不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗生長和生理特性的影響

1、<p>　　不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗生長和生理特性的影響</p><p>　　摘 要：為確定西瓜斷根嫁接苗成活后的最佳夜溫，研究了不同夜溫下西瓜斷根嫁接苗形態(tài)和生理參數(shù)的變化。試驗結(jié)果表明，夜溫從18℃降低至15℃對西瓜斷根嫁接苗的生長影響較小，僅葉面積降低了26.5%，葉片中的MDA含量升高了34.9%，但嫁接苗的根系活力提高了50%，育苗的加溫成本降低了10%；而12℃的夜溫顯著抑制了西瓜斷根嫁接苗

2、的生長，嫁接苗質(zhì)量下降。綜合考慮嫁接苗質(zhì)量和育苗成本，低溫季節(jié)西瓜斷根嫁接苗成活后的最佳夜溫為15℃。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：西瓜；斷根嫁接；夜溫 </p><p>　　中圖分類號：S651 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）02-0028-05 </p><p>　　近年來我國西瓜早春設(shè)施栽培發(fā)展迅速，栽培面積和經(jīng)濟效益均在西瓜產(chǎn)業(yè)中

3、占有很大比重。為了克服連作障礙，西瓜早春設(shè)施栽培多采用嫁接進行生產(chǎn)，所需嫁接苗均在冬春低溫季節(jié)進行育苗。但西瓜是一種喜溫作物，生長最適溫度為20～30℃，冬春季節(jié)進行西瓜嫁接苗生產(chǎn)，需要進行人工加溫，加溫費用在育苗總成本中的比例高達(dá)20%左右。由于能源價格的上漲和世界各國對二氧化碳排放的重視，如何提高能源效率已經(jīng)成為設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的一個重要問題，而降低溫室的氣溫，在亞適宜溫度下作物進行生產(chǎn)是提高能源效率最簡單有效的措施[1]。 &

4、lt;/p><p>　　目前已有關(guān)于亞適宜溫度下番茄、黃瓜、甜瓜等園藝作物生長發(fā)育特性的研究[1～4]，但在西瓜嫁接苗上還鮮有報道。對于西瓜嫁接苗來說，嫁接后7 d左右為嫁接苗的愈合期，需要較高的溫度條件，降低溫度會導(dǎo)致成活率下降。而從嫁接苗成活到出圃這段時期，砧木和接穗已經(jīng)充分接合，嫁接苗對溫度的適應(yīng)性增強，是降低溫度的適宜時期。從晝夜情況來看，白天通過太陽輻射來提高溫室內(nèi)氣溫，能基本滿足西瓜嫁接苗生產(chǎn)的需要，僅在

5、陰雨天需要人工加溫；冬春季節(jié)的夜長為13～14 h/d，并且沒有太陽輻射，只能通過人工加溫來提高溫室的氣溫，夜間的加溫費用約占總加溫費用的70%。因此，降低西瓜斷根嫁接苗成活后的夜間溫度是提高能源利用效率，降低加溫成本的關(guān)鍵措施。 </p><p>　　斷根嫁接和插接是目前西瓜嫁接苗工廠化生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的2種嫁接方法，已有的研究表明，斷根嫁接具有發(fā)根多、根系活力強、成活率和嫁接工效高等突出優(yōu)點[5～7]。作為一種

6、新型的嫁接方法，目前對于斷根嫁接育苗技術(shù)的研究還比較少，加強斷根嫁接育苗技術(shù)研究對于西瓜嫁接苗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。司亞平等[6]的研究表明，嫁接成活后，西瓜斷根嫁接苗根際溫度保持在17～21℃有利于壯苗的形成，而種苗工廠多將18℃作為西瓜嫁接苗的下限溫度，因此本試驗以18℃夜溫為對照，研究嫁接成活后不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗生長和生理特性的影響，旨在確定西瓜斷根嫁接苗生產(chǎn)的最佳夜溫，為西瓜斷根嫁接苗的夜溫管理提供科學(xué)依據(jù)。 <

7、/p><p><b>　　1 材料與方法 </b></p><p><b>　　1.1 試驗材料 </b></p><p>　　供試接穗為西瓜品種早佳84-24，砧木為葫蘆品種將軍，均購自上?；莺头N業(yè)有限公司。育苗基質(zhì)為草炭和珍珠巖（體積比為2∶1）。 </p><p><b>　　1.2 試

8、驗方法 </b></p><p>　　試驗于2009年3～4月在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)連棟玻璃溫室以及園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室進行。砧木和接穗種子經(jīng)55℃溫湯浸種后在恒溫箱中催芽，發(fā)芽后播于育苗穴盤中，其中砧木3月14日播種，采用50孔穴盤，每孔1粒；接穗3月20日播種，采用72孔穴盤，每孔4粒。3月24日當(dāng)砧木第一片真葉展開、接穗子葉展平時嫁接，嫁接操作和苗期管理參照朱進等[8]的方法。4月2日將嫁接成

9、活的西瓜苗移入全智能人工氣候箱（P1500GS-B型，武漢瑞華儀器設(shè)備有限責(zé)任公司）進行處理，設(shè)置18、15、12℃ 3個不同的夜溫處理，光周期12 h，每個處理設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)1盤西瓜斷根嫁接苗（50株）。其他環(huán)境因子均相同，分別為晝溫25℃，相對濕度75%，光照強度130 μmol?m-2?s-1，光照時數(shù)12 h。 </p><p>　　1.3 測定指標(biāo)與方法 </p><p>　

10、　4月22日當(dāng)嫁接苗3葉1心時，隨機取6株嫁接苗，每處理18株，用于形態(tài)指標(biāo)的測定。另從每盤中隨機取8株嫁接苗，每處理共24株，用于生理指標(biāo)的測定，3次重復(fù)。 </p><p>　　將西瓜嫁接苗從上至下分為接穗、砧木莖（包括砧木子葉）和根3部分，分別測定莖高、莖粗、干鮮質(zhì)量，根冠比=根干質(zhì)量/（砧木莖干質(zhì)量+接穗干質(zhì)量），壯苗指數(shù)=（接穗莖粗/接穗高度）×全株干質(zhì)量。采用LI-3100C葉面積儀（美國L

11、I-COR）測定展開真葉的葉面積。根系活力采用TTC染色法測定，葉片可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，葉片脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定[9]，葉片超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性測定參照陳建勛等[10]的方法進行。顯著性檢驗采用鄧肯式新復(fù)極差法（P<0.05）。 </p><p><b>　　2 結(jié)果與分析 </b&g

12、t;</p><p>　　2.1 不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗生長的影響 </p><p>　　表1顯示，西瓜斷根嫁接苗接穗高度隨著夜溫的降低呈下降趨勢，夜溫12℃處理的嫁接苗接穗高度較18℃處理降低了17.1%，但差異未達(dá)到顯著水平。不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗砧木莖的高度、莖粗和接穗的莖粗沒有顯著影響。隨著夜溫的降低，西瓜斷根嫁接苗的真葉數(shù)和葉面積逐漸減小，夜溫12℃處理的真葉數(shù)較18℃處理顯

13、著降低了22.2%，夜溫15℃和12℃處理的葉面積顯著低于夜溫18℃處理，分別減小了26.5%和37.1%。西瓜斷根嫁接苗的壯苗指數(shù)隨著夜溫降低而增大，但差異未達(dá)顯著水平，不同夜溫下嫁接苗的根冠比沒有顯著變化。 </p><p>　　2.2 不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗干物質(zhì)積累的影響 </p><p>　　圖1表明，不同夜溫處理對西瓜斷根嫁接苗全株干質(zhì)量的影響不顯著，但對干物質(zhì)在嫁接苗各部分

14、的分配影響顯著。砧木莖干質(zhì)量隨著夜溫的降低而增加，夜溫12℃處理的砧木莖干質(zhì)量較18℃和15℃處理顯著增加了20.0%和14.4%。隨著夜溫的降低，接穗干質(zhì)量逐漸下降，夜溫12℃處理的接穗干質(zhì)量較18℃處理顯著減少了近20%。不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗的根干質(zhì)量沒有顯著影響。不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗全株和各部分的干物質(zhì)含量影響較為一致，隨著夜溫降低，干物質(zhì)含量均呈升高趨勢，其中根的干物質(zhì)含量在夜溫降低到15℃時已顯著高于18℃處理，而砧木

15、莖、接穗和全株的干物質(zhì)含量均在夜溫降低到12℃時才達(dá)到顯著水平。 　　2.3 不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗生理特性的影響 </p><p>　　不同夜溫處理對西瓜斷根嫁接苗的根系活力影響顯著，夜溫15℃和12℃處理的根系活力較夜溫18℃處理提高了50%。西瓜斷根嫁接苗葉片和根系中的丙二醛含量受不同夜溫的影響顯著，葉片中丙二醛的含量變化幅度大于根系中丙二醛。15℃和12℃夜溫處理下，嫁接苗葉片中丙二醛的含量分別比18

16、℃處理增加了34.9%和55.3%，差異均達(dá)到顯著水平，而根系中的丙二醛含量只在夜溫為12℃處理下才顯著升高。 </p><p>　　脯氨酸（Pro）、可溶性糖是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透勢，維持水分平衡，還可以保護細(xì)胞內(nèi)許多重要代謝活動所需酶類的活性[11]。隨著夜溫的降低，葉片中可溶性糖的含量顯著升高，15℃和12℃夜溫處理的可溶性糖含量分別比18℃處理增加了20.0%和30.0%。與夜

17、溫18℃處理相比，15℃處理的嫁接苗葉片中脯氨酸的含量沒有顯著增加，夜溫12℃時葉片中的脯氨酸含量顯著增加了34.4%。 </p><p>　　2.4 不同夜溫對西瓜斷根嫁接苗抗氧化酶活性的影響 </p><p>　　SOD、POD和CAT是清除活性氧的關(guān)鍵酶，SOD是清除O2-的專用酶，通過催化O2-的歧化反應(yīng)清除O2-，同時產(chǎn)生H2O2[12]，從而對生物膜的功能和結(jié)構(gòu)起保護作用，而P

18、OD和CAT能催化H2O2產(chǎn)生H2O和分子氧[13]。隨著夜溫的降低，西瓜斷根嫁接苗葉片中SOD和POD的活性呈下降趨勢。夜溫12℃處理的嫁接苗葉片SOD活性較18℃處理降低了13.4%，差異達(dá)到顯著水平。12℃夜溫下，嫁接苗葉片中POD活性顯著低于夜溫18℃和15℃處理，下降14%。不同夜溫下西瓜斷根嫁接苗葉片中CAT活性的變化趨勢與SOD和POD不同，夜溫從18℃降低至15℃，CAT活性顯著升高了32.2%，夜溫進一步降低至12℃，

19、CAT的活性卻出現(xiàn)了下降趨勢。 </p><p><b>　　3 討論與結(jié)論 </b></p><p>　　本試驗中，隨著夜溫的降低，西瓜斷根嫁接苗的生長受到了不同程度的抑制。隨著夜溫降低，西瓜斷根嫁接苗的接穗高度逐漸下降，壯苗指數(shù)升高，但各處理間差異沒有達(dá)到顯著水平，而砧木莖高度、莖粗和接穗莖粗沒有明顯變化。較低的夜溫延緩了西瓜斷根嫁接苗葉片的生長，導(dǎo)致葉片數(shù)和葉面

20、積顯著減小。西瓜斷根嫁接苗的全株干質(zhì)量沒有受到夜溫的顯著影響，但干物質(zhì)在嫁接苗不同部分間的分配發(fā)生了顯著變化。夜溫12℃處理下，嫁接苗的砧木莖干質(zhì)量顯著增加，而接穗干質(zhì)量顯著降低，說明較多的干物質(zhì)被分配到了砧木部分。由于葫蘆的耐低溫能力強于西瓜，較低夜溫條件下，接穗部分的生長受到限制，而砧木部分依然能夠正常生長，使得較多的同化產(chǎn)物運往砧木部分。隨著夜溫降低，西瓜斷根嫁接苗各部分的干物質(zhì)含量均顯著升高，這可能是植物對低溫的一種適應(yīng)性反應(yīng)，

21、通過降低含水量來降低細(xì)胞的滲透勢，以抵御低溫的傷害。 </p><p>　　根系活力是通過根系的呼吸作用強弱來判斷根系的吸收能力。本試驗中，夜溫15℃和12℃處理的根系活力顯著高于18℃處理，這可能是較低的夜溫條件下，西瓜斷根嫁接苗根系具有較強的呼吸作用，而保持較高的呼吸作用有利于植物防御低溫傷害[14]。丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的最終產(chǎn)物，它在植物細(xì)胞內(nèi)的含量直接反映了植物受害的情況[15]。夜溫為15℃時

22、，葉片中的丙二醛含量已顯著高于18℃處理，而根系中的丙二醛含量在12℃處理下才顯著升高，這是由于葫蘆砧木的耐低溫能力強于西瓜，15℃的夜溫處理已經(jīng)對接穗部分產(chǎn)生了一定的傷害，而砧木部分在夜溫為12℃時才受到傷害。植物為了抵抗脅迫，在體內(nèi)產(chǎn)生一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來調(diào)節(jié)滲透平衡[16]。夜溫15℃處理下，西瓜斷根嫁接苗葉片中的可溶性糖含量已顯著增加，而葉片中的脯氨酸含量在夜溫降低到12℃時才顯著增加。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的增加，間接地說明了嫁接苗生

23、長受到了抑制。 </p><p>　　低溫、高溫、干旱等多種逆境條件下，植物容易產(chǎn)生活性氧（ROS），如果不及時清除，就會引發(fā)脂質(zhì)的過氧化和蛋白的交聯(lián)，進而損害細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性[17]，導(dǎo)致MDA含量增加，質(zhì)膜透性增大。植物體內(nèi)本身存在著酶促和非酶促兩類防御活性氧毒害的保護系統(tǒng)，能夠清除不斷產(chǎn)生的有害活性氧，保護光合器官、膜及生物功能分子等[18]，其中SOD、POD和CAT是植物體內(nèi)清除活性氧起主要作用

24、的保護酶類。本試驗中，18℃和15℃夜溫處理下，葉片中SOD和POD活性沒有顯著差異，而12℃處理下葉片中的SOD和POD活性顯著低于18℃和15℃夜溫處理。SOD和POD活性的變化趨勢與劉慧英等[18]的研究結(jié)果較為一致，導(dǎo)致這種結(jié)果猜測是較低的夜溫（12℃）削弱了西瓜斷根嫁接苗防御活性氧有關(guān)的酶促保護系統(tǒng)能力。隨著夜溫的降低，CAT活性出現(xiàn)先升高再降低的趨勢，可能是15℃夜溫處理下，西瓜斷根嫁接苗開始受到低溫的脅迫，葉片中MDA含量

25、升高，嫁接苗通過提高葉片中CAT活性來抵御活性氧的傷害，隨著夜溫的進一步降低，低溫對嫁接苗的影響超出了植物的適應(yīng)范圍，導(dǎo)致CAT活性降低。 </p><p>　　與18℃夜溫相比，15℃夜溫對西瓜斷根嫁接苗生長的影響較小，僅葉面積降低了26.5%，葉片中的MDA含量升高了34.9%，但嫁接苗的根系活力提高了近50%，育苗的加溫成本降低了10%左右。按照低溫季節(jié)生產(chǎn)西瓜斷根嫁接苗200萬株的規(guī)模計算，將嫁接成活后的

26、夜溫從18℃降低至15℃可使育苗工廠節(jié)省加溫費用3萬～4萬元。而12℃的夜溫顯著抑制了西瓜斷根嫁接苗的生長，導(dǎo)致嫁接苗MDA含量增加，葉片抗氧化酶的活性降低，嫁接苗質(zhì)量下降，育苗周期延長。綜合考慮嫁接苗質(zhì)量和加溫成本，低溫季節(jié)西瓜斷根嫁接苗成活后的最佳夜溫為15℃。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] Jan H V， Bou

27、kelien E D， Joz'e M B， et al. Grafting tomato （Solanum lycopersicum） onto the rootstock of a high-altitude accession of Solanum habrochaites improves suboptimal-temperature tolerance[J]. Environ Exp Bot， 2008， 63： 35

28、9-367. 　　[2] 王麗娟，李天來，齊紅巖，等.長期夜間亞低溫對番茄生長發(fā)育及光合產(chǎn)物分配的影響[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，37（3）：300-303. </p><p>　　[3] 梁文娟，孫曉琦，艾希珍.弱光亞適溫對不同黃瓜品種幼苗生長及光合作用的影響[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，38 （4）：552-556. </p><p>　　[4] 李天來，郝

29、敬虹，杜哲，等.夜間溫度對薄皮甜瓜果實膨大及多胺含量的影響[J].園藝學(xué)報，2009，36（3）：421-426. </p><p>　　[5] 許勇，宮國義，劉國棟，等.西瓜嫁接新技術(shù)――斷根嫁接法[J].中國西瓜甜瓜，2002（4）：33-34. </p><p>　　[6] 司亞平，溫瑞琴.西瓜斷根插接適宜地溫的篩選[J].北方園藝，2003（1）：48-50. </p>

30、<p>　　[7] 朱進，別之龍，黃遠(yuǎn)，等.不同嫁接方法對黃瓜嫁接工效和嫁接苗生長的影響[J].中國蔬菜，2006（9）：24-25. </p><p>　　[8] 朱進，別之龍，許傳波，等.小西瓜斷根插接穴盤育苗技術(shù)[J].長江蔬菜，2007（11）：18-19. </p><p>　　[9] 李合生，陳翠蓮，洪玉枝，等.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版

31、社，2000. </p><p>　　[10] 陳建勛，王曉峰.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002. </p><p>　　[11] 陳淑芳，朱月林，劉友良，等.NaCl 脅迫對番茄嫁接苗保護酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及光合特性的影響[J].園藝學(xué)報，2005，32（4）：609-613. </p><p>　　[12] Alscher R

32、G， Erturk N， Heath L S. Role of superoxide dismutases （SODs） in controlling oxidative stress in plants [J]. J Exp Bot， 2003，53：1 131-1 341. </p><p>　　[13] Meloni D A， Oliva M A， Martinez C A， et al. Photosyn

33、thesis and activity of superoxide dismutase， peroxidase and glutathione reductase in cotton under salt stress [J]. Environ Exp Bot， 2003， 49：69-76. </p><p>　　[14] 胡文海，師愷，曹玉林，等.低溫弱光對黃瓜幼苗地上部和根系生長與呼吸作用的影響[J].江西

34、農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，30（1）：15-19. </p><p>　　[15] 李明，王根軒.干旱脅迫對甘草幼苗保護酶活性及脂質(zhì)過氧化作用的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2002，22（4）：503-507. </p><p>　　[16] 葛體達(dá)，隋方功，白莉萍，等.長期水分脅迫對夏玉米根葉保護酶活性及膜脂過氧化作用的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（3）：18-23. </

35、p><p>　　[17] Hernández J A， Ferrer M A， Jiménez A， et al. Antioxidant systems and O2ˉ/H2O2 production in the apoplast of pea leaves： Its relation with salt-induced necrotic lesions in minor veins [J].