楊景慧,孫憲芝,鄭成淑,張勝,張雪瑩,劉芳芳

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安271018

菊花（Chrysanthemum morifolium）是我國(guó)十大名花之一，不僅具有觀賞價(jià)值，還有較高的食用和飲用保健價(jià)值。研究表明，菊花中含有極豐富的人體必需元素、糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、脂類、核酸、抗氧化酶、黃酮類化合物、綠原酸和類胡蘿卜素等，各有效成分不僅有抗癌、抗氧化、抗心腦血管疾病等藥理作用，而且有顯著清除人體內(nèi)自由基、抗老化、抗血脂、調(diào)血壓等保健作用[1-3]。隨著人們生活水平的提高，茶用菊花需求量不斷增加。

嫁接既能保持接穗的優(yōu)良性狀，又能利用砧木的有利特性，已在園藝生產(chǎn)中普遍應(yīng)用。嫁接可以改善園藝作物的光合能力、增強(qiáng)根系吸收能力、增加內(nèi)源生長(zhǎng)物質(zhì)的供給[4]，提高植物的耐熱性[5]、耐鹽性[6]、耐冷性[7]等。近些年研究表明，嫁接辣椒根系酶活性提高，增加根系土壤微生物數(shù)量和放線菌比例，同時(shí)嫁接可以將砧木中的某些抗病物質(zhì)傳遞到接穗中，從而提高嫁接辣椒苗對(duì)根腐病、疫病的抗性[8,9]。陳月等[10]嫁接杭白菊試驗(yàn)研究表明，嫁接苗葉片較扦插苗有較好的持水能力，而且嫁接可以提高滲透調(diào)節(jié)，從而提高了抗旱能力。嫁接可以降低苗期菊花根系致病真菌，增加有益真菌，增強(qiáng)抗土傳病害的能力[11]。但嫁接是否會(huì)對(duì)茶菊飲用品質(zhì)造成影響是決定其能否在茶菊栽培中推廣應(yīng)用的核心問題。

本文旨在研究嫁接對(duì)茶菊的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為嫁接在茶菊生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與科學(xué)引導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017 年3 月～2018 年12 月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn)站進(jìn)行，供試接穗為菊花（Chrysanthemum morifolium）品種‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’，嫁接砧木為黃蒿（Artemisia annua），栽培基質(zhì)為園土（沙壤土）:草炭：蛭石=1:1:1，共設(shè)6 個(gè)處理：‘杭白菊’扦插苗（CHB），‘金絲菊’扦插苗（C-JS），‘皇菊’扦插苗（C-HJ）；‘杭白菊’嫁接苗（G-HB），‘金絲菊’嫁接苗（G-JS），‘皇菊’嫁接苗（G-HJ）。

2017 年3 月將黃蒿種子播種于塑料花盆（190 mm×170 mm）中備用。4 月中下旬在菊花母株上選取頂梢扦插，待其生根定植于花盆中備用（190 mm×170 mm），5 月上旬選取莖基部為0.6 cm～1 cm 的黃蒿為砧木，在生長(zhǎng)健壯的母株上取頂稍為接穗，進(jìn)行劈接，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的扦插苗栽植于花盆中作為實(shí)驗(yàn)對(duì)照。6 月20 日，選取嫁接植株與扦插植株中生長(zhǎng)一致的健壯植株，進(jìn)行定植。隨機(jī)擺放，每處理3 組，每組10 株，常規(guī)管理。測(cè)定期生長(zhǎng)指標(biāo)，盛花期采摘，稱量記產(chǎn)后，進(jìn)行清理、攤晾，將晾好菊花用鼓風(fēng)干燥機(jī)烘至恒重后粉碎，過200 目篩，備用。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 生物量和花期測(cè)定試驗(yàn)結(jié)束后隨機(jī)選取3 株菊花，測(cè)定植株地上地下部干重。現(xiàn)蕾后定期觀測(cè)記錄現(xiàn)蕾期、透色期、盛花期、末花期。

1.2.2 田間性狀及產(chǎn)量測(cè)定在單株花80%以上都處于盛花期時(shí)進(jìn)行采摘，統(tǒng)計(jì)單株花數(shù)量、鮮重和干重。估算產(chǎn)量=667 m2定植株數(shù)×單株產(chǎn)量（株行距35 cm×35 cm）。

1.2.3 品質(zhì)成分含量測(cè)定水浸出物含量參照張正竹[12]的方法測(cè)定，根據(jù)趙世杰等[13]蒽酮法和考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性糖含量與可溶性蛋白含量，根據(jù)王憲澤[14]方法分別采用索式抽提法、紫外比色法測(cè)定粗脂肪含量和維生素C 含量，根據(jù)張正竹[12]水楊酸比色法測(cè)定游離氨基酸總含量，根據(jù)徐靈源等[15]蘆丁測(cè)試法測(cè)定黃酮類化合物含量。根據(jù)李宗[16]采用高效液相色譜（HPLC）法測(cè)定，液相條件：進(jìn)樣量10 μL，流速1 mL·min-1，柱溫30 ℃，走樣時(shí)間為40 min，紫外檢測(cè)器，波長(zhǎng)280 nm。

1.2 數(shù)據(jù)處理與分析

使用SPSS 22 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析和方差分析，Duncan’s 多重比較進(jìn)行差異顯著性分析，使用獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn)確定同品種嫁接和扦插之間差異顯著性，用Microsoft Excel 2010 作圖。

采用主成分分析和模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)6 份樣品質(zhì)高低進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，如果指標(biāo)與品質(zhì)呈正相關(guān)，運(yùn)用隸屬函數(shù)值計(jì)算公式：U（Xij）=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。

如果指標(biāo)與品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，運(yùn)用反隸屬函數(shù)值計(jì)算公式：U（Xij）=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。式中：U（Xij）為i樣品j指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；Xij為i樣品j指標(biāo)的測(cè)定值；Xjmin為所有樣品j指標(biāo)的最小值；Xjmax為所有樣品j指標(biāo)的最大值；i為某個(gè)樣品；j為某指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 嫁接對(duì)三種茶用菊花生長(zhǎng)的影響

如表1 所示，嫁接明顯促進(jìn)了菊花的地上部生長(zhǎng)，‘杭白菊’嫁接苗株高、莖粗、冠幅、分枝數(shù)顯著高于扦插苗9.5%、32.5%、21.9%，47.4%；‘金絲菊’嫁接苗株高、莖粗、冠幅、分枝數(shù)較扦插苗增10.5%、4.8%、48.6%、64.5%，差異顯著；‘皇菊’株高、莖粗、分枝數(shù)分別是扦插苗的22.0%、16.5%、29.3%，均達(dá)顯著水平。

三個(gè)茶菊品種嫁接苗的地上部干重、根系干重均大于同品種扦插苗?！及拙铡汀鸾z菊’嫁接苗的地上部干重顯著高于同品扦插苗，分別提高了47.9%和24.0%，‘皇菊’嫁接苗略高于扦插苗11.0%，但無(wú)顯著差異；三個(gè)茶菊品種嫁接苗的根系干重與同品種根系干重差異相比均達(dá)到顯著水平，說明嫁接砧木黃蒿根系較菊花根系明顯發(fā)達(dá)；‘金絲菊’和‘皇菊’嫁接苗的根冠比明顯高于同品種扦插苗，但‘杭白菊’嫁接苗根冠比略低于扦插苗，杭白菊嫁接苗地上部生長(zhǎng)旺盛，根冠比降低，可能是因?yàn)椤及拙铡纳锪糠峙淠Ｊ脚c其他兩種茶菊不同。

以上結(jié)果說明，嫁接明顯促進(jìn)了菊花的生長(zhǎng)，增加了植株的分枝數(shù)，促進(jìn)了地上部和地下部分生長(zhǎng)，為茶菊產(chǎn)量的提高提供了基礎(chǔ)。

表1 嫁接對(duì)茶菊盛花期生物學(xué)性狀的影響Table 1 Effect of grafting on biological characters of tea-applied chrysanthemum in full blossom

2.2 嫁接對(duì)三種茶用菊花期的影響

由表2 可知，與扦插苗相比，‘金絲菊’嫁接苗現(xiàn)蕾期提前12 d，透色期提前9 d，盛花期提前6 d，且差異顯著；‘杭白菊’嫁接苗現(xiàn)蕾期提前2 d，透色期提前3d，盛花期提前1 d，末花期提前3 d；‘皇菊’嫁接苗蕾期提前1 d，透色期提前1 d，盛花期提前1 d，末花期提前了2 d，說明嫁接對(duì)茶菊部分品種花期響應(yīng)明顯，促使菊花提前開花，延長(zhǎng)盛花期，增長(zhǎng)了采收及觀賞時(shí)間。

表2 嫁接對(duì)三種茶菊花期的影響Table 2 Effects of grafting on florescence of the three varieties tea-applied chrysanthemum

2.3 嫁接對(duì)三種茶菊成花產(chǎn)量的影響

2.3.1 單花鮮重由表3 可知，‘杭白菊’嫁接苗單朵花鮮重與扦插苗相比增加10.1%；‘金絲菊’嫁接苗單朵花鮮重與扦插苗相比降低9.6%，且達(dá)到顯著水平；‘皇菊’嫁接苗和扦插苗單朵花鮮重?zé)o顯著差異。嫁接對(duì)茶菊單朵花鮮重的影響存在品種差異性。

2.3.2 單株花朵數(shù)由表3 可知，與扦插相比，‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗單株花朵數(shù)分別增多129.2%、31.6%、19.2%，且均達(dá)到顯著水平。說明嫁接顯著增加了茶菊單株花朵數(shù)。

2.3.3 單株花朵鮮重與扦插苗相比，‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗單株花朵鮮重分別高97.2%、21.2%、9.7%，差異顯著。嫁接對(duì)茶菊單株花朵鮮重有增加作用。

2.3.4 單株花干重由表3 可知，與扦插苗相比，‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗單株花朵干重分別高73.9%、16.0%、41.2%，差異顯著。嫁接增加了茶菊單株花朵干重，但不同品種影響程度不同。

2.3.5 估算畝產(chǎn)量‘杭白菊’、‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗較扦插苗估算667 m2產(chǎn)量分別高74.0%、15.9%、41.1%，三個(gè)品種嫁接苗和扦插苗之間估算畝產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平。嫁接對(duì)茶菊畝產(chǎn)量有明顯增加效果，但不同品種程度不同。三個(gè)品種茶菊的產(chǎn)量之間，嫁接和扦插‘杭白菊’畝產(chǎn)量均大于其他兩個(gè)品種，其次是‘皇菊’，‘金絲菊’產(chǎn)量最低。

表3 嫁接對(duì)三種茶菊產(chǎn)量性狀的影響Table 3 Effects of grafting on yield trait of the three varieties tea-applied chrysanthemum

2.4 嫁接對(duì)三種茶菊品質(zhì)的影響

2.4.1 嫁接對(duì)茶菊品質(zhì)指標(biāo)的影響如圖1（A）所示，‘杭白菊’嫁接苗低于扦插苗1.7%，差異不顯著；‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗水浸出物含量分別高于扦插苗3.0%、1.2%，差異不顯著。6 份樣品水浸出物含量排名為G-JS＞C-JS＞G-HJ＞C-HJ＞C-HB＞G-HB，‘杭白菊’水浸出物含量略低于其他兩個(gè)品種。水浸出物含量多少?zèng)Q定了茶湯的口感和湯色，由結(jié)果知，初步確定嫁接對(duì)茶菊的無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物含量及口感湯色并無(wú)明顯影響。

如圖1（B）所示，‘杭白菊’嫁接苗較扦插苗低85.0%，且差異顯著，‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗的粗脂肪含量均顯著高于扦插苗，‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗粗脂肪含量分別是扦插苗的100.9%和68.2%。6 份樣品粗脂肪含量排名為G-JS＞C-HB＞G-HB＞C-JS＞G-HJ＞C-HJ，‘皇菊’粗脂肪含量較其他品種含量略低。

圖1 嫁接對(duì)三種茶菊化學(xué)成分含量的影響Fig.1 Effects of grafting on the chemical Composition of the three varieties tea-applied chrysanthemum

可溶性糖能使茶湯滋味甜醇，是茶類品質(zhì)的重要指標(biāo)，而且在加工過程中通過美拉德反應(yīng)以及焦糖化反應(yīng)產(chǎn)生一些香氣物質(zhì)和有色物質(zhì)，從而影響茶飲品質(zhì)。如圖1（C）所示，可知‘杭白菊’‘金絲菊’、‘皇菊’茶菊嫁接苗較扦插苗略高，分別為26.6%、2.7%、11.5%，但差異均不顯著。6份樣品可溶性糖含量由高到低為G-JS＞C-JS＞G-HJ＞C-HJ＞G-HB＞C-HB，‘金絲菊’較其他兩個(gè)品種可溶性糖含量較高。

由圖1（D）所示，‘皇菊’嫁接苗可溶性蛋白含量有所提高，‘杭白菊’、‘金絲菊’嫁接苗較扦插苗略低，差異均不顯著；可溶性蛋白含量由高到低順序?yàn)楹坑筛叩降蜑镃-JS＞C-HB＞G-JS＞GHJ＞C-HJ＞G-HB。

維生素與茶菊保健營(yíng)養(yǎng)作用有關(guān)，由圖1（E）所示，三種茶菊嫁接苗維生素C 含量分別降低10.4%、13.1%、6.5%，其中‘杭白菊’、‘金絲菊’變化顯著，‘皇菊’變化不顯著。維生素C 含量由高到低為C-HB＞C-JS＞C-HJ＞G-HB＞G-HJ＞G-JS。

游離氨基酸含量與茶飲的品質(zhì)成高度正相關(guān)，是茶飲品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖1（F）所示，嫁接對(duì)三種茶用菊花游離氨基酸含量影響很大，‘杭白菊’嫁接苗游離氨基酸含量顯著高于扦插苗，‘金絲菊’、‘皇菊’嫁接苗含量顯著降低。游離氨基酸含量由高到低為C-JS＞C-HJ＞G-HB＞G-JS＞G-HJ＞C-HB。

黃酮類化合物和綠原酸為茶菊的功效成分，由圖1（G）、圖1（H）所示，茶菊嫁接苗黃酮類化合物、綠原酸含量均有所提高，其中‘杭白菊’、‘皇菊’變化顯著，總黃酮含量由高到低為G-HJ＞G-HB＞G-JS＞C-HJ＞C-JS＞C-HB；綠原酸含量由高到低為G-HB＞G-HJ＞C-HJ＞C-HB＞G-JS＞C-JS，金絲菊兩個(gè)指標(biāo)均低于其他兩個(gè)品種。

綜合以上結(jié)果，所測(cè)6 項(xiàng)基本營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和2 項(xiàng)功效指標(biāo)中，嫁接使三種茶菊可溶性糖、總黃酮、綠原酸含量均有所提高，而水浸出物含量和可溶性蛋白含量嫁接后變化不明顯，較扦插苗，不同品種茶菊嫁接苗粗脂肪、維生素C、游離氨基酸含量變化不一致，因此嫁接對(duì)三種茶菊的品質(zhì)并無(wú)明顯負(fù)面影響。

2.4.2 品質(zhì)指標(biāo)主成分分析各指標(biāo)與品質(zhì)為正相關(guān)，運(yùn)用隸屬函數(shù)公式計(jì)算隸屬函數(shù)值，如表4 所示，‘金絲菊’嫁接苗綜合得分最高，‘杭白菊’扦插苗綜合得分最低，‘杭白菊’、‘金絲菊’嫁接苗比同品種扦插苗綜合得分略高，‘皇菊’嫁接苗較扦插苗得分略低。6 份樣品的品質(zhì)綜合排名為：G-JS＞C-JS＞C-HJ＞G-HB＞G-HJ＞C-HB。

表4 茶菊品質(zhì)的隸屬函數(shù)值Table 4 Subordinate function value of tea-applied chrysanthemum quality

3 討論

黃蒿（A.annua）是菊科一年生草本，生境適應(yīng)性強(qiáng)，生長(zhǎng)在路旁、荒地、山坡、林緣等處，也見于鹽漬化土壤上，須根系，根系發(fā)達(dá)。與菊花相比，黃蒿根系土壤未發(fā)現(xiàn)菊花立枯病病原菌（Rhizoctonia solan），而且菊花枯萎病鐮刀真菌（Fusariumspp.）含量較少[14]。此外，黃蒿植株富含具有廣譜生物活性的揮發(fā)油，有抑菌、避蟲、殺蟲作用[19-21]。植物根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，同時(shí)又是植物體內(nèi)多種激素有機(jī)酸和氨基酸合成的重要場(chǎng)所，其形態(tài)和生理特性與地上部的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)均有密切關(guān)系[22,23]。本研究中茶菊嫁接苗的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量均優(yōu)于扦插苗，推測(cè)是黃蒿根系較為發(fā)達(dá)，根系活力高于菊花根系[24]，提高了嫁接苗對(duì)水肥的吸收能力，黃蒿對(duì)生物脅迫的抵御功能一定程度上為接穗生長(zhǎng)發(fā)育以及菊花增產(chǎn)增質(zhì)創(chuàng)造了良好的條件[25]。嫁接苗明顯比扦插苗長(zhǎng)勢(shì)好，而且產(chǎn)量不同程度提高，原因可能是嫁接提高了植物葉片的光合同化能力[26]、增強(qiáng)了地下部對(duì)營(yíng)養(yǎng)和水分的吸收、提供更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增強(qiáng)了植物對(duì)各種逆境傷害的適應(yīng)能力[6]，從而有效提高茶菊的產(chǎn)量。

由于砧木根系自身特點(diǎn)以及砧穗之間的互作效應(yīng)，使植株原有的吸收能力發(fā)生改變，源庫(kù)之間的關(guān)系以及生理生化過程不同于自根植株，從而植株的果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)都會(huì)受到影響[27,28]。嫁接使植株相關(guān)代謝活動(dòng)發(fā)生改變，在蔬菜嫁接研究中發(fā)現(xiàn)嫁接植株的苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia lyase，PAL）的活性上升變化快，活性高[29,30]，在本研究中茶菊嫁接苗的黃酮類和綠原酸含量較扦插苗增加，推測(cè)是由于茶菊嫁接引起植株體內(nèi)PAL 活性增強(qiáng)，而在莽草酸途徑中PAL 可以催化苯丙氨酸轉(zhuǎn)化形成黃酮類和綠原酸等物質(zhì)[31,32]。

主成分分析通過降低數(shù)據(jù)維數(shù)，在損失較少原始數(shù)據(jù)信息的前提下把多個(gè)變量轉(zhuǎn)化為幾個(gè)不相關(guān)的綜合變量[33]，本研究對(duì)茶菊品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析比較，已經(jīng)證明嫁接提高產(chǎn)量同時(shí)未對(duì)品質(zhì)造成明顯負(fù)面影響，但不同指標(biāo)嫁接苗與扦插苗之間差異變化不規(guī)律，為進(jìn)一步對(duì)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析比較，因此采用主成分分析結(jié)合隸屬函數(shù)計(jì)算綜合得分，近年來，運(yùn)用此方法綜合評(píng)價(jià)植物性狀及產(chǎn)品品質(zhì)已有廣泛應(yīng)用研究[34,35]。本試驗(yàn)中‘皇菊’嫁接苗綜合品質(zhì)指標(biāo)綜合排名較扦插苗有所降低可能因?yàn)槠贩N之間存在差異性，在提高產(chǎn)量的同時(shí)，部分品質(zhì)相關(guān)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化，從而減少，造成品質(zhì)下降。

菊花是典型的短日照植物，菊花花期除受日照長(zhǎng)度影響外，還與溫度、水肥、激素、栽培等因素有關(guān)。本研究結(jié)果表明，嫁接均不同程度提前了三個(gè)品種的現(xiàn)蕾期和盛花期，其中‘金絲菊’嫁接苗盛花期延長(zhǎng)6 d，延長(zhǎng)了采摘與觀賞期，從而避開霜期，在生產(chǎn)上有重要意義。梁芳等[36]研究提出，蔗糖可能作為成花啟動(dòng)信號(hào)物質(zhì)，參與了菊花成花進(jìn)程，蔗糖是光合作用的主要終產(chǎn)物之一，研究發(fā)現(xiàn)嫁接可以提高植物的光合作用[37]，從而使蔗糖在葉片中大量積累，當(dāng)積累到一定水平后，開花信號(hào)由葉片傳遞到生長(zhǎng)點(diǎn)，完成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。此外，花芽分化需要較高水平的蔗糖，因此葉片中合成的蔗糖不斷轉(zhuǎn)移到花芽中，促進(jìn)花芽分化[38]。本試驗(yàn)嫁接茶菊提前進(jìn)入花芽分化階段，推測(cè)因嫁接提高菊花光合作用，從而促進(jìn)了嫁接茶菊的萌芽開花。試驗(yàn)結(jié)果中末花期并沒有顯著變化，可能是栽培期間溫度驟降的原因，在扦插苗中，‘皇菊’盛花期和末花期均比其他兩個(gè)品種遲，且差異顯著，說明‘皇菊’花期較晚，品種耐寒性較好，但種植期間應(yīng)提早做好防霜準(zhǔn)備。

4 結(jié)論

嫁接明顯提高了茶菊的長(zhǎng)勢(shì)，使產(chǎn)量顯著提高，茶菊嫁接苗較扦插苗花期不同程度提前，同時(shí)嫁接茶菊的飲用品質(zhì)沒有產(chǎn)生明顯變化，是一項(xiàng)有效的高效綠色栽培措施，此結(jié)果即是對(duì)嫁接理論的推動(dòng)，也會(huì)為茶菊生產(chǎn)中嫁接技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用提供有效參考。