不同光強和光質對黃瓜嫁接愈合及生長的影響

鐘路明，廖自月，郝思怡，林碧英，申寶營，劉 爽

（福建農林大學園藝學院 福州 350002）

嫁接是防治瓜類和茄果類蔬菜土傳病害，促進蔬菜產業可持續發展的有效措施。隨著我國瓜果類嫁接工廠化育苗技術的快速發展，市場對于嫁接苗需求量逐年增加，故縮短嫁接苗育苗周期、降低生產成本以及提高嫁接苗質量成為目前生產上急需解決的問題。

黃瓜嫁接愈合后愈合情況及幼苗質量不僅與砧木、接穗本身質量有關，還取決于嫁接后設施的環境因子，如光、溫度與空氣濕度等。不同的光質、光強和光照時間對植物的影響也不相同。光在愈傷組織的形成和維管束的形成過程中起到了很好的調節作用，適宜的光強、光質對嫁接愈合有促進作用。而愈合期間，不同光強梯度、光質的LED照明時間對嫁接幼苗生長的物質積累影響也較大。Jang 等對黃瓜及辣椒的嫁接愈合研究發現，二氧化碳交換率的提高得益于較高的光照水平。此外，朱晨等對黃瓜嫁接愈合最適的光環境作了篩選。但這些研究僅限于單獨對光強或者光質進行研究，迄今未見綜合考慮光強梯度和光質對黃瓜嫁接愈合及幼苗質量的影響的相關研究報道。

筆者在課題組及前人的基礎上，選擇光強梯度綜合評價值在前三的光強梯度，配比3 種不同比例的紅藍混合光，進行3×3 的正交試驗。研究不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗愈合及幼苗生長的影響。進一步揭示光強梯度和光質環境因子在黃瓜嫁接愈合及幼苗生長中發揮的作用。同時為工廠化黃瓜嫁接苗嫁接后愈合光環境精細化控制提供一些理論依據和有效方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取壯士南瓜為砧木、冬青黃瓜為接穗，種子購于福建省福州市昌育農業有限公司。挑選大小一致的砧木和接穗種子進行浸種催芽，待砧木幼苗出土后子葉展平時播種接穗。砧木（南瓜）播種于32 孔穴盤中，接穗（黃瓜）則播種于108 孔穴盤中。在接穗子葉展平后1 d 開始采用改良頂插固定嫁接法嫁接。試驗用光源采用LED 與白色熒光燈條。LED 紅光波峰值630 nm，藍光波峰值450 nm。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗于2021 年3—5 月在福建農林大學園藝學院設施農業科學與工程人工氣候室中進行。嫁接后采用不同的光強梯度和光質組合進行培養：試驗共設9 個處理（表1），晝夜溫度為24 ℃/18 ℃，光周期為12 h/12 h，各階段管理條件如表2，嫁接后11 d 將幼苗移入玻璃溫室，常規光照管理。各指標的測定每處理隨機取樣5 株，3 次重復，每個處理樣本數40 株，隨機區組排列。

表1 不同光強梯度和光質互作試驗

表2 嫁接后環境管理措施

1.2.2 測定指標與方法 嫁接后10 d，測定砧穗接合力：取嫁接苗距頂插節點部位3 cm 莖段，利用艾德堡HP-30 數顯推拉力計測定砧木與接穗分離時的瞬時最大拉力（N）；砧穗接合部莖輸導能力測定：從砧木莖基本切取地上部分，置于1%酸性品紅溶液中3 h，取全部接穗，稱質量后加2 mL 水研磨成勻漿，4500 r·min離心5 min，取上清液，使用分光光度計（普析通用，TU-1810）測定A545，從標準曲線讀取酸性品紅含量。

品紅含量（mg·g·h）=（×）/（××）

式中：為標準方程求得的品紅質量（mg），為提取液總體積（mL），為測定所取提取液體積（mL），為葉片質量（g），為品紅處理時間（h）。

嫁接后15 d，用游標卡尺測莖粗、接穗高度；使用EPSON Expression 11000XL 根系掃描儀獲取黃瓜幼苗根系參數；采用混合液浸提法測定嫁接苗真葉葉綠素含量；使用氯化三苯基四氮唑法（TTC）測根系活力，使用鮮樣烘干法測各部分干重。并計算嫁接苗壯苗指數=（接合部莖粗/接穗高度）×全株干質量和G 值=全株干質量/育苗時間。

1.2.3 數據處理 試驗數據采用IBM SPSS Statistics 22.0 軟件進行方差分析，使用Duncan 法進行多重比較（＜0.05）；綜合評價結果使用熵權系數法進行分析；采用WPS office 2021 軟件進行統計分析和圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接愈合的影響

從圖1 可以看出，相同光強梯度下，嫁接苗幼苗愈合指標接合力（圖1-A）與木質部輸導力（圖1-B，以品紅含量代表輸導力）在光質組合2R∶8B、5R∶5B 和8R∶2B 下兩兩均存在顯著差異，且隨著紅光比例增加，接合力與木質部輸導力呈上升趨勢，均在8R∶2B 處理下達最大值。而相同光質組合下，不同光強梯度的接合力與木質部輸導能力先增大后減小，均在45-90-135 μmol·m·s的光強梯度下達最大值。但不同處理間光強梯度的變化對黃瓜嫁接苗愈合的影響小于不同處理間光質組合的變化對黃瓜嫁接苗愈合的影響。總的來看，光強梯度為45-90-135 μmol·m·s而光質組合為8R∶2B 時，對黃瓜嫁接苗幼苗愈合接合力和木質部輸導力的影響最大，且與多數處理差異顯著。

圖1 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接愈合的影響

2.2 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗幼苗形態指標的影響

從表3 可以看出，相同光強梯度下，接穗莖粗、接穗干質量、全株干質量、總根長、根表面積和根體積均隨著紅光比例的增加而增大，并在光質組合為8R∶2B 時達最大值。相同光質組合下，接穗莖粗、接穗干質量和全株干質量、總根長、根表面積和根體積均隨著光強梯度的增加而增加。并且在60-120-180 μmol·m·s的光強梯度下達最大值。總體來看，除接穗莖粗在T2L3 處理達最大值且與其他處理差異顯著外，其他形態指標均在T3L3 處理達最大值。

表3 不光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗幼苗形態指標的影響

2.3 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗綜合形態指標的影響

從圖2-A 可知，相同光強梯度下，隨著紅光比例的增加，G 值呈上升的趨勢，并在8R∶2B 的光質組合下達最大值。除2R∶8B 外，其他相同光質組合下，隨著光強梯度的增加，G 值也呈增大趨勢，最終在60-120-180 μmol·m·s的光強梯度下達最大值，且與其他處理差異顯著。總的來看，G 值在T3L2處理達最大值，除與T3L3 相近無顯著差異外，與其他處理均差異顯著。

圖2 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗幼苗綜合形態指標的影響

從圖2-B 可知，不同光質組合對黃瓜嫁接苗壯苗指數的影響在不同光強梯度下表現不一致。光強梯度為30-60-90 μmol·m·s時，隨著紅光比例增加，壯苗指數降低；光強梯度為45-90-135 μmol·m·s時，隨著紅光比例增加，壯苗指數則先上升后下降，但3 個處理間無顯著差異；光強梯度為60-120-180 μmol·m·s時，則表現為隨著紅光比例的增加，壯苗指數也增加。而相同光質組合下，隨著光強梯度的增加，壯苗指數也增加，在60-120-180 μmol·m·s達最大值。總體來看，壯苗指數在T3L3 處理達最大值，且與其他各處理差異顯著。

2.4 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗生理生化指標的影響

從圖3-A 可以看出，不同強梯度下，紅藍混合光不同組合對黃瓜嫁接苗根系活力的影響情況不同：30-60-90 μmol·m·s的光強梯度下，紅光比例增加根系活力上升，T1L3 達最大值，且與T1L1、T1L2 差異顯著；45-90-135 μmol·m·s的光強梯度下，紅光比例增加根系活力上升，T2L3 達最大值，與T2L2 差異不顯著，而與T2L1 差異顯著；60-120-180 μmol·m·s的光強梯度下紅光比例增加根系活力下降，T3L1 達最大值，與T3L2 差異不顯著，而與T3L3 差異顯著。從圖3-B、3-C 和3-D可以看出，不同光強梯度下，紅藍混合光不同組合對黃瓜嫁接苗葉綠素含量的影響雖然也存在差異，但整體均隨著紅光比例的增加呈上升趨勢。葉綠素a、b 和葉綠素a+b 均在T2L3 達最大值。結果表明，紅藍混合光對黃瓜嫁接苗幼苗根系活力和葉綠素含量的影響在不同光強梯度下，影響情況存在差異，而整體上紅光比例增加有利于葉綠素含量的增加。另外，根系活力、葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素a+b 的互作效應值分別為0、0.024、0.088 和0.011，除葉綠素b 外，各指標值均小于0.05，即光強梯度和光質組合存在明顯的互作效應。

圖3 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗生理生化指標的影響

2.5 熵權-模糊隸屬函數綜合評價結果

計算出最終綜合評價值，列表4 如下。由表4可知，各處理下綜合評價值大小排名為T2L3＞T3L3＞T2L2＞T3L2＞T1L3＞T3L1＞T2L1＞T1L2＞T1L1處理。結果表明，光強梯度為45-90-135 μmol·m·s和光質組合為8R∶2B 時，對黃瓜嫁接苗愈合及幼苗質量的綜合影響最好。

表4 不同光強梯度和光質組合對黃瓜嫁接苗愈合及幼苗質量影響的綜合評價

3 討論與結論

在嫁接愈合過程中，嫁接苗接合部愈合情況是成活的關鍵。接合力與木質部輸導力是衡量嫁接苗接合部愈合情況的關鍵指標。前人研究表明，光照對嫁接接合部的發育及其功能有積極的影響。光不僅影響愈傷組織的分化，對維管束的形成也起著重要作用。本試驗表明紅藍混合光下紅光比例增加有利于促進嫁接愈合效果，同時光強梯度為45-90-135 μmol·m·s時，接合部愈合情況最佳，這與陳穎和廖自月等的研究結果一致。另外，本試驗還發現，光強梯度的變化對黃瓜嫁接苗幼苗愈合的影響小于光質組合的變化對黃瓜嫁接苗幼苗愈合的影響。劉方園在西瓜的研究中推測，可能是因為嫁接愈合期，植物光合作用弱，光主要作為信號分子影響植物的愈合，因而對光強梯度變化的敏感度小于光質變化。

嫁接苗的地上地下形態能夠直觀反映幼苗的生長優劣。諸多學者對番茄、蘿卜、黃瓜等研究發現紅光處理可以促進幼苗干物質積累。而嫁接愈合期合適的光強梯度也有利于嫁接愈合后的幼苗生長。本試驗結果也表明，光質組合為8R∶2B，而光強梯度為60-120-180 μmol·m·s時最有利于黃瓜嫁接苗的形態建成。這與朱晨篩選出黃瓜嫁接愈合最適光強梯度為25（1 d）-50（2～3 d）-100（4～5 d）-150（6～7 d），最適光質組合為7R∶3B∶7W的結果類似。

根系的發育狀況是作物能否獲得高產穩產的關鍵，根系活力作為幼苗根系發育狀況的重要指標，它直接影響著根系發育狀況。而光合色素是植物進行光合作用的基礎。本試驗結果表明，整體上紅光比例增加有利于提高根系活力和葉綠素含量，而光強梯度為45-90-135 μmol·m·s時根系活力和葉綠素含量最高。這與閆萌萌等、李慧敏等和李偉等的研究結果類似。同時本研究還發現，紅藍混合光對黃瓜嫁接苗幼苗根系活力和葉綠素含量的影響在不同光強梯度下，影響情況存在差異。殷小智等對三七的研究也表明不同光強下，不同光質對三七光合特性的影響情況不同。本研究從互作分析結果表明，光強梯度和光質組合在影響黃瓜嫁接苗的生理指標方面表現出明顯的互作效應。即光強和光質在不同層面上影響著植物的生理狀態，為得到最佳的光環境，需綜合考慮光強和光質。

本試驗中，熵權-隸屬函數綜合評價各處理綜合評 價 值 大 小 排 名 為T2L3＞T3L3＞T2L2＞T3L2＞T1L3＞T3L1＞T2L1＞T1L2＞T1L1。其 中T2L3 處 理的綜合評價值取得最大值0.895，說明在T2L3 處理即光強梯度為45-90-135 μmol·m·s、紅藍配比為8R∶2B 的光環境對黃瓜嫁接苗愈合生長及幼苗質量最有利。因此，工廠化黃瓜嫁接苗愈合期間，給予光強梯度為45-90-135 μmol·m·s，紅藍配比為8R∶2B 的光環境的條件最為適宜。