托鲁巴姆嫁接对番茄生长、产量和品质的影响

作者:未知

  摘 要:【目的】以茄子为砧木嫁接番茄,综合评价茄砧嫁接对番茄生长、产量及品质的影响,进一步明确茄砧嫁接栽培的生物学效应,为该技术的应用提供理论依据。【方法】以托鲁巴姆为砧木,金棚9号为接穗,自根苗为对照,通过蛭石栽培方式,研究茄砧嫁接对番茄生长、产量、肥水利用率和品质的影响。【结果】嫁接后番茄植株的株高降低,叶片数减少,植株根、茎干鲜重降低,根冠比增加,植株光合色素含量增加,根系活力增强,单果重、单株结果数、单株产量降低;嫁接后增加了果实中Vc、可溶性糖含量,降低了可滴定酸,提高了糖酸比;可溶性固形物、番茄红素含量自根苗和嫁接苗无显著差异;嫁接后,降低了植株耗水量和矿质元素的吸收量,提高了水分和矿质元素的利用率。【结论】综合生长、产量、品质等指标,托鲁巴姆嫁接有助于番茄果实品质的提高,在嫁接栽培方面有一定利用价值。
  关键词:番茄;托鲁巴姆;嫁接;生长;产量;营养品质
  中图分类号:S 641.204.3文献标识码:A文章编号:1008-0384(2019)02-192-06
  0 引言
  【研究意义】番茄Lycopersicon esculentum Mill.是中国设施栽培面积最大的果菜之一,在蔬菜生产中占有十分重要的地位[1]。近年来随着设施番茄栽培面积的不断扩大,受耕地面积限制,番茄多年重茬种植,土传病害的危害也日趋严重,尤其是番茄青枯病发病率逐年上升,发病严重时,常常造成大面积绝收。同时为了追求经济效益,复种指数高,土壤次生盐渍化等连作障碍日益严重,最终导致番茄产量降低、品质下降,很难让农户和消费者满意[2]。前人对番茄本身作为砧木进行了大量研究,但关于茄砧研究的较少,因此研究茄砧嫁接番茄栽培,对丰富番茄嫁接砧木、充实栽培理论技术和指导生产实践具有一定的现实意义。【前人研究进展】研究表明,嫁接可以促进生长,提高产量,克服连作障碍,提高植株抗病性和抗逆性,改善果实外观和营养品质[3-5]。但嫁接对生长、产量和品质的影响不一致。高方胜等[1]研究表明不同砧木嫁接苗幼苗生长量、生长势和产量显著差异;嫁接影响了番茄果实的营养品质,嫁接番茄果实干物质、可溶性固形物、可溶性蛋白和可滴定酸含量均较对照显著提高,但果实Vc、番茄红素、可溶性糖含量及糖酸比则与对照互有高低。刘德兴等[6]研究表明嫁接降低了生长势和产量,提高了果实品质。托鲁巴姆(Solanum torvum)是茄科茄属栽培茄子的近缘野生种,具有优良的嫁接亲和性[7]、抗逆性[8],抗病性[2],改善土壤微生态结构[2],是设施茄子嫁接栽培中主要的砧木,经常作为茄果类蔬菜嫁接栽培的砧木,在生产上已经得到大面积应用[11]。【本研究切入点】近年来番茄嫁接方面开展了大量工作,大多集中在番茄抗性[11-12]、产量品质[13]、耐盐性[14]等方面,且很多工作都集中于苗期的研究,且都以同属的番茄作为砧木。关于野生茄子作为砧木嫁接番茄研究报道较少,尤其对番茄全生育期的研究未见报道。【拟解决的关键问题】本试验利用托鲁巴姆为砧木嫁接金鹏9号,探讨其对番茄植株生长、产量和品质的影响,以期为番茄优质栽培提供理论依据和技术指导。
  1 材料和方法
  1.1 试验材料
  试验所用番茄品种为金棚9号,砧木为野生茄子托鲁巴姆,购自北京京研益农有限公司。试验于2017年1月~2017年7月在江苏省农业科学院宿迁农科所大棚温室内进行。1月15日、3月1日分别将托鲁巴姆、金棚9号播种于50孔的穴盘中。4月1日嫁接,采用贴接的方法,当砧木2叶1心、接穗1叶1心时开始嫁接。
  1.2 试验设计
  试验设2个处理:金棚9号(自根对照CK),金棚9號/托鲁巴姆(T1),每个处理6次重复,每个重复4株,随机区组排列。嫁接后15 d选生长一致有5片叶子的健壮植株定植于60 cm×40 cm×37 cm规格的塑料箱中,每箱4株,采用茄果类专用营养液浇灌,每箱装蛭石 40 L。
  1.3 测定项目及方法
  1.3.1 生长指标测定
  定植缓苗后,每隔7 d,测定植株的株高和叶片数,共测6次。盛果期测定植株的根系活力和叶绿素含量[15]。初花期测定地上和地下的干鲜重。
  1.3.2 产量和品质指标测定
  果实开始成熟时,及时采收。记录果实数量、单果重和小区产量。选取第二果穗生长一致的果实,测定果实可溶性固形物(利用日本ATAGO公司的数字折射计ACT-1E直接测定)、采用2,6-二氯靛酚滴定法测定果实中Vc含量[15]、采用蒽酮比色法测可溶性糖含量[15]、采用氢氧化钠滴定法测定果实中可滴定酸含量[15]、紫外分光光度计测定番茄红素含量[16]。
  1.3.3 水分和矿质元素测定
  矿质元素利用率是指消耗1 g矿质元素所获得的经济产量[17],水分利用效率是指消耗1 m3水所获得的经济产量。因此,番茄的水分利用率(kg·m-3)=番茄果实产量∕耗水量。番茄的矿质元素利用率(kg·g-1)=番茄果实产量/元素用量。试验期间,详细记录水分和矿质元素总用量,拉秧时统计剩余基质中元素含量和含水量。
  1.4 数据处理
  采用SAS软件对试验数据进行方差分析和多重比较,数据用Microsoft Excel软件进行绘图。
  2 结果与分析
  2.1 托鲁巴姆嫁接对番茄植株生长的影响
  从表1可知,托鲁巴姆嫁接后,植株生长受到显著抑制,株高和叶片数均显著低于对照,说明嫁接后,植株地上地下发生一系列变化,影响了植株的内部代谢,最终影响生长。缓苗后10 d时,植株株高差异不显著,定植17 d时,嫁接苗与自根苗相比,差异显著,嫁接苗比自根苗降低13.5%,45 d时,差异达到最大,嫁接苗比自根苗株高减少17 cm,减少幅度达14.6%。叶片数方面,嫁接苗比自根苗减少,定植31 d后,与自根相比,差异显著。   嫁接后對植株干鲜重的影响如表2所示,植株地上部和地下部干鲜重均比自根减少,除了地下部干重外,其余指标与自根相比均差异显著。嫁接后植株鲜重比对照显著减少,说明嫁接后植株根系不发达,长势减弱,与托鲁巴姆本身的特性不符,或者嫁接后亲和性不好,代谢不协调,影响了砧木优良特性的表现。嫁接后地下和地上部干物率、根冠比均比自根苗增加,且差异显著。
  2.2 托鲁巴姆嫁接对番茄叶片光合色素和根系活力的影响
  如表3所示,嫁接后,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均比自根减少,且差异不显著,减少幅度0.31%、4.97%、1.63%。但根系活力和类胡萝卜素比自根增加,尤其是根系活力比对照增加60.56%,差异显著。
  2.3 托鲁巴姆嫁接对番茄果实产量的影响
  托鲁巴姆嫁接对番茄产量影响如表4所示。嫁接后,单果重、单株产量和每667 m2产量均比对照减少,减少的幅度分别为24.4%、30.0%、30.0%,除了单株结果数外,其他3个指标与自根相比差异显著。
  2.4 托鲁巴姆嫁接对番茄耗水量和水分利用率的影响
  嫁接后根系发达,吸水能力增强,而本试验托鲁巴姆嫁接后,对植株耗水量和水分利用率的影响却相反。如表5所示,嫁接后植株的单株耗水量减少,减少幅度达36.37%,与自根相比差异显著。水分利用率增加9.93%,与自根苗相比差异不显著。说明嫁接后,植株地下地上生长受到抑制,水分吸收能力减弱。水分利用率增加只能说明嫁接后,相对利用率增加,对产量没有促进作用。
  2.5 托鲁巴姆嫁接对番茄矿质元素吸收量及利用率的影响
  嫁接对大量和中量元素吸收如表6所示。嫁接后,植株对元素吸收量减少,与对照相比差异显著,说明嫁接没有促进矿质元素的吸收,相反抑制了元素的吸收,可能是托鲁巴姆与接穗亲和性不高导致。元素吸收量K>N>Ca>P>Mg,减少幅度分别为39.69%、31.13%、33.73%、39.95%、44.68%。嫁接后对矿质元素的利用率如表7所示。嫁接后,N、P、K、Ca、Mg的利用率增加,N、Ca、Mg的利用率与自根苗相比,分别增加16.12%、16.21%、26.31%,差异显著。其余指标与自根苗相比差异不显著。
  2.6 托鲁巴姆嫁接对番茄果实品质的影响
  托鲁巴姆嫁接后对番茄果实营养品质的影响如表8所示。嫁接后,番茄果实中Vc、可溶性糖含量与对照相比增加13.33%、9.06%,差异显著。可溶性固形物、糖酸比、番茄红素均比自根苗果实中含量增加,但差异不显著。嫁接后降低了果实中的可滴定酸,与自根苗果实相比差异不显著。
  3 讨 论
  3.1 托鲁巴姆嫁接对番茄植株生长的影响
  嫁接能显著改变接穗的生长代谢,提高叶绿素含量和光合作用性能,同时砧木根系发达, 具有较强的抗逆性和吸收肥水的能力,促进植株生长[18-19]。托鲁巴姆由于长势强,抗性好,在番茄嫁接栽培上有所应用。前人研究发现砧木立新1号嫁接番茄后,地上地下部鲜质量减少,根冠比增加,株高、茎粗和叶片数均减少[20]。邰翔等[21]利用茄子砧木嫁接番茄后发现,叶绿素含量增加,促进了植株生长,植株干鲜重均比对照增加。叶绿体是光合作用的场所,进行着主要的生物合成,叶绿素是光合作用的基础,叶绿体色素含量的变化,进而引起光合性能和长势的改变[22]。本试验研究结果表明,嫁接后番茄叶片叶绿素总量减少,植株变矮,叶片数减少,植株干鲜重比自根苗减少,植株生长受到抑制,这一点与前人研究结果基本一致[23],与罗爱华[24]的研究结果相反。可能是嫁接后由于茄子砧木和番茄接穗的亲和性不够,改变了砧穗的生理生化特性,降低了光合速率,减少光合物质的积累,最终抑制生长[13]。
  3.2 托鲁巴姆嫁接对番茄果实产量和营养品质的影响
  嫁接主要通过砧木和接穗互作,植株体内原有的一系列生理、生化反应的代谢平衡被打破,进而对植株的生长、代谢、激素转运和调控等诸多方面产生影响[6]。不同砧木嫁接对番茄产量、果实营养品质指标影响各不相同,互有高低[1]。潜宗伟等 [23]研究发现,嫁接后,产量降低,茄属砧木降低了番茄的可溶性糖、可溶性固形物含量和糖酸比,增加了果实中可滴定酸、维生素C含量。罗爱华等 [24]利用茄砧一号、托鲁巴姆嫁接番茄申粉918,发现嫁接苗的平均单果重、单株产量均高于对照,嫁接苗的可溶性糖、Vc和有机酸含量均高于对照。本试验研究发现,嫁接后,植株结果数减少,果实变小,小区产量降低,研究结果与荆子恒等[20]研究结果一致;但是嫁接后,果实中可溶性糖和Vc含量增加,分别达到2.89 g·hg-1,27.23 mg·hg-1,比自根苗果实分别增加8.3%、15.38%,且差异显著。番茄红素增加,可滴定酸和固形物减少,但糖酸比增加,与自根苗相比差异不显著。这一点与前人研究结果相反[13]。嫁接后之所以产量降低,品质增加,可能由于光合色素的减少,影响了光合作用,进而影响产量和品质,相关机理可能是由于砧、穗基因型差异导致DNA和RNA交流的结果,或者砧木改变了接穗吸收的水分和矿质营养,改变了调控植物激素的转运和合成,植株体内生理生化发生变化,影响了相关物质的合成和运输,最终导致产量和品质的变化[5]。其中的相关机理有待进一步研究。
  4 结 论
  野生茄子托鲁巴姆嫁接后,番茄植株变矮,结果数减少,产量降低,但果实可溶性糖、Vc含量显著升高,对番茄优质栽培具有一定的借鉴意义。但关于其影响机理,还需要进一步研究。
  参考文献:
  [1]高方胜, 王磊, 徐坤. 砧木与嫁接番茄产量品质关系的综合评价[J]. 中国农业科学, 2014, 47(3): 605-612.
  GAO F S, WANG L, XU K. Comprehensive evaluation of relationship between rootstocks and yield and quality in grafting tomato[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2014, 47(3): 605-612.(in Chinese)   [2]黄益鸿, 雷东阳. 不同砧木嫁接番茄抗青枯病效果研究[J]. 江西农业学报, 2013, 25(3): 73-75.
  HUANG Y H, LEI D Y. Study on bacterial wilt resistance of tomato grafted by different rootstocks[J], Acta Agriculturae Jiangxi, 2013, 25(3): 73-75.(in Chinese)
  [3]GONG B, LI X, VANDENLANGENBERG K M, et al. Overexpression of S-adenosyl-L-methioninesynthetase increased tomato tolerance to alkali stress through polyamine metabolism[J]. Plant Biotechnology Journal, 2014, 12 (6): 694-708.
  [4]ZHU J K. Abiotic stress signaling and responses in plants[J]. Cell, 2016, 167 (2): 313-324.
  [5]ALBACETE A. Unravelling rootstock × scion interactions to improve food security[J]. Journal of Experimental Botany, 2015, 66 (8): 1535-1540.
  [6]刘德兴, 荆鑫, 焦娟, 等. 嫁接对番茄产量、品质及耐盐性影响的综合评价[J]. 园艺学报, 2017, 44 (6): 1094-1104.
  LIU D X, JING X, JIAO J, et al. Comprehensive evaluation of yield, quality and salt stress tolerance in grafting tomato[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2017, 44 (6): 1094-1104.(in Chinese)
  [7]蔡鹏, 李跃建, 刘独臣, 等. 砧木托鲁巴姆嫁接对夏秋茄子生长特性、产量与品质的影响[J]. 西南农业学报, 2015, 28(3): 1201-1204.
  CAI P, LI Y J, LIU D C, et al. Effect of rootstock solanum torvum on growth performance, yield and quality of eggplant in summer and autumn[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2015, 28(3): 1201-1204.(in Chinese)
  [8]韦小英, 解桂锋, 马新, 等. “托鲁巴姆”叶片总黄酮对茄子黄萎病抗性及根际微生物的影响[J]. 黑龙江大学工程学报, 2016, 7(4): 53-58.
  WEI X Y, XIE G F, MA X, et al. Effects of flavonoids in leaves of solanum torvum on eggplant's resistance to verticillium wilt and rhizosphere microorganism[J]. Journal of Heilongjiang Hydraulic Engineering College, 2016, 7(4): 53-58.(in Chinese)
  [9]张淑红, 詹林玉, 王月, 等. 托鲁巴姆与西安绿茄嫁接对茄子根际土壤微生物群落结构的影响[J]. 沈阳农业大学学报, 2018, 49(2): 196-202.
  ZHANG S H, ZHAN L Y, WAMG Y, et al. Effect of grafting on soil microbial community structure of torubam and xi'an green eggplant grafting[J]. Trurnal of Shenyang Agricultural University, 2018, 49(2): 196-202.(in Chinese)
  [10]李楠洋, 陈钰辉, 刘富中, 等. 托鲁巴姆在茄子嫁接栽培上的应用研究[J]. 中国蔬菜, 2013, 1(10):1-8.
  LI N Y, CHEN Y H, LIU F Z, et al. Studies on applying solanum torvum sw.in eggplant graft[J]. China Vegetables, 2013, 1(10): 1-8.(in Chinese)
  [11]梁朋, 陳振德, 罗庆熙. 南方根结线虫对不同砧木嫁接番茄苗活性氧清除系统的影响[J]. 生态学报, 2012, 32 (7): 2294-2302.
  LIANG P, CHEN Z D, LUO Q X. Effects of meloidogyne incognita on scavenging system of reactive oxygen species in tomato seedlings grafted with different rootstocks[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32 (7): 2294-2302.(in Chinese)   [12]陈振德, 王佩圣, 周英. 不同砧木嫁接对番茄产量、品质及南方根结线虫防治效果的影响[J]. 中国蔬菜, 2012(20): 83-87.
  CHEN Z D, WANG P S, ZHOU Y. Effects of different resistant rootstocks on yield and quality of grafted tomato and control effects of meloidogyne incognita[J]. China Vegetables, 2012(20): 83-87.(in Chinese)
  [13]陈阳, 林永胜, 周先治, 等.不同砧木嫁接对番茄产量、品质及抗病性影响的研究[J]., 2015, 30 (5): 483-488.
  CHEN Y, LIN Y S, ZHOU X Z, et al. Effect of grafting rootstocks on yield, quality and disease resistance of tomatoes[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2015, 30 (5): 483-488.(in Chinese)
  [14]MOHSENIAN Y, ROOSTA H R. Effects of grafting on alkali stress in tomato plants: datura rootstock improve alkalinity tolerance of tomato plants[J]. Journal of Plant Nutrition, 2015, 38 (1): 51-72.
  [15]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000.
  LI H S. Plant Physiological and Biochemical Experimental Principles and Techniques [M]. Beijing: Higher Education Press, 2000.(in Chinese)
  [16]张连富, 丁霄霖. 番茄红素简便测定方法的建立[J]. 食品与发酵工业, 2002, 27 (3): 51-55.
  ZHANG L F, DING X L. Establishment of a new lycopene determination method[J]. Food and Fermentation Industries, 2002, 27 (3): 51-55.(in Chinese)
  [17]李韵珠, 王凤仙, 黄元访. 土壤水分和养分利用效率几种定义的比较[J]. 土壤通报, 2000, 31(4): 150-155.
  LI Y Z, WANG F X, HUANG Y F. Comoarison for various definitions about soil water and nutrient use efficiency[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2000, 31(4): 150-155.(in Chinese)
  [18]ALONI B, COHEN R, KARNI L, et al. Hormonal signaling in rootstock-scion interactions[J]. Scientia Horticulturae, 2010, 127: 119-126.
  [19]付玲, 白小梅, 杨显贺, 等.嫁接辣椒光合特性及其对产量和品质的影响[J].园艺学报, 2013, 40(3): 449-457.
  FU L, BAI X M, YANG X H, et al. Effects of grafted on photosynthetic characteristics, yield and quality of pepper[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2013, 40(3): 449-457.(in Chinese)
  [20]荆子桓, 王先裕, 赵汉卿, 等. 茄子砧木嫁接对樱桃番茄生长势、果实品质与萼片形态的影响[J]. 北方园艺, 2016(21): 23-27.
  JING Z H, WANG X Y, ZHAO H Q, et al. Effect of different rootstock grafting on growth potential, quality and calyx on cherry tomato[J]. Northern Horticulture, 2016(21): 23-27.(in Chinese)
  [21]邰翔, 朱为民, 吴雪霞, 等. 番茄耐盐性茄子砧木的筛选[J]. 上海农业学报, 2008, 24(4): 75-78.
  TAI X, ZHU W M, WU X X, et al. Screening on salt-tolerant eggplant rootstocks of tomato[J]. Acta Agriculturae Shanghai, 2008, 24(4): 75-78.(in Chinese)
  [22]王茹华, 周宝利, 张启发, 等. 嫁接对茄子根际微生物种群数量的影响[J]. 园艺学报, 2005, 32(1): 124-126.
  WANG R H, ZHOU B L, ZHANG Q F, et al. Effects of grafting on rhizosphere microbial populations of eggplants[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2005, 32(1): 124-126.(in Chinese)
  [23]潛宗伟, 陈海丽, 崔彦玲. 异属砧木嫁接对茄子和番茄生长、产量及品质的影响[J]. 湖北农业科学, 2017, 55 (7): 697-701.
  QIAN Z W, CHEN H L, CUI Y L. Effect of rootstock genus on growth, yield and quality of the grafting tomato and eggplant[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2017, 55 (7): 697-701.(in Chinese)
  [24]罗爱华, 李文甲, 任辉丽, 等. 茄子砧木嫁接番茄对生长发育特性及产量品质的影响[J]. 黑龙江农业科学, 2017(7): 45-47.
  LUO A H, LI W J, REN H L, et al. Effects on growth characteristic and fruit yield and quality of grafting tomatoes onto eggplant rootstock[J]. Heilongjiang Agricultural Sciences,2017(7): 45-47.(in Chinese)
  (责任编辑:黄爱萍)
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14783493.htm

服务推荐