黃蒿嫁接對茶用菊花生長、產量與品質的影響

楊景慧,孫憲芝,鄭成淑,張勝,張雪瑩,劉芳芳

山東農業大學園藝科學與工程學院,山東泰安271018

菊花（Chrysanthemum morifolium）是我國十大名花之一，不僅具有觀賞價值，還有較高的食用和飲用保健價值。研究表明，菊花中含有極豐富的人體必需元素、糖、氨基酸、蛋白質、維生素、脂類、核酸、抗氧化酶、黃酮類化合物、綠原酸和類胡蘿卜素等，各有效成分不僅有抗癌、抗氧化、抗心腦血管疾病等藥理作用，而且有顯著清除人體內自由基、抗老化、抗血脂、調血壓等保健作用[1-3]。隨著人們生活水平的提高，茶用菊花需求量不斷增加。

嫁接既能保持接穗的優良性狀，又能利用砧木的有利特性，已在園藝生產中普遍應用。嫁接可以改善園藝作物的光合能力、增強根系吸收能力、增加內源生長物質的供給[4]，提高植物的耐熱性[5]、耐鹽性[6]、耐冷性[7]等。近些年研究表明，嫁接辣椒根系酶活性提高，增加根系土壤微生物數量和放線菌比例，同時嫁接可以將砧木中的某些抗病物質傳遞到接穗中，從而提高嫁接辣椒苗對根腐病、疫病的抗性[8,9]。陳月等[10]嫁接杭白菊試驗研究表明，嫁接苗葉片較扦插苗有較好的持水能力，而且嫁接可以提高滲透調節，從而提高了抗旱能力。嫁接可以降低苗期菊花根系致病真菌，增加有益真菌，增強抗土傳病害的能力[11]。但嫁接是否會對茶菊飲用品質造成影響是決定其能否在茶菊栽培中推廣應用的核心問題。

本文旨在研究嫁接對茶菊的生長、產量和品質的影響，以期為嫁接在茶菊生產中的合理應用提供理論基礎與科學引導。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與設計

試驗于2017 年3 月～2018 年12 月在山東農業大學園藝試驗站進行，供試接穗為菊花（Chrysanthemum morifolium）品種‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’，嫁接砧木為黃蒿（Artemisia annua），栽培基質為園土（沙壤土）:草炭：蛭石=1:1:1，共設6 個處理：‘杭白菊’扦插苗（CHB），‘金絲菊’扦插苗（C-JS），‘皇菊’扦插苗（C-HJ）；‘杭白菊’嫁接苗（G-HB），‘金絲菊’嫁接苗（G-JS），‘皇菊’嫁接苗（G-HJ）。

2017 年3 月將黃蒿種子播種于塑料花盆（190 mm×170 mm）中備用。4 月中下旬在菊花母株上選取頂梢扦插，待其生根定植于花盆中備用（190 mm×170 mm），5 月上旬選取莖基部為0.6 cm～1 cm 的黃蒿為砧木，在生長健壯的母株上取頂稍為接穗，進行劈接，選取長勢一致的扦插苗栽植于花盆中作為實驗對照。6 月20 日，選取嫁接植株與扦插植株中生長一致的健壯植株，進行定植。隨機擺放，每處理3 組，每組10 株，常規管理。測定期生長指標，盛花期采摘，稱量記產后，進行清理、攤晾，將晾好菊花用鼓風干燥機烘至恒重后粉碎，過200 目篩，備用。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 生物量和花期測定試驗結束后隨機選取3 株菊花，測定植株地上地下部干重。現蕾后定期觀測記錄現蕾期、透色期、盛花期、末花期。

1.2.2 田間性狀及產量測定在單株花80%以上都處于盛花期時進行采摘，統計單株花數量、鮮重和干重。估算產量=667 m2定植株數×單株產量（株行距35 cm×35 cm）。

1.2.3 品質成分含量測定水浸出物含量參照張正竹[12]的方法測定，根據趙世杰等[13]蒽酮法和考馬斯亮藍法測定可溶性糖含量與可溶性蛋白含量，根據王憲澤[14]方法分別采用索式抽提法、紫外比色法測定粗脂肪含量和維生素C 含量，根據張正竹[12]水楊酸比色法測定游離氨基酸總含量，根據徐靈源等[15]蘆丁測試法測定黃酮類化合物含量。根據李宗[16]采用高效液相色譜（HPLC）法測定，液相條件：進樣量10 μL，流速1 mL·min-1，柱溫30 ℃，走樣時間為40 min，紫外檢測器，波長280 nm。

1.2 數據處理與分析

使用SPSS 22 軟件對數據進行主成分分析和方差分析，Duncan’s 多重比較進行差異顯著性分析，使用獨立樣本T 檢驗確定同品種嫁接和扦插之間差異顯著性，用Microsoft Excel 2010 作圖。

采用主成分分析和模糊數學隸屬函數法對6 份樣品質高低進行綜合性評價，如果指標與品質呈正相關，運用隸屬函數值計算公式：U（Xij）=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。

如果指標與品質呈負相關，運用反隸屬函數值計算公式：U（Xij）=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。式中：U（Xij）為i樣品j指標的隸屬函數值；Xij為i樣品j指標的測定值；Xjmin為所有樣品j指標的最小值；Xjmax為所有樣品j指標的最大值；i為某個樣品；j為某指標。

2 結果與分析

2.1 嫁接對三種茶用菊花生長的影響

如表1 所示，嫁接明顯促進了菊花的地上部生長，‘杭白菊’嫁接苗株高、莖粗、冠幅、分枝數顯著高于扦插苗9.5%、32.5%、21.9%，47.4%；‘金絲菊’嫁接苗株高、莖粗、冠幅、分枝數較扦插苗增10.5%、4.8%、48.6%、64.5%，差異顯著；‘皇菊’株高、莖粗、分枝數分別是扦插苗的22.0%、16.5%、29.3%，均達顯著水平。

三個茶菊品種嫁接苗的地上部干重、根系干重均大于同品種扦插苗。‘杭白菊’和‘金絲菊’嫁接苗的地上部干重顯著高于同品扦插苗，分別提高了47.9%和24.0%，‘皇菊’嫁接苗略高于扦插苗11.0%，但無顯著差異；三個茶菊品種嫁接苗的根系干重與同品種根系干重差異相比均達到顯著水平，說明嫁接砧木黃蒿根系較菊花根系明顯發達；‘金絲菊’和‘皇菊’嫁接苗的根冠比明顯高于同品種扦插苗，但‘杭白菊’嫁接苗根冠比略低于扦插苗，杭白菊嫁接苗地上部生長旺盛，根冠比降低，可能是因為‘杭白菊’的生物量分配模式與其他兩種茶菊不同。

以上結果說明，嫁接明顯促進了菊花的生長，增加了植株的分枝數，促進了地上部和地下部分生長，為茶菊產量的提高提供了基礎。

表1 嫁接對茶菊盛花期生物學性狀的影響Table 1 Effect of grafting on biological characters of tea-applied chrysanthemum in full blossom

2.2 嫁接對三種茶用菊花期的影響

由表2 可知，與扦插苗相比，‘金絲菊’嫁接苗現蕾期提前12 d，透色期提前9 d，盛花期提前6 d，且差異顯著；‘杭白菊’嫁接苗現蕾期提前2 d，透色期提前3d，盛花期提前1 d，末花期提前3 d；‘皇菊’嫁接苗蕾期提前1 d，透色期提前1 d，盛花期提前1 d，末花期提前了2 d，說明嫁接對茶菊部分品種花期響應明顯，促使菊花提前開花，延長盛花期，增長了采收及觀賞時間。

表2 嫁接對三種茶菊花期的影響Table 2 Effects of grafting on florescence of the three varieties tea-applied chrysanthemum

2.3 嫁接對三種茶菊成花產量的影響

2.3.1 單花鮮重由表3 可知，‘杭白菊’嫁接苗單朵花鮮重與扦插苗相比增加10.1%；‘金絲菊’嫁接苗單朵花鮮重與扦插苗相比降低9.6%，且達到顯著水平；‘皇菊’嫁接苗和扦插苗單朵花鮮重無顯著差異。嫁接對茶菊單朵花鮮重的影響存在品種差異性。

2.3.2 單株花朵數由表3 可知，與扦插相比，‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗單株花朵數分別增多129.2%、31.6%、19.2%，且均達到顯著水平。說明嫁接顯著增加了茶菊單株花朵數。

2.3.3 單株花朵鮮重與扦插苗相比，‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗單株花朵鮮重分別高97.2%、21.2%、9.7%，差異顯著。嫁接對茶菊單株花朵鮮重有增加作用。

2.3.4 單株花干重由表3 可知，與扦插苗相比，‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗單株花朵干重分別高73.9%、16.0%、41.2%，差異顯著。嫁接增加了茶菊單株花朵干重，但不同品種影響程度不同。

2.3.5 估算畝產量‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗較扦插苗估算667 m2產量分別高74.0%、15.9%、41.1%，三個品種嫁接苗和扦插苗之間估算畝產量差異均達到顯著水平。嫁接對茶菊畝產量有明顯增加效果，但不同品種程度不同。三個品種茶菊的產量之間，嫁接和扦插‘杭白菊’畝產量均大于其他兩個品種，其次是‘皇菊’，‘金絲菊’產量最低。

表3 嫁接對三種茶菊產量性狀的影響Table 3 Effects of grafting on yield trait of the three varieties tea-applied chrysanthemum

2.4 嫁接對三種茶菊品質的影響

2.4.1 嫁接對茶菊品質指標的影響如圖1（A）所示，‘杭白菊’嫁接苗低于扦插苗1.7%，差異不顯著；‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗水浸出物含量分別高于扦插苗3.0%、1.2%，差異不顯著。6 份樣品水浸出物含量排名為G-JS＞C-JS＞G-HJ＞C-HJ＞C-HB＞G-HB，‘杭白菊’水浸出物含量略低于其他兩個品種。水浸出物含量多少決定了茶湯的口感和湯色，由結果知，初步確定嫁接對茶菊的無機和有機化合物含量及口感湯色并無明顯影響。

如圖1（B）所示，‘杭白菊’嫁接苗較扦插苗低85.0%，且差異顯著，‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗的粗脂肪含量均顯著高于扦插苗，‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗粗脂肪含量分別是扦插苗的100.9%和68.2%。6 份樣品粗脂肪含量排名為G-JS＞C-HB＞G-HB＞C-JS＞G-HJ＞C-HJ，‘皇菊’粗脂肪含量較其他品種含量略低。

圖1 嫁接對三種茶菊化學成分含量的影響Fig.1 Effects of grafting on the chemical Composition of the three varieties tea-applied chrysanthemum

可溶性糖能使茶湯滋味甜醇，是茶類品質的重要指標，而且在加工過程中通過美拉德反應以及焦糖化反應產生一些香氣物質和有色物質，從而影響茶飲品質。如圖1（C）所示，可知‘杭白菊’‘金絲菊’、‘皇菊’茶菊嫁接苗較扦插苗略高，分別為26.6%、2.7%、11.5%，但差異均不顯著。6份樣品可溶性糖含量由高到低為G-JS＞C-JS＞G-HJ＞C-HJ＞G-HB＞C-HB，‘金絲菊’較其他兩個品種可溶性糖含量較高。

由圖1（D）所示，‘皇菊’嫁接苗可溶性蛋白含量有所提高，‘杭白菊’、‘金絲菊’嫁接苗較扦插苗略低，差異均不顯著；可溶性蛋白含量由高到低順序為含量由高到低為C-JS＞C-HB＞G-JS＞GHJ＞C-HJ＞G-HB。

維生素與茶菊保健營養作用有關，由圖1（E）所示，三種茶菊嫁接苗維生素C 含量分別降低10.4%、13.1%、6.5%，其中‘杭白菊’、‘金絲菊’變化顯著，‘皇菊’變化不顯著。維生素C 含量由高到低為C-HB＞C-JS＞C-HJ＞G-HB＞G-HJ＞G-JS。

游離氨基酸含量與茶飲的品質成高度正相關，是茶飲品質的重要指標。由圖1（F）所示，嫁接對三種茶用菊花游離氨基酸含量影響很大，‘杭白菊’嫁接苗游離氨基酸含量顯著高于扦插苗，‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗含量顯著降低。游離氨基酸含量由高到低為C-JS＞C-HJ＞G-HB＞G-JS＞G-HJ＞C-HB。

黃酮類化合物和綠原酸為茶菊的功效成分，由圖1（G）、圖1（H）所示，茶菊嫁接苗黃酮類化合物、綠原酸含量均有所提高，其中‘杭白菊’、‘皇菊’變化顯著，總黃酮含量由高到低為G-HJ＞G-HB＞G-JS＞C-HJ＞C-JS＞C-HB；綠原酸含量由高到低為G-HB＞G-HJ＞C-HJ＞C-HB＞G-JS＞C-JS，金絲菊兩個指標均低于其他兩個品種。

綜合以上結果，所測6 項基本營養指標和2 項功效指標中，嫁接使三種茶菊可溶性糖、總黃酮、綠原酸含量均有所提高，而水浸出物含量和可溶性蛋白含量嫁接后變化不明顯，較扦插苗，不同品種茶菊嫁接苗粗脂肪、維生素C、游離氨基酸含量變化不一致，因此嫁接對三種茶菊的品質并無明顯負面影響。

2.4.2 品質指標主成分分析各指標與品質為正相關，運用隸屬函數公式計算隸屬函數值，如表4 所示，‘金絲菊’嫁接苗綜合得分最高，‘杭白菊’扦插苗綜合得分最低，‘杭白菊’、‘金絲菊’嫁接苗比同品種扦插苗綜合得分略高，‘皇菊’嫁接苗較扦插苗得分略低。6 份樣品的品質綜合排名為：G-JS＞C-JS＞C-HJ＞G-HB＞G-HJ＞C-HB。

表4 茶菊品質的隸屬函數值Table 4 Subordinate function value of tea-applied chrysanthemum quality

3 討論

黃蒿（A.annua）是菊科一年生草本，生境適應性強，生長在路旁、荒地、山坡、林緣等處，也見于鹽漬化土壤上，須根系，根系發達。與菊花相比，黃蒿根系土壤未發現菊花立枯病病原菌（Rhizoctonia solan），而且菊花枯萎病鐮刀真菌（Fusariumspp.）含量較少[14]。此外，黃蒿植株富含具有廣譜生物活性的揮發油，有抑菌、避蟲、殺蟲作用[19-21]。植物根系是植物吸收水分和養分的主要器官，同時又是植物體內多種激素有機酸和氨基酸合成的重要場所，其形態和生理特性與地上部的生長發育、產量和品質均有密切關系[22,23]。本研究中茶菊嫁接苗的長勢和產量均優于扦插苗，推測是黃蒿根系較為發達，根系活力高于菊花根系[24]，提高了嫁接苗對水肥的吸收能力，黃蒿對生物脅迫的抵御功能一定程度上為接穗生長發育以及菊花增產增質創造了良好的條件[25]。嫁接苗明顯比扦插苗長勢好，而且產量不同程度提高，原因可能是嫁接提高了植物葉片的光合同化能力[26]、增強了地下部對營養和水分的吸收、提供更多的營養物質，增強了植物對各種逆境傷害的適應能力[6]，從而有效提高茶菊的產量。

由于砧木根系自身特點以及砧穗之間的互作效應，使植株原有的吸收能力發生改變，源庫之間的關系以及生理生化過程不同于自根植株，從而植株的果實產量和品質都會受到影響[27,28]。嫁接使植株相關代謝活動發生改變，在蔬菜嫁接研究中發現嫁接植株的苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia lyase，PAL）的活性上升變化快，活性高[29,30]，在本研究中茶菊嫁接苗的黃酮類和綠原酸含量較扦插苗增加，推測是由于茶菊嫁接引起植株體內PAL 活性增強，而在莽草酸途徑中PAL 可以催化苯丙氨酸轉化形成黃酮類和綠原酸等物質[31,32]。

主成分分析通過降低數據維數，在損失較少原始數據信息的前提下把多個變量轉化為幾個不相關的綜合變量[33]，本研究對茶菊品質指標進行測定分析比較，已經證明嫁接提高產量同時未對品質造成明顯負面影響，但不同指標嫁接苗與扦插苗之間差異變化不規律，為進一步對品質指標進行分析比較，因此采用主成分分析結合隸屬函數計算綜合得分，近年來，運用此方法綜合評價植物性狀及產品品質已有廣泛應用研究[34,35]。本試驗中‘皇菊’嫁接苗綜合品質指標綜合排名較扦插苗有所降低可能因為品種之間存在差異性，在提高產量的同時，部分品質相關物質分解轉化，從而減少，造成品質下降。

菊花是典型的短日照植物，菊花花期除受日照長度影響外，還與溫度、水肥、激素、栽培等因素有關。本研究結果表明，嫁接均不同程度提前了三個品種的現蕾期和盛花期，其中‘金絲菊’嫁接苗盛花期延長6 d，延長了采摘與觀賞期，從而避開霜期，在生產上有重要意義。梁芳等[36]研究提出，蔗糖可能作為成花啟動信號物質，參與了菊花成花進程，蔗糖是光合作用的主要終產物之一，研究發現嫁接可以提高植物的光合作用[37]，從而使蔗糖在葉片中大量積累，當積累到一定水平后，開花信號由葉片傳遞到生長點，完成信號轉導。此外，花芽分化需要較高水平的蔗糖，因此葉片中合成的蔗糖不斷轉移到花芽中，促進花芽分化[38]。本試驗嫁接茶菊提前進入花芽分化階段，推測因嫁接提高菊花光合作用，從而促進了嫁接茶菊的萌芽開花。試驗結果中末花期并沒有顯著變化，可能是栽培期間溫度驟降的原因，在扦插苗中，‘皇菊’盛花期和末花期均比其他兩個品種遲，且差異顯著，說明‘皇菊’花期較晚，品種耐寒性較好，但種植期間應提早做好防霜準備。

4 結論

嫁接明顯提高了茶菊的長勢，使產量顯著提高，茶菊嫁接苗較扦插苗花期不同程度提前，同時嫁接茶菊的飲用品質沒有產生明顯變化，是一項有效的高效綠色栽培措施，此結果即是對嫁接理論的推動，也會為茶菊生產中嫁接技術的科學應用提供有效參考。