台南區農業專訊第30期:9~14頁(1999年12月)

蔬菜作物的嫁接技術

文/圖 黃圓滿   

嫁接之起源及應用

很早以前,人們觀察到大自然中兩植株相互緊靠接觸之枝條互相癒合,形成自然接木,加以模仿並利用,即為「嫁接」之濫觴。中國古籍上也曾記載將瓠瓜10株梱綁在一起,使其癒合為一個整體,再留下一株強壯的莖,甚餘9條全部掐掉,這樣就能結出大瓠瓜來。隨著栽培方法的改進,嫁接技術在果樹及花卉的發展很快,一般人較熟悉的是果樹之嫁接,如滋味甜美的高接梨,由接木手法作產期調節;又如芒果、印度棗、柑桔類以嫁接方式大量繁殖優良品種;葡萄柚則是利用此法縮短幼年期,以提早結果;枇杷、龍眼、楊桃及百香果則以嫁接法來維持品種固有特性;荔枝用以延長盛果期;番石榴、蓮霧以之維 30-3a.JPG (206848 bytes)
    東山鄉蜜世界嫁接株(左)與自根對照株
    (右)之生育後期植株性狀
持品種特性並加速植株生育。在花卉上之應用也很多,常見的有仙人掌以嫁接組合達到趣味觀賞之目的;九重葛、菊花、茶花均藉由「移花」之嫁接技巧將不同花色品系集生於一株,產生繽紛絢爛的效果,增加觀賞空間;玫瑰藉此來增加所引入之優良品種對栽培地之風土適應能力。至於蔬菜作物之嫁接,不如果樹的普遍,甚至一般人不免納悶,「蔬菜」也需要大費周章地「動手術」嗎?

30-3e.JPG (219970 bytes)蔬菜嫁接之發展

雖然蔬菜作物之嫁接不為大眾所熟悉,事實上,炎炎夏日的消暑聖品---西瓜(西瓜依其栽培模式,在園藝分類上屬於「蔬菜」),有80%以上是由嫁接苗生產。據文獻記載,早於1920年,日本及韓國成功地將西瓜嫁接於扁蒲砧上,自此展開了日後西瓜大量以嫁接苗生產的栽培模式。不僅日本及韓國大量(95%以上)採用嫁接方式生產西瓜,在中國大陸及台灣地區也是如此。除西瓜外,蔬菜作物採用嫁接法生產者,在日本及韓國還有甜瓜、胡瓜,尤其是溫室所栽植的甜瓜,有70%∼100%是以嫁接苗來種植。其餘如茄子、番茄以嫁接方式生產者則佔較少比例。

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各式嫁接夾(左)及嫁接工具

台灣地區氣候明顯異於日本、韓國,但仍以西瓜嫁接起步最早,所需苗量亦最大,該技術最早從何而來,據專業嫁接場老一輩的說法,可能係日據時代所傳留下來。除西瓜外,已商業化生產的種類有苦瓜及番茄。苦瓜為台灣地區較不同於其它國家之夏季重要蔬菜,而番茄在夏季生產困難,此二作物隨著經年栽培,衍生出許多生產上的問題。雖然二者之總栽培面積並不算大,遠低於西瓜之種植面積,卻由於有專屬單位之研究(前者為中興大學,後者為亞洲蔬菜研究發展中心)而各獲致一套嫁接模式,並將技術轉移到嫁接場進行商業化生產。茄子、甜瓜、稜角絲瓜等雖尚未大量化生產,但已有地區性之嫁接栽培。至於其它作物,如甜椒,在日本已篩選出地域性之抗病砧木,其它國家之研究則正起步。至於中國大陸,近幾年來也投注許多心力於蔬菜嫁接上,如西瓜、黃瓜(胡瓜)等,甚至與韓國合作研發出一台嫁接機。

蔬菜嫁接之應用

除以上所述,實際生產上之應用外,利用嫁接方法亦可進行兼具學理及實際應用之試驗研究。如將無子西瓜之組織培養苗,嫁接到合宜之砧木來大量繁殖該等組培苗接穗,縮減無子西瓜培育之時間。不僅僅是無子西瓜,現今在果樹上(如木瓜)也已成功地利用嫁接方法來矮化株高並提早開花,縮減組培苗之培育過程。其它諸如養分吸收之研究,植株生長調節物質運移之研究,各種抗逆境機制之研究…等,也都有學者以嫁接株為工具,探討其各種生理現象及機制,進行較基礎的研究。

在農地面積小及土地集約利用頻率高之地區或國家,由於不能進行適宜之輪作或休耕,造成土壤極大的負荷,蔬菜作物之某些病害或生理障礙因而產生。若擬以傳統育種或是分子生物技術來根本克服該問題,需要一段時間,在這期間,嫁接技術毋寧是一種快速之治標手段。嫁接的正面效果,如使接穗減少土傳性病害之危害(西瓜:蔓割病、急性萎凋病、線蟲;茄科作物:青枯病、萎凋病、線蟲;甜瓜:蔓割病;胡瓜:萎凋病、線蟲)、加強接穗耐低溫之能力(西瓜、甜瓜),增加對浸水逆境之忍受力(番茄)、增強對鹽分累積之抵抗性(溫室栽植之作物),其餘如促進接穗生長勢,增強對養分之吸收利用…等都有報告。

雖然嫁接株帶來利多的正面效果,但前題在於能選擇合適的根砧。依據各單位近幾十年來累積之試驗研究成果,合宜的根砧並非一成不變的,某些蔬菜作物或許有一種以上合宜的根砧可選用,如西瓜與扁蒲砧、南瓜砧之親合性皆佳,一般季節採用扁蒲砧,但低溫期則改採用南瓜砧。甜瓜與越瓜砧、南瓜砧之親合性表現都不錯,但若在冷涼天候下,越瓜砧則顯得極不合適。苦瓜與長筒絲瓜砧之親和力較好,但若想做產期調節,長筒絲瓜砧則效果表現不明顯。茄科(番茄、茄子)之合宜根砧則仍以茄子砧為宜,較能忍受浸水逆境。所謂南瓜砧或茄子砧等為一概括性之講法,必須再進一步確認其最合宜的品種。就筆者之試驗結果,若以木瓜型南瓜做為甜瓜之根砧,嫁接株的表現並不穩定,甚至一些私人育成商用之各式南瓜砧對甜瓜接穗生育的影響也有不同程度的差異。至於一般食用的茄子做為番茄之根砧也不能有最好的效果。

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不同架接法之植株嫁接--舌狀靠接(左)頂插接(中)平接(右)
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蔬菜嫁接之癒合原理及嫁接操作實務上之注意事項

除了選擇合宜的根砧,如何使砧穗二種植株癒合成一個體,則有賴(1)選擇合宜的砧、穗時期。(2)採用適宜的嫁接方式。就組織解剖面來看,砧穗能夠癒合,在木本植物上為砧穗二者接觸面之形成層相互緊靠,形成癒傷組織而使新生維管束能夠相連結。相較於木本植物嫁接部位之癒合能力,蔬菜作物顯得快速得多,操作管理上亦較簡便。此乃由於蔬菜作物嫁接株砧穗切面癒傷組織的形成不只限於維管束,切面各部位之薄壁細胞也都具有產生癒傷組織的能力,該等薄壁細胞進行無絲分裂,快速修補切面所受之機械損傷,使砧穗切面能夠極快速地癒合,使新生維管束在約3-5天之中逐漸產生,砧穗彼此連接貫通、合為一體而成活。基於上述原理再加上對該等幼苗稍具概念者,就不難明白如何選擇合宜之嫁接苗期及配合該苗期之嫁接方式。

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適於嫁接之根砧苗齡,扁蒲砧(左)集接穗培育之情形
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根砧苗齡影響接穗之生育--所使用之根砧(左),嫁接三週後接穗生長情形(右)

以本場對西瓜嫁接及洋香瓜嫁接所獲之心得,歸納出瓜類作物之嫁接觀念以把持著下列大原則:「方便操作下的最小苗齡、根砧切口不深及髓腔部、快刀精準一次切出接合面」,則嫁接操作不難進行。就最適砧穗苗齡期之測試結果顯示,根砧在第一本葉完全展開期之後即顯得太老,胚軸髓腔比例增大,尤其是南瓜砧,不論何種嫁接法,成活率變差,即使成活情形良好也是白費工夫的「假性」嫁接苗。其原因在於接穗切口若是部份露在根砧髓腔中,則接穗易由該處產生自己的根沿髓腔伸入土中。此一嫁接株在苗期時看來外觀生長良好,一旦移植入田區,則不具抵抗病害之能力。至於接穗苗齡,因應不同嫁接法,可採用種殼剛脫落之幼穗,甚至是第一本葉吐心期之各階段幼株。不使用固定夾的嫁接法以種殼剛脫者之接穗為佳;使用固定夾的嫁接法其接穗可大到第一本葉吐心期(如舌狀靠接)。

不同於瓜類作物之組織結構,茄科根砧之胚軸並無髓腔的出現,其嫁接操作較瓜類作物容易得多。但由於培育適於嫁接之砧穗苗期遠較瓜類作物為久(約2-2.5倍),組織較傾向於木質化,也使得癒合需要較長的時間。茄科作物嫁接操作的大原則在於「砧穗莖桿粗細能相仿、切口部份不能太低、接合面緊密接觸」。茄科作物之嫁接常用頂劈法及斜切接,二者皆需以外物來補助固定,或用各式嫁接夾、橡皮套管及塑膠插針(亞蔬中心開發之方法)….等來增加砧穗之緊密結合。 30-3l.JPG (99614 bytes)
接穗切口插入根砧腔中產生不定根延髓腔向下,此為嫁接操作上應避免之處

蔬菜作物含水量極高,依據實務經驗,在進行嫁接時及嫁接完成後之癒合階段,極需注意的是儘量維持接穗不因切離根部而造成其過度萎凋。在癒合階段,高濕度之維持為外在環境因子中最為重要。其它如溫度,若無法精確控制,則以各式方法維持在該作物之一般生育溫度即可;至於光度則要避免太強的光線照射,但全然黑暗的環境也非恰當,能夠給予該接穗光補償點左右之弱光為較佳。以本場測試洋香瓜(台南試交13號)以永康南瓜為根砧之嫁接苗最佳癒合之環境及癒合時間為高濕度(85%RH以上)、28℃∼29℃、1.5klux∼3.5klux(光源為Sylvania Gro-Lux F40/GRO 40W植物生長專用燈),於66小時已癒合程度達90%以上,可行逐步馴化,成活率達90%∼98%;至於測試西瓜嫁接苗(富寶2號)以"強力一號"扁蒲為根砧之最佳癒合之環境則為高濕度85%RH以上、28℃∼29℃、5.5klux∼6.5klux(光源同前述),於72小時已癒合程度達90%以上,可行逐步馴化,成活率可達95%∼100%。惟上述之接穗為種殼剛脫落至子葉半張開時期之幼苗,若採用其它方式嫁接,致所用接穗較大時,則需較長癒合時間,方能維持相同水準之成活率。

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簡易癒合促進裝置(上)

較精密條件控制之生長箱作為癒合促進裝置(右)

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蔬菜嫁接機之發展

30-3o.JPG (343058 bytes)隨著嫁接苗的需求增多,所需之密集勞工已造成極大之人力成本。尤其在經濟愈發達的國家,農村高齡化,合宜之人力更顯缺乏,人工也隨之昂貴,因此,發展自動化機械為降低此種人力成本的方向。日本、韓國已積極投入自動嫁接機之研發,尤其是日本,自1987年第一部蔬菜作物嫁接機製造問世後,隨後各式更優良機型之自動嫁接機亦陸續發表。近幾年來台灣地區亦深刻了解自動化之重要,但又囿於有限的經費,本場於85年引入日本梅屋幸コゐ太郎自動接木機(價約台幣八萬元),做為初步研發自動化嫁接之工具。該機械主要適用於胡瓜,兼可做其它瓜類嫁接使用,以舌狀靠接方式嫁接,順利操作下速率為150∼300株/小時,需嫁接夾;相較於台灣地區之熟練人工,平均嫁接速率為200株/小時(插接法;本場調查轄區內各嫁接場之人工作業所得之平均值),不需嫁接夾,該機械並不顯得特別優越。日本近幾年來發展自動化嫁接機極為迅速,不論是適用瓜類作物之嫁接機(如④Йワ接ゥ木①пЧЬ,GR800A;ヱпУ接ゥ木①пЧЬ,KGR800;三菱農機MG800B、野馬農機G800B、梅屋幸コゐ太郎自動接木機等),或是適用於茄科作物之嫁接機(如④Йワ接ゥ木①пЧЬ,GR800T,ヱпУ全自動接ゥ木①пЧЬ,KGIII,三菱農機MGM400,野馬農機AG1000 … ),或是茄科、瓜類皆宜之自動化嫁接機(如ヵсШ全自動多速接ゥ木①пЧЬTGR方式,KGMO128;保志接木機…等),強調其嫁接速率為550-800株/小時,或超過1,000株/小時,二或三人即可順利操作。只可惜該等機械造價不眥,如GR800A型,售價為690萬日圓,而KGMO128售價2,810萬日園。前述自動化機械所用之嫁接法,在瓜類作物係採用單葉切接法(日漢字:片葉切斷)或平接,而茄科作物則採斜切接或平接。無論何種方式嫁接,以一次切取一整排苗或是藉由二轉盤相互接觸完成嫁接動作來加速嫁接。

雖然現在一般嫁接場只以簡易設施來促進嫁接苗之癒合,成活情形也不差,但若是天候變動大,嫁接苗無法維持相同的出苗品質。蔬菜嫁接朝向自動化發展,則促進癒合的精密控制裝置也將會是蔬菜嫁接另一隨即被重視的探討主題。

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