蔬菜嫁接技術研究進展及應用

摘要：種苗質量對當前設施蔬菜的生產效果起著決定性作用，蔬菜嫁接育苗是解決連作障礙、提高抗性、增產增收的重要技術手段。對嫁接育苗在蔬菜作物產量、品質、抗性等多個方面的影響及嫁接技術的發展前景進行了闡述。

關鍵詞：嫁接；蔬菜栽培；生理抗性；嫁接自動化

中圖分類號：S339.4+5 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）07-0167-02

收稿日期：2014-04-04

基金項目：江蘇省科技支撐計劃（編號：BE2012454）。

作者簡介：盧昱宇（1983—），男，江蘇徐州人，助理研究員，主要從事露地蔬菜無公害栽培技術研究。E-mail：luyuyu86@163.com。嫁接就是使接穗和砧木結合生長，使兩者切口處輸導組織的相鄰細胞分化形成同型組織，從而使輸導組織相連而形成新個體的一種技術。嫁接技術是蔬菜生產中克服連作障礙、提高植株抗逆性、獲得高產的一種有效途徑，在作物繁殖及改良中具有重要作用。筆者綜述了有關蔬菜嫁接的研究與應用進展，以期為蔬菜嫁接的理論研究及生產應用提供參考。

1蔬菜嫁接發展概況

嫁接能夠有效提高茄果類和瓜類蔬菜產量、抗逆性及對土傳病害的抗性，目前已經廣泛應用于國內外設施蔬菜生產中。亞洲國家較早開始應用蔬菜嫁接技術，目前嫁接技術已經推廣到了歐洲、美洲、非洲等地區，并成功應用于蔬菜生產中，除了日本、韓國嫁接蔬菜栽培面積較大之外，意大利、西班牙、法國、美國、加拿大等國的蔬菜嫁接發展也較為迅速[1]。現代的蔬菜嫁接研究最早出現在日本和朝鮮，主要是利用葫蘆砧木解決西瓜保護地生產的連作障礙。在20世紀30年代，蔬菜嫁接逐漸擴展到網紋甜瓜、茄子、黃瓜、番茄等果菜類，但嫁接栽培的推廣和普及在20世紀50年代以后。日本果菜類的嫁接栽培面積在90年代已達到蔬菜總面積的60%，占設施蔬菜栽培面積的90%以上[2]。在我國設施蔬菜栽培發達的部分地區，西瓜、黃瓜嫁接苗比率已達70%以上[3]。蔬菜嫁接技術已作為無公害、增產、節能的有效蔬菜栽培手段進行推廣應用。

2蔬菜嫁接的優勢

2.1預防土傳病害，提高土地利用率

由于蔬菜基地的不斷重茬，連作障礙問題日益突出，使蔬菜的土傳病害越來越嚴重。瓜類的枯萎病、茄子的黃萎病、番茄青枯病等有逐年加重的趨勢，嚴重影響了蔬菜生產的發展。嫁接苗利用砧木品種的根部抗病能力，可以避免病害從根部對作物直接侵染，減少發病機會[4]。嫁接技術使同塊土地種植同類作物的年份相對延長，提高了土地的利用率。

2.2提高蔬菜作物產量，影響品質

選擇適宜的砧木是嫁接的基礎，良好的蔬菜砧木應與接穗有較高的嫁接親和力及良好的共生親和力，選擇適宜的砧木品種和接穗，通過嫁接可以顯著提高蔬菜抗病能力和產量。日光溫室再生嫁接茄子可比當年生嫁接茄子結果期約早 40 d，產量明顯提高[5]。以印度南瓜A12和中國南瓜品種世紀星作為砧木，以高糖薄皮甜瓜品種甜帥為接穗進行嫁接，嫁接苗比對照增產30%～40%，增產效果極為顯著，且對果實品質沒有影響[6]。

嫁接茄子可影響果實品質，嫁接茄子果實中的蛋白質、維生素C及含水量均高于對照，特別是維生素C含量較高，僅可溶性糖的含量略低于對照[7]。以番茄為砧木嫁接西安綠茄，嫁接茄子的維生素C含量比對照增加10%～60%，蛋白質含量和可溶性糖含量與對照基本持平或略有下降，口感與對照沒有太大差異[8]。嫁接黃瓜的維生素C含量明顯低于自根苗黃瓜，可溶性蛋白和可溶性糖含量比對照提高了 10%～20%，但口感和風味品質比自根苗黃瓜稍差[9-10]；嫁接黃瓜的氨基酸含量降低，其中谷氨酸含量下降是嫁接黃瓜風味品質下降的主要原因之一[11]。嫁接也能夠提高番茄果實中的有機酸含量，但對維生素C含量和還原糖含量影響不大[12]。

2.3提高蔬菜抗逆性

2.3.1提高蔬菜的抗病性由于受到連作栽培模式的影響，設施蔬菜黃萎病、枯萎病、根結線蟲病等各種土傳病害發生嚴重，極大地影響了蔬菜產量和品質，通過利用抗病砧木嫁接可增強蔬菜作物對土傳病害的抗性。以托魯巴姆為砧木嫁接蘇崎茄，能降低黃萎病發生率，使其抗病率達80%，抗病率比綜合防治提高30%，增產30%以上，顯著提高了茄子的產量和品質[13]。用不同番茄品種的砧木嫁接番茄，嫁接苗在定植后葉霉病病情指數比自根苗低10%左右[14]。溫室內采用黑籽南瓜嫁接伽師厚皮甜瓜防治甜瓜枯萎病，防治效果比田間高95%[15]。以野生葫蘆科植物為砧木嫁接西瓜，嫁接苗西瓜枯萎病發病率在40%以下，而自根苗西瓜發病嚴重，發病率和病情指數高達90%左右[16]。自根苗感染根結線蟲病高達70%，其中重度感染的約40%，而以絲瓜苗作砧木嫁接的苦瓜苗感染率只有約20%，且感染程度輕微，可見嫁接苗對根結線蟲病的抗性明顯高于自根苗[17]；以黑籽南瓜作砧木嫁接黃瓜對根結線蟲病的抗性結果與嫁接苦瓜苗一致[18]。

2.3.2提高蔬菜的抗寒性大量研究表明，適宜的砧木嫁接可以提高蔬菜的抗寒性。如黃瓜嫁接苗低溫（5 ℃）處理4 d，葉片與根系電解質泄漏率均低于50%，幼苗在常溫下能恢復，自根苗則相反，結果表明黃瓜嫁接苗根系和葉片的致死溫度顯著低于自根苗[19]。在西瓜嫁接苗的耐冷性及活性氧清除系統的差異研究中，西瓜嫁接苗經低溫脅迫后，葉片葉綠素含量呈下降趨勢，嫁接苗葉綠素降幅顯著高于實生苗；嫁接苗過氧化物酶（POD）活性下降25%～50%，低于實生苗，表明西瓜嫁接苗的耐寒性能明顯高于實生苗[20]。

2.3.3提高蔬菜的耐熱性茄子砧木品種嫁接番茄苗對夏季高溫具有較強的抵御能力，高溫下北農茄砧嫁接番茄的葉片游離脯氨酸、蛋白質含量均高于番茄自根苗，且過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性較高，表現出較強的抗熱能力[12]。西瓜不同品種嫁接苗在高溫脅迫下的超氧化物歧化酶（SOD）、POD、過氧化氫酶（CAT）活性均比自根苗保護酶的活性要高，表明嫁接能提高西瓜幼苗的耐熱性[21]。

2.3.4改善蔬菜的耐鹽性嫁接蔬菜的耐鹽力與砧木和接穗都有一定的關系，蔬菜作物通過嫁接提高了滲透調節能力、降低了脂膜透性、增強了保護酶活性，從而降低了鹽離子的毒害。在NaCl脅迫下，茄子嫁接苗株高抑制率和莖粗抑制率均低于自根苗，脯氨酸含量和可溶性糖含量則明顯高于自根苗，可能由于嫁接苗合成更多的保護物質和滲透調節物質，降低膜脂過氧化作用和質膜透性，提高了耐鹽性[22-23]。用耐鹽品種嫁接番茄，在非鹽脅迫和鹽脅迫條件下，嫁接苗葉片中SOD、POD、APX活性均顯著高于自根苗，丙二醛（MDA）含量比自根苗低，說明嫁接苗比自根苗具有較穩定的活性氧清除酶系統，耐鹽性強[24]。采用耐鹽砧木嫁接西瓜，嫁接苗在高鹽脅迫下能夠維持較高的POD活性和SOD活性，NaCl處理后植株體內游離脯氨酸含量明顯增加[25-26]。

3蔬菜嫁接技術的發展前景

3.1嫁接方法發展應用

蔬菜嫁接有多種方法，包括頂插接、舌靠接、劈接、貼接、斷根接及日本引進的芯長接、二段接、針式嫁接等。但生產中常采用的主要有3種，即插接、靠接和劈接。不同作物在生產中常用的嫁接方法不盡相同，如黃瓜和番茄常用插接法；西瓜在嫁接中常用插接和劈接法；茄子和苦瓜常采用劈接法。

3.2砧木品種選育

優質的砧木是蔬菜嫁接提高對土傳病蟲害和非生物脅迫的核心。目前，國內已經有少數單位選育了一些砧木且已在市場上推廣，但總體看來，具有自主知識產權的砧木品種不多。隨著設施蔬菜產業的發展，蔬菜栽培面積逐漸擴大，對于嫁接技術的應用越來越重視，因此應加強對土傳病蟲害和非生物脅迫逆境的砧木品種的選育。

3.3砧木品種的選擇

在蔬菜生產中，嫁接育苗采用的砧木常采用特定的野生品種和其他作物，如茄子常用托魯巴姆等野生茄子作砧木，以提高植株的綜合抗病能力；黃瓜使用黑籽南瓜嫁接，主要用于提高冬季耐寒能力，而使用白籽南瓜嫁接可提高夏季抗熱性能；西瓜常用葫蘆、南瓜作砧木進行抗病連作；甜瓜常用瓠瓜、葫蘆、南瓜等砧木提高抗枯萎病等病害和抗逆能力；番茄常用野生番茄和野生茄子等特定品種嫁接以提高抗根結線蟲、青枯病、黃萎病、枯萎病和晚疫病；辣椒砧木多為辣椒野生種，野生茄子托魯巴姆等也可作為辣椒砧木使用；冬瓜采用早生葫蘆、日本南瓜作砧木，以降低枯萎病的發生；苦瓜常用黑籽南瓜和絲瓜作砧木，以抵抗枯萎病的發生。

3.4嫁接育苗生產應用現狀

在設施蔬菜面積不斷擴大的情況下，許多基地的蔬菜種植作物較多，常采用輪作方式進行調節，以減少連作帶來的土壤障礙。嫁接育苗因技術要求高，操作麻煩而不常應用。嫁接育苗主要在蔬菜生產年代長、輪作面積有限、具有特色作物的主產區發展較快，如山東濰坊、江蘇東臺、南京橫溪、泰興新街等地。隨著新發展的蔬菜基地種植年代的加長、土傳病害的加重、技術水平的提高，我國的蔬菜嫁接生產必定會得到快速發展。

3.5嫁接育苗機械研發

蔬菜嫁接自動化及嫁接機器人技術在農業生上應用前景廣闊，目前我國嫁接苗的生產還是典型的勞動密集型產業，隨著勞動力價格的不斷上漲，嫁接苗生產成本的比重會逐漸上升，因此需要開發和完善嫁接育苗機械的配套裝備。中國農業大學張鐵中教授率先在國內開展蔬菜嫁接機的研究，于1998年成功研究制出了2JSZ-600型蔬菜自動嫁接機，該機在嫁接作業時砧木可直接帶土團進行嫁接，生產率為 600株/h，嫁接成功率高達95%。辜松等在瓜類蔬菜插接式嫁接機上采用電磁力作為主要驅動力，進行了嫁接機作業性能等試驗研究，結果表明：電磁力嫁接機的嫁接作業生產率比凸輪桿件機械傳動方式提高近43%[27]。蔬菜嫁接機器人的研究能有效解決人工嫁接存在的作業效率低、成活率低、質量難以保證等問題。姜凱等通過對蔬菜嫁接機器人的研制和應用，表明該機平均嫁接速度為884株/h，嫁接成功率為957%，成活率為96.8%[28]。

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