嫁接砧木對關中東部越冬番茄生長及果實品質的影響

任 平，阮祥穩，李英梅，張 鋒，洪 波，趙 偉，王遠征，陳志杰，付 博

(1. 陜西省生物農業研究所，西安 710032；2. 陜西省酶工程技術中心，陜西臨潼 710006；3. 渭南市農業技術推廣中心，陜西渭南 714000)

番茄(LycopersiconesculentumMill.)是中國設施栽培面積最大的果菜之一，在蔬菜生產中占有十分重要的地位。但在中國北方設施生產過程中，越冬番茄栽培常遭受到土壤病害、低溫弱光等生物或非生物環境脅迫，導致光合速率下降、生長發育緩慢、產量和品質降低。選用抗性砧木進行嫁接栽培已成為保證日光溫室越冬番茄高產穩產的技術措施[1]。

嫁接通過改善植株根系吸收特性和內源激素含量，提高植株光合能力和保護酶活性，增加抗性和產量，改進果實品質[2]。番茄嫁接栽培在河南、山東、廣西、寧夏等地都得到廣泛的推廣應用，但在陜西番茄嫁接栽培處于空白領域，其主要原因是可推廣利用的抗性砧木品種資源較少，缺乏適宜當地生態環境的抗性砧木品種。

砧木通過影響生物量分配來調節營養生長和果實發育，通過調節pH、可溶性糖等指標來影響果實品質[3-4]。這些影響主要來自環境因子和砧穗互作，由于砧木的基因型與接穗不同，土壤、根系和地上部之間的互作非常復雜，田間試驗測試是砧穗組合篩選的有效途徑[5]。

渭南地處關中東部，是陜西設施蔬菜栽培面積最大的地區，其中番茄種植面積6 667萬m2以上，并有逐年增加的趨勢, 但均是針對當地氣候和茬口特點開展的番茄品種篩選試驗，有關渭南地區應用砧木嫁接番茄栽培效果試驗未見系統的報道。由于品種的區域性很強，同一砧木品種不同地區的表現不盡相同， 同一地區不同茬口適宜嫁接栽培的砧木品種也各不相同。為此，本試驗選用10個砧木品種與當地的主栽品種進行嫁接，研究不同砧木對嫁接番茄植株生長發育、果實產量及品質的影響效應，為選擇和推廣適宜關中東部地區越冬茬番茄嫁接栽培的優良砧木品種提供參考，為準確指導生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試品種

試驗于2017年7月至2018年4月在陜西省科學院大荔現代農業示范基地單棟鋼架日光溫室內進行。試驗地位于渭南市大荔縣馮村鎮，北緯34°56′，東經109°43′，年均氣溫12～14 ℃，無霜期199～255 d，年降雨量600 mm左右，年日照時數2 200～2 500 h。試驗日光溫室長90 m，跨度12 m，高5 m，棚室內溫度、光照、濕度條件較為一致。前茬休閑，灌溉方式為滴灌，施肥水平參考當地平均水平。供試番茄接穗品種為‘金鵬11’，供試番茄砧木品種10個(表1)。

表1 供試番茄砧木材料及來源Table 1 The tomato rootstocks and resources in the experiment

1.2 試驗小區設置

試驗于2017-08-02播種砧木，8月10日播種接穗，9月15日砧木幼苗長至5葉1心，接穗幼苗長至3葉1心時采用貼接法嫁接，2017-09-30按行距70 cm，株距40 cm定植，2018-03-15拉秧。試驗采用隨機區組設計，以砧木分別對接穗的嫁接苗為處理，以接穗不嫁接(自根苗)為對照(CK)，重復3次，每個重復嫁接苗20株，共60株，田間管理按常規方法進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 嫁接成活率調查 嫁接第10天調查各處理的嫁接成活率。

嫁接成活率=成活株數/嫁接總株數×100%

1.3.2 定植成活率調查 定植第30天調查各處理的定植成活率。

定植成活率=田間正常生長嫁接苗株數/田間定植株數×100%

1.3.3 生長指標測定 定植后第90天，在每個重復內隨機選取10株定點測定生長指標。用刻度尺測量株高和根長，株高為根莖結合處到生長點的長度，根長為根莖結合處到主根根尖的長度；用游標卡尺測量接穗莖粗，測定部位為第9～10節處的粗度；測定植株地上、地下部分干物質質量，計算壯苗指數[6](壯苗指數=莖粗/株高×全株干物質)。

葉面積為番茄植株主干上數第4片完全展開的功能葉葉面積，測量每片葉的葉長、葉寬，葉面積計算采用曲佳等[7]的方法進行，并根據該試驗所用的番茄品種對公式參數進行修正。修正后的葉面積公式為：

y=3.993 3x1+14.900 5x2+0.012 35x1x2-303.692 2(x2≥20)

y=0.876x1+1.801x2+0.162x1x2-15.863(x2<20)

式中：y表示番茄葉面積；x1表示葉長，為葉基部至葉尖長度；x2表示葉寬，為葉片間最大葉寬。

嫁接砧木對番茄生長和產量影響的評價采用隸屬函數值法，計算方法如下：

R(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

Xi=∑Xij/n

式中：R(Xij) 表示i處理j指標的隸屬函數值；Xij表示i處理j指標的測定值；Ximax和Ximin分別表示各處理中指標的最大和最小測定值；Xi為i處理的隸屬函數值的平均值；n為指標數。

1.3.4 果實產量構成調查 果穗數為成功坐果并獲得產量的果穗個數；單穗果數為每穗果獲得產量的果實數量；單穗產量為每穗果的果實質量；單株果數為每株植株獲得產量的果實數。每次采收稱得果實質量，拉秧后統計單株果實產量。

1.3.5 品質測定 外觀品質測定：主要在果實收獲時進行，按照小區統計果型、裂果、畸形果、臍腐果數量，計算商品果率。果型指數[8]為縱徑/橫徑，果形指數大于1.0為高圓形果，0.86～1.00為圓形果，0.71～0.85為扁圓形果，小于等于0.70為扁形果。商品果率=[總產量-(裂果+畸形果+臍腐果)]/總產量×100%。

果實內在品質測定：每小區取有代表性植株第2穗成熟一致的果實5個進行品質測定，可溶性固形物質量分數采用手持微型糖度計測定；可滴定酸質量分數采用堿液滴定法測定[9]，可溶性糖質量分數采用蒽酮比色法測定[10]，可溶性蛋白質量分數采用考馬斯亮藍G-520染色法[10]，維生素C質量分數采用2，6-二氯靛酚法測定[9]，番茄紅素質量分數采用紫外-可見分光光度法測定[11]。

1.3.6 滿意度評價 本研究引入“滿意度”指標，綜合評價參試品種。參考李鵬等[12]的研究方法，各品種單項指標的相對滿意度計算公式如下：

M=(bi- Minbi)/(Maxbi-Minbi)。

式中：M代表番茄某一單項指標的相對滿意度，bi表示某品種某一單項指標的測定平均值，Maxbi代表所研究10個番茄砧木品種和對照品中某一單項指標平均值的最大值，Minbi表示其最小值。

在對單項滿意度統計的基礎上，通過加權系數法計算各品種的“綜合滿意度”，公式為：

V=∑WiMi

式中：V表示番茄各項指標的綜合滿意度，Mi是各單項指標的相對滿意度。Wi是單項指標的加權系數， 取0～1之間，各指標的加權系數之和等于1。鑒于目前國內尚無嫁接番茄相關指標加權系數的研究報道可供參考，為此本研究選定20位農技專家、高校學者及番茄種植者進行了問卷調查，結合當地番茄栽培實際情況，擬定了各項指標權重數。分別為：嫁接成活率0.10，定植成活率0.10，壯苗指數0.15，單果質量0.05，產量0.20，商品率0.10，可溶性固形物質量分數0.05，可溶性糖質量分數0.05，可滴定酸質量分數0.03，糖酸比0.05，維生素C質量分數0.04，可溶性蛋白質量分數0.04，番茄紅素質量分數0.04。

1.4 統計分析

應用Microsoft Excel 2003和SPSS 22.0軟件對試驗數據進行統計分析，采用Duncan’s新復極差法進行多重比較(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 砧木品種對番茄嫁接成活率的影響

砧木與接穗的嫁接成活率是砧木能否大面積推廣應用的一個重要指標，反映砧木與接穗的嫁接親和性[13]，但不同砧穗組合的嫁接親和性存在差異。從圖1可知，‘浙砧1號’和‘番砧1號’的嫁接成活率較低，分別為74.00%和75.33%，顯著低于其他砧木品種，其余砧木品種的嫁接成活率都達到80%以上，說明其他砧木品種與接穗‘金鵬11’都具有良好的嫁接親和性。其中以‘金砧1號’‘金砧4號’和‘魯砧2號’的嫁接成活率較高，分別為90.67%、88.33%和88.00%。

2.2 砧木品種對番茄定植成活率的影響

砧木對當地土壤環境、氣候特征和設施條件的生態適應性，直接決定砧木能否被農業生產所接受。 嫁接苗的定植成活率是衡量其生態適應性和栽培成效的關鍵指標之一。從圖2可以看出，除‘浙砧1號’和‘番砧1號’外，其余砧木的定植成活率都達到95%以上，說明其余砧木品種的嫁接苗都具有良好的適應當地生態環境及設施的能力。‘浙砧1號’和‘番砧1號’的定植成活率顯著低于其他砧木品種的嫁接苗，分別為88.33% 和82.78%，其余砧木品種嫁接苗的成活率差異不顯著，其中以‘歐砧006’的嫁接苗定植成活率最高，為99.44%。究其原因，可能是由于關中東部渭南市大荔縣農業土壤普遍屬于堿性土壤，‘浙砧1號’和‘番砧1號’砧木品種抗鹽堿能力弱，導致嫁接苗定植成活率偏低。

不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different lowercase letters mean significant difference at 0.05 level. 下同 The same below

圖1砧木品種對番茄嫁接成活率的影響
Fig.1Effectsofrootstockvarietiesonsurvivalrateofgraftedtomato

圖2 砧木品種對番茄定植成活率的影響Fig.2 Effects of rootstock varieties on survival rate of tomato planting

2.3 砧木品種對嫁接番茄植株生長的影響

生長勢反映植物生長發育的旺盛程度，番茄植株的株高、莖粗、葉面積、壯苗指數都是衡量番茄植株長勢的重要指標。從表2可知，‘金砧1號’砧木嫁接番茄的株高、莖粗、葉面積顯著高于對照及其他砧木的嫁接番茄植株，分別為116.39 cm、14.34 mm和219.45 cm2，比對照分別提高21.59%、22.77%和26.77%。與對照相比，‘浙砧1號’對嫁接番茄的株高影響不明顯，其余砧木嫁接均顯著提高了番茄植株的株高。‘金砧1號’和‘金砧2號’2種砧木嫁接番茄的莖粗顯著高于對照，‘浙砧1號’和‘番砧1號’的葉面積顯著低于對照及其他砧木品種。除‘番砧1號’外，其余砧木嫁接番茄的植株干物質明顯高于對照，其中以‘金砧2號’為最高，達117.70 g。‘金砧1號’和‘金砧2號’2種砧木嫁接番茄的壯苗指數較高，分別為 13.94和15.51，‘浙砧1號’和‘番砧1號’嫁接植株的壯苗指數低于對照，分別為8.27和7.95。由表3可知，不同砧木的隸屬函數值平均值由大到小依次為‘金砧1號’‘金砧2號’‘歐砧006’‘金砧4號’‘坂砧18’‘金砧3號’‘魯砧2號’‘阿納姆’對照‘番砧1號’和‘浙砧1號’，可見，除‘浙砧1號’和‘番砧1號’外，其余砧木嫁接對番茄植株生長的促進效果較好。

表2 砧木品種對嫁接番茄生長的影響Table 2 Effects of rootstock varieties on growth of grafted tomato

注：用Duncan’s進行多重比較， 同列數據后不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Duncan’s multiple comparisons was conducted , and different letters in the same column mean significant difference at 0.05 level. The same below.

2.4 砧木品種對嫁接番茄果實產量構成的影響

產量是對番茄植株是否具有栽培價值的最直接反映。果穗數、單穗果數、單果質量、單穗產量和單株果數都是反映番茄產量特征的重要指標，不同砧木嫁接對番茄產量都會產生重要的影響。從表4可見，‘金砧1號’和‘歐砧006’較對照顯著增加了嫁接番茄的果穗數。‘金砧3號’嫁接的單穗果數為4.70，顯著高于對照，‘浙砧1號’嫁接的單穗果數為2.82，顯著低于對照。‘金砧1號’‘金砧2號’和‘魯砧2號’3種砧木嫁接顯著增加了番茄的單果質量，較對照分別增加11.67%、17.47%和11.90%。‘金砧1號’‘金砧2號’和‘金砧3號’的單穗產量與對照相比也顯著提高，分別提高27.89%、25.36%和30.04%。除‘浙砧1號’和‘番砧1號’外，砧木嫁接也顯著增加了番茄單株果數和單株產量，其中‘金砧1號’和‘阿納姆’的單株果數提高幅度最大，分別為32.26%和39.38%，‘金砧1號’和‘金砧2號’的單株產量較高，分別為2.67 kg和2.43 kg，增幅達到47.51%和34.25%。產量構成因子的相關性分析表明，單株產量與單株果數(r=0.882**)和單穗產量(r=0.784**)的相關系數均達到極顯著水平(P<0.01)。由表5可知,不同砧木的隸屬函數值平均值由大到小依次為‘金砧1號’‘金砧2號’‘阿納姆’‘金砧3號’‘魯砧2號’‘歐砧006’‘金砧4號’‘坂砧18’和對照及‘番砧1號’‘浙砧1號’，可見，除‘浙砧1號’和‘番砧1號’外，其余砧木嫁接對番茄產量的促進效果較好。

表3 砧木品種對嫁接番茄生長指標隸屬函數值的影響Table 3 Effects of rootstock varieties on membership functions of grafted tomato

表4 砧木品種對嫁接番茄果實產量構成的影響Table 4 Effects of rootstock varieties on yield compositions of grafted tomato

表5 砧木品種對嫁接番茄果實產量構成指標隸屬函數值的影響Table 5 Effects of rootstock varieties on membership functions of grafted tomato yield index

2.5 砧木品種對嫁接番茄果實性狀的影響

果實商品率與收獲產量共同決定著可供銷售的商品果產量，是果實品質的重要衡量指標[14]，同時番茄的外觀、口感、風味和營養等也是構成番茄品質的關鍵因素，是消費者挑選番茄的重要品質指標，直接影響其質量等級及市場競爭力。從表6可見，不同砧木品種對嫁接番茄品質影響不同。與對照相比， 不同砧木品種對嫁接番茄的果型指數影響不明顯。各處理及對照均存在裂果、畸形果、臍腐果，商品果率以‘金砧2號’為最高，達87.28%，顯著高于對照，‘番砧1號’顯著低于對照。除‘浙砧1號’‘魯砧2號’外，其他砧木的可溶性固形物質量分數明顯高于對照。不同砧木對果實各營養指標的作用方向不盡一致。‘金砧1號’和‘番砧1號’顯著提升了果實中可溶性糖的質量分數，而‘坂砧18’和‘浙砧1號’卻顯著降低。‘金砧3號’和‘坂砧18’的可滴定酸質量分數顯著降低，‘浙砧1號’‘金砧1號’和‘番砧1號’可滴定酸的質量分數與對照相比差異不顯著。除‘坂砧18’和‘浙砧1號’外，其他砧木嫁接均提高了番茄的糖酸比和可溶性蛋白質量分數。‘金砧2號’‘金砧4號’和‘歐砧006’顯著提升了果實中維生素C的質量分數，‘浙砧1號’‘番砧1號’‘阿納姆’和‘坂砧18’的維生素C質量分數顯著降低。所有砧木均提高了嫁接番茄果實中番茄紅素的質量分數，但‘浙砧1號’‘番砧1號’‘阿納姆’和‘坂砧18’的影響不顯著。不同砧木嫁接番茄果實中可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C質量分數及糖酸比與對照相比互有高低。

2.6 滿意度的綜合評價

滿意度是指各品種表現出來的一系列品種特性可以達到人們需求的合理或滿意程度[15]，是砧木品種的綜合評價指標。依據圖1～3和表2～5 的資料分別計算不同砧木品種單項指標的相對滿意度，結果見表7。在對各砧木品種13個單項指標滿意度統計的基礎上，通過加權系數法計算各砧木品種的“綜合滿意度”。依據公式計算出的10個砧木品種和對照的綜合滿意度見圖3。從圖3可以看出，除‘浙砧1號’和‘番砧1號’外，其他砧木品種的綜合滿意度特征值均高于對照品種，其中‘金砧1號’和‘金砧2號’的綜合滿意度較高，分別為0.80和0.78，說明這2個砧木品種具有相對較佳的品種栽培推廣性能，尤以‘金砧1號’最優，‘金砧2號’次之；‘浙砧1號’和‘番砧1號’的綜合滿意特征值較低，為0.16和0.20，說明相對于其他砧木品種，這2個砧木品種不適于在關中東部推廣栽培。

表6 砧木品種對番茄果實品質的影響Table 6 Effects of rootstock varieties on fruit quality of grafted tomato

表7 嫁接番茄單項指標的相對滿意度Table 7 Relative satisfaction for single indexes of grafted tomato

圖3 砧木品種對嫁接番茄綜合滿意度的影響Fig.3 Effects of rootstock varieties on the index of comprehensive satisfaction of grafted tomato

3 討論與結論

砧木的選擇是嫁接的基礎工作，是番茄嫁接高產、優質的關鍵。評價嫁接砧木的優劣，不僅要評價嫁接砧木的成活率，還要從砧木的生態適應性及嫁接對作物生長、產量和品質等方面都進行評價，才能比較全面、準確地篩選出適宜當地設施特征及氣候環境的優良嫁接砧木。嫁接成活率是判斷嫁接親和力的關鍵指標，可以判斷砧穗組合的短期嫁接親和性。砧穗間共生親和性的好壞影響養分的上下運輸，從而影響苗木后期的生長情況。因此，嫁接成活后植株的生長發育狀況、產量和品質等都是評價果實共生親和性的重要指標[16-18]。本試驗結果表明：‘金砧1號’‘金砧4號’和‘魯砧2號’的嫁接成活率較高，分別為90.67%、88.33%和88.00%，說明與接穗‘金鵬11’均具有良好的嫁接親和性；‘浙砧1號’和‘番砧1號’砧木品種抗鹽堿能力弱，導致嫁接苗定植成活率偏低，其余砧木的定植成活率都達到95%以上，具有良好的適應當地生態環境及設施特征的能力。嫁接苗成株的生長勢和產量也因砧木不同而表現出顯著差異，隸屬函數值評價顯示，除‘浙砧1號’和‘番砧1號’外，其余砧木嫁接對番茄植株生長的促進和增產效果較好。‘金砧1號’和‘金砧2號’2種砧木嫁接的番茄植株健壯，壯苗指數分別為 13.94和15.51，單株產量也較高，分別為2.67 kg和2.43 kg，增幅達到47.51%和34.25%。可見，不同砧木嫁接番茄對嫁接親和性和共生親和性影響并不一致，崔健等[19]也認為良好的嫁接親和性未必有良好的共生關系， 因此選擇合適的砧穗組合，對于避免由于砧穗互作的負效應導致低生長量和存活率現象極為重要。

大量的試驗研究和生產實踐表明，不同砧木嫁接，嫁接植株的生長勢和產量表現不同[20]，如果砧木選擇得當，蔬菜嫁接后表現出植株高大、莖桿粗壯、生長勢增強，產量也顯著提高[4, 21]，但不適宜的砧木嫁接后植株無法生長或生長不良，這樣會給農業生產造成極大的損失[22]。本試驗結果也表明， 砧木對接穗干物質形成有重要的影響，最終影響其營養生長和產量，除‘浙砧1號’和‘番砧1號’外，其余砧木嫁接顯著提高了番茄植株的株高、植物干物質、壯苗指數和單株產量，嫁接番茄生長綜合評價指數隸屬函數值的平均值也明顯提高，表明合適的砧木嫁接可以明顯促進番茄植株的生長，而產量構成的相關性分析表明，單株產量與單株果數和單穗產量呈顯著正相關，說明適應當地鹽堿土壤環境的砧木嫁接番茄，生長勢強，植株健壯，通過提高單株果數和單穗產量能提高番茄植株的單株產量。

砧木嫁接對番茄的品質也有影響。本試驗研究結果表明，砧木嫁接對番茄的果型指數影響不大，果實都呈高圓形。‘金砧2號’的商品果率最高，達87.28%。不同砧木對番茄果實內在品質的影響不同，同一砧木嫁接對不同品質指標的影響也不同。比如‘金砧1號’顯著提升了果實中可溶性糖、可溶性蛋白和番茄紅素質量分數及糖酸比，對可溶性酸和維生素C質量分數影響不顯著；‘金砧2號’顯著提升了果實中可溶性蛋白、維生素C和番茄紅素質量分數及糖酸比，顯著降低了可溶性糖和可溶性酸質量分數，進一步說明不同砧木對果實各營養指標的作用方向不盡一致，這與孫麗麗等[23]的觀點一致。

進行番茄嫁接砧木綜合評價是良種選擇的重要環節。衡量一個品種優劣需要多種評價指標綜合評價，本試驗通過嫁接親和性指標、生態適應性指標，結合嫁接植株植物學性狀、產量及果實綜合品質等13項指標進行滿意度評價，通過農技專家、高校學者及種植者代表制定的權重值將各指標進行量化串聯，計算出綜合滿意度，可以全面反映出各砧木品種的綜合表現情況，因此計算獲得的綜合值越大，說明此類砧木品種越符合生產要求。本研究在對嫁接番茄單優性狀進行比較的基礎上，采用滿意度綜合評價認為，‘金砧1號’和‘金砧2號’砧木嫁接番茄不僅成活率高，而且促進植株生長，顯著提高產量及果實品質，適應當地土壤和氣候條件，可作為關中東部越冬番茄嫁接砧木選擇的優選品種。