包 睿,賞蕾娟,張 輝,杜 崇,2,王超楠,2
(1.新疆農業(yè)大學園藝學院 烏魯木齊 830052;2.園藝學博士后流動站·新疆農業(yè)大學 烏魯木齊 830052)
甜瓜(Cucumis meloL.)為葫蘆科(Cucurbitaceae)甜瓜屬(Cucumis)一年生蔓生草本植物,是重要的經濟作物[1],也是新疆最具代表性水果之一,在中外享譽盛名[2],已逐漸成為繼紅棗、核桃之后的又一區(qū)域特色產業(yè),在鄉(xiāng)村振興和財政自立中占重要地位[3]。
果臍是指花脫落后的痕跡,由于各種原因往往出現一個大疤,俗稱“大肚臍”[4],且大果臍材料常常會出現裂果現象[5],影響果實外觀品質并造成經濟損失。隨著人民生活水平的不斷提高,消費量持續(xù)增長,消費者不僅對甜瓜果實品質要求越來越高,而且對其外觀品質要求也愈加提高。已有研究表明多種措施均能影響瓜類生長發(fā)育。李立昆等[6]研究表明,單蔓留單瓜處理多項指標均顯著優(yōu)于單蔓留雙瓜處理,但單蔓留雙瓜處理的產量顯著高于單蔓留單瓜處理38.9%。劉峻蓉[7]研究表明,隨著蔓數的增加,海蜜5 號甜瓜化瓜率明顯增加,營養(yǎng)消耗增加。熊韜等[8]研究表明,適宜的播種期不僅能夠保證甜瓜整個生長期處于有利的氣候條件下,而且還能確保外界環(huán)境中水分、光熱等資源可以被充分利用。Rylski[9]研究表明,生長調節(jié)劑和低溫是引起番茄花疤的重要因素。王芳麗等[10]研究表明,在低溫條件下,番茄花端會形成臍狀疤痕果實,而生長調節(jié)劑引起花端疤痕更長。張曉東等[11]研究表明,吐魯番大田哈密瓜最適播種期是7 月10—20 日,果實品質及經濟效益最大。徐晨光等[12]研究表明,單蔓整枝留1 果處理,產量和品質均明顯好于雙蔓整枝留2 果處理。目前關于影響甜瓜果臍大小因素方面研究較少?;诖耍P者開展5 種不同田間處理方式對甜瓜果臍大小影響因素的研究,旨在減小果臍,提高甜瓜外觀品質,增加經濟效益,為甜瓜生產栽培提供理論依據。
供試甜瓜材料:老漢瓜是新疆的地方品種,屬于厚皮甜瓜(編號GD1 和GD2),果臍直徑大(均值>4 cm);自育厚皮甜瓜自交系(編號GD13),果臍直徑中等(均值1.5~2.0 cm);自育小果臍厚皮甜瓜自交系(編號GX1),果臍直徑?。ň担?.5 cm);甜寶薄皮甜瓜自交系(姊妹系材料編號GD7 和GD17),果臍直徑較大(均值2~3 cm)。種子均由新疆西域種業(yè)有限公司提供。
供試藥劑:0.1%氯吡脲可溶性液劑(四川國光農化股份有限公司),農藥產品標準證號Q/915108MA68HDG804。純赤霉素GA3:上海源葉生物科技有限公司生產的5 g 裝純GA3。甲硫乙霉威:日本住友化學株式會社生產的1 g 裝可濕性粉劑,農藥產品標準證號Q/CZT39-2010。
方式1:不同單株留瓜數量。單株同一留瓜節(jié)位分別留瓜1 個和2 個。
方式2:花后雌蕊花柱宿存與去除。在甜瓜雌花開花前一天下午進行套帽,第二天清晨花開時人工授粉并套帽,開花授粉36 h 后,對雌花的雌蕊花柱進行摘除,以雌蕊花柱宿存為對照。
方式3:不同播種期處理。設置3 個不同播種期,間隔為7 d,播種日期分別為2020 年的5 月12日、5 月19 日、5 月26 日。
方式4:不同坐果節(jié)位處理。分別設置選留低節(jié)位主蔓第5~第7 節(jié)子蔓坐果、中節(jié)位主蔓第8~第10 節(jié)子蔓坐果、高節(jié)位主蔓第11~第13 節(jié)子蔓坐果,自然授粉,每株留瓜1 個,將多余瓜摘除。
方式5:不同藥劑處理。分別選用3 種藥劑:氯吡脲、赤霉素、甲硫乙霉威。并且分別設置高、中、低3 個濃度。其中,氯吡脲溶液濃度設置為100 倍液、150 倍液、200 倍液;赤霉素質量濃度設置為20、40、80 mg·L-1;甲硫乙霉威濃度設置為1000 倍液、1250 倍液、1500 倍液;并且設置人工授粉作為對照。在甜瓜雌花開放的前1 天傍晚,將第2 天開放的雌花子房整個浸入處理溶液中,處理后進行套帽。每一株甜瓜根據開花時間順序預備處理3 個雌花,在果實膨大后選瓜,每株保留1 個瓜。
以上處理方式均采用單蔓整枝,株距0.3 m,行距2 m。每個處理種10 株,隨機區(qū)組排列,3 次重復。水肥環(huán)境條件管理按常規(guī)進行。
果臍直徑大小測定:通過直尺測量成熟果實果臍的最大直徑,果臍為不規(guī)則圖形時,以最長內徑為果臍直徑,精度0.1 cm。
使用Microsoft Excel 2019 匯總數據并制圖,通過SPSS 23.0 進行數據分析。
2) 2216E液體培養(yǎng)基組分:蛋白胨,5 g;磷酸高鐵,0.1 g;酵母膏,1 g;去離子水,1 000 mL;pH值7.4~7.8,在121 °C下高壓滅菌20 min。
由圖1 可知,在不同單株留瓜數量處理中存在差異性,不同材料之間的變化趨勢不同。從圖1 可看出,甜瓜最大果臍是材料GD1 單株留瓜1 個處理,為5.49 cm;甜瓜最小果臍是材料GX1單株留瓜1 個處理,為0.40 cm。其中,材料GD1 和GD13 單株留1 個瓜處理果臍均大于留2 個瓜處理,且兩處理之間均存在顯著差異;材料GX1 單株留1 個瓜和2 個瓜,果臍大小無顯著差異。
圖1 單株不同留瓜數量處理甜瓜果臍大小比較
由圖2 可以看出,4 個品種甜瓜果臍在雌蕊花柱宿存與去除處理中均存在顯著差異。甜瓜最大果臍是材料GD1 留雌蕊花柱處理,為4.56 cm;甜瓜最小果臍是GX1 去雌蕊花柱處理,為0.37 cm。材料GD1、GD13、GD7 和GX1 在授粉36 h 后,雌蕊花柱去除處理果臍大小分別為3.76、1.75、1.33、0.37 cm,雌蕊花柱宿存處理果臍大小分別為4.56、2.47、1.95、0.66 cm。由此可見,去除雌蕊花柱果臍均會變小,且與雌蕊花柱宿存的處理存在顯著性差異。
圖2 雌蕊的花柱宿存與去除處理的甜瓜果臍大小比較
由圖3 可知,甜瓜果臍在不同播種期處理中存在差異性,但不同材料間處理后甜瓜果臍大小變化趨勢不同。甜瓜最大果臍是材料GD2 第一個播種期處理,為7.42 cm;甜瓜最小果臍是材料GX1 第一個播種期處理,為0.75 cm。材料GD2 隨著播種期的推遲,果臍大小呈變小趨勢,其中5 月12 日播種與5 月19 日、5 月26 日播種存在顯著差異,而5 月19 日播種與5 月26 日播種差異不顯著;材料GD13隨著播種期的推遲,果臍大小呈變小趨勢,且3 個播種期之間存在顯著差異;材料GD17 隨著播種期的推遲,果臍大小變化不大,且3 個播種期之間差異不顯著;材料GX1 隨著播種期的推遲,果臍大小呈變大趨勢,5 月12 日播種與5 月19 日播種差異顯著,5 月19 日播種與5 月26 日播種差異不顯著,5 月12 日播種與5 月26 日播種存在顯著差異。
圖3 不同播種時期處理的甜瓜果臍大小比較
由圖4 可知,甜瓜果臍在不同節(jié)位處理中存在差異性,但在不同材料中甜瓜果臍大小變化趨勢表現并不一致。甜瓜最大果臍是材料GD2 中節(jié)位處理,為7.81 cm;甜瓜最小果臍是材料GX1 低節(jié)位處理,為0.66 cm。材料GD2 隨著坐果節(jié)位的變高,甜瓜果臍大小呈先增大再減小的趨勢,不同坐果節(jié)位之間存在顯著差異;材料GD13 隨著坐果節(jié)位的變高,甜瓜果臍大小變化趨勢不明顯,不同坐果節(jié)位之間差異不顯著;在材料GD17 和GX1 中,隨著坐果節(jié)位的變高,甜瓜果臍均呈變大的趨勢,中節(jié)位和高節(jié)位坐果處理果臍均顯著大于低節(jié)位坐果處理,但中節(jié)位和高節(jié)位坐果處理果臍大小之間差異不顯著。
圖4 不同坐果節(jié)位處理的甜瓜果臍大小比較
由表1 可知,與對照相比,所有供試藥劑均顯著增大了甜瓜的果臍,但不同藥劑對甜瓜果臍大小的作用有一定差異,并且在不同材料中,相同藥劑不同濃度處理對甜瓜果臍大小的作用也不同。在材料GD1、GD13、GX1 中氯吡脲處理后,甜瓜平均果臍大小分別為4.79、2.41、0.49 cm,赤霉素處理后甜瓜平均果臍大小分別為5.22、2.64、0.56 cm,甲硫乙霉威處理后甜瓜平均果臍大小分別為4.60、2.35、0.54 cm??梢?,就對果臍大小影響來看,在材料GD1、GD13 中,從小到大依次為甲硫乙霉威<氯吡脲<赤霉素處理;而在材料GX1 中,果臍大小從小到大依次為氯吡脲<甲硫乙霉威<赤霉素處理。
表1 不同藥劑及不同濃度處理的果臍大小比較 cm
在材料GD1 中,甜瓜果臍最大的為40 mg·L-1的赤霉素處理,果臍大小為5.44 cm。去除對照組,150 倍氯吡脲處理、1000 倍甲硫乙霉威處理和1250 倍甲硫乙霉威處理后甜瓜果臍較小,3 個處理間差異不顯著,分別為4.47、4.55、4.55 cm。在材料GD7中,甜瓜最大果臍為100 倍氯吡脲處理,為2.55 cm。去除對照組,200 倍氯吡脲處理和1250倍甲硫乙霉威處理后甜瓜果臍小,二者間差異不顯著,分別為2.19、2.05 cm,其余藥劑處理后果臍大小介于二者之間。在材料GD13 中,甜瓜較大果臍為100 倍氯吡脲處理和40、80 mg·L-1赤霉素處理,3 個處理間差異不顯著,分別為2.63、2.71、2.73 cm。去除對照組,150 倍氯吡脲處理后甜瓜果臍小,為2.13 cm。在材料GX1 中,甜瓜較大果臍為100 倍氯吡脲處理和20、40 mg·L-1赤霉素處理,3 個處理間差異不顯著,分別為0.57、0.59、0.65 cm。去除對照組,150 倍、200 倍氯吡脲處理和80 mg·L-1赤霉素處理后甜瓜果臍較小,3 個處理間差異不顯著,分別為0.44、0.45、0.44 cm。
在甜瓜生產中,品種及單株留瓜數量對果實發(fā)育、品質和產量有著直接影響。在筆者的研究中,大中果臍材料隨著單株留瓜數量的增多,果臍變?。恍」毑牧想S著單株留瓜數量的增加,果臍變化不明顯。謝澤君等[13]研究發(fā)現,隨著留瓜數量增加,果實發(fā)育速度減慢,并且多個果實之間存在著營養(yǎng)競爭,果實營養(yǎng)減少,從而導致果臍變小。同時,筆者在試驗中還發(fā)現,在相鄰的兩個瓜中還會出現果臍大小差異很大的情況,這可能是外界環(huán)境不同造成的,需要進一步研究。
開花后去除雌蕊花柱,果臍均表現出減小趨勢,可能與雌蕊頂端可以合成生長素有關,因為生長素的含量決定了雌蕊頂端基部各組織的生長發(fā)育情況[14]。將雌蕊花柱去除后,生長素含量減少,就會抑制果臍部分的發(fā)育,從而導致果臍發(fā)育變小,有些材料雌蕊花柱異常大,果實成熟后果臍也往往會變得很大,一定程度上說明了生長素會影響果臍發(fā)育。
不同播種期在溫度、光照、水分資源利用等方面對作物整個生育期影響較大,主要表現為溫度、光照度兩個方面。低溫條件下,由于花器官發(fā)育不正常,致使產生花端有臍狀疤痕的果實[15]。夜間低溫影響光合作用進程和營養(yǎng)物質轉運分配,低溫條件下葉片中葉綠素含量也會大大降低,從而削弱光合作用、減少有機物質積累[16]。在新疆昌吉5 月份進行試驗,隨著播種期推遲,氣溫隨之增加,高溫可影響果臍大小。在筆者的研究中,厚皮甜瓜大、中果臍材料隨著播種期延遲果臍變??;厚皮甜瓜小果臍材料隨著播種期延遲果臍會變大。而薄皮甜瓜在不同播種期處理差異不大,這可能與薄皮甜瓜果實成熟期較短、對溫度較不敏感有關[17]。另外,中節(jié)位坐果可以有效延緩植株葉片早衰,果實同化物積累較多,從而影響果臍發(fā)育,使其變大;低節(jié)位坐果處理對甜瓜果臍大小影響較小,低節(jié)位坐果的情況下,由于果實膨大期坐果節(jié)位以下的葉片迅速衰老,減少了同化產物在果實中的積累,造成了植株源-流-庫關系失調而早衰[18],導致單果質量下降,果實含糖量降低。其中,材料GD13 在不同坐果節(jié)位中差異不明顯,推測可能與材料特異性及坐果節(jié)位等級劃分不適宜等因素有關,仍需進一步研究。
植物生長調節(jié)劑在調節(jié)甜瓜生長、提高坐果率和增產增糖等方面起著重要作用[19],且不同種類調節(jié)劑對甜瓜生長具有不同功效。赤霉素和氯吡脲是日常生產中較為高效且常用的植物生長調節(jié)劑,甲硫乙霉威在日常生產中作為甜瓜保果劑使用。本研究結果表明,甜瓜果臍在經過不同藥劑的不同濃度處理后,甜瓜果臍大小均顯著大于對照組,說明氯吡脲、赤霉素、甲硫乙霉威均可增大甜瓜果臍;但不同濃度對同一材料影響不同,相同濃度處理在不同甜瓜材料中也存在差異。比較材料GD1、GD13、GX1 發(fā)現,赤霉素處理后平均果臍均最大,氯吡脲和甲硫乙霉威處理后果臍變化小,與Hosoki等[20]在番茄中使用赤霉素處理后產生大果臍的現象一致。筆者深入研究了不同濃度赤霉素對果臍大小的影響,明確在40 mg·L-1赤霉素處理下甜瓜果臍變化最大。
綜上所述,不同處理對甜瓜果臍均會造成一定影響。其中,單株留瓜2 個、開花后36 h 去除雌蕊花柱、低節(jié)位坐果處理、5 月26 日(播種期3)播種處理效果最佳,生產上可參照以上4 種方法緩解甜瓜大果臍的產生。甜瓜開花期,不同濃度氯吡脲、赤霉素、甲硫乙霉威處理雌花子房均會增大果實果臍,作用效果為甲硫乙霉威<氯吡脲<赤霉素,生產上推薦使用甲硫乙霉威處理甜瓜坐果。