包 睿,赏蕾娟,张 辉,杜 崇,2,王超楠,2
(1.新疆农业大学园艺学院 乌鲁木齐 830052;2.园艺学博士后流动站·新疆农业大学 乌鲁木齐 830052)
甜瓜(Cucumis meloL.)为葫芦科(Cucurbitaceae)甜瓜属(Cucumis)一年生蔓生草本植物,是重要的经济作物[1],也是新疆最具代表性水果之一,在中外享誉盛名[2],已逐渐成为继红枣、核桃之后的又一区域特色产业,在乡村振兴和财政自立中占重要地位[3]。
果脐是指花脱落后的痕迹,由于各种原因往往出现一个大疤,俗称“大肚脐”[4],且大果脐材料常常会出现裂果现象[5],影响果实外观品质并造成经济损失。随着人民生活水平的不断提高,消费量持续增长,消费者不仅对甜瓜果实品质要求越来越高,而且对其外观品质要求也愈加提高。已有研究表明多种措施均能影响瓜类生长发育。李立昆等[6]研究表明,单蔓留单瓜处理多项指标均显著优于单蔓留双瓜处理,但单蔓留双瓜处理的产量显著高于单蔓留单瓜处理38.9%。刘峻蓉[7]研究表明,随着蔓数的增加,海蜜5 号甜瓜化瓜率明显增加,营养消耗增加。熊韬等[8]研究表明,适宜的播种期不仅能够保证甜瓜整个生长期处于有利的气候条件下,而且还能确保外界环境中水分、光热等资源可以被充分利用。Rylski[9]研究表明,生长调节剂和低温是引起番茄花疤的重要因素。王芳丽等[10]研究表明,在低温条件下,番茄花端会形成脐状疤痕果实,而生长调节剂引起花端疤痕更长。张晓东等[11]研究表明,吐鲁番大田哈密瓜最适播种期是7 月10—20 日,果实品质及经济效益最大。徐晨光等[12]研究表明,单蔓整枝留1 果处理,产量和品质均明显好于双蔓整枝留2 果处理。目前关于影响甜瓜果脐大小因素方面研究较少。基于此,笔者开展5 种不同田间处理方式对甜瓜果脐大小影响因素的研究,旨在减小果脐,提高甜瓜外观品质,增加经济效益,为甜瓜生产栽培提供理论依据。
供试甜瓜材料:老汉瓜是新疆的地方品种,属于厚皮甜瓜(编号GD1 和GD2),果脐直径大(均值>4 cm);自育厚皮甜瓜自交系(编号GD13),果脐直径中等(均值1.5~2.0 cm);自育小果脐厚皮甜瓜自交系(编号GX1),果脐直径小(均值<1.5 cm);甜宝薄皮甜瓜自交系(姊妹系材料编号GD7 和GD17),果脐直径较大(均值2~3 cm)。种子均由新疆西域种业有限公司提供。
供试药剂:0.1%氯吡脲可溶性液剂(四川国光农化股份有限公司),农药产品标准证号Q/915108MA68HDG804。纯赤霉素GA3:上海源叶生物科技有限公司生产的5 g 装纯GA3。甲硫乙霉威:日本住友化学株式会社生产的1 g 装可湿性粉剂,农药产品标准证号Q/CZT39-2010。
方式1:不同单株留瓜数量。单株同一留瓜节位分别留瓜1 个和2 个。
方式2:花后雌蕊花柱宿存与去除。在甜瓜雌花开花前一天下午进行套帽,第二天清晨花开时人工授粉并套帽,开花授粉36 h 后,对雌花的雌蕊花柱进行摘除,以雌蕊花柱宿存为对照。
方式3:不同播种期处理。设置3 个不同播种期,间隔为7 d,播种日期分别为2020 年的5 月12日、5 月19 日、5 月26 日。
方式4:不同坐果节位处理。分别设置选留低节位主蔓第5~第7 节子蔓坐果、中节位主蔓第8~第10 节子蔓坐果、高节位主蔓第11~第13 节子蔓坐果,自然授粉,每株留瓜1 个,将多余瓜摘除。
方式5:不同药剂处理。分别选用3 种药剂:氯吡脲、赤霉素、甲硫乙霉威。并且分别设置高、中、低3 个浓度。其中,氯吡脲溶液浓度设置为100 倍液、150 倍液、200 倍液;赤霉素质量浓度设置为20、40、80 mg·L-1;甲硫乙霉威浓度设置为1000 倍液、1250 倍液、1500 倍液;并且设置人工授粉作为对照。在甜瓜雌花开放的前1 天傍晚,将第2 天开放的雌花子房整个浸入处理溶液中,处理后进行套帽。每一株甜瓜根据开花时间顺序预备处理3 个雌花,在果实膨大后选瓜,每株保留1 个瓜。
以上处理方式均采用单蔓整枝,株距0.3 m,行距2 m。每个处理种10 株,随机区组排列,3 次重复。水肥环境条件管理按常规进行。
果脐直径大小测定:通过直尺测量成熟果实果脐的最大直径,果脐为不规则图形时,以最长内径为果脐直径,精度0.1 cm。
使用Microsoft Excel 2019 汇总数据并制图,通过SPSS 23.0 进行数据分析。
2) 2216E液体培养基组分:蛋白胨,5 g;磷酸高铁,0.1 g;酵母膏,1 g;去离子水,1 000 mL;pH值7.4~7.8,在121 °C下高压灭菌20 min。
由图1 可知,在不同单株留瓜数量处理中存在差异性,不同材料之间的变化趋势不同。从图1 可看出,甜瓜最大果脐是材料GD1 单株留瓜1 个处理,为5.49 cm;甜瓜最小果脐是材料GX1单株留瓜1 个处理,为0.40 cm。其中,材料GD1 和GD13 单株留1 个瓜处理果脐均大于留2 个瓜处理,且两处理之间均存在显著差异;材料GX1 单株留1 个瓜和2 个瓜,果脐大小无显著差异。
图1 单株不同留瓜数量处理甜瓜果脐大小比较
由图2 可以看出,4 个品种甜瓜果脐在雌蕊花柱宿存与去除处理中均存在显著差异。甜瓜最大果脐是材料GD1 留雌蕊花柱处理,为4.56 cm;甜瓜最小果脐是GX1 去雌蕊花柱处理,为0.37 cm。材料GD1、GD13、GD7 和GX1 在授粉36 h 后,雌蕊花柱去除处理果脐大小分别为3.76、1.75、1.33、0.37 cm,雌蕊花柱宿存处理果脐大小分别为4.56、2.47、1.95、0.66 cm。由此可见,去除雌蕊花柱果脐均会变小,且与雌蕊花柱宿存的处理存在显著性差异。
图2 雌蕊的花柱宿存与去除处理的甜瓜果脐大小比较
由图3 可知,甜瓜果脐在不同播种期处理中存在差异性,但不同材料间处理后甜瓜果脐大小变化趋势不同。甜瓜最大果脐是材料GD2 第一个播种期处理,为7.42 cm;甜瓜最小果脐是材料GX1 第一个播种期处理,为0.75 cm。材料GD2 随着播种期的推迟,果脐大小呈变小趋势,其中5 月12 日播种与5 月19 日、5 月26 日播种存在显著差异,而5 月19 日播种与5 月26 日播种差异不显著;材料GD13随着播种期的推迟,果脐大小呈变小趋势,且3 个播种期之间存在显著差异;材料GD17 随着播种期的推迟,果脐大小变化不大,且3 个播种期之间差异不显著;材料GX1 随着播种期的推迟,果脐大小呈变大趋势,5 月12 日播种与5 月19 日播种差异显著,5 月19 日播种与5 月26 日播种差异不显著,5 月12 日播种与5 月26 日播种存在显著差异。
图3 不同播种时期处理的甜瓜果脐大小比较
由图4 可知,甜瓜果脐在不同节位处理中存在差异性,但在不同材料中甜瓜果脐大小变化趋势表现并不一致。甜瓜最大果脐是材料GD2 中节位处理,为7.81 cm;甜瓜最小果脐是材料GX1 低节位处理,为0.66 cm。材料GD2 随着坐果节位的变高,甜瓜果脐大小呈先增大再减小的趋势,不同坐果节位之间存在显著差异;材料GD13 随着坐果节位的变高,甜瓜果脐大小变化趋势不明显,不同坐果节位之间差异不显著;在材料GD17 和GX1 中,随着坐果节位的变高,甜瓜果脐均呈变大的趋势,中节位和高节位坐果处理果脐均显著大于低节位坐果处理,但中节位和高节位坐果处理果脐大小之间差异不显著。
图4 不同坐果节位处理的甜瓜果脐大小比较
由表1 可知,与对照相比,所有供试药剂均显著增大了甜瓜的果脐,但不同药剂对甜瓜果脐大小的作用有一定差异,并且在不同材料中,相同药剂不同浓度处理对甜瓜果脐大小的作用也不同。在材料GD1、GD13、GX1 中氯吡脲处理后,甜瓜平均果脐大小分别为4.79、2.41、0.49 cm,赤霉素处理后甜瓜平均果脐大小分别为5.22、2.64、0.56 cm,甲硫乙霉威处理后甜瓜平均果脐大小分别为4.60、2.35、0.54 cm。可见,就对果脐大小影响来看,在材料GD1、GD13 中,从小到大依次为甲硫乙霉威<氯吡脲<赤霉素处理;而在材料GX1 中,果脐大小从小到大依次为氯吡脲<甲硫乙霉威<赤霉素处理。
表1 不同药剂及不同浓度处理的果脐大小比较 cm
在材料GD1 中,甜瓜果脐最大的为40 mg·L-1的赤霉素处理,果脐大小为5.44 cm。去除对照组,150 倍氯吡脲处理、1000 倍甲硫乙霉威处理和1250 倍甲硫乙霉威处理后甜瓜果脐较小,3 个处理间差异不显著,分别为4.47、4.55、4.55 cm。在材料GD7中,甜瓜最大果脐为100 倍氯吡脲处理,为2.55 cm。去除对照组,200 倍氯吡脲处理和1250倍甲硫乙霉威处理后甜瓜果脐小,二者间差异不显著,分别为2.19、2.05 cm,其余药剂处理后果脐大小介于二者之间。在材料GD13 中,甜瓜较大果脐为100 倍氯吡脲处理和40、80 mg·L-1赤霉素处理,3 个处理间差异不显著,分别为2.63、2.71、2.73 cm。去除对照组,150 倍氯吡脲处理后甜瓜果脐小,为2.13 cm。在材料GX1 中,甜瓜较大果脐为100 倍氯吡脲处理和20、40 mg·L-1赤霉素处理,3 个处理间差异不显著,分别为0.57、0.59、0.65 cm。去除对照组,150 倍、200 倍氯吡脲处理和80 mg·L-1赤霉素处理后甜瓜果脐较小,3 个处理间差异不显著,分别为0.44、0.45、0.44 cm。
在甜瓜生产中,品种及单株留瓜数量对果实发育、品质和产量有着直接影响。在笔者的研究中,大中果脐材料随着单株留瓜数量的增多,果脐变小;小果脐材料随着单株留瓜数量的增加,果脐变化不明显。谢泽君等[13]研究发现,随着留瓜数量增加,果实发育速度减慢,并且多个果实之间存在着营养竞争,果实营养减少,从而导致果脐变小。同时,笔者在试验中还发现,在相邻的两个瓜中还会出现果脐大小差异很大的情况,这可能是外界环境不同造成的,需要进一步研究。
开花后去除雌蕊花柱,果脐均表现出减小趋势,可能与雌蕊顶端可以合成生长素有关,因为生长素的含量决定了雌蕊顶端基部各组织的生长发育情况[14]。将雌蕊花柱去除后,生长素含量减少,就会抑制果脐部分的发育,从而导致果脐发育变小,有些材料雌蕊花柱异常大,果实成熟后果脐也往往会变得很大,一定程度上说明了生长素会影响果脐发育。
不同播种期在温度、光照、水分资源利用等方面对作物整个生育期影响较大,主要表现为温度、光照度两个方面。低温条件下,由于花器官发育不正常,致使产生花端有脐状疤痕的果实[15]。夜间低温影响光合作用进程和营养物质转运分配,低温条件下叶片中叶绿素含量也会大大降低,从而削弱光合作用、减少有机物质积累[16]。在新疆昌吉5 月份进行试验,随着播种期推迟,气温随之增加,高温可影响果脐大小。在笔者的研究中,厚皮甜瓜大、中果脐材料随着播种期延迟果脐变小;厚皮甜瓜小果脐材料随着播种期延迟果脐会变大。而薄皮甜瓜在不同播种期处理差异不大,这可能与薄皮甜瓜果实成熟期较短、对温度较不敏感有关[17]。另外,中节位坐果可以有效延缓植株叶片早衰,果实同化物积累较多,从而影响果脐发育,使其变大;低节位坐果处理对甜瓜果脐大小影响较小,低节位坐果的情况下,由于果实膨大期坐果节位以下的叶片迅速衰老,减少了同化产物在果实中的积累,造成了植株源-流-库关系失调而早衰[18],导致单果质量下降,果实含糖量降低。其中,材料GD13 在不同坐果节位中差异不明显,推测可能与材料特异性及坐果节位等级划分不适宜等因素有关,仍需进一步研究。
植物生长调节剂在调节甜瓜生长、提高坐果率和增产增糖等方面起着重要作用[19],且不同种类调节剂对甜瓜生长具有不同功效。赤霉素和氯吡脲是日常生产中较为高效且常用的植物生长调节剂,甲硫乙霉威在日常生产中作为甜瓜保果剂使用。本研究结果表明,甜瓜果脐在经过不同药剂的不同浓度处理后,甜瓜果脐大小均显著大于对照组,说明氯吡脲、赤霉素、甲硫乙霉威均可增大甜瓜果脐;但不同浓度对同一材料影响不同,相同浓度处理在不同甜瓜材料中也存在差异。比较材料GD1、GD13、GX1 发现,赤霉素处理后平均果脐均最大,氯吡脲和甲硫乙霉威处理后果脐变化小,与Hosoki等[20]在番茄中使用赤霉素处理后产生大果脐的现象一致。笔者深入研究了不同浓度赤霉素对果脐大小的影响,明确在40 mg·L-1赤霉素处理下甜瓜果脐变化最大。
综上所述,不同处理对甜瓜果脐均会造成一定影响。其中,单株留瓜2 个、开花后36 h 去除雌蕊花柱、低节位坐果处理、5 月26 日(播种期3)播种处理效果最佳,生产上可参照以上4 种方法缓解甜瓜大果脐的产生。甜瓜开花期,不同浓度氯吡脲、赤霉素、甲硫乙霉威处理雌花子房均会增大果实果脐,作用效果为甲硫乙霉威<氯吡脲<赤霉素,生产上推荐使用甲硫乙霉威处理甜瓜坐果。