析，深入地認識嫁接砧木對西瓜品質的影響。目前的研究報道主要停留在對果實品質性狀影響有無明顯差別上，或者是限制在對一些品質指標的表觀測定。為了更加全面合理地評價嫁接砧木對西瓜果實品質的影響，結合果實內在品質和外在品質，對其品質評價指標進行篩選和簡化還有待進一步深入研究。

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