行政院農業委員會台南區農業改良場  研究彙報第37號
 

番木瓜組織培養兩性株嫁接苗繁殖、生長特性及效益評估

張明聰    呂俊堅

摘  要

  張明聰、呂俊堅•2000•番木瓜組織培養兩性株嫁接苗繁殖、生長特性及效益評估。台南區農業改良場研究彙報37:40∼55。

  番木瓜實生苗中因無法得到 100% 的兩性株或由其中加以檢定區分,造成栽培兩性株之困擾。本研究以番木瓜台農2號品種之優良兩性株頂芽,經組織培養為欉生苗後,切取其頂梢,分別嫁接於台農2號及台農5號實生苗為砧木上,可成功獲得全兩性株之嫁接苗,其成活率會因最新發明的保濕措施而達 80% 以上。

  台農2號/2號嫁接苗及台農2號/5號嫁接苗分別在定植後5個月及5個半月內比實生苗生長高大,但著花高度卻平均矮26公分,著花時期提早1個半月,之後之株高生長均比實生苗矮化。在著果及果實發育期,台農2號/2號及台農2號/5號嫁接苗植株之生長表現節間短、葉柄長、葉面積大、第1段著果高度較矮及著果較集中,著果量分別比實生苗植株高 10% 及 45%,且可方便於採收。初期生長之田間管理及採收果實工資可節省17∼32%。

  不同砧木品種可影響接穗的生長、發育、產量及品質,但不影響植株花性表現。以台農5號及台農2號為砧木分別可提高產量 43% 及 3%;降低生產成本 8% 及 4%;增加收益 92% 及14%;台農5號為砧木時,甜度平均降低 0.8 oBrix。

關 鍵 字:番木瓜、組織培養、兩性株、嫁接、生長特性、產量、生產成本、效益評估

接受日期:2000年1月17日


前  言

  目前台灣地區番木瓜栽培面積達3,925公頃6),而且全年均有果實生產,以提供穩定的鮮果消費市場,並且因有不耐貯運的特性,對政府加入世界貿易組織(WTO)後,成為少數具有競爭能力的熱帶果樹產業之一。

  番木瓜植株之性別,可分為兩性株(hermaphrodite);開兩性花、可自然授粉、果型較長梨形,雌性株(gynoecious);開雌性花、需人工授粉、果型較圓形,雄性株(androecious);開雄性花、僅提供花粉、不結果,雌性株與兩性株所結之果實,形狀及產量均不同10)。依戴氏7) 指出,番木瓜是不能以種子部位、大小、重量及苗高、葉型變化等,用來鑑定性別。Rao等16) 以物理的、化學的及栽培上的處理,亦無法對番木瓜苗期植株的性別加以區別,許多研究學者亦嚐試以Disc PAGE方法19)、RNA與histon protein15) 或protein含量12)、或以RAPD及DAF分子標定方法20),來檢測或標定幼小植株性別表現,雖有相關的結果報告,但依舊無法應用於實際栽培之需求上。根據Hafmeyr14)及Storey18)試驗結果,證明番木瓜性遺傳係依照孟德爾方式進行,可依人工授粉方法控制種子的性別比率,但品種後代採種時,亦仍無法獲得百分之百相同性別的種子。

  因此,在台灣1) 或夏威夷9) 栽培番木瓜,為了要生產兩性果而栽植兩性株,主要方法係採每一植穴種植2∼3株實生苗,待生長之植株開花可辨別花性時,再將兩性株留下,其餘砍除,依此種種植方式會增加種苗費及初期管理之成本支出。Allan8) 及張等3) 以番木瓜側枝,扦插繁殖成扦插苗,可獲得與原來採穗母株同樣之性別表現,而提供同一花性如兩性株種苗,但因繁殖率相當低,亦無法達到商業化栽培之需求。張等3) 以組織培養方式,在瓶內進行番木瓜優良兩性株之頂芽繁殖,再由增殖體欉生苗(multiple shoot)的頂梢,微體扦插為扦插苗,可獲致大量均與原母株特性相同之種苗,進而可提供同一花性的組織培養扦插苗予農民栽培,但推廣以來,因組織培養扦插苗發根率與健化成活率不穩定,及常有幼苗發生變異與根系無明顯主根之缺點,使種苗業者及農民尚無法普遍接受。

  為解決上述國內外栽培番木瓜長久以來所遭遇之問題,本研究計畫使用台農2號品種為材料,以組織培養方法,由優良兩性單株(母株)之頂芽,繼代繁殖為欉生苗;因欉生苗繼代繁殖時間短、可大量、無變異,以其頂梢做為接穗,依張等5) 研發之嫁接技術,嫁接於番木瓜實生苗為砧木上,調查其成活率,並評估嫁接苗在田間之生長、發育、產量、產期、品質及效益等,以做為生產全兩性苗之依據,並期望早日解決番木瓜實生苗所產生的瓶頸。

材料與方法

一、番木瓜嫁接試驗

  兩性株接穗之繁殖及砧木培育

  以台農2號優良健康之兩性株,取其頂芽,依張等3)之組織培養方法繁殖為欉生苗,再以欉生苗繼續繼代增殖為欉生苗。欉生苗在瓶內生長至株高6cm、莖下端達直徑0.2cm以上且已有木質化時,剪取其3cm長之頂梢並帶有1∼2枚展開葉片,以為嫁接用之接穗。此種欉生枝供做接穗用之繼代培養時間約1個半月。

  砧木品種分台農2號及台農5號,種子直接播種於4寸黑色塑膠軟盆(盆口直徑12cm);盆中之培養土以田土:砂質土:有機質=2:1:1調配混合而成,實生苗培養管理2個月後,其莖粗達直徑0.4cm以上時,供嫁接砧木之用。

  嫁接方法及管理

  採劈接法(cleft grafting),接穗長度3∼4cm,接穗基部之硬度,以物性測定儀RHEO METER(FUDOH,NRM-2020J-CW)測定後分20∼40g及40∼90g等2種截切力。砧木留高度 2∼4cm 將莖剪斷,再以鋒利刀片自切口中央向下切開約1cm;接穗基部做單面或雙面削皮1.5cm長,再將未端斜削0.3cm呈楔形,將接穗插入砧木中,再用小夾子(西瓜夾)固定之(圖1上),小莢子可於嫁接後3星期取下。

  嫁接後隨即用400cc透明塑膠杯(杯口直徑9cm)罩住整個嫁接苗,杯口稍入盆中土壤表面(圖1下),盆中土壤水分管理分土壤含水量 10%、12% 及 14% 等3種方式,於86年9月、87年9月、88年3月及88年10月分別在本場新化分場溫室中進行,每次嫁接苗數量200株以上,培養管理中無       特殊之溫度控制。

  調查項目

  k 嫁接成活率:調查嫁接後之存活百分率(%)。

  l 透明塑膠杯罩住嫁接苗後,杯內的相對濕度以Stow Away記錄,每半小時測試記錄1次,連續2日。

圖1.番木瓜劈接(上)及透明塑膠杯罩住嫁接苗之保濕措施(下)

圖1. 番木瓜劈接(上)及透明塑膠杯罩住嫁接苗之保濕措施(下)。

Fig. 1. Papaya grafting with cleft method (upper) and equipment of transparent PE cup for covering the grafting plants (lower).

 

二、番木瓜嫁接苗田間栽培試驗

  試驗方法

  試驗方法2號嫁接苗之田間栽培試驗園,設於台南縣大內鄉,面積0.25公頃,屬排水良好之砂質壤土,採網室栽培管理。作高畦,畦面均覆黑色塑膠布,行株距2.7m×2m,每植穴嫁接苗種1株,台農2號組織培養扦插苗亦種1株,台農2號實生苗則種3株,後二者作為對照用,實生苗栽培至可       辨別花性時,僅留兩性株1株,其餘均砍除之。田間排列依台農2號實生苗、台農2號/2號嫁接苗、台農2號組織培養扦插苗、台農2號/5號嫁接苗及台農2號實生苗之順序排列,各植2畦;種植株數分別為79、94、87、75及54,於87年11月20日定植,栽培管理期間均依農戶之栽培管理方式行       之;實生苗部分之管理,於88年1月31日進行拉倒矮化處理。結果期間除摘除畸形果外均不疏果。

  調查項目及方法

  k 株高:約每15天1次,調查植株自地際部至頂葉之高度,每種苗每畦10株計20株,自12月4日至6月4日止。

  l 莖粗:以游標尺調查植株樹幹離地際部20cm高度處於12月4日及6月4日之直徑,每種苗每畦10株計20株。

  m 節間長:於著果期,每種苗每畦10株計20株,每株於第1段著果中,計算1m樹幹上之節數,以換算節間長。

  n 葉柄長及葉面積:於著果期,自植株頂端往下之第10葉序,調查其葉柄長及葉面積,每種苗每畦10株計20株。葉面積以長×寬之觀測值,依Y=-1.167+0.481X之標準曲線圖換算之3)

  o 始花期及高度:每種苗之植株有半數出現第1朵花蕾時為其始花期,其離地際部之高度為始花高度;每種苗每畦10株計20株。

  p 第1段著果高度:樹幹上第1段著果穩定後,分別量下端第1個果實及最頂端1個果實之離地際部高度,每種苗每畦10株計20株。

  q 產量及品質:於果實溝黃時開始採收,每種苗每畦3株計6株,每次採收秤重,並逢機選10粒,以乙烯(電土)催熟後以供品質分析。果肉甜度以屈折計測定之。果肉水分含量之測定,以(濕重-乾重)/濕重×100% 表示並代表果肉之果汁含量。

三、生產成本調查

  嫁接苗成本支出。

  嫁接苗自定植田間至開花著果期之部分田間管理工資。

  採收果實之工資。

  生產成本及收益。

結果

一、嫁接成活率

  番木瓜兩性株嫁接苗所需要之接穗,係以組織培養方法,將優良兩性植株之頂芽經繼代繁殖欉生枝而得,其適合做為嫁接之接穗大小及硬度(即木質化情形),對嫁接成活率影響很大。民國86年5月進行初步嫁接嚐試時,接穗如短於3cm且莖基部直徑小於0.2cm及截切力小於20g時,均無法成活。民國86年9月至88年10月,經2年4次針對接穗大小、硬度及盆中土壤水分含量等加以調整,其嫁接之成活情形,由表一中可知,接穗長度3∼4cm、莖基部直徑0.2∼0.3cm且截切力20∼40g時,盆中土壤含水量如保持14%,嫁接在台農2號砧木的成活率為26%,嫁接在台農5號砧木上的成活率則為30%;如將接穗基部的截切力培養至40∼90g且盆中土壤含水量保持在 12% 時,則嫁接在台農    2號及台農5號砧木上,可分別獲得 79% 及 68% 之成活率;另外如將盆中土壤含水量維持在10%時,嫁接在台農2號砧木上則可高達 80% 之成活率。

表1. 番木瓜台農2號組織培養接穗之嫁接成活率
Table 1. Surveys on survival rate of scions by tissue culture for grafting of Carica papaya cv Tainung 2.

Scion size

Stock
Varieties

Total plant let1)
grafted

Survival
Rate (%)

Soil water
content pod (%)

Date of
grafting

Length

Diameter of Stem base

Cut force
of stem base

3∼4cm

0.2∼0.3cm

20∼40g

Tainung2

330

26

14

Sept.,1997

 

 

 

Tainung5

366

30

 

 

3∼4cm

0.2∼0.3cm

40∼90g

Tainung2

210

79

12

Sept.,1998

 

 

 

Tainung5

210

68

 

 

3∼4cm

0.2∼0.3cm

40∼90g

Tainung2

690

80

10∼11

Mar.,1999

3∼4cm

0.2∼0.3cm

40∼90g

Tainung2

400

80

10

Oct.,1999

1) The grafted plantlets were covered with 400ml PE transparent cup for the purpose of keeping inside air moisture.

  番木瓜嫁接後隨即以400cc透明塑膠杯罩住(圖1下),杯中很快會積有水氣,甚至杯壁均附著有水滴,由圖2中可知,經連續2日的測試結果,即使杯頂留有1cm直徑的圓洞,杯中之相對濕度均保持在 92∼100% 之高濕度;但杯外的相對濕度1日之中就有10小時以上的 60% 低濕度。杯中之高濕度,能使接穗之葉片不致失水而凋落,平均10∼14日即可將塑膠杯移走,再經約14日充分生長(圖3上左)及組織緊密結合後(圖3上右),即可定植於田間。

圖2. 10%∼12%土壤含水量之盆植番木瓜嫁接苗以透明塑膠杯罩住時杯內及杯外相對顯度之日變化

圖2. 10%∼12%土壤含水量之盆植番木瓜嫁接苗以透明塑膠杯罩住時杯內及杯外相對顯度之日變化。

Fig. 2. Diunal change of relative humidity (%) inside or outside of the PE transparent cup during covering the papaya grafting plants which was growing in the pot with 10∼12% of soil water content.

二、嫁接苗之初期生長及著花

  番木瓜台農2號/2號嫁接苗、台農2號/5號嫁接苗、台農2號組培扦插苗及台農2號實生苗等定植時之植株大小,株高分別為18cm、20cm、15cm及8cm;莖粗除實生苗為2mm外,其餘均為3mm,顯然實生苗在定植時均比嫁接苗或扦插苗矮小;根系中無論是嫁接苗或實生苗均有明顯的主根,組培扦插苗則無(圖4)。比較嫁接苗自定植後6個月中之株高生長情形,由圖5中可知,無論那一種種苗,均會隨著時間的推移而增高,但台農2號/5號嫁接苗依序比台農2號/2號嫁接苗及台農2號組培扦插苗高;而台農2號實生苗自定植後即最為矮小且於1月30日實施拉倒矮化生長,但於定植後4個月(4月4日)、5個月(5月4日)及5個半月(5月20日)之株高即分別高於台農2號組培扦插苗、台農2號/2號嫁接苗及台農2號/5號嫁接苗。表示嫁接苗無論是台農2號砧木或台農5號砧木,自定植後5個月或5個半月內均比實生苗生長高大,但之後即較為矮化;此種生長現象,對台農2號組培扦插苗而言,則表現在定植後4個月。

  番木瓜嫁接苗接合處之生長情形,於定植後2個月時,其接穗及砧木之嫁接處雖已完全癒合,但上下仍未完全結合(圖3下左),至定植後4個月時,其接合處之生長已甚均勻,從外觀上已分辨不出嫁接之痕跡(圖3下右)。

圖3.番木瓜嫁接之接合生長情形

圖3. 番木瓜嫁接之接合生長情形。

   上左:嫁接後30日可定植於田間。

   上右:嫁接後30日嫁接部位生長之縱切面。

   下左:定植後2個月已大部份嫁接結合。

   下右:定植後4個月完全嫁接結合。

Fig. 3. The steps of union growth of papaya grafting.

        Upper left:The grafting, 30 days after being grafted, it could be transplanted in the field.

        Upper right:Langitative sectiong of grafted area, the tissues were strongly knit together.

        Lower left:The grafting plant for 2 months, grow very well with a most graft union after transplanting.

        Lower right:The grafting for 4 months, grow very well with a perfect graft union after transplanting.

 

  番木瓜植株開始進入著花之時期,會因不同之種苗而有明顯的差異,由表二中得知,台農2號/2號嫁接苗及台農2號/5號嫁接苗其著花始期均在2月上旬,亦即自定植後2個半月即可著花,比台農2號組培扦插苗及台農2號實生生苗分別提早1個月及1個半月,易言之,台農2號實生苗之著花期表現最晚。著花後檢視花性的表現,台農2號無論嫁接在台農2號或台農5號砧木上,均為 100% 的兩性株;台農2號組培扦插苗亦均為兩性株,台農2號實生苗之兩性株比率則為67%,其他 33% 為雌性株。著花時之著花高度,無論是台農2號/2號嫁接苗、台農2號/5號嫁接苗或台農2號組培扦插苗等均比台農2號實生苗平均低26cm;但株高卻比實生苗分別高出30cm、40cm及13cm;樹幹生長除台農2號/5號嫁接苗較大外,其餘均與實生苗相若。

  綜上所述,台農2號/2號嫁接苗及台農2號/5號嫁接苗分別在定植後5個月及5個半月內比實生苗生長高大,但著花高度卻平均矮26cm,著花始期提早1個半月,之後之株高生長均比實生苗矮化。另台農2號組培扦插苗的株高生長恰介於嫁接苗與實生苗之間的表現。

圖4.不同番木瓜苗之根系比較

圖4. 不同番木瓜苗之根系比較。

Fig. 4. Comparison of root system on different seedings of papaya. Left to right:Tainung 2/5 grafting with tap root system, Tainung 2/2 grafting with tap root system, Tainung2 microcutting with fibrous root system and Tainung2 true seedling with tap root system.

圖5. 不同番木瓜種苗之株高生長比較

圖5. 不同番木瓜種苗之株高生長比較。

Fig. 5. Growth comparison of plant height of different papaya seedlings.

表2. 不同番木瓜種苗花蕾期之生長比較
Table 2. The growth comparisons of different seedlings at flower initiation stage of Carica papaya L.

Seedlings

Date of flower1)
initiation

Flowering height
(cm)

Sex expression (%)4)

Plant height
(cm)

Trunk diameter
(cm)

G

H

Tainung2/2 grafting

Early Feb.

53±12)

--

100

129±2

5.8±0.1

Tainung2/5 grafting

Early Feb.

55±1

--

100

139±2

6.0±0.1

Tainung2 microcutting

Early Mar.

53±1

--

100

102±3

5.0±0.2

Tainung2 true seedling3)

Middle Mar.

80±1

33

67

89±3

4.8±0.1

1) The date of half plants with flower initiation.

2) Values ± SE.

3) The true seedlings were treated with bending for 2 months from late Jan. of 1999.

4) G:Gynoecious.

  H:Hermaphrodite.

 

表3. 番木瓜不同種苗果實發育期之植株生育
Table 3. Serveys on the plant growth of different seedlings at fruit developement stage of Carica papaya L.

Seedlings

Trunk
diameter
(cm)

Total growthe of plant height
(cm)

Length of internode
(cm)

Length of
petiole
(cm)

Single
leaf area
(cm2)

Date of 1st
fruiting
skip

Height of 1st fruiting skip from row surface
(cm)

Tainung2/2

grafting

12.4±0.2

233±2.2

2.7±0.1

105±1.2

3139±80

Late Jun.

44±1.8-174±3.7

Tainung2/5

grafting

13.5±0.2

247±2.2

2.9±0.1

106±1.1

3221±77

Late Jun.

50±2.1-195±3.7

Tainung2

microcutting

12.2±0.2

224±2.5

2.9±0.1

97±1.1

3212±78

Late Jun.

41±1.5-184±3.2

Tainung2

true seedling

12.9±0.2

280±4.4

4.1±0.1

96±1.1

2537±89

Late July

76±3.1-236±6.6

Values ± SE

 

三、嫁接苗之著果與植株生長

  根據田間之調查,番木瓜植株上第1段果實完成著果之時期,台農2號嫁接苗及組培扦插苗均在6月下旬,比實生苗的7月下旬提早約1個月。此時期即為果實發育期,有關植株之生長情形,由表三之結果可知,樹幹生長以台農2號/5號嫁接苗之13.5cm為最大,其次為台農2號實生苗之12.9cm、台農2號/2號嫁接苗及台農2號扦插苗分別為12.4cm及12.2cm為最小;株高之生長如與台農2號實生苗的280cm比較,台農2號/5號嫁接苗、台農2號/2號嫁接苗及組培扦插苗仍然分別矮33、47及56cm;另由節間的長度表示時,亦以台農2號實生苗為最長達4.1cm,台農2號嫁接苗或組培扦插苗則平均為2.8cm,顯現出嫁接苗或組培扦插苗之矮化生長。至於葉片的生長,台農2號嫁接苗之葉柄比扦插苗及實生苗長10cm,且單片葉面積平均大25%(表三),為另一種嫁接苗之生長特性。

  番木瓜第1段果實在樹幹上之高度,由表三中可知,不同種苗間的表現具有明顯的差異。台農2號/2號嫁接苗之第1段著果高度為自離地際部44cm至174cm為最低,其他分別為台農2號組培扦插苗41cm至184cm、台農2號/5號嫁接苗50cm至195cm、台農2號實生苗則達76cm至236cm。如以第1著果段的長度而言,台農2號/2號嫁接苗為130cm,台農2號組培扦插苗143cm,台農2號/5號嫁接苗145cm,台農2號實生苗則為160cm。

  番木瓜台農2號嫁接苗在著果及果實發育期之生育綜合表現,比台農2號實生苗矮粗、節間短、葉柄長、葉面積大,第1段著果之始果高度平均矮29cm及最未端果實高度平均矮51cm且著果較集中(圖6),其完成著果的時間提早1個月。另台農2號組培扦插苗除株高生長較矮及葉柄較短外,均與嫁接苗具有相同的生長及著果特性。

圖6.番木瓜嫁接苗(左)及實生苗(右)之第1段著果高度比較

圖6. 番木瓜嫁接苗(左)及實生苗(右)之第1段著果高度比較。

Fig. 6. Comparison of fruiting height of 1st fruiting skip between graftings (left) and true seedlings (right).

 

四、產期、產量及品質

  番木瓜果實採收期,會因栽培不同種苗而有先後之別,由表四可知,台農2號/5號嫁接苗及台農2號組培扦插苗其採收期均自7月下旬開始而至11月下旬結束,比台農2號實生苗之9月上旬開始而至11月下旬提早1個半月,其第1段果實之產量分別為每株67.8、94.3及80.6kg,分別比實生苗之65.9kg高出 3%、43% 及 22%,且果實在樹幹著生之高度,均為離地面2m以下,甚方便於採收;但實生苗的果實則有 37% 位於2m以上之高度,採收必須借助其他工具,頗為費工。番木瓜之果實產量,若以果粒數表示時,由表三及表四可知,台農2號/2號嫁接苗之第1段著果長度130cm可採收平均果重628g之果實108粒,平均每公尺樹幹結83粒;台農2號/5號嫁接苗之第1段著果長度145cm可採收平均果重664g之果實142粒,平均每公尺樹幹結98粒;台農2號組培扦插苗之第1段之著果長度143cm可採收平均果重650g之果實124粒,平均每公尺樹幹結87粒;台農2號實生苗之第1段著果長度則為160cm可採收平均果重672g之果實98粒,平均每公尺樹幹結61粒。由此顯示,番木瓜台農2號以嫁接苗方式栽培,可增加著果密度及提高著果量,其產量以台農5號為砧木時,比實生苗增加43%,以台農2號為砧木時亦可增加3%;台農2號組培扦插苗則介於二種嫁接苗之間。

  番木瓜果實品質以可溶性固形物及果汁含量來表示時,由表四中可知,台農2號/2號嫁接苗、台農2號組培扦插苗及台農2號實生苗之糖度很相近,分別為12.4、12.7及12.1°Brix,而台農2號/5號嫁接苗則稍低為11.6oBrix;果汁含量分別為88.4、88.2、89.1及89.6%,亦頗相近。台農2號番木瓜以台農5號品種為砧木嫁接時,糖度有稍低之趨勢。

表4. 番木瓜第1段果實之產量及品質
Table 4. Surveys on the yield and quality of 1st fruiting skip of Carica papaya L.

 

 

Fruit vield per plant

 

 

 

 

Seedlings

Fruiting2) density

2m height from basal stem

 

2∼2.5m height from basal stem

 

Total

Fruit Ave.wt.

Hervest Period

° Brix

Juice

content

No.          Kg

No.

Kg

 

No.

Kg

 

(g)

 

(%)

Tainung2/2

Grafting

83±3.41)

108

67.8

(163%)

 

-----

-----

 

108±4.4

(110%)

67.8

(103%)

628

7/25〜11/30

12.4

88.4

Tainung2/5

grafting

98±3.7

142

94.3

(226%)

 

-----

----

 

142±3.8

(145%)

94.3

(143%)

664

7/25〜11/30

11.6

89.6

Tainung2

Microcutting

87±3.4

124

80.6

(193%)

 

-----

----

 

124±4.8

(127%)

80.6

(122%)

650

7/25〜11/30

12.7

88.2

Tainung2

true seedling

61±5.6

62

41.7

(100%)

 

36

24.2

 

98±4.1

100%)

65.9

(100%)

672

9/1〜11/30

12.1

89.1

1) Values ± SE.

2) Values shows the number of fruit on 1m length of stem.

五、生產成本及收益

  開花前田間管理及果實採收工資比較

  番木瓜嫁接苗每株價格如以25元計算(即包括接穗8元、砧木4元、嫁接工資3元及利潤與消耗10元),每植穴植1株,每公頃2,000株需種苗費50,000元;而每植穴需植3株實生苗之每公頃種苗用量為6,000株,每株以3.8元計算則僅為22,800元,因此每公頃的種苗費,嫁接苗比實生苗高出27,200元(表五)。唯種苗定植後之管理,如僅比較至著花期之初期栽培管理,由表五中可知,定植時的打洞及種植,植嫁接苗時每公頃可比植實生苗節省2,000元;灌溉工資節省32,000元;植嫁接苗不需拉倒矮化,可節省6,000元;嫁接苗因均為兩性株,亦不需選擇砍伐,可節省3,000元,因此,種植嫁接苗後包括種苗費及初期田間管理,比種植實生苗每公頃可節省18%之成本支出;另種植組培扦插苗時亦復如此。

  至採收果實時,因嫁接苗或組培扦插苗第1段果實的最高著果高度均低於2m以下,容易進行手採,每人每天可採1,200kg,如每日工資以800元計算,則每公斤果實採收工資為0.7元;實生苗的著果高度有 63% 低於2m以下,採收工資相同,但其餘的 37% 則高於2m以上,採收時必須借助其他採收工具,其採收量每人每天僅360kg,每公斤的採收工資高達2.2元,易言之,採收實生苗之果實時,平均每公斤需1.2元。因此,採收果實所需之工資,會隨產量及著果高度而不同,由表五中可知,每公頃的採收工資以實生苗的158,160元(產量131,800kg)為最高,其次分別為台農2號/5號嫁接苗132,020元(產量188,600kg)、台農2號組培扦插苗112,840元(產量166,200kg)及台農2號/2號嫁接苗94,920元(產量135,600kg)。

  不同番木瓜種苗之開花前田間管理工資及種苗費與採收果實所需工資合計比較時,栽培台農2號/2號嫁接苗比實生苗節省32%,其次分別為台農2號組培扦插苗及台農2號/5號嫁接苗的 25% 及17%。

表5. 不同番木瓜種苗費及開花前田間管理與果實採收工資之比較
Table 5. The comparisons of seedling cost and wages for field manegement before flowering and fruit harvest of Carica papaya L. ( NT$/ha ).

Items

 

wages

 

 

Seedlings

Cost of seedling

Making hole and transplanting

Irrigation

Bending

Selective cutting

Harvest

Total

Indes
(%)

Tainung2/2grafting

50,0001)

4,000

16,000

-----

------

94,9203)

164,920

68

Tainung2/5grafting

50,000

4,000

16,000

-----

------

132,020

202,020

83

Tainung2microcutting

50,000

4,000

16,000

-----

------

112,840

182,840

75

Tainung2true seedling

22,8002)

6,000

48,000

6,000

3,000

158,160

243,960

100

1) 2,000 planting holes per 1 hectar that is transplanted with 1 grafting or microcutting ( NT$25 for each ) in each hole.

2) 2,000 planting holes per 1 hectar that is transplanted with 3 true seedlings ( NT$3.8 for each ) in each hole.

3) Based on the harvest fee of 1.2 and 0.7 NT dollars per 1kg for true seedling and grafting or microcutting respectively.

  總生產成本與收益

  栽培網室番木瓜不同種苗時,除種苗費、開花前田間管理工資及採收果實工資因而有差異外,其他如整地、作畦、PE塑膠布畦面覆蓋、搭設網室、灌水、施肥、病蟲害防治、除草及網室拆除等所需栽培成本均為相同,經調查結果,自種植至果實採收完畢之13個月期間均需755,540元,因此,比較每公頃合計所需之總生產成本時,亦以栽培實生苗的999,500元為最高(表六),栽培台農2號/2號嫁接苗則可節省8%,其次台農2號組培扦插苗為6%,台農2號/5號嫁接苗則為4%。

  番木瓜之市場交易價格,以7月至12月之共同運銷結果,平均為每公斤15元,以此計算每公頃之總收入及收益時,會因不同種苗之不同生產量而差異頗大,台農2號實生苗每公頃產量131,800kg,總收入1,977,000元,收益達977,500元;台農2號/5號嫁接苗產量188,600kg,總收入2,829,000元,收益比實生苗增加92% 計 1,871,440元為最高;其次台農2號組培扦插苗產量166,200kg,總收入2,418,000元,收益亦比實生苗增加 51% 計1,479,620元;台農2號/2號嫁接苗產量188,600kg,總收入2,829,000元,收益則比實生苗增加14%計1,113,540元(表六)。

表6. 網室栽培不同番木瓜種苗之生產成本及純收益比較
Table6. The comparisons of production cost and net profit for planting different seedlings of Carica papaya L. in net house.

Seedlings

Productiong cost1)

Estimated fruit

Total income3)

Net profit

( NT $/ha )

Index (%)

yield (kg/ha)

( NT $/ha )

( NT $/ha )

Index (%)

Tainung2/2grafting

920,460

92

135,6002)

2,034,000

1,113,540

114

Tainung2/5grafting

957,560

96

188,600

2,829,000

1,871,440

192

Tainung2microcutting

938,380

94

166,200

2,418,000

1,479,620

151

Tainung2true seedling

999,500

100

131,800

1,977,000

977,500

100

1) A same total of 755,540 NT dollars for planting different seedlings is included for ground making  ( 5,000 ), furrowing ( 3,000 ), mulching with PE cloth ( 6,500 ), net house construction ( 560,000 ), fertilizers ( 104,400 ), pest control ( 25,600 ), irrigation ( 16,000 ), weeding ( 11,040 ) and net house removal ( 24,000 ).

2) The values are the total fruit yield of 2,000 plants per hactere.

3) Based on the average fruit price of 15 NT dollars per kg.

 

綜合產量及成本分析結果,栽培台農2號嫁接苗,無論以台農5號或2號為砧木,均可比栽培台農2號實生苗分別降低8%及4%的生產成本,且增加收益達92%及14%;另台農2號組培扦插苗的生產成本及收益,則介於此二種嫁接苗之間。

討論

  番木瓜以嫁接方法進行營養繁殖時,依Ramkhelawan等14)之研究結果,用生長75日的植株,分別取用為砧木或接穗,其嫁接成活率,以頂端劈接法(terminal  wedge)的 100% 分別優於嵌木芽接法(chip budding)的85%及側接法(side grafting)的75%,劈接法可以成為商業化營養繁殖番木瓜種苗之最佳方法。陳等2)調查番木瓜嫁接苗之生長時,其所使用的嫁接苗,是以盆栽的實生苗,於株高30cm高時,採用劈接法將頂梢切下嫁接於自根的砧木上。因此本研究為了結合番木瓜組織培養全兩性欉生枝與實生苗具有主根能使根系生長較深及固定作用較大的優點,亦採劈接法,以欉生枝頂梢為接穗嫁接於實生苗為砧木上。組織培養欉生枝生長至可以做為接穗材料的枝梢狀況,應在長約 6cm及基部達40g以上截切力時,期間約6週,比起一般欉生枝繼代培養僅需3週的時間增加1倍。此種嫁接苗繁殖方式可以大量生產同一性別的種苗,而且均具有表現主根的特性,但由於所使用的接穗材料來自組織培養,與前述學者所使用較成熟植株為嫁接材料之比較,植體相當幼嫩,自瓶中移出切取後,如無任何保護,經3∼5分鐘即開始失水凋萎,因此,嫁接完成後,需隨即以400cc透明塑膠杯罩住整個植株,因杯口稍有壓入土壤表面,杯中的相對濕度,會由杯口範圍的土壤水分蒸發而得到很高的濕度,此種濕度可以維持接穗與砧木在未接合成活前,接穗之葉片不致凋落,成為決定番木瓜嫁接是否能成功的首要條件,此與Allan8) 取番木瓜之側枝扦插繁殖為扦插苗時,葉片周圍的空氣中相對濕度,必須借著噴霧以維持 85% 以上時,才能使葉片不致脫落而容易成活的現象,頗有異曲同功之效。

  本研究進行嫁接苗培養過程中,盆中土壤水分之管理,如保持在很濕潤的 14% 土壤含水量時,很容易造成砧木地際部或接穗與砧木接合部腐爛而死亡,其腐爛死亡率達70∼74%;但如土壤含水量保持在10∼12%時,則嫁接苗腐爛率可降低至20∼32%,此現象可能是土壤中水分含量過高時,根壓過高,根部吸收大量水分往上運輸後,因接穗尚未與砧木接合成活而無法因蒸散作用打通體內水分流通所造成,亦可能易由Phytophthora之感染所引起,真正原因有待進一步探討。

  組織培養扦插苗經種植於田間後與實生苗比較,依Drew13)及張等3)之調查結果,生長初期之植株極為旺盛,幼年期較短;即提早著花,著花高度較低。本研究番木瓜嫁接所使用之接穗,與張等3)研究組織培養扦插苗生長特性時為同一來源之材料,此種台農2號雖以嫁接方式為嫁接苗,其與台農2號實生苗之比較結果,亦與台農2號組織培養扦插苗具有相同生長特性之趨勢,但又比扦插苗之生長較為旺盛,著花時間提早半個月;此其中,不同嫁接砧木之表現,又以台農5號砧木比台農2號砧木之生長較為高大,易言之,台農5號生長比台農2號旺盛的品種特性,均影響到接穗的生長,但不會影響接穗的花性表現,兩性株嫁接苗無論嫁接在台農5號或台農2號砧木上,其植株的性別均為100%的兩性株。

  以株高生長而言,台農2號嫁接苗或扦插苗自定植田間後4個月內均比實生苗較高大,此可能由於定植時苗高已多7∼12cm,且接穗係由組織培養而來所形成。但自植株於著果期以後,實生苗之株高生長已漸漸分別比嫁接苗或扦插苗快速;其中如實生苗植株無實施拉倒矮化處理,其快速超越生長的時期可能會提早,於第1段著果完成期,實生苗植株高度生長量比嫁接苗和扦插苗高出37∼56cm,顯示番木瓜種苗經嫁接後,具有矮化生長之效果。有關番木瓜經嫁接後能使矮化生長的研究報告不多,僅如陳等2)及Ramkhelawan等16),而該等研究之嫁接材料,均用本身已成長植株之頂梢回接至自根的砧木上而成,確有矮化效果,此種技術亦已在日本硫球的網室番木瓜栽培予以嚐試利用(筆者參加硫球園藝產業研習之心得)。

  番木瓜嫁接苗在田間生長後,其結合處之痕跡,經4個月已無法從外觀加以區別,亦即上下生長均勻,且樹幹的大小在著果期比較時,與扦插苗或實生苗植株均極相似。惟樹幹上節間的長度則有明顯的區別,實生苗植株節間長4.1cm,比嫁接苗或扦插苗平均長1.4cm,易言之,嫁接苗或扦插苗植株每公尺樹幹上比實生苗植株多13節,即多13片葉,且葉片之葉柄較長10cm,葉面積多25%,形成嫁接苗植株葉片向外擴伸而有生長矮壯的現象,此種嫁接苗植株葉片之生長在樹幹節間縮短後,仍表現葉柄較長葉面積亦較大的現象(Babu, et al., 1989)11),實屬正常的發育。因此在同一行株距情形下,嫁接苗應比實生苗加寬為宜,以避免枝葉發生重疊。

  番木瓜嫁接苗提早著花及降低著花高度之特性,亦同樣表現在著果期及著果高度。第1段果實完成著果的時間,嫁接苗及扦插苗植株比實生苗植株提早1個月,著果高度平均低31cm。又第1段果實之長度,實生苗植株長於嫁接苗或扦插苗達21cm,此與樹幹之節間較長有密切的關係,亦影響將來採收果實時,有著高度上採收較不易之因擾。

  台農2號番木瓜以組培扦插苗栽培,依張等3) 的研究結果,其產期及產量均比實生苗提早且較高。本研究調查之台農2號組培扦插苗,其產期及產量比實生苗提早1個半月採收及增加22%產量而亦獲致相同的結果,當台農2號組培扦插的材料使用為接穗而嫁接於台農2號或台農5號實生苗為砧木上時,此種嫁接苗的果實採收期及產量表現,亦與組培扦插苗具有相同的特性,即提早採收及提高產量;惟在提高產量方面,台農5號砧木的 43% 確優於台農2號砧木的3%,易言之,不同砧木間對番木瓜嫁接苗之果實產量影響頗大。又果實糖度之品質方面,因台農5號品種平均為10.5° Brix,而台農2號則平均高達12度4),品種間即有糖度上之差異,以致本研究以台農5號做為砧木時,極可能影響到接穗台農2號的糖度,由平均12.4度降為11.6度。

  台農2號番木瓜之兩性果比雌性果肉厚及產量較高且不必人工授粉,深受消費者及生產者喜愛,一般栽培時,為了生產兩性果,只有栽培兩性株,但依實生苗繁殖時卻無法得到全兩性株,只有靠改善栽培法才能達成,其方法包括1植穴種3株,俟植株開花可辨別花性時,再選擇間伐而留1株兩性株,及為了降低開花著果高度,拉倒矮化處理亦為必須處理之技術,而完成比項工作之時間約需4個月,每公頃需增加管理工資達43,000元,如果栽培全兩性嫁接苗或組培扦插苗時,則可全部避免支出。

  番木瓜之採收適期為溝黃期,其發育及成熟係由下往上順序發展,採收時亦循序漸上,採多次進行,為確保果實品質,均以手採為主,但著果高度如為人體高度所不及時,仍需借助其他採收輔助工具如梯子或長臂採果網袋。因此,果實採收之效率即隨著果高度而不同,一般人體高度所及之果實,1日平均可採1,200kg,而非人體高度所及之部分,則1日平均僅採360kg,效率之差異頗大,所以番木瓜之著果高度約在2m以下者,甚方便於採收。

  番木瓜因有病毒病(virus disease)之為害,在抗病品種及有效防治藥劑尚未發明以前,網室栽培番木瓜仍為確保產量及品質之最佳方法,由於網室搭建及採除的成本相當高,每公頃需達584,000元,為提高收益,番木瓜以網室栽培必須研究如何降低生產成本及提高產量才能達成。本研究所研發之嫁接苗,經13個月之試驗結果,以台農5號及台農2號為砧木分別可降低生產成本 8% 及 4%;提高產量 43% 及 3%;增加純收益 92% 及 14%;另外以組培扦插栽培時亦可降低 6% 生產成本、提高 22% 產量及增加 51% 純收益。

結論

  生產番木瓜台農2號全兩性嫁接苗的方法,是以組織培養兩性欉生枝,經6週培養,枝梢長達6cm及莖基部直徑0.2cm或截切力達20g以上即可剪取3cm長做為接穗,採劈接法,將接穗嫁接於盆栽實生苗為砧木上,再以透明塑膠杯罩住整個嫁接苗,經10∼14日保濕培養後,再經14日即可定植於田間,此期間盆中介質之土壤含水量應保持在10∼12%,則嫁接成活率可達 80% 以上。

  台農2號嫁接苗定植於田間後5∼5.5個月內之生長表現,比台農2號實生苗高大,但著花高度較矮26cm,著花始期提早1個半月。著果及果實發育期後,嫁接苗植株的生長反而比實生苗矮粗、葉柄長、葉面積大、第1段果實之著果長度較短且著果高度較矮。

  不同砧木對接穗影響之比較時,台農5號全生育期間比台農2號高大,著果部位較高。台農2號嫁接苗與台農2號組培扦插苗均為同一來源材料,但經嫁接後之生長即表現較為高大,尤其以台農5號為砧木時,更為明顯,且著花亦較早,產量較高。

  栽培台農2號全兩性嫁接苗一植穴種1株,如以台農5號或台農2號為砧木,分別可提高產量43% 及 3%;降低生產成本 8% 及4%;增加收益92% 及14%;台農5號為砧木時糖度平均降低0.8° Brix。

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The Growth Characteristics and Efficiency Evaluation of Carica papaya L.
in Tissue Culture Hermaphroditic Grafting Plants

Chang, M. T. and C. J. Lu

Summary

  In order to propagate the hermaphroditic seedlings for the production of rmaphroditic fruits of Carica papaya cv.  Tainung 2 in Taiwan, a system of grafting techniques were studied since Junuary, 1996 until December, 1999.  The hermaphroditic scions were entirely propagated from tissue cultural shoot and grafted on the rootstock of true seedlings in Tainung 2 and Tainung 5 respectively with cleft method.  Meanwhile,  a total of 80% of survival rate were resulted from a simply new developing equipement of using transparent PE cup as a natural keeper of air moisture while covering the whole grafting.

  Comparing with Tainung 2 true seedlings, the Tainung 2 graftings, wether it were grafted on Tainung 2 or Tainung 5 rootstocks, were growing vigorously with earlier flower initiation and lower the height in a  period of 5~5.5 months after transplanting and then became dwafish growth.  The plant growth of graftings at the fruiting stage appeared special characteristics of shorter internode, longer petiole, more leaf area, lower fruiting height and heavy fruiting density than that in true seedlings.  The lower fruiting had a convenience with ease harvesting operation.

  The plant growth, development, fruit yield and quality of grafting plants were effected by different stock varieties. The use of rootstock of Tainung 5 and Tainung 2 increased fruit yield by 43% and 3%;decreased cost of production by 8% and 4%;increased net profit by 92% and 14% respectively, while the total souble solid of Tainung 5 rootstock grafting fruit showed a slightly decrease by 0.8 ° Brix.

  Key words: Papaya, Tissue culture, Hermaphrodite, Grafting, Growth characteristics, Yield, Production cost, Efficiency evaluation.

  Accepted for publication: January 17, 2000


 

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