氮肥施用量与黄瓜苦味出现的关系研究

2018-01-15王鹤冰熊艳向华丰张生张洪成

天津农业科学 2018年12期

王鹤冰熊艳向华丰张生张洪成

摘要：因黄瓜果实出现苦味对品质影响严重，备受关注。试验以白丝条、津优1号和以色列水果黄瓜3个品种为研究对象，设置5个氮肥处理，即N1（750 kg·hm-2），N2（1 050 kg·hm-2），N3（1 350 kg·hm-2），N4（1 650 kg·hm-2），N5（1 950 kg·hm-2），以不施氮肥為对照，分析各处理黄瓜不同生育期苦味以及商品瓜品质，探讨氮肥与黄瓜苦味出现的关系。结果表明，3个品种中仅白丝条在各生育期均有苦味，可作为黄瓜苦味变化规律研究的优选品种；随着氮肥施用量的增加，白丝条商品瓜的苦味评分呈先降低后升高的趋势，而Vc含量则呈先升高后下降的趋势，其中N2（1 050 kg·hm-2）处理苦味评分最低且Vc含量最高。

关键词：黄瓜；果实苦味；氮肥

中图分类号：S642.2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.011

Abstract： Due to the serious effect of bitter taste on the quality of cucumber fruit， it has attracted much attention. The experiment was conducted with Baisitiao， Jinyou 1， and Israeli fruit cucumber， 5 nitrogen fertilizer treatments were set including N1（750 kg·hm-2），N2（1 050 kg·hm-2），N3（1 350 kg·hm-2），N4（1 650 kg·hm-2），and N5（1 950 kg·hm-2）， and no nitrogen fertilizer was as control， the bitter taste in different growth periods， and the fruit quality of cucumber was analyzed to discuss the relationships between nitrogen fertilizer and fruit bitterness in cucumber. The results showed that Baisitiao had bitterness in each growth period， thus， Baisitiao could be used as a preferred variety for studying the change law of bitterness in cucumber. Following with the increase of nitrogen fertilizer， the bitter taste score of Baisitiao melon was decreased first and then increased， while the Vc content was increased first and then decreased， in which the N2（1 050 kg·hm-2） treatment had the lowest bitter score but the highest Vc content.

Key words： cucumber； bitter fruit； nitrogen fertilizer

黄瓜（Cucumis sativus L.）属葫芦科甜瓜属，世界各地广泛栽培，深受消费者喜爱。苦味是瓜类植物栽培中普遍存在的问题，特别在黄瓜、甜瓜中由显突出，因苦果不能食用常造成极大的经济损失[1-3]。近年来，随着保护地黄瓜的大面积推广，黄瓜苦味问题愈显突出[4]，因而找到便捷的黄瓜苦味材料鉴定手段，加速无苦味黄瓜品种的选育具有重要意义。苦味的出现除与品种本身所含基因型关系密切外，其最终是否表达却常常受到栽培环境条件的影响，很多黄瓜品种在不良的种植条件下，果实易出现苦味。已有很多文献报道[1，4-6]含有果实苦味基因的黄瓜品种在低温（低于13 ℃）、高温（30 ℃以上）、光照不足、植株衰弱、氮肥过多及土壤干旱（即逆境下）时，均会加速苦味的表达。多年黄瓜人工栽培总结出，虽极端外界条件会促使含苦味基因黄瓜品种苦味的表达，但生产上可采用相关的栽培手段进行调控，降低黄瓜苦味的产生，进而减小损失。

到目前为止，因各环境条件在人工条件下均不宜控制，尚无苦味与具体环境条件指标相关性的详细研究报道，相比较，氮肥的用量是最易人为定量的。本试验通过控制黄瓜栽培过程中氮肥的施用总量，找到促进黄瓜栽培中苦味出现的氮肥临界浓度，以避免生产中因施肥不当使果实产生苦味而造成的损失；同时在黄瓜育种中，还可利用增施氮肥加强含有苦味基因的黄瓜育种材料苦味的表达量，为育种材料筛选提供直观依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试黄瓜品种为华北型品种津优1号（天津科润农业科技股份有限公司黄瓜研究所）、华南型品种白丝条（重庆市农业科学院瓜类课题组提供）和欧洲温室型品种以色列水果黄瓜（重庆市农业科学院瓜类课题组提供）。

试验所用肥料包括有机肥（品牌：好阳光；含量：N+P2O5+K2O≥5%，有机质≥45%）、复合肥（品牌：史丹利；含量：N-P2O5-K2O为15-15-15，总养分≥45%）和尿素（品牌：宜化；含量：N≥46.4%）。

1.2 方法

1.2.1 试验时间试验于2014年秋和2015年春、秋分别在重庆市农业科学院试验基地塑料大棚与露地各开展一次，以均衡不同环境条件下的温度、光照、水分差异，具体播种与定植日期详见表1。

1.2.2 种植方式植株采用穴盘基质方式育苗，于二叶一心时筛选整齐一致植株定植。1.33 m开厢，定植株距40 cm。

1.2.3 试验设计为确定合理的氮肥施用方法和施用浓度，以叶面喷施和灌根两种方式于黄瓜植株子叶期开展施肥试验，尿素（氮肥试验材料）浓度分别设置为0.5%、1%和1.5%，观察黄瓜幼苗生长情况。尿素施用量与黄瓜苦味关系的试验共设5个处理梯度，分别为N1（750 kg·hm-2），N2（1 050 kg·hm-2），N3（1 350 kg·hm-2），N4（1 650 kg·hm-2），N5（1 950 kg·hm-2）。试验小区面积为4 m2，处理随机分布，3次重复，每小区基肥施用均包括有机肥3 475 kg·hm-2、复合肥1 387.5 kg·hm-2和不同处理方式的尿素。各处理尿素施用方式分基肥和追肥两种，其中基肥占尿素总量的30%，追肥以叶面喷施形式施用，具体各处理的施用方式和施用量详见表2。

1.2.4 指标测定氮肥处理过程中，在整个生育期通过人工感官品尝鉴定法[7-8]，参照李锡香等[9]和王优杰等[10]苦味分级等级划分标准，略有变动，分别品尝10片真叶后的植株卷须、初花期叶片、商品瓜和种瓜的苦味。同时，通过蒽酮比色法和分光光度法分析商品瓜可溶性糖和维生素C含量，作为商品瓜品质评价指标。

1.3 数据处理与分析

试验数据通过Microsoft excel 2010进行数据分析和柱状图绘制。

2 结果与分析

2.1 氮肥合理施用浓度和方法

通过喷施与灌根两种方式对不同氮肥浓度进行筛选，结果表明，在尿素施用浓度达到1.5%时，子叶会出现肥害，烧苗现象发生，子叶边缘出现白化、卷曲和坏死状况（见图1）。故在后续试验过程中为不影响植株的正常生长，同时又能达到试验效果，根外追肥时尿素的最高施用浓度定为1%。

2.2 不同氮肥处理各部位苦味情况统计

对3种不同类型黄瓜材料在氮肥处理下，不同部位苦味的品尝结果详见表4。黄瓜子叶期的时间短、材料少，黄瓜子叶中苦味表达量均较高，人工感官品尝无法辨别各氮肥处理的苦味轻重，说明苦味的鉴定不适宜以子叶作为辨别部位，故相关数据未在表4中体现。

由表4可以看出，不含苦味基因的以色列水果黄瓜在各氮肥处理下，植株任何部位均不表现苦味；津优1号为华北型密刺黄瓜，其苦味在植株卷须和叶片有表达，但瓜内无苦味；白丝条为华南型白黄瓜，苦味在植株卷须、叶片、商品瓜和种瓜均有表达。说明苦味的出现规律与基因型关系紧密，与前人研究所得黄瓜苦味表达受营养器官苦味基因Bi和果实苦味基因Bt的遗传控制，同时纯合基因型bibi对Bt存在隐性上位作用的规律完全吻合[11-14]。故在进行氮肥施用量与苦味表达关系研究中，宜选用如“白丝条”这类植株和果实均含有苦味基因的品种。

从表4还可以看出，随着氮素施用量的增加，白丝条品种卷须、叶片和商品瓜的苦味评分均呈先降低后升高的趋势，分别于N1、N2、N2处理达到最低值，白丝条品种种瓜以及津优1号叶片苦味评分则呈升-降-升-降的不规则变化趋势，津优1号卷须呈升-降-升-降-升的趋势。所以在苦味材料筛选时，可以用叶片的苦味出现标记商品瓜苦味出现的频率。

2.3 不同氮肥处理黄瓜商品瓜品质分析

由图2可知，随着氮肥施用量的增加，白丝条商品瓜内可溶性糖含量呈升-降-升-降的趋势，与N3处理达到最大值，Vc含量与商品瓜苦味评分变化趋势相反，呈先升高后降低的趋势，于N2处理达到最大值。

3 结论与讨论

黄瓜苦味的研究多集中在栽培技术的解决方法[15-16]、苦味遗传规律与基因挖掘上[17-19]，对苦味材料的控制性研究较少。本试验选用3个品种中以色列水果黄瓜在各生育期均无苦味，津优1号在卷须和叶片有苦味而果实中无苦味，白丝条则在各生育期均有苦味，可作为研究黄瓜苦味变化规律的优选品种。白丝条品种商品瓜苦味随着氮肥施用量增加的变化趋势与Vc含量相反，在N2（1 050 kg·hm-2）处理苦味最低且Vc含量最高，说明氮肥的施用在一定程度上影响了黄瓜的口感（苦味）和品质（Vc含量），为黄瓜苦味的方法研究打开了一条新的通道。

参考文献：

[1]YASUTAKA Kan， HIDEYUKI Goto. Relationship between the occurrence of bitter fruit in cucumber（Cucumis sativus L.） and the contents of total nitrogen， amino acid nitrogen，protein and HMG-CoA reductase activity[J]. Scientia horticulturae， 2003， 11（98）：1-8.

[2]李红丽，于贤昌，王华森，等.嫁接和嫁接砧木对黄瓜果实品质的影响[J].西北农业学报，2005，14（1）：129-132.

[3]ZHAO Xin， EDGAR C I， ZIAD M， et al. Consumer sensory analysis of organically and conventionally grown vegetables[J].Journal of food science，2007，72（2）：87-91.

[4]國艳梅.黄瓜苦味遗传规律研究及AFLP分子标记[D].哈尔滨：东北农业大学，2003：1-2.

[5]牟向彬.黄瓜苦味原因及防治[J].吉林农业，2009，233（13）：31.

[6]姜坤.黄瓜苦味的形成原因及预防措施[J].蔬菜，2011 （11）：28-29.

[7]WEHNER T C， LIU J S. Two-gene interaction and linkage of bitter-free foliage in cucumber[J].Amer soe hort sci，1998，123（3）：401-403.

[8]顾兴芳，张素勤，张圣平.黄瓜果实苦味Bt基因的AFLP分子标记[J].园艺学报，2006，33（1）：140-142.

[9]李锡香，朱德蔚.黄瓜种质资源描述规范和数据标准[M].北京：中国农业出版社，2005：36-50.

[10]王优杰，徐德生，冯怡.中药及其制剂苦味评价方法的建立[J].中国中药杂志，2007，15（15）：1511-1514.

[11]顾兴芳，张圣平，国艳梅，等.黄瓜苦味遗传分析[J].园艺学报，2004，31（5）：613-616.

[12]张圣平.黄瓜果实苦味基因遗传分析及精细定位[D].北京：中国农业科学院，2011：16-25.

[13]张慧敏.调控黄瓜苦味合成的Bf转录因子的鉴定及功能分析[D].南京：南京农业大学，2014：1-3.

[14]张立杰，麻艳超，李康，等.黄瓜无苦味种质资源的SSR标记鉴定[J].华北农学报，2015，30（2）：140-144.

[15]谭继春.棚室黄瓜苦味产生原因及防治措施[J].农林科技，2013（36）：29.