KNO3濃度對(duì)基質(zhì)袋培薄皮甜瓜產(chǎn)量和風(fēng)味品質(zhì)的影響

耿國(guó)明，邵青旭，李?lèi)債i，于 雷，齊紅巖

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院/設(shè)施園藝省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/北方園藝設(shè)施設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心(遼寧)，沈陽(yáng) 110161）

甜瓜（Cucumis melo L）是葫蘆科甜瓜屬一年生蔓性草本植物，因其獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)深受歡迎。隨著甜瓜產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、設(shè)施化發(fā)展，設(shè)施甜瓜連作障礙問(wèn)題日趨嚴(yán)重，而通過(guò)無(wú)土栽培方式解決設(shè)施甜瓜連作問(wèn)題也越來(lái)越被人們關(guān)注[1-2]，近年來(lái)無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展迅猛，其營(yíng)養(yǎng)液中配方和濃度對(duì)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)影響顯著。不同施肥條件下甜瓜對(duì)養(yǎng)分的吸收有一定差異，一定程度上影響了果實(shí)品質(zhì)[3]。而營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)袋栽培作為無(wú)土栽培方式中的一種，方法簡(jiǎn)單，前期只澆清水，后期補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，易操作，容易實(shí)現(xiàn)肥水一體化，適合甜瓜等瓜果類(lèi)作物生產(chǎn)，因此，研究溫室基質(zhì)袋栽培中營(yíng)養(yǎng)液施肥技術(shù)，對(duì)于改善甜瓜品質(zhì)、提升經(jīng)濟(jì)效益有重要意義?；|(zhì)袋栽培是一種簡(jiǎn)易的無(wú)土栽培，將作物種植在栽培袋中的新型種植模式。作物生長(zhǎng)所需的部分養(yǎng)分來(lái)自于栽培基質(zhì)，其余礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)可通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液施肥供給[4]。KNO3是營(yíng)養(yǎng)液中主要氮素、鉀素來(lái)源[5-6]。施肥量過(guò)高或過(guò)低均可能限制作物正常發(fā)育，進(jìn)而影響產(chǎn)量和品質(zhì)。氮、鉀素水平高低對(duì)果實(shí)產(chǎn)量和風(fēng)味品質(zhì)均有較大影響[7]。蔗糖是成熟甜瓜果實(shí)的主要糖分，其含量很大程度上決定了果實(shí)品質(zhì)的高低[8]。糖是形成果實(shí)品質(zhì)和風(fēng)味的主要成分[9]，不同氮鉀素水平對(duì)蔗糖代謝途徑產(chǎn)生一定影響[10-11]，而蔗糖磷酸合成酶（SPS）是蔗糖合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶[12-14]。張古文等[15]在研究菜用大豆籽粒蔗糖變化規(guī)律時(shí)發(fā)現(xiàn)，蔗糖含量高的材料SPS活性顯著高于蔗糖含量低的材料，高SPS活性有利于蔗糖積累。相關(guān)研究認(rèn)為蘋(píng)果果實(shí)發(fā)育期，葉面噴施適量氮鉀肥可以提高蔗糖磷酸合成酶活性[16]。同時(shí)，甜瓜具有特殊的香氣，各種芳香成分的相對(duì)含量對(duì)甜瓜風(fēng)味品質(zhì)有重要影響[17-18]。薄皮甜瓜果實(shí)不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期香氣物質(zhì)的種類(lèi)和含量不同，成熟后果實(shí)的香氣物質(zhì)以乙酸乙酯等乙酸酯類(lèi)為主[19-20]。脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）是植物體內(nèi)十八碳酸代謝途徑中的關(guān)鍵酶，催化酯類(lèi)和多不飽和脂肪酸形成具有一定活性的產(chǎn)物，廣泛參與植物生長(zhǎng)發(fā)育和香氣物質(zhì)的合成[21]。本課題組鑒定了LOX基因家族有18個(gè)成員，分別命名為CmLOX01～CmLOX18[22]，并且發(fā)現(xiàn)CmLOX08，CmLOX09，CmLOX16和 CmLOX17等基因在果實(shí)成熟過(guò)程中的表達(dá)與甜瓜的香氣相關(guān)[23]。醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT）是甜瓜揮發(fā)性酯類(lèi)物質(zhì)合成途徑中最后一步的關(guān)鍵酶，其家族內(nèi)CmAAT1和CmAAT2在甜瓜果實(shí)香氣的合成中起主要作用，與酯類(lèi)物質(zhì)含量密切相關(guān)[24-25]。

因此，本研究在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，以薄皮甜瓜（Cucumis melo var．makuwa Makino）玉美人為試材，在基質(zhì)袋栽培條件下，采用山崎配方營(yíng)養(yǎng)液，通過(guò)改變營(yíng)養(yǎng)液中不同KNO3濃度，探究其對(duì)甜瓜果實(shí)產(chǎn)量、氮鉀素吸收、果實(shí)含糖量及香氣物質(zhì)的影響，以期為基質(zhì)袋培甜瓜營(yíng)養(yǎng)液配方優(yōu)化、甜瓜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

2017年3～6月和2018年3～6月在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科研基地進(jìn)行田間試驗(yàn)。供試薄皮甜瓜（Cucumis melo var．makuwa Makino）品種為玉美人。采用自主研制的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)袋栽培，基質(zhì)內(nèi)含全氮1．07g·kg-1、全磷3．37g·kg-1、全鉀 10．18g·kg-1、堿解氮 289．8mg·kg-1、速效磷 358．74mg·kg-1、速效鉀 2035．41mg·kg-1、EC 值 2．32ms·cm-1、pH值6．77。待甜瓜幼苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)定植于基質(zhì)袋中。每袋定植2株，株距30cm，行距1m。

1.2 方法

在甜瓜專用山崎配方的基礎(chǔ)上，只進(jìn)行不同KNO3濃度處理，其他養(yǎng)分配方不變。2017年試驗(yàn)設(shè)定5個(gè)KNO3濃度：0%、50%、75%、100%、150%，由于結(jié)果中75%、100%和150%處理的單株產(chǎn)量無(wú)顯著差異，故2018年試驗(yàn)設(shè) 5 個(gè) KNO3濃度處理分別為 0%（NK1）、65%（NK2）、100%（NK3）、125%（NK4）和 200%（NK5），其所對(duì)應(yīng)的 KNO3濃度為 0，393．9，606．0，757．5，1212．0mg·L-1。 其他營(yíng)養(yǎng)成分參照甜瓜專用山崎配方， 處理 NK3 為原配方濃度，作為對(duì)照。定植初期只澆清水，定植后30d開(kāi)始進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液處理，其中伸蔓期至果實(shí)膨大期每天施加營(yíng)養(yǎng)液500mL，膨大后期每天1000mL，每株留3個(gè)瓜，每個(gè)處理3次重復(fù)。甜瓜果實(shí)成熟期，每個(gè)處理隨機(jī)選取3個(gè)成熟果實(shí)（花后34d）去掉果皮及瓜瓤，取赤道部分果肉切碎，-80℃貯存?zhèn)溆茫瑫r(shí)部分果肉榨汁。

1.2.1 植株氮鉀元素及果實(shí)產(chǎn)量測(cè)定 分別于甜瓜植株伸蔓期、果實(shí)膨大期和果實(shí)成熟期每個(gè)處理隨機(jī)選取3株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株，分根、莖、葉和果實(shí)取樣，于105℃烘箱內(nèi)殺青30min，然后75℃烘干至恒重。用小型粉碎機(jī)將樣品粉粹，過(guò)100目細(xì)篩后備用。全氮含量測(cè)定：采用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮法，用BUCHI全自動(dòng)凱氏定氮儀（K-360）測(cè)定。全鉀含量測(cè)定：用原子吸收分光光度計(jì)（iCE3000）測(cè)定。每個(gè)處理隨機(jī)選取6株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株，測(cè)定產(chǎn)量并計(jì)算其平均單株產(chǎn)量。

1.2.2 果實(shí)糖含量測(cè)定 利用高效液相色譜儀（Waters e2695）測(cè)定糖含量：取1 g樣品放入試管中,加入80%乙醇浸沒(méi)樣品約1cm，80℃水浴1h后倒出乙醇提取液，反復(fù)提取3次，合并提取液，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中蒸干，1mL超純水溶解，上清液經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾后進(jìn)行測(cè)定。色譜條件為：氨基柱，柱溫35℃，蒸發(fā)光散射檢測(cè)器，流動(dòng)相比例為80%乙腈：20%超純水，流速為1mL·min-1。糖的標(biāo)樣為果糖、葡萄糖和蔗糖，根據(jù)保留時(shí)間的不同來(lái)區(qū)分不同糖,用Waters Millennium軟件控制及數(shù)據(jù)處理。使用手持測(cè)糖儀進(jìn)行可溶性固形物測(cè)定。

1.2.3 果實(shí)香氣成分測(cè)定 香氣物質(zhì)含量使用Thermo Trace GC Ultra-ITQ900氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行定量分析[26]：取容積為20mL的頂空瓶，瓶?jī)?nèi)加入3.5g NaCl（分析純），瓜汁10mL，再快速加入內(nèi)標(biāo)物質(zhì)正辛醇（59.5mg·L-1）50μL，使用固相微萃取針頭于40℃水浴條件下萃取30min，萃取完成后手動(dòng)進(jìn)樣，各處理3次重復(fù)[24]。

具體測(cè)量參數(shù)：He分壓0.5MPa，離子源溫度250℃，進(jìn)樣口溫度250℃，傳輸桿溫度270℃，TR-SMS型色譜柱，柱溫設(shè)定：36℃保持 5min，以 10℃·s-1升溫至 60℃，保持 5min；再以 10℃·s-1升溫至 120℃，保持 8min，以10℃·s-1升溫至240℃，保持5min。通過(guò)定性和定量分析處理數(shù)據(jù)，處理方法的具體參數(shù)：檢測(cè)器類(lèi)型MS，峰檢測(cè)ICIS，檢測(cè)時(shí)間范圍默認(rèn)，峰型調(diào)整參數(shù)默認(rèn)；背景扣除方式combine，峰的左右及頂端調(diào)整參數(shù)默認(rèn)；譜庫(kù)檢索方式為normal，顯示最大匹配目標(biāo)數(shù)5，基礎(chǔ)譜庫(kù)Mainlib；結(jié)果顯示模板設(shè)定三部分：總質(zhì)子流圖、峰參數(shù)和匹配物質(zhì)。

香氣物質(zhì)含量=（物質(zhì)峰面積/內(nèi)標(biāo)峰面積）×內(nèi)標(biāo)濃度×瓜汁體積/樣品重量

1.2.4 酶活性測(cè)定 取成熟期果實(shí)測(cè)定蔗糖磷酸合成酶（SPS）、脂氧合酶（LOX）和醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT）的活性。SPS活性測(cè)定參照齊紅巖等[27]方法，稍加改動(dòng)；LOX活性參照陳湯雨凡[19]及陳昆松等[28]方法，稍加改動(dòng)；AAT活性參照崔曉輝[29]及FELLMAN等[30]方法測(cè)定，稍加改動(dòng)；用CARY 100紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)（Varian，USA）測(cè)定。

1.2.5 基因表達(dá)分析 甜瓜果實(shí)RNA的提取采用ultrapure RNA Kit（北京康為世紀(jì)生物有限公司）試劑盒提供操作方法；RNA反轉(zhuǎn)錄和實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)采用Takata公司試劑盒中提供的操作方法，反轉(zhuǎn)錄體系：4μL 5×primescript RT Master Mix，1μg Total RNA，20μL RNase； 反應(yīng)程序?yàn)?37℃條件下15min，85℃5s，待反應(yīng)結(jié)束收集 cDNA并-20℃保存。將稀釋4倍的cDNA作為模板，甜瓜18sRNA（148bp）作為內(nèi)參基因，實(shí)時(shí)熒光定量PCR 體系為 20μL；其反應(yīng)程序?yàn)?95℃ 30 s；95℃5s；60℃34s；95℃ 15 s；60℃ 1 min；95℃ 30s，45個(gè)循環(huán)。每個(gè)樣品3次重復(fù)，cDNA分別來(lái)自3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，使用ABIPRISM7500熒光定量PCR儀，軟件為7500 software，NK3處理樣品基因表達(dá)量設(shè)為1，基因相對(duì)表達(dá)量計(jì)算方法采用2-△△Ct法，所有引物見(jiàn)表1。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Origin軟件作圖。

表1 實(shí)時(shí)熒光定量（qRT-PCR）所用引物列表Table 1 Primers list for Real-time quantitative PCR

2 結(jié)果與分析

2.1 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜單株產(chǎn)量的影響

由圖1可知，營(yíng)養(yǎng)液中不同KNO3濃度對(duì)甜瓜產(chǎn)量有一定影響。NK3處理單株產(chǎn)量顯著高于NK1和NK5處理；而NK2和NK4處理與NK3相比無(wú)顯著差異，但二者均顯著高于NK1和NK5處理，說(shuō)明NK2和NK4處理盡管改變了KNO3濃度，但并沒(méi)有對(duì)產(chǎn)量造成顯著影響，而營(yíng)養(yǎng)液中過(guò)低或過(guò)高的KNO3濃度均降低了甜瓜的產(chǎn)量。

2.2 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜植株各時(shí)期氮、鉀元素吸收的影響

由圖2可知，伸蔓期NK2處理葉片含氮量最高，其他處理間無(wú)顯著差異；根系含鉀量在各處理間無(wú)顯著差異，NK3處理莖部含鉀量最高，其他處理間無(wú)顯著差異；葉片中NK1處理含鉀量最低。果實(shí)膨大期，NK1處理根系含氮量和含鉀量最低，顯著低于NK4和NK5處理，與NK2和NK3處理相比無(wú)顯著差異；莖部含氮量無(wú)顯著差異，含鉀量隨著KNO3濃度增加而增加；葉片中各處理含氮量無(wú)顯著差異，NK1處理含鉀量最低；果實(shí)中NK5處理含氮量最高，顯著高于其他處理，含鉀量未表現(xiàn)顯著變化趨勢(shì)。果實(shí)成熟期，各處理間植株各部分含氮量無(wú)顯著差異；KNO3濃度增加對(duì)根系鉀元素吸收具有一定促進(jìn)作用，但到一定水平后吸收量反而下降，各處理植株根系鉀吸收量表現(xiàn)為NK3與NK4吸收量最高，顯著高于NK1和NK2處理；莖的鉀含量隨著KNO3濃度增加而呈上升趨勢(shì)；葉片中NK3、NK4和NK5處理鉀元素吸收量較高，均顯著高于NK1和NK2處理；果實(shí)含鉀量變化趨勢(shì)與葉片變化趨勢(shì)一致。

圖1 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜單株產(chǎn)量的影響Figure 1 Effects of different KNO3 concentrations on yield per plant of oriental melon

圖2 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜植株氮、鉀元素吸收的影響Figure 2 Effects of different KNO3 concentrations on nitrogen and potassium uptake in plant of oriental melon

2.3 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜成熟期果實(shí)可溶性固形物及含糖量的影響

由圖3可知，NK1與NK5可溶性固形物含量最低，而NK2、NK3和NK4之間無(wú)顯著差異。NK2與NK3相比葡萄糖含量無(wú)差異，但二者均顯著高于NK1和NK5處理，而NK1和NK5處理間無(wú)顯著差異。NK2和NK3處理的蔗糖含量最高，顯著高于NK1、NK4和NK5處理，后3者間無(wú)顯著差異；果糖含量在各處理間無(wú)顯著差異。說(shuō)明適量的KNO3濃度有利于甜瓜果實(shí)中糖含量的形成，而過(guò)高或者過(guò)低氮鉀水平，不利于糖的形成與積累。

圖3 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜果實(shí)可溶性固形物及含糖量的影響Figure 3 Effects of different KNO3 concentrations on soluble solids content and fruit sugar content in melon fruit

2.4 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜成熟期果實(shí)蔗糖磷酸合成酶活性及基因表達(dá)的影響

前期試驗(yàn)表明，SPS基因家族內(nèi)CmSPS01在甜瓜果實(shí)中特異性表達(dá)，故本試驗(yàn)測(cè)定了CmSPS01基因的相對(duì)表達(dá)量。由圖4可知，NK2和NK3處理的SPS酶活性最高，兩者間無(wú)顯著差異，但均顯著高于其他3個(gè)處理，而NK1處理SPS酶活性最低。同樣，NK3處理的CmSPS01表達(dá)量最高，而其他4個(gè)處理間無(wú)顯著差異，說(shuō)明適量的KNO3濃度有利于SPS活性和基因表達(dá)的提高，而KNO3水平過(guò)高或過(guò)低對(duì)該酶活性及基因均有抑制作用。

圖4 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜果實(shí)SPS酶活性及CmSPS01相對(duì)表達(dá)量的影響Figure 4 Effects of different KNO3 concentrations on SPS enzyme activity and relative expression of CmSPS01 in melon fruit

2.5 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜成熟期果實(shí)中香氣成分含量的影響

成熟甜瓜果實(shí)中共發(fā)現(xiàn)39種香氣物質(zhì)，其中酯類(lèi)物質(zhì)17種。由圖5可知，NK3處理的總香氣物質(zhì)含量最高，而NK1處理含量顯著低于NK2和NK5處理。NK3處理總酯類(lèi)含量最高，顯著高于NK2、NK4和NK5處理，NK1處理總酯類(lèi)物質(zhì)含量最低。NK3處理乙酸酯含量較高，均顯著高于其他處理。乙酸乙酯含量與酯類(lèi)物質(zhì)含量的變化趨勢(shì)相同，NK3和NK4處理的乙酸乙酯含量顯著高于其他處理，兩者間無(wú)顯著差異。

圖5 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜香氣成分含量的影響Figure 5 Effects of different KNO3 concentrations on aroma components of melon

2.6 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜成熟期果實(shí)LOX和AAT酶活性及基因表達(dá)的影響

由圖6可知，NK3和NK4處理下LOX酶活性較高，顯著高于其他處理，NK5處理處于中等水平，而NK1和NK2處理顯著低于其他處理，且二者間無(wú)顯著差異。NK3、NK4和NK5處理的AAT酶活性顯著高于NK1處理，酶活性隨著KNO3濃度升高呈上升趨勢(shì)。

圖6 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜成熟期果實(shí)LOX和AAT酶活性影響Figure 6 Effects of different concentrations of KNO3 on activities of LOX,AAT enzymes in melon fruits

LOX基因家族內(nèi)CmLOX08、CmLOX09、CmLOX16和CmLOX17相對(duì)表達(dá)量在不同KNO3處理下變化趨勢(shì)不同。由圖7可知，CmLOX08，CmLOX09和CmLOX17處理相對(duì)表達(dá)量隨著KNO3濃度增加而逐漸增加隨后略有降低，NK1處理其相對(duì)表達(dá)量顯著低于其他處理，說(shuō)明增施KNO3能夠有利于CmLOX08，CmLOX09和Cm-LOX17的表達(dá)。而NK1處理CmLOX16的相對(duì)表達(dá)量最高，顯著高于其他處理，表明過(guò)低KNO3水平促使Cm-LOX16的表達(dá)。NK1處理的CmAAT1相對(duì)表達(dá)量最低，而其他處理間無(wú)顯著性差異（圖8）。CmAAT2在NK3，NK4處理時(shí)表達(dá)量最高，均顯著高于其他處理，而NK1處理相對(duì)表達(dá)量最低。

圖7 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜LOX基因家族表達(dá)的影響Figure 7 Effects of different KNO3 concentrations on LOX gene family expression in melon

圖8 不同KNO3濃度對(duì)甜瓜AAT基因家族表達(dá)的影響Figure 8 Effects of different KNO3 concentrations on AAT expression in melon

3 討論與結(jié)論

作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，施肥量對(duì)植株養(yǎng)分吸收與分配的影響很大[31-32]。其中氮和鉀是植株生長(zhǎng)發(fā)育需求最多的兩種元素，其施用量不足或過(guò)量都會(huì)影響根系中養(yǎng)分的可利用性，從而影響植株對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用[33-34]。研究發(fā)現(xiàn)，辣椒生產(chǎn)過(guò)程中，氮肥施用量較常規(guī)用量減少30%時(shí)，未造成產(chǎn)量顯著下降，當(dāng)?shù)视昧繙p少使用15%，辣椒畝產(chǎn)能夠增加11.7kg；果實(shí)中VC含量和糖含量也能夠因適宜的氮肥施用而提高一定水平，改善其品質(zhì)[35]。相關(guān)研究表明，增加施肥量可以為甜瓜植株提供充足的養(yǎng)分，促進(jìn)自身相關(guān)物質(zhì)合成，達(dá)到增產(chǎn)效果；但施肥量達(dá)到某一臨界值時(shí)其產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，適量施鉀比對(duì)照增產(chǎn)28.7%，而過(guò)量施鉀增產(chǎn)幅度反而下降，表明甜瓜產(chǎn)量形成并不是施鉀越多越好；而鉀肥適量減少施用，對(duì)于甜瓜果實(shí)產(chǎn)量及相關(guān)品質(zhì)等未造成顯著影響[36-37]。這與本試驗(yàn)研究結(jié)果相似，通過(guò)甜瓜生長(zhǎng)各時(shí)期氮鉀元素吸收量比較發(fā)現(xiàn)，伸蔓期由于處理時(shí)間短，各處理間氮元素吸收量未表現(xiàn)出顯著差異；果實(shí)膨大期，由于施肥處理一段時(shí)間后，對(duì)植株養(yǎng)分吸收產(chǎn)生一定影響，發(fā)現(xiàn)NK1處理根系氮元素含量較低，NK5處理果實(shí)中氮元素含量較高，分析可知，該時(shí)期氮肥的施加能夠促進(jìn)甜瓜植株的生長(zhǎng)發(fā)育，而成熟期后各處理間氮元素含量無(wú)顯著差異，可見(jiàn)該時(shí)期內(nèi)氮肥含量已經(jīng)能夠滿足各KNO3處理間植株生長(zhǎng)。甜瓜植株對(duì)鉀元素吸收隨著KNO3濃度增加而增加，NK1處理鉀元素吸收量最低，從該處理可以看出，過(guò)低水平KNO3濃度處理對(duì)植株鉀元素吸收不利；由圖1結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NK5處理雖然鉀吸收量較高，但并未達(dá)到增產(chǎn)效果，其可能原因是過(guò)多KNO3施用造成養(yǎng)分利用不充分，根際基質(zhì)鹽漬化，不利于甜瓜植株后期根系對(duì)養(yǎng)分的吸收。而NK2處理即減少施用KNO335%的條件下其產(chǎn)量與NK3處理相比無(wú)顯著差異，可見(jiàn)65%KNO3水平依然有利于產(chǎn)量的形成。

甜瓜果實(shí)中可溶性糖含量是評(píng)價(jià)果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)的重要指標(biāo)[38]。研究發(fā)現(xiàn)，減量氮肥處理能夠提高馬鈴薯品質(zhì)，減量20%氮肥處理提高馬鈴薯VC效果最好，減量30%氮肥提高還原糖效果最好[39]。甜瓜中施用鉀肥能夠提高含糖量，同時(shí)糖度增幅也隨著施鉀量的增加而減小[40]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示（圖3），隨著營(yíng)養(yǎng)液中KNO3濃度增加，可溶性糖含量增幅呈現(xiàn)先上升后放緩的趨勢(shì)，其中以NK2，NK3和NK4處理最有利于甜瓜果實(shí)中糖含量積累，這與牛在壘等[41]研究結(jié)果相似，而NK1和NK5處理糖含量有所下降，可能由于氮鉀施肥中，鉀素含量過(guò)低或者過(guò)高抑制了糖分的積累[42]。蔗糖磷酸合成酶對(duì)果實(shí)糖合成和積累具有重要作用，如圖4所示，SPS酶活性隨著KNO3濃度增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)；CmSPS01相對(duì)表達(dá)量變化趨勢(shì)與SPS酶活及可溶性糖含量相同，結(jié)合含糖量及SPS活性等發(fā)現(xiàn)，NK2處理與NK3處理結(jié)果無(wú)顯著差異，可見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)液中適量減少KNO3不會(huì)對(duì)可溶性糖含量造成影響。由此說(shuō)明，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致可溶性糖含量的降低，而適量減少KNO3依然有利于甜瓜果實(shí)品質(zhì)的形成，合理施用才能保證甜瓜果實(shí)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。本試驗(yàn)同時(shí)測(cè)定了蔗糖合成酶和酸性轉(zhuǎn)化酶的活性，因其酶活性在各處理間無(wú)顯著差異，故結(jié)果未列出。

甜瓜具有特殊的香氣，研究表明，甜瓜果實(shí)香氣物質(zhì)有酯類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)和酸類(lèi)物質(zhì)[24-43]。薄皮甜瓜果實(shí)在生長(zhǎng)發(fā)育后期開(kāi)始產(chǎn)生酯類(lèi)物質(zhì)，成熟后果實(shí)酯類(lèi)物質(zhì)以乙酸乙酯為主[19-20]。分析不同施氮量對(duì)鴨梨果實(shí)香氣的影響發(fā)現(xiàn)，不同處理的果實(shí)香氣物質(zhì)含量和種類(lèi)差異顯著，以中氮處理的香氣物質(zhì)總含量最高，低氮處理的香氣種類(lèi)最多，而高氮處理的香氣物質(zhì)總含量和種類(lèi)均為最低[44]。相關(guān)試驗(yàn)表明，在適量KNO3處理下甜瓜的特征香氣成分含量最高，當(dāng)KNO3不足或過(guò)多時(shí)其含量均呈下降的趨勢(shì)[45]。在本研究中發(fā)現(xiàn)，香氣成分總酯類(lèi)物質(zhì)和乙酸乙酯含量隨著KNO3處理呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，NK1處理時(shí)含量最低，NK3處理達(dá)到最大值，其變化趨勢(shì)與LOX和AAT酶活性變化趨勢(shì)類(lèi)似。已有研究發(fā)現(xiàn)，CmLOX08、CmLOX09、CmLOX16和CmLOX17這4個(gè)基因可能在果實(shí)成熟過(guò)程中發(fā)揮重要作用[23]。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，CmLOX08、CmLOX09和CmLOX17基因表達(dá)量與LOX酶活變化趨勢(shì)大體一致，均隨著KNO3濃度增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，由此可見(jiàn)這3個(gè)基因參與了甜瓜生長(zhǎng)后期果實(shí)的成熟過(guò)程，并且影響相關(guān)香氣成分的合成；NK3和NK4處理相對(duì)表達(dá)量較高，NK1處理相對(duì)表達(dá)量最低，說(shuō)明甜瓜果實(shí)成熟階段不同KNO3濃度能夠調(diào)控LOX基因家族相關(guān)基因表達(dá)影響果實(shí)的成熟過(guò)程，而NK1和NK5處理?xiàng)l件下其相關(guān)基因受到抑制，可見(jiàn)過(guò)高或過(guò)低的KNO3濃度均能抑制該基因的表達(dá)。而CmLOX16基因相對(duì)表達(dá)量變化趨勢(shì)相反，其相關(guān)作用有待進(jìn)一步研究。同時(shí)，NK1處理下CmAAT1和CmAAT2的表達(dá)最低，其基因相對(duì)表達(dá)量與AAT酶活變化趨勢(shì)相同，可見(jiàn)二者與甜瓜果實(shí)香氣酯類(lèi)物質(zhì)含量密切相關(guān)，這與ZHU等[46]研究結(jié)果一致。綜合來(lái)看CmLOX08、CmLOX09和CmAAT1的基因表達(dá)量在NK2與NK3處理間無(wú)顯著差異，可見(jiàn)65%KNO3水平下其相關(guān)基因表達(dá)與100%水平相比未受到影響。

本試驗(yàn)在基質(zhì)袋栽培條件下，采用山崎配方營(yíng)養(yǎng)液，通過(guò)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液中不同KNO3濃度改變配方，探究其對(duì)甜瓜果實(shí)產(chǎn)量、含糖量及香氣含量影響。結(jié)果表明，營(yíng)養(yǎng)液NK2，NK4處理在產(chǎn)量、可溶性糖含量、可溶性固形物等方面均與NK3處理無(wú)顯著差異，且效果相似；只是在香氣成分含量上略有降低，整體效果均要優(yōu)于NK1和NK5處理，因此NK2和NK3處理綜合表現(xiàn)較好，結(jié)合2017年試驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，即在甜瓜專用基質(zhì)袋栽培條件下，采用山崎配方營(yíng)養(yǎng)液施肥，減少KNO325%～35%時(shí)，依然有利于甜瓜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了配方優(yōu)化以及化肥減施，可以在生產(chǎn)中加以推廣應(yīng)用。