不同光強(qiáng)和光質(zhì)對(duì)黃瓜嫁接愈合及生長(zhǎng)的影響

鐘路明，廖自月，郝思怡，林碧英，申寶營(yíng)，劉 爽

（福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院 福州 350002）

嫁接是防治瓜類和茄果類蔬菜土傳病害，促進(jìn)蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。隨著我國(guó)瓜果類嫁接工廠化育苗技術(shù)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)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(chǎn)成本以及提高嫁接苗質(zhì)量成為目前生產(chǎn)上急需解決的問(wèn)題。

黃瓜嫁接愈合后愈合情況及幼苗質(zhì)量不僅與砧木、接穗本身質(zhì)量有關(guān)，還取決于嫁接后設(shè)施的環(huán)境因子，如光、溫度與空氣濕度等。不同的光質(zhì)、光強(qiáng)和光照時(shí)間對(duì)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(guò)程中起到了很好的調(diào)節(jié)作用，適宜的光強(qiáng)、光質(zhì)對(duì)嫁接愈合有促進(jìn)作用。而愈合期間，不同光強(qiáng)梯度、光質(zhì)的LED照明時(shí)間對(duì)嫁接幼苗生長(zhǎng)的物質(zhì)積累影響也較大。Jang 等對(duì)黃瓜及辣椒的嫁接愈合研究發(fā)現(xiàn)，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(duì)黃瓜嫁接愈合最適的光環(huán)境作了篩選。但這些研究?jī)H限于單獨(dú)對(duì)光強(qiáng)或者光質(zhì)進(jìn)行研究，迄今未見綜合考慮光強(qiáng)梯度和光質(zhì)對(duì)黃瓜嫁接愈合及幼苗質(zhì)量的影響的相關(guān)研究報(bào)道。

筆者在課題組及前人的基礎(chǔ)上，選擇光強(qiáng)梯度綜合評(píng)價(jià)值在前三的光強(qiáng)梯度，配比3 種不同比例的紅藍(lán)混合光，進(jìn)行3×3 的正交試驗(yàn)。研究不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗愈合及幼苗生長(zhǎng)的影響。進(jìn)一步揭示光強(qiáng)梯度和光質(zhì)環(huán)境因子在黃瓜嫁接愈合及幼苗生長(zhǎng)中發(fā)揮的作用。同時(shí)為工廠化黃瓜嫁接苗嫁接后愈合光環(huán)境精細(xì)化控制提供一些理論依據(jù)和有效方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取壯士南瓜為砧木、冬青黃瓜為接穗，種子購(gòu)于福建省福州市昌育農(nóng)業(yè)有限公司。挑選大小一致的砧木和接穗種子進(jìn)行浸種催芽，待砧木幼苗出土后子葉展平時(shí)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(yàn)用光源采用LED 與白色熒光燈條。LED 紅光波峰值630 nm，藍(lán)光波峰值450 nm。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2021 年3—5 月在福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程人工氣候室中進(jìn)行。嫁接后采用不同的光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合進(jìn)行培養(yǎng)：試驗(yàn)共設(shè)9 個(gè)處理（表1），晝夜溫度為24 ℃/18 ℃，光周期為12 h/12 h，各階段管理?xiàng)l件如表2，嫁接后11 d 將幼苗移入玻璃溫室，常規(guī)光照管理。各指標(biāo)的測(cè)定每處理隨機(jī)取樣5 株，3 次重復(fù)，每個(gè)處理樣本數(shù)40 株，隨機(jī)區(qū)組排列。

表1 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)互作試驗(yàn)

表2 嫁接后環(huán)境管理措施

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法 嫁接后10 d，測(cè)定砧穗接合力：取嫁接苗距頂插節(jié)點(diǎn)部位3 cm 莖段，利用艾德堡HP-30 數(shù)顯推拉力計(jì)測(cè)定砧木與接穗分離時(shí)的瞬時(shí)最大拉力（N）；砧穗接合部莖輸導(dǎo)能力測(cè)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(zhì)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(jì)（普析通用，TU-1810）測(cè)定A545，從標(biāo)準(zhǔn)曲線讀取酸性品紅含量。

品紅含量（mg·g·h）=（×）/（××）

式中：為標(biāo)準(zhǔn)方程求得的品紅質(zhì)量（mg），為提取液總體積（mL），為測(cè)定所取提取液體積（mL），為葉片質(zhì)量（g），為品紅處理時(shí)間（h）。

嫁接后15 d，用游標(biāo)卡尺測(cè)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(shù)；采用混合液浸提法測(cè)定嫁接苗真葉葉綠素含量；使用氯化三苯基四氮唑法（TTC）測(cè)根系活力，使用鮮樣烘干法測(cè)各部分干重。并計(jì)算嫁接苗壯苗指數(shù)=（接合部莖粗/接穗高度）×全株干質(zhì)量和G 值=全株干質(zhì)量/育苗時(shí)間。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 22.0 軟件進(jìn)行方差分析，使用Duncan 法進(jìn)行多重比較（＜0.05）；綜合評(píng)價(jià)結(jié)果使用熵權(quán)系數(shù)法進(jìn)行分析；采用WPS office 2021 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接愈合的影響

從圖1 可以看出，相同光強(qiáng)梯度下，嫁接苗幼苗愈合指標(biāo)接合力（圖1-A）與木質(zhì)部輸導(dǎo)力（圖1-B，以品紅含量代表輸導(dǎo)力）在光質(zhì)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(zhì)部輸導(dǎo)力呈上升趨勢(shì)，均在8R∶2B 處理下達(dá)最大值。而相同光質(zhì)組合下，不同光強(qiáng)梯度的接合力與木質(zhì)部輸導(dǎo)能力先增大后減小，均在45-90-135 μmol·m·s的光強(qiáng)梯度下達(dá)最大值。但不同處理間光強(qiáng)梯度的變化對(duì)黃瓜嫁接苗愈合的影響小于不同處理間光質(zhì)組合的變化對(duì)黃瓜嫁接苗愈合的影響?？偟膩?lái)看，光強(qiáng)梯度為45-90-135 μmol·m·s而光質(zhì)組合為8R∶2B 時(shí)，對(duì)黃瓜嫁接苗幼苗愈合接合力和木質(zhì)部輸導(dǎo)力的影響最大，且與多數(shù)處理差異顯著。

圖1 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接愈合的影響

2.2 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

從表3 可以看出，相同光強(qiáng)梯度下，接穗莖粗、接穗干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、總根長(zhǎng)、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(zhì)組合為8R∶2B 時(shí)達(dá)最大值。相同光質(zhì)組合下，接穗莖粗、接穗干質(zhì)量和全株干質(zhì)量、總根長(zhǎng)、根表面積和根體積均隨著光強(qiáng)梯度的增加而增加。并且在60-120-180 μmol·m·s的光強(qiáng)梯度下達(dá)最大值?？傮w來(lái)看，除接穗莖粗在T2L3 處理達(dá)最大值且與其他處理差異顯著外，其他形態(tài)指標(biāo)均在T3L3 處理達(dá)最大值。

表3 不光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

2.3 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗綜合形態(tài)指標(biāo)的影響

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

圖2 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗幼苗綜合形態(tài)指標(biāo)的影響

從圖2-B 可知，不同光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗壯苗指數(shù)的影響在不同光強(qiáng)梯度下表現(xiàn)不一致。光強(qiáng)梯度為30-60-90 μmol·m·s時(shí)，隨著紅光比例增加，壯苗指數(shù)降低；光強(qiáng)梯度為45-90-135 μmol·m·s時(shí)，隨著紅光比例增加，壯苗指數(shù)則先上升后下降，但3 個(gè)處理間無(wú)顯著差異；光強(qiáng)梯度為60-120-180 μmol·m·s時(shí)，則表現(xiàn)為隨著紅光比例的增加，壯苗指數(shù)也增加。而相同光質(zhì)組合下，隨著光強(qiáng)梯度的增加，壯苗指數(shù)也增加，在60-120-180 μmol·m·s達(dá)最大值?？傮w來(lái)看，壯苗指數(shù)在T3L3 處理達(dá)最大值，且與其他各處理差異顯著。

2.4 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗生理生化指標(biāo)的影響

從圖3-A 可以看出，不同強(qiáng)梯度下，紅藍(lán)混合光不同組合對(duì)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(qiáng)梯度下，紅光比例增加根系活力上升，T1L3 達(dá)最大值，且與T1L1、T1L2 差異顯著；45-90-135 μmol·m·s的光強(qiáng)梯度下，紅光比例增加根系活力上升，T2L3 達(dá)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(qiáng)梯度下紅光比例增加根系活力下降，T3L1 達(dá)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(qiáng)梯度下，紅藍(lán)混合光不同組合對(duì)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(shì)。葉綠素a、b 和葉綠素a+b 均在T2L3 達(dá)最大值。結(jié)果表明，紅藍(lán)混合光對(duì)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(qiáng)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(yīng)值分別為0、0.024、0.088 和0.011，除葉綠素b 外，各指標(biāo)值均小于0.05，即光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合存在明顯的互作效應(yīng)。

圖3 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗生理生化指標(biāo)的影響

2.5 熵權(quán)-模糊隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

計(jì)算出最終綜合評(píng)價(jià)值，列表4 如下。由表4可知，各處理下綜合評(píng)價(jià)值大小排名為T2L3＞T3L3＞T2L2＞T3L2＞T1L3＞T3L1＞T2L1＞T1L2＞T1L1處理。結(jié)果表明，光強(qiáng)梯度為45-90-135 μmol·m·s和光質(zhì)組合為8R∶2B 時(shí)，對(duì)黃瓜嫁接苗愈合及幼苗質(zhì)量的綜合影響最好。

表4 不同光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合對(duì)黃瓜嫁接苗愈合及幼苗質(zhì)量影響的綜合評(píng)價(jià)

3 討論與結(jié)論

在嫁接愈合過(guò)程中，嫁接苗接合部愈合情況是成活的關(guān)鍵。接合力與木質(zhì)部輸導(dǎo)力是衡量嫁接苗接合部愈合情況的關(guān)鍵指標(biāo)。前人研究表明，光照對(duì)嫁接接合部的發(fā)育及其功能有積極的影響。光不僅影響愈傷組織的分化，對(duì)維管束的形成也起著重要作用。本試驗(yàn)表明紅藍(lán)混合光下紅光比例增加有利于促進(jìn)嫁接愈合效果，同時(shí)光強(qiáng)梯度為45-90-135 μmol·m·s時(shí)，接合部愈合情況最佳，這與陳穎和廖自月等的研究結(jié)果一致。另外，本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，光強(qiáng)梯度的變化對(duì)黃瓜嫁接苗幼苗愈合的影響小于光質(zhì)組合的變化對(duì)黃瓜嫁接苗幼苗愈合的影響。劉方園在西瓜的研究中推測(cè)，可能是因?yàn)榧藿佑掀?，植物光合作用弱，光主要作為信?hào)分子影響植物的愈合，因而對(duì)光強(qiáng)梯度變化的敏感度小于光質(zhì)變化。

嫁接苗的地上地下形態(tài)能夠直觀反映幼苗的生長(zhǎng)優(yōu)劣。諸多學(xué)者對(duì)番茄、蘿卜、黃瓜等研究發(fā)現(xiàn)紅光處理可以促進(jìn)幼苗干物質(zhì)積累。而嫁接愈合期合適的光強(qiáng)梯度也有利于嫁接愈合后的幼苗生長(zhǎng)。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，光質(zhì)組合為8R∶2B，而光強(qiáng)梯度為60-120-180 μmol·m·s時(shí)最有利于黃瓜嫁接苗的形態(tài)建成。這與朱晨篩選出黃瓜嫁接愈合最適光強(qiáng)梯度為25（1 d）-50（2～3 d）-100（4～5 d）-150（6～7 d），最適光質(zhì)組合為7R∶3B∶7W的結(jié)果類似。

根系的發(fā)育狀況是作物能否獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵，根系活力作為幼苗根系發(fā)育狀況的重要指標(biāo)，它直接影響著根系發(fā)育狀況。而光合色素是植物進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ)。本試驗(yàn)結(jié)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(qiáng)梯度為45-90-135 μmol·m·s時(shí)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(jié)果類似。同時(shí)本研究還發(fā)現(xiàn)，紅藍(lán)混合光對(duì)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(qiáng)梯度下，影響情況存在差異。殷小智等對(duì)三七的研究也表明不同光強(qiáng)下，不同光質(zhì)對(duì)三七光合特性的影響情況不同。本研究從互作分析結(jié)果表明，光強(qiáng)梯度和光質(zhì)組合在影響黃瓜嫁接苗的生理指標(biāo)方面表現(xiàn)出明顯的互作效應(yīng)。即光強(qiáng)和光質(zhì)在不同層面上影響著植物的生理狀態(tài)，為得到最佳的光環(huán)境，需綜合考慮光強(qiáng)和光質(zhì)。

本試驗(yàn)中，熵權(quán)-隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)各處理綜合評(píng) 價(jià) 值 大 小 排 名 為T2L3＞T3L3＞T2L2＞T3L2＞T1L3＞T3L1＞T2L1＞T1L2＞T1L1。其 中T2L3 處 理的綜合評(píng)價(jià)值取得最大值0.895，說(shuō)明在T2L3 處理即光強(qiáng)梯度為45-90-135 μmol·m·s、紅藍(lán)配比為8R∶2B 的光環(huán)境對(duì)黃瓜嫁接苗愈合生長(zhǎng)及幼苗質(zhì)量最有利。因此，工廠化黃瓜嫁接苗愈合期間，給予光強(qiáng)梯度為45-90-135 μmol·m·s，紅藍(lán)配比為8R∶2B 的光環(huán)境的條件最為適宜。