我国瓜类作物嫁接育苗生产的现状、问题与对策

我 国瓜类作物嫁接育苗生产的现状 、问题与对策别之龙（华中农业大学园艺林学学院 ，园艺植物生物学教育部重点实验室 ，武汉 ，430070）瓜类作物包括黄瓜 、南瓜 、冬瓜 、苦瓜 、丝瓜 、西瓜 、甜瓜等 ，其中黄瓜 、南瓜 、冬瓜 、苦瓜 、丝瓜等瓜类蔬菜是我国蔬菜生产和消费的重要组成部分 ， 据统计 ，2006 年仅黄瓜一种瓜类蔬菜的播种面积就达98.54 万 hm2，占全国蔬菜播种面积的 5.41%1，瓜类蔬菜是典型的喜温蔬菜 ， 也是夏季蔬菜供应中不可缺少的重要蔬菜 。 瓜类作物中的西瓜甜瓜是重要的水果 ，全国西瓜种植面积占世界的 55%以上 ，总产量占世界的 70%以上 ； 甜瓜种植面积占世界的 40%以上 ，总产量占世界的 50%以上2，因此我国瓜类作物在世界瓜类作物生产中占重要地位 ， 同时瓜类作物栽培的经济效益非常突出 ， 已经成为增加农户经济收入的重要途径 。瓜类作物在生产中很容易受到枯萎病等土传病虫害的为害 ， 而采用嫁接技术则是克服上述问题经济而又有效的措施 ， 因而在瓜类作物生产中得到了普遍应用 。 据统计 ，日本温室栽培西瓜的 98%，露地西瓜的 92%，温室黄瓜的 95%，露地黄瓜的 55%，温室甜瓜的 42%均采用嫁接技术进行生产 ； 韩国温室栽培西瓜的 98%， 露地西瓜的 90%， 温室黄瓜的95%，露地黄瓜的 42%，温室甜瓜的 95%，露地甜瓜的83%都采用了嫁接3。 除了日本和韩国的瓜类作物生产普遍采用嫁接外 ， 近年来地中海沿岸国家的嫁接栽培也发展较快 。 从国内的情况来看 ，嫁接在黄瓜 、苦瓜 、西瓜 、甜瓜生产中均有应用 ，但嫁接苗的普及率与日本和韩国相比尚有很大差距 ，因此 ，加快普及瓜类作物的嫁接育苗技术在国内的应用势在必行 。1 嫁接在瓜类作物生产上应用的主要目的1.1 提高抗枯萎病的能力枯萎病是困扰瓜类作物生产的主要病害 ， 是镰孢菌属真菌侵染所致 ，属于典型的土传病害 。 枯萎病的发生给瓜类作物生产带来很大损失 ，温玲4调查了新建温室中连续 5 茬甜瓜的枯萎病发生情况 ， 发现坐瓜期甜瓜的枯萎病发病率由最初的 11.12%上升到90.12%，几乎造成甜瓜绝产 。 而通过嫁接换根能够有效提高西瓜甜瓜抗枯萎病等土传病害的能力 ， 徐胜利等5报道 ，温室采用黑籽南瓜嫁接伽师厚皮甜瓜防治甜瓜枯萎病 ，田间防效在 95.4% 以上 ，采用 “铁甲 ”和 “健脚 ”为砧木嫁接伽师甜瓜 ，田间防效在 88.2%以上 。 雷鸣6以 5 种野生葫芦科植物为砧木嫁接西瓜 ，嫁接后的西瓜苗根系发达 ，对西瓜枯萎病的抗性明显提高 。 翁祖信等7对黄瓜自根苗和黑籽南瓜嫁接苗进行黄瓜枯萎病病菌接种处理 ，嫁接苗未感病 ，而自根苗的发病率为 11.5%。李大忠等8研究表明 ，用南瓜作砧木可有效地防治苦瓜枯萎病 ，校正防效达 100%。1.2 提高抗根结线虫的能力Huitron 等9发现以野生西瓜作砧木 ，植株根结线虫的感染率很低 。 Siguenza 等10用角黄瓜 （Cucumismetuliferus）和南瓜作砧木嫁接甜瓜 ，研究结果表明 2种砧木都可以降低根结线虫对根系的损伤 。 陈相波等11采用苦瓜苗作接穗 ，丝瓜苗为砧木进行嫁接 ，嫁接苗对根结线虫病抗性比对照强 ， 对照感染根结线摘 要 对我国瓜类作物嫁接育苗生产的现状进行了分析 ，介绍了嫁接在瓜类作物生产上应用的主要目的 ，分析了瓜类作物嫁接苗集约化生产的关键技术 ，并针对国内瓜类作物嫁接育苗的有关问题提出了建议 。关键词 瓜类作物 嫁接育苗 研究进展基金项目 ：国家科技支撑计划 （2006BAD11A10）、国家西瓜甜瓜现代农业产业技术体系项目 、武汉市科技攻关计划（20062002040）别之龙 （1970-），男 ，博士 ，教授 ，博士生导师 ，主要从事蔬菜和西甜瓜设施栽培研究 ，电话 ：027-87286908。E-mail：biezl001yahoo.com.cn收稿日期 ：2009-01-11DOI:10.3865/j.issn.1001-3547(x).2009.02.0012009，2b：15JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLES（学术版 ）1- -虫 病达 70.0%，而嫁接苗只有 21.0%。 吕卫光等12报道 ， 以黑籽南瓜作砧木增强了对黄瓜根结线虫病的抗性 ，黄瓜嫁接后 ，嫁接植株根系粗壮 ，白根多 ，根部无根结线虫 ，而未嫁接植株根系着生大量虫瘿 ，形成大小不同的节瘤 ，根部膨大呈褐色 。1.3 提高作物抗逆性嫁接除了能够提高瓜类作物的抗病虫能力外 ，还能够提高瓜类作物对非生物胁迫的适应能力 ，如耐低温 、耐盐 、耐涝能力等 。瓜类春季早熟栽培时气温较低 ， 容易产生低温障碍 ，通过嫁接可以显著提高瓜类的耐低温能力 。 董玉梅等13以 “鲁厚甜 1 号 ”甜瓜为接穗 、“全能铁甲 ”为砧木 , 研究了嫁接苗和自根苗在低温处理下的反应 ，发现嫁接苗冷害指数较自根苗低 。 刘慧英等14比较了西瓜自根苗和以 “黑籽南瓜 ”、“超丰 F1”为砧木的嫁接苗耐冷性差异 ， 发现低温胁迫下嫁接苗的耐冷性显著高于自根苗 。 以黑籽南瓜为砧木的黄瓜嫁接苗 ，5低温胁迫 4 d，嫁接苗移至常温下尚能恢复 ，而对照幼苗移至常温下不能恢复15；韩晓燕等16的研究发现 ，以黑籽南瓜为砧木进行嫁接 ，黄瓜嫁接苗的耐低温性得到显著增强 。采用合适的砧木嫁接 ， 可以提高瓜类作物的耐盐性 。 张云起等17用耐盐砧木三丰瓠瓜嫁接西瓜 ，提高了西瓜嫁接苗的耐盐性 。 徐胜利等18研究了 “键脚 ”和 “铁甲 ”为砧木嫁接伽师瓜对其耐盐性的影响 ，发现采用嫁接处理提高了伽师瓜的耐盐性 。 Zhu Jin 等19的研究表明 ，在 50，100 mmol/L 的 NaCl 处理下 ，以超级拳王南瓜为砧木的黄瓜嫁接苗生长显著优于自根苗 ，植株体内的 Na+和 Cl-的含量显著低于自根苗 。通过选用合适的砧木进行嫁接能够提高瓜类作物的耐涝性 。 刘勋甲等20利用丝瓜作砧木嫁接西瓜 ，能够显著提高西瓜的耐涝性 。 Yetisir 等21对西瓜自根苗和以葫芦作砧木的嫁接苗进行淹水处理 ， 发现嫁接苗抗涝性显著高于自根苗 。 陈相波等22报道 ，用丝瓜作砧木嫁接苦瓜 ，嫁接苗具有更强的耐涝性 ，张健等23发现用丝瓜作砧木可以提高黄瓜的耐涝性 。2 瓜类作物嫁接苗集约化生产的关键技术我国瓜类作物的生产面积大 ， 对种苗的需求量大 ，1 hm2露地西瓜和甜瓜栽培需要种苗 6 000 株 ，设施栽培下需要种苗 15 000 株 ， 黄瓜生产对种苗的需求量更大 ，1 hm2需要种苗 60 000 株 ， 我国瓜类作物生产对嫁接苗有巨大的市场需求 ， 因此如何实现嫁接苗的集约化生产是育苗工厂需要重点考虑的问题 。 从各地的育苗工厂运行实际情况来看 ，传统的蔬菜育苗工厂绝大多数都已经向嫁接苗生产转型 ，主要是由于市场的引导作用 ，而且相对而言 ，嫁接苗的生产收益比较稳定 。 但嫁接育苗工厂所涉及的嫁接苗生产技术含量比较高 ， 嫁接苗的集约化生产技术包括以下几个方面 。2.1 砧木的选择选择适宜的砧木不仅关系到嫁接成活率 ， 而且对嫁接后植株的抗逆性 、产量和品质都会产生影响 。近藤雄次把瓜类嫁接的亲和力分为嫁接亲和力和共生亲和力24。 嫁接亲和力指砧木与接穗伤口的愈合能力 ，嫁接成活率在很大程度上反映了嫁接的亲和性 。不同砧木嫁接后成活率具有较大差异 ，陈幼源等25用6 个不同的南瓜砧木嫁接网纹甜瓜 ，发现成活率最高的达 95%，而最低的只有 75%。 共生亲和力是指嫁接成活后的共生能力 ，即嫁接苗能否正常发育结实 。 嫁接植株的生长势能够反映砧穗之间的共生亲和性26，果实坐瓜至成熟期是否发生急性凋萎是西瓜甜瓜与砧木共生亲和力高低的主要体现之一 。 因此在进行嫁接时 ， 必须选择嫁接亲和力和共生亲和力高的砧木品种 。 此外 ，不同的砧木对抗病性 、抗逆性具有差异 ， 选用不同的砧木嫁接后植株的生长具有很大差异 ，如采用葫芦砧木嫁接西瓜 ，在低温下具有良好的表现 ； 而以野生西瓜为砧木进行嫁接时在低温下表现差 ，而在高温下生长良好 。 嫁接不仅会影响植株的生长发育 ， 而且会对产量和品质有影响 ，Yetisir 等27发现 ，葫芦作砧木能够提高西瓜的产量 ，对其品质影响很小 ；以南瓜作砧木会导致果实品质下降 。 近年来的砧木育种倾向于选育对果实品质影响小的本砧 ，如新疆农科院哈密瓜研究中心选育出适合甜瓜嫁接的本砧 ， 四川省农科院园艺所的林德佩教授选育出适合西瓜嫁接的野生西瓜砧木 “红盾 ”。2.2 选择高效的嫁接方法嫁接苗集约化生产的特点是批量化和规模化生产 ，集约化育苗中心都是采用穴盘育苗进行生产 ，在瓜类作物上使用的靠接 、 切接等传统方法并不适合于穴盘育苗 ， 目前在瓜类作物集约化生产中主要采用的嫁接方法是顶插接法和断根嫁接方法 ， 这 2 种方法均适合于嫁接穴盘苗生产 。 朱进等28在黄瓜嫁接苗生产中发现 ， 采用断根嫁接的嫁接工效分别较切接和插接提高 55.1和 111.7，许勇等29认为 ，断根嫁接是最适合西瓜嫁接的方法 。 由于断根嫁接在嫁接前就已经将砧木的根系和下胚轴的一部分切掉 ，嫁接后在嫁接部位愈合的同时发生新根 ， 生长出的2009/2(下 ) 别之龙 .我国瓜类作物嫁接育苗生产的现状 、问题与对策 2- -根 系活力高 ， 而且断根嫁接苗的株高较插接苗普遍降低 ，更加有利于培育壮苗 ，因此断根嫁接是适合瓜类作物嫁接苗生产的有效方法 ，但这种方法砧木的选择很重要 ，要求砧木的根系再生性要强 ，如果砧木根系的再生能力较弱 ，则推荐采用顶插接法进行嫁接 。2.3 嫁接后的育苗环境控制技术与日本 、韩国等育苗工厂在嫁接后大规模采用嫁接养生设备不同 ，国内育苗工厂大多没有配备这样的设施 ，在这种情况下 ，加强嫁接后的育苗环境控制尤为重要 ，总体而言 ，瓜类作物的嫁接苗在嫁接后需要一个相对高温和高湿的环境 ，温度 、相对湿度 、光照都是制约嫁接苗成活的重要因素 ，除了砧木的选择外 ，嫁接后的育苗环境控制技术是提高嫁接成活率的最关键因素 。 如果环境控制得当 ，一般嫁接后 7 d 内即可成活 ，大型育苗工厂的嫁接成活率要控制在 95%以上 ，但目前嫁接后的环境控制技术还主要是基于经验型的管理技术 ，缺乏对嫁接环境因子的量化研究 ，因此 ，嫁接工厂的嫁接成活率不稳定 ，如何实现嫁接环境的精确控制是今后需要重点解决的课题 。2.4 集约化育苗的病虫害防治技术研究嫁接育苗的集约化生产固然可以实现嫁接苗的批量化生产 ，但从植物保护的角度而言 ，嫁接苗的生产存在病虫害扩散的风险 ，因为在集约化生产时 ，嫁接苗生产所采用的砧木 、接穗用种量大 ，育苗温室内相对的高温和高湿环境容易导致病虫害的发生蔓延 。 从病虫害的传播源头而言 ，砧木和接穗种子 、育苗基质 、育苗穴盘 、嫁接器械 、嫁接后的人工管理 、嫁接苗的贮藏运输都有可能导致病虫害的传播 ，在集约化育苗的条件下 ，病虫害一旦爆发 ，会给生产造成巨大损失 ，因此应该充分认识嫁接苗集约化生产中病虫害发生的特殊性和风险性 ，从病虫害发生的源头控制 ，实现嫁接育苗的安全生产 。2.5 嫁接苗的贮运技术嫁接苗生产的最终目的是为生产提供优质种苗 ， 随着蔬菜集约化育苗中心的建立 ，“集中育苗 ，分散供应 ” 将成为今后蔬菜育苗的生产供应特点 ，也就意味着从蔬菜育苗中心到栽植地有一段的距离 ，必须通过运输才能解决 ，此外嫁接苗的定植时间主要是根据外界气候条件的变化来确定 ，如果外界气候条件不适宜 ， 嫁接苗可能不适宜迅速栽植 ，需要将种苗贮藏一段时间 。 如何进行嫁接苗的贮藏和运输是一个很重要的课题 ，近年来屡屡发生由于嫁接苗的质量降低导致的索赔事件 ，调查发现有很大一部分是由于育苗工厂或企业缺乏必要的贮藏运输条件 ，导致优质的嫁接苗不能保存 ，嫁接苗的商品质量迅速降低 ，最终导致索赔事件的发生 。 因此在嫁接商品苗出圃前进行锻炼 ，掌握必要的贮藏运输技术有助于延长嫁接苗的商品供应期 。2.6 嫁接苗的生产经营管理技术嫁接苗的生产成本包括砧木和接穗种子购买 、育苗基质配制 、 嫁接需要采用的劳动力生产成本 、育苗工厂生产所需要的能耗成本等 ，瓜类作物嫁接苗的价格 0.61.2 元 /株 ， 如果生产 1 000 万株的嫁接苗 ，产值 600 万 1 200 万元 ，如何对嫁接育苗工厂进行高效组织和管理 ，提高育苗工厂的效益是生产经营管理中需要重点考虑的 。 除了在原材料 （种子 、基质 、育苗穴盘 ）采购上要注意降低成本外 ，在育苗生产中如何进行有效的生产组织也是重要的因素 ，如育苗工厂每天要嫁接 10 万株苗 ，需要聘请多少工人 ，每个工人每天干什么 ，如何对他们进行绩效考核等 ，需要建立一套非常完善的组织管理体系 。 由于嫁接苗的生产成本高 ，为了降低销售风险 ，推荐采用 “订单农业 ”的方式进行生产 ，同时为了使得合同能按期执行 ，采用预付款的方式要求农户先缴纳一定的定金 ，不仅降低了风险 ，而且减少了企业的流动资金投入 。3 关于推进我国瓜类作物集约化嫁接育苗的有关建议从整体上来看 ，我国瓜类作物嫁接育苗市场前景广阔 ，嫁接苗生产有巨大的需求空间 ，国内关于瓜类作物嫁接育苗的研究也逐渐增多 ，育苗工厂的数量也在迅速增加 ，无论是研究和产业化生产都呈现出良好的发展态势 ，但与日本 、韩国相比 ，在研究的深度和嫁接育苗的产业化程度上都存在很大的距离 ，今后应在以下方面着重开展工作 。3.1 加强优质砧木的选育 ，特别是本砧的选育嫁接生产的目的除了提高抗病性外 ，还要求具有良好的抗逆性 ， 如春季设施栽培时需要良好的耐低温性能 ， 而秋季生产时需要良好的耐高温性能 ，有些还要求具有良好的抗虫性如抗根结线虫能力 ，这就对砧木的选育提出了很高的要求 ，砧木除了要有优异的抗病性和抗虫性外 ，还要求嫁接后不降低作物的品质 ，因此优质多抗砧木是今后砧木选育的2009 年 2 月下半月刊（学术版 ）3- -重 要目标 ，从品质育种的角度考虑 ，今后应着重加强从野生资源中筛选抗性好的材料进行育种和本砧的选育 。3.2 加强种子处理技术的研究培育健康 、健壮的嫁接苗是嫁接育苗生产的目的 ， 而健康的种子则是获得健壮嫁接苗的前提 ，但目前国内很多种子企业尚未建立规范的种子生产技术体系 ， 采种后缺乏必要的种子处理和检验环节 ，导致种子可能带有潜在的病原菌和病毒 ，有些甚至是检疫性的病原菌 ，如细菌性果腐病 （BFB）30、黄瓜绿斑驳花叶病毒 （CGMMV）等31，因此种子生产厂家必须建立规范的健康种子生产技术体系 ，为嫁接苗的生产提供健康的种子 。 砧木种子的发芽率低和发芽不整齐一直是困扰育苗工厂进行规模化生产的难题 ，如何提高砧木种子的发芽率和发芽势是砧木种子处理的重要技术 ，今后应加强对砧木种子处理技术的有关研究 ，包括温度处理 、化学药剂处理 、种子引发技术等相关技术 ，解决制约砧木种子发芽的难题 。3.3 加强嫁接育苗病虫害的综合防治技术研究应重点研究集约化育苗条件下病虫害的发生种类和传播规律 ，研究检疫性病虫害的快速检测与处理技术 ， 研究种传病害的发生规律和防治技术 ，坚持预防为主的策略 ，建立病虫害的综合防治技术体系 ，将病虫害的综合防治技术贯穿于嫁接育苗的全过程 ，将病虫害的风险降至最低 。3.4 嫁接育苗机械的研究嫁接育苗是一个典型的劳动密集型产业 ，从国内的情况来看 ，无论是种子的催芽与播种 ，还是基质的消毒 、穴盘的清洗 、嫁接过程的完成 、嫁接后的管理 、商品苗的挑选与运输等基本都是依靠人工操作 ，近年来我国劳动力成本上升很快 ，劳动力的价格支出占嫁接苗生产成本的比重逐渐上升 ，因此如何在育苗工厂中推广使用相关机械 ，提高劳动生产率 ，降低劳动力的成本是需要重点考虑的问题 。 今后应重点加强精密播种设备 、 种子处理与催芽设备 、基质混拌与消毒设备 、穴盘清洗设备 、嫁接机 、嫁接养生设备 、精准灌溉施肥设备 、育苗环境控制设备 、种苗识别与分选设备 、种苗贮藏运输设备 、嫁接苗移栽设备等相关设备的开发 ，不断提高嫁接育苗的机械化程度 。3.5 嫁接苗的标准化生产技术集成研究嫁接苗的培育涉及砧木和接穗的播种 、育苗基质选配 、嫁接 、嫁接后的精确管理 、病虫害防治 、嫁接苗的出圃和贮藏运输等环节 ，任何一个环节的疏漏都有可能导致嫁接的失败 ，因此需要将相关单项技术进行集成 ，建立嫁接苗的标准化安全生产技术体系 ，为嫁接育苗提供可靠的技术保障 。 为了提高育苗工厂的组织管理水平 ，可以开发相关的种苗生产信息管理系统 ， 对嫁接育苗的生产资料采购 、生产组织 、销售等实现动态管理 ，提高管理的信息化水平 。3.6 加强嫁接的生理和品质形成机制基础研究嫁接后的愈合过程是一个复杂的生理生化变化过程 ，嫁接换根使得植株的抗病性 、耐低温性 、耐盐性等抗逆性发生了显著变化 ，嫁接成活率与嫁接亲和力之间有紧密的联系 ，嫁接也可能会对果实品质形成带来影响 ，那么嫁接引起上述变化的内在生理和分子生物学机制是什么 ？ 到目前为止关于这方面的研究还非常少 ， 加强相关的基础研究势在必行 ，深入解析相关的内在机制 ，不仅对于阐明嫁接这一农艺过程提高作物抗逆性的机理具有重要理论价值 ，而且对于进一步推动嫁接在生产中的应用也具有重要的指导意义 。3.7 建立全国性的嫁接育苗产业协作网近年来我国嫁接育苗发展迅速 ，很多地方都建立了相关的育苗工厂 ，尽管各地的育苗工厂在育苗的种类 、嫁接砧木 、嫁接技术上不尽相同 ，但毕竟有很多共性的问题需要解决 ，建议成立全国性的嫁接育苗产业协作网 ，针对嫁接育苗所存在的共性问题开展科研协作攻关 ，定期组织召开研讨会和经验交流会 ，推广大型育苗工厂的成功管理经验 ，提升我国嫁接育苗的产业发展水平 。参考文献1 2006 年全国蔬菜播种面积和产量 J.中国蔬菜 ，2008（1）：65-66.2 刘君璞 ，许勇 ，孙小武 ，等 .我国西瓜甜瓜产业 “十一五 ”的展望及建议 J.中国瓜菜 ，2006（1）：1-3.3 Lee J M, Oda M. 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