蜜蜂授粉对海南设施栽培厚皮甜瓜果实品质的影响

高兆银 刘俊峰 胡美姣 赵冬香 王敏 李敏 朱迎迎 高景林

摘 要 比较蜜蜂授粉和氯吡脲处理2种促进厚皮甜瓜座果方式的果实品质差异。结果表明：蜜蜂授粉与氯吡脲处理相比，在单果重、纵径、横径果肉厚度、种腔直径及果皮颜色等方面无显著差异；与氯吡脲处理相比，蜜蜂授粉的果实果肉蔗糖含量显著增加，边糖含量、维生素C含量、千粒重与固酸比均极显著提高，果肉硬度和可滴定酸含量极显著降低，果肉中的香味物质含量增加。此结果说明，蜜蜂授粉的厚皮甜瓜食用品质明显优于氯吡脲处理。

关键词 蜜蜂 ；授粉 ；氯吡脲 ；厚皮甜瓜 ；品质 ；设施栽培

中图分类号 S652 Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.04.004

Effect of Honeybee Pollination on the Fruit Quality of

Muskmelon Cultured in Greenhouse of Hainan

GAO Zhaoyin1） LIU Junfeng1） HU Meijiao1） ZHAO Dongxiang1）

WANG Min2） LI Min1） ZHU Yingying3） GAO Jinglin1）

（1 Environment and Plant Protection Institute / Ministry of Agriculture Key Laboratory of

Integrated Pest Management on Tropical Crops / Hainan Key Laboratory for Monitoring and

Control of Tropical Agricultural Pests， CATAS， Haikou， Hainan 571101；

2 Institute of Vegetables， Hainan Academy of Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571100；

3 College of Environment and Plant Protection， Hainan University， Haikou， Hainan 570228）

Abstracts The effect of honeybee pollination and forchlorfenuron treatment on the fruit quality of muskmelon fruit were studied. The results showed that there were no significant difference for single fruit weight， fruit longitudinal and transverse diameters of flesh thickness， cavity diameter and peel color between the honeybee pollination and the forchlorfenuron treatment. The fruit sugar content of honeybee pollination increased significantly， side sugar content， vitamin C content， 1000-seed weight and solid acid ratio were increased remarkable， firmness of flesh and content of titratable acid were decreased remarkable， and the aroma content in pulp was increased. Therefore， honeybee pollination could significantly improve the muskmelon quality.

Keywords honeybee ； pollination ； forchlorfenuron ； muskmelon ； fruit quality ； protected cultivation

设施栽培可显著提高作物的经济效益，但由于相对密闭的生产环境，昆虫等传粉媒介无法自然授粉，导致一些作物如瓜果类自然授粉座果率低，其产量受到严重影响。为解决瓜果的座果问题，生产上采用人工授粉或喷（涂）植物生长调节剂的方式促进座果，提高产量[1]。由于人工授粉不仅费工费力且易导致畸形果实，在大面积种植时，人工授粉越来越被瓜农弃用。植物生长调节剂处理操作简单，工作效率高，目前氯吡脲在海南厚皮甜瓜生产上应用广泛，其作用可明显促进座果并能提高产量[2]。 蜜蜂授粉是现代农业不可或缺的农业生产技术。世界农业生产实践证明，蜜蜂为作物、果树、留种蔬菜和牧草等授粉，不仅显著提高其产量和品质，还可创造巨大的经济效益，该授粉技术已是农业增产的一项经济有效生物措施[3-6]。蜜蜂授粉技术在草莓、黄瓜、辣椒、番茄、西（甜）瓜等设施农业农作物中已有成功应用[7-8]。但目前海南设施栽培的厚皮甜瓜采用蜜蜂授粉比例很低，种植者还不清楚蜜蜂授粉和氯吡脲处理对厚皮甜瓜品质的影响。本研究以金香玉厚皮甜瓜为试材，采用蜜蜂授粉与氯吡脲处理2种处理促进厚皮甜瓜座果，比较2种处理方式果实品质优劣，为蜜蜂授粉在海南设施栽培厚皮甜瓜上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

厚皮甜瓜品种：金香玉（Cucumis melo L.），取自乐东县尖峰镇白沙村甜瓜基地。

处理方法：蜜蜂授粉，授粉蜜蜂为中华蜜蜂（Apis cerana cerana Fabricius）；对照为氯吡脲处理，0.1%氯吡脲可溶水剂为四川省兰月科技开发公司生产，稀释150倍，使用浓度为6.67 mg/L。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验均在乐东县尖峰镇白沙村甜瓜基地的钢架大棚内进行，大棚顶部覆盖薄膜，四周覆盖80目白色防虫网，地膜覆盖滴灌，采用单蔓单果的结果方式。选择健康、生长状态较一致的植株，设蜜蜂授粉和氯吡脲处理2种方式，其他管理措施一致。于2014年2月17日同时进行处理，蜜蜂授粉采用直接放入中华蜜蜂于瓜棚内，21日移走蜜蜂；氯吡脲处理：用小喷雾器均匀喷瓜胎1次，每处理保留50个果实，重复3次，3月24日采果。

1.2.2 取样

在采果后的24 h内，剔除病虫为害和机械损伤果实后，每处理再随机挑取30个果实进行测定。根据测定指标不同，对果实不同部位进行取样。

1.2.3 测定指标及方法

（1）果实外观品质：测定单果重量、果实纵横径、果肉厚度和种腔直径。单果重量采用称量法；果实纵径用游标卡尺测定，从果脐至果柄的距离；果实在赤道部位切开，用游标卡尺测定果实赤道部位的横径、果肉厚度和种腔直径，果实横径和种腔直径采用十字交叉法测定，果肉厚度在4个方位测定。

（2）果皮颜色：采用色差计法测定[9]，在果实表皮赤道部位4个方位各取一点，用美能达CR-410色彩色差计测定，记录L、a、b值，其中L表示果皮亮度，L值越大越有光泽；a值表示有色物质的红绿偏向，正值越大偏向红色的程度越大；b值表示有色物质的黄蓝偏向，正值越大偏向黄色的程度越大。

（3）果肉品质：在赤道部位4个方位取样。测定果肉硬度、边糖（外皮附近可溶性固形物）、心糖（内腔附近可溶性固形物）、可滴定酸含量（TA）和维生素C等指标参考黄月琼等[10]和曹健康等[11]的方法进行测定。可溶性糖含量测定：取5 g果肉匀浆样品，加入90%的乙醇20 mL，于10 000 r/min离心10 min，残渣用90%的乙醇20 mL震荡提取并离心2次，合并3次上清液，取上清液0.10 mL，加4.90 mL流动相（A∶B=25∶75），用0.22 μm有机滤膜过滤后上机测定，进样体积为5 μL。色谱条件：WATERS ACQUITY UPLC配ACQUITY ELSD蒸发光检测器。色谱柱：ACQUITY UPLC BEHTM Amide 2.1 mm×50 mm×1.7 μm，柱温50 ℃；弱洗溶剂：乙睛∶水=90∶10，800 μL；强洗溶剂：乙睛∶水=10∶90，800 μL。ELSD条件：增益200，数据率10 pps，喷雾器模式为冷却，气体压力30 psi。流动相：A为水，B为0.2%三乙胺乙睛溶液，梯度洗脱程序：初始，流量为0.2 mL，A：2%，B：98%；0～2 min时，流量为0.2 mL，A：15%，B：85%，线性为6；2～5 min时，流量为0.2 mL，A：30%，B：70%，线性为6；5～7 min时，流量为0.2 mL，A：2%，B：98%，线性为6。

（4）果肉香气成分：采用SPME-GC-MS法进行分析。在果实赤道部位4个方位取果肉50 g匀浆，置于-80℃备用。于4℃，8 000 r/min离心15 min，取上清10 mL加入20 mL顶空瓶中，再加入3 g NaCl和1颗磁力搅拌子后密封，置于磁力搅拌器上搅拌，经250℃老化后的PDMS/DVB萃取头吸附30 min。GC-MS：色谱柱，HP-5毛细管柱（30 m×0.32 mm，ID：0.25 μm）；升温程序：80℃保持2 min，以10℃/min升至150℃后，再以150℃/min升至260℃，载气（He）流速为1.0 mL/min。进样器口为230℃；检测器温度为250℃，分流比为10∶1进样。电子轰击（EI）离子源；电子能量为70 eV；传输线温度为280℃；质量扫描范围为m/z 45-500。获得的数据用NIST11数据库检索比对，参考马永昆等[12]报道的结果进行香气物质分析。

（5）种子数量与千粒重：将带种子的瓜瓤置于清水中，取出瓜籽并对每个瓜的瓜籽计数。将瓜籽分别置于80℃的烘箱中烘干，用万分之一天平称量，计算瓜籽的千粒重。

（5）氯吡脲残留检测：采用Waters Xevo TQ超高压LC-MSMS测定果肉中残留的氯吡脲。waters XBridge C18柱，负扫描模式，母离子为m/z 246，子离子分别为m/z 127.1碰撞能26 eV、m/z 91.1碰撞能为7 eV，流动相乙腈∶水为95%～5%梯度洗脱，流速为0.5 mL/min。样品前处理参考黄何何[13]的方法。

1.2.4 数据分析

试验数据采用SPSS19软件进行分析，并进行DUNCAN比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对果实单果重量、大小、果肉厚度和种腔直径的影响

蜜蜂授粉和氯吡脲处理的单果重量分别为1 470.65和1 475.12 g，蜜蜂授粉的果实重量比氯吡脲处理的果实重量低0.3%（图1-A）。蜜蜂授粉和氯吡脲处理的果实纵径分别为17.92和18.06 cm，蜜蜂授粉的果实纵径比氯吡脲处理的果实纵径小0.78%（图1-B）。蜜蜂授粉和氯吡脲处理的果实横径分别为12.92和12.94 cm，蜜蜂授粉的果实横径比氯吡脲处理的果实横径小0.20%（图1-C）。蜜蜂授粉和氯吡脲处理的果肉厚度分别为3.91和3.97 cm，蜜蜂授粉的果肉厚度比氯吡脲处理的果肉厚度小1.51%（图1-D）。蜜蜂授粉和氯吡脲处理的种腔直径分别为5.43和5.41 cm（图1-E）。

总之，从单果重量、纵径、横径和果肉厚度分析的结果可看出，蜜蜂授粉的果实略小于氯吡脲处理的果实，但均未达显著差异；蜜蜂授粉果实的种腔直径略大于氯吡脲处理果实的种腔直径，差异不显著。

2.2 不同处理对果皮颜色的影响

蜜蜂授粉和氯吡脲处理果实果皮颜色的L、a和b值大小略有差异，其中蜜蜂授粉果实果皮颜色的L值（67.15）略高于氯吡脲处理果实果皮颜色的L值（67.02），果皮更亮更有光泽，但二者无显著差异；蜜蜂授粉的a值（-8.37）大于氯吡脲处理的a值（-8.88），即蜜蜂授粉果实果皮颜色偏黄，二者无显著差异；蜜蜂授粉的b值（59.34）小于氯吡脲处理的b值（59.62），二者无显著差异（图2）。

总之，与氯吡脲处理的果实相比，蜜蜂授粉的果实果皮光泽略鲜艳，颜色偏黄，但二者的果皮颜色无显著差异。

2.3 不同处理对果实果肉硬度、糖类、可滴定酸、维生素C含量及固酸比（TSS/TA）的影响

蜜蜂授粉和氯吡脲处理的果实果肉硬度分别为4.45和5.06 kg/cm2，前者较后者低12.09%（图3-A），差异显著（p<0.05）。

蜜蜂授粉的果肉边糖为8.32 Brix，较氯吡脲处理的边糖7.02 Brix提高了18.42%，蜜蜂授粉的边糖极显著高于氯吡脲处理的边糖（图3-B）；蜜蜂授粉和氯吡脲处理的心糖分别为13.34和13.08 Brix（图3-C），二者无显著差异；蜜蜂授粉和氯吡脲处理的果肉中可溶性糖均以蔗糖、果糖和葡萄糖为主，且蜜蜂授粉处理果实果肉的可溶性糖含量（126.28 mg/g）显著高于氯吡脲处理的果肉中可溶性糖含量（119.40 mg/g），其中蜜蜂授粉的蔗糖含量（75.12 mg/g）显著高于氯吡脲处理的蔗糖含量（70.20 mg/g），而二者的果糖和葡萄糖含量无显著差异（图3-D）。

蜜蜂授粉的可食果肉可溶性固形物含量为10.83 Brix，较氯吡脲处理的（10.05 Brix）升高了7.75%（图3-E），差异显著；蜜蜂授粉的可食果肉可滴定酸含量为1.93 mmol/hg，较氯吡脲处理的可滴定酸含量（2.23 mmol/hg）降低了13.43%，差异极显著（图3-F）。蜜蜂授粉的果肉固酸比为5.61，较氯吡脲处理的固酸比（4.50）提高24.50%（图3-G），差异极显著，因此蜜蜂授粉哈密瓜口感更甜。

蜜蜂授粉的果肉维生素C含量为1.15 mg/hg，较氯吡脲处理的维生素C含量（0.79 mg/hg）提高了44.98%（图3-H），差异极显著。

2.4 不同处理对香气物质的影响

果肉香气采用SPME-GC-MS法进行分析，结果表明，蜜蜂授粉和氯吡脲处理后，在成熟果实的果肉中均存在大量的香气成分，但二者在香气成分含量上存在差异，蜜蜂授粉的芳香成分含量最高的为（Z）-6-壬烯醇，相对含量达36.80%，其次是（E，Z）-3，6-壬二烯醇，相对含量达29.07%；而氯吡脲处理的芳香成分含量最高的为（E，Z）-3，6-壬二烯醇，相对含量达34.21%，其次是（Z）-6-壬烯醇，相对含量达30.72%。并且，蜜蜂授粉前10大芳香物质含量总丰度为46 558 461Ab*s，比氯吡脲处理（35 671 012 Ab*s）多30.52%，说明蜜蜂授粉的果肉香气成分比氯吡脲处理的果肉香气成分含量高，因此风味更浓郁（表1、图4和图5）。

2.5 不同授粉方式对瓜籽数量及千粒重的影响

蜜蜂授粉和氯吡脲处理的每瓜瓜籽平均数量分别为656.3和636.6粒，蜜蜂授粉较氯吡脲处理多3.10%（图6-A），二者无显著差异。蜜蜂授粉和氯吡脲处理的瓜籽千粒重分别为32.75和12.91 g，蜜蜂授粉瓜籽饱满，较氯吡脲处理重153.62%（图6-B），差异极显著。

2.6 氯吡脲残留检测分析

对果实中氯吡脲残留量进行测定，结果表明，蜜蜂授粉果肉中未检测出氯吡脲残留，而氯吡脲处理果肉中的残留量为0.78 μg/kg，但低于NY 1500.75.1-2009农药最大残留限量氯吡脲的残留限量标准（100 μg/kg），残留量在安全食用范围之内。

3 讨论与结论

蜜蜂授粉与常规的氯吡脲处理相比，果实单果重量、纵径、横径、果肉厚度、种腔直径及果皮颜色均与氯吡脲处理无显著差异，因此，蜜蜂授粉对厚皮甜瓜外观品质无明显影响。

蜜蜂授粉与氯吡脲处理相比，果肉硬度显著降低，边糖含量极显著提高，可食部分果肉中蔗糖含量显著提高，可食部分可滴定酸极显著降低，固酸比极显著提高，维生素C含量极显著提高。因此，蜜粉授粉显著提高了厚皮甜瓜的内在品质。沙海峰等[14]的研究结果发现，京白梨成熟种子数与果实的含酸量呈负相关，湘吉猕猴桃授粉处理的果实维生素C含量均显著高于不授粉果实，这主要由花粉直感效应导致，但授粉与未授粉果实可溶性固形物、总糖、总酸等方面互有高低，并未出现本试验提高果肉TSS含量，降低TA含量的现象[15]。本试验中蜜蜂授粉对瓜籽数量的影响并不显著，但极显著提高了瓜籽的千粒重，种仁饱满，因此利用蜜蜂授粉可使花朵授粉更充分，受精种子量更多，对提高厚皮甜瓜产量和品质具有很大帮助。但传统理论认为，果实内种子的数目和分布影响果实的大小和形状，主要影响外观品质，如同一葡萄品种无籽果比有籽果小得多，苹果果实缺少种子的一侧生长量少，有种子一侧生长量大[16]。 蜜蜂授粉改变厚皮甜瓜内在皮质的机制还待进一步研究。

蜜蜂授粉的果肉香气成分与氯吡脲处理的果肉香气成分存在差异，且蜜蜂授粉前10大芳香物质含量总积分面积比氯吡脲处理多30.52%，因此风味更浓郁。根据马永昆等[12]、Lignou等[17]、Serrano等[18]测定成熟和未成熟哈密瓜芳香物质的差异，蜜蜂授粉果实果肉的壬烯醛类物质相对含量明显下降，壬烯醇类物质明显上升，可能是氯吡脲处理延缓了果实后熟[19-20]。

综上所述，海南冬天气候条件独特，昼夜温差大，设施栽培的厚皮甜瓜是海南近年来大力推广种植的经济作物，厚皮甜瓜品质好，为农民增收贡献巨大。因此，应用蜜蜂为海南设施栽培厚皮甜瓜授粉具有十分广阔的应用前景。

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