甘氨酸和魚蛋白在網(wǎng)紋甜瓜上應(yīng)用效果比較

李 婷，雷 慧，劉雪瑩，李萬元，張 靜，郝敬虹

(1.北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 100029；2.忻州師范學(xué)院 生物系,忻州 034000； 3.北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 北京金六環(huán)農(nóng)業(yè)園 北京 102200；4.北京中農(nóng)富通園藝有限公司， 北京 101117；5.北京農(nóng)學(xué)院 植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京102206)

網(wǎng)紋甜瓜(CucumismeloL. var.reticulatus)作為厚皮甜瓜中的精品，具有類似浮雕的美麗外觀、甜軟綿糯的口感和濃郁的香味，可帶來視覺和味覺的雙重享受。近幾年網(wǎng)紋甜瓜較好的經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)了京郊種植面積的擴(kuò)大，不過網(wǎng)紋甜瓜的栽培技術(shù)門檻較高[1]，技術(shù)人員開展研究引進(jìn)新品種新材料，篩選出適宜京郊種植的粗網(wǎng)類型品種‘阿魯斯’和‘帕麗斯’[2]，以及抗枯萎病耐線蟲且不影響口感甜瓜本砧‘久砧’[3]；篩選出30 g/m2的可降解地膜來種植網(wǎng)紋甜瓜[4]改善棚室微環(huán)境和土壤環(huán)境；摸索了最佳整枝方式[5-6]、網(wǎng)紋形成期的灌水制度[7]和溫濕度環(huán)境參數(shù)，促進(jìn)外觀品質(zhì)的形成。

果實(shí)品質(zhì)除外觀品質(zhì)，還包括營養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味、香氣等口感感官品質(zhì)。甜瓜的果實(shí)香氣主要源于芳香性物質(zhì)。前人有通過使用化肥提高果實(shí)品質(zhì)，如應(yīng)用不同鉀，影響芳香物質(zhì)的含量，且鉀素含量在240 mg/L時(shí)含量最高。近幾年農(nóng)業(yè)部提出的“一控兩減三基本”和有機(jī)肥替代化肥的政策，引導(dǎo)種植技術(shù)方式轉(zhuǎn)變，通過引進(jìn)應(yīng)用生物刺激素提高果實(shí)商品率和品質(zhì)。保證產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性是發(fā)展網(wǎng)紋甜瓜產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，因此，研究通過生物刺激素提高網(wǎng)紋甜瓜品質(zhì)的技術(shù)有生產(chǎn)指導(dǎo)意義。

1976年西班牙格萊西姆礦業(yè)公司最早提出了“植物生物刺激素”這個(gè)概念，2012年歐洲生物刺激素產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(EBIC)對(duì)其進(jìn)行了定義：一種包含某些成分和(或)微生物的物質(zhì)，用于植物葉片或根際時(shí)，對(duì)植物的自然生命進(jìn)程起到刺激作用，調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的生理過程。例如可以促進(jìn)養(yǎng)分吸收，提高非生物脅迫的抵抗力和作物品質(zhì)的形成，而與營養(yǎng)成分無關(guān)[8]。中國目前是將其歸入特種肥料由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部管理。生物刺激素種類主要包括腐植酸、幾丁質(zhì)、海藻提取物、氨基酸、蛋白水解物等。張尚卿等試驗(yàn)應(yīng)用生物刺激素冷害預(yù)防技術(shù)，番茄畸形果率降低 40%～50%；甜瓜葉色濃綠，果實(shí)亮度好，耐貯運(yùn)，可溶性固形物含量提高 1～2個(gè)百分點(diǎn)[9]；賈春花等研究發(fā)現(xiàn)2.50 μg/L的宛氏擬青霉提取物可顯著提高櫻桃蘿卜塊根產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量、根冠比和品質(zhì)，其有效濃度僅為碧護(hù)和腐植酸鈉濃度的約1/30 000，海藻酸濃度的約1/300 000，表明宛氏擬青霉提取物具有極高的生物活性和較低的應(yīng)用成本[10]。張桂娟研究發(fā)現(xiàn)在不同時(shí)期期對(duì)花椰菜施用適量的大麗輪枝孢激活蛋白不但可以促進(jìn)花椰菜的生長(zhǎng)提高產(chǎn)量還可以增加花椰菜維生素C的含量[11]。

魚蛋白和甘氨酸均屬于氨基酸類生物刺激素。魚蛋白是從魚類身上提取的一種高效物質(zhì)，通過一系列加工可以很好的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，田利光在蘋果上進(jìn)行了魚蛋白的應(yīng)用試驗(yàn)，結(jié)果顯示施用魚蛋白可以改良土壤、復(fù)壯樹勢(shì)、提高蘋果果實(shí)品質(zhì)、增強(qiáng)植株抗病性[13]。劉金龍有關(guān)魚蛋白的試驗(yàn)表明，用適宜濃度的魚蛋白多肽對(duì)鹽脅迫下甜糯玉米種子進(jìn)行浸泡預(yù)處理，能夠促進(jìn)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)，減緩鹽脅迫危害[12]。甘氨酸能夠促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收，有利于作物的生長(zhǎng)，例如向小油菜的葉面噴施甘氨酸時(shí)能夠促進(jìn)小油菜對(duì)氮磷鉀的吸收，在單獨(dú)施用或與硫酸鋅混合施用過程中能促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)以及對(duì)鋅元素的吸收利用[15]，向小白菜葉面噴施甘氨酸后部分品種的小白菜硝態(tài)氮含量顯著降低可溶性蛋白質(zhì)提高。

本試驗(yàn)采用氨基酸類生物刺激素魚蛋白和甘氨酸噴施于網(wǎng)紋甜瓜的葉片，旨在研究其對(duì)網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響，以期為該單品生產(chǎn)和適度規(guī)模發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用甜瓜品種是深網(wǎng)紋類型品種‘阿魯斯’(上?；莺头N業(yè)有限公司)。使用的氨基酸類生物刺激素為純度大于99%的甘氨酸和魚膠原蛋白肽，魚膠原蛋白肽選用海南華研原材料技股份有限公司產(chǎn)品，是加工冷凍羅非魚過程中產(chǎn)生的魚鱗魚皮等副產(chǎn)品的酶解產(chǎn)物，總氨基酸含量90%～95%，小肽含量約80%。

1.2 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)在北京市昌平區(qū)金六環(huán)農(nóng)業(yè)科技園進(jìn)行，于2020年1月開始育苗，2020年2月20日定植，3月28—4月3日采用熊蜂授粉，6月2日采收。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

甘氨酸和魚膠原蛋白肽的使用濃度均為1 g/L，在授粉后3 d開始噴施，每10 d噴1次，共噴施5次，噴清水作為對(duì)照(CK)。

日光溫室種植面積約600 m2，單行吊蔓栽培，行距1.5 m，株距為40 cm，13～15節(jié)子蔓選取1個(gè)健壯瓜胎留取，全生育期田間管理均保持一致。

1.4 取樣和分析方法

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo) 測(cè)量不同氨基酸生物刺激素應(yīng)用后果實(shí)縱橫徑的生長(zhǎng)變化，每10 d測(cè)量10株植株的果實(shí)縱橫徑。

1.4.2 品質(zhì)指標(biāo) 待果實(shí)發(fā)育期達(dá)到60 d果實(shí)完全成熟后取樣，利用天平測(cè)量單瓜質(zhì)量，依據(jù)市場(chǎng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)果實(shí)商品率。用手持測(cè)糖儀測(cè)量可溶性固形物含量，用最小刻度1 mm的刻度尺測(cè)量甜瓜縱切面的縱徑和橫徑以及肉厚(小數(shù)點(diǎn)后保留2位)，計(jì)算果形指數(shù)(果形指數(shù)=縱徑/橫徑)；評(píng)價(jià)甜瓜瓜瓤質(zhì)地和纖維。送樣檢測(cè)果肉種礦質(zhì)離子鈉鉀磷鋅鈣等的測(cè)定參照電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[16]，礦質(zhì)元素含量以濕基計(jì)，每組數(shù)據(jù)做3次，取平均值，進(jìn)行方差分析。主要氨基酸的含量，參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》 GB 5009.124—2016進(jìn)行測(cè)定[17]，含量以濕基計(jì)。

數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件進(jìn)行處理及方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氨基酸生物刺激素對(duì)果實(shí)生長(zhǎng)的影響

從4月13日開始，每10 d測(cè)量1次3個(gè)處理的果實(shí)縱橫徑，比較不同處理的果實(shí)膨大速率見圖1，整體看來，3個(gè)處理果實(shí)膨大趨勢(shì)相同，授粉10～30 d增速較快。授粉后10 d，果實(shí)縱徑伸長(zhǎng)較多，果實(shí)橫徑生長(zhǎng)量相對(duì)較少，3個(gè)處理縱橫徑生長(zhǎng)量差異均不顯著，清水對(duì)照的果實(shí)縱向生長(zhǎng)量最大為10.11 cm，甘氨酸的橫向生長(zhǎng)量最大為8.00 cm，甘氨酸處理的相對(duì)膨瓜速率最大，縱徑約為74.67%，橫徑為63.23%。第20到30天果實(shí)橫徑伸長(zhǎng)量增幅較大，縱徑生長(zhǎng)量增幅較平緩，3個(gè)處理縱橫徑生長(zhǎng)量差異均不顯著，清水對(duì)照的果實(shí)橫徑生長(zhǎng)量最大，為12.58 cm，甘氨酸的果實(shí)縱徑生長(zhǎng)量最大為9.93 cm，不過依舊是甘氨酸處理相對(duì)膨瓜速率最大，縱徑約為75.47%，橫徑為94.70%。授粉30 d。

到40 d，各處理果實(shí)縱橫徑差異也不顯著，且相對(duì)生長(zhǎng)量均已達(dá)到90%以上且增速緩慢，可見網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)生長(zhǎng)主要是在授粉后前40 d以內(nèi)，并且氨基酸類生物刺激素對(duì)果實(shí)增長(zhǎng)速度沒有顯著影響。

2.2 應(yīng)用不同氨基酸生物刺激素對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

果實(shí)成熟后3個(gè)處理果實(shí)單瓜重差異不顯著，CK對(duì)照單瓜重最大，為1.91 kg。統(tǒng)計(jì)果實(shí)商品率，甘氨酸處理的甜瓜商品率最高為75%，魚蛋白處理的商品果率排第二，為73%，清水對(duì)照的商品果率最低，為67%。每公頃種植20 250株，按照統(tǒng)計(jì)的商品率合計(jì)每公頃商品果產(chǎn)量，3個(gè)處理產(chǎn)量有差異，但不顯著，魚蛋白處理的產(chǎn)量最高，為27.46 t/hm2，較甘氨酸處理高12.31%；較CK對(duì)照的產(chǎn)量高出5.98%。

3個(gè)處理對(duì)果形和肉厚均沒有很大的影響效果，但是對(duì)糖度提升效果差異顯著，魚蛋白處理心糖和邊糖均顯著大于甘氨酸處理和CK，心糖較對(duì)照提高13.9%，邊糖較對(duì)照提高19.9%。氨基酸類生物刺激素主要影響果實(shí)內(nèi)部品質(zhì)。

表1 不同生物刺激素應(yīng)用對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響Tab.1 Effects of different biostimulators on fruit quality

取成熟果實(shí)果肉主要測(cè)定其蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素的養(yǎng)分含量，結(jié)果見表2，甘氨酸和魚蛋白處理的果肉蛋白質(zhì)含量是CK的1.05倍和1.17倍；魚蛋白處理的果肉水分含量較甘氨酸和CK的都高，較CK約高出1.4 g/100 g；甘氨酸和魚蛋白兩個(gè)處理的果肉灰分較對(duì)照高出0.12 g/100 g。而甘氨酸和魚蛋白兩個(gè)處理的果肉碳水化合物均較CK小，推測(cè)是光合作用產(chǎn)物與補(bǔ)充的小分子氨基酸合成果實(shí)的蛋白質(zhì)或者其他氨基酸類物質(zhì)，從而形成的碳水化合物含量較少。

甘氨酸處理的果肉能量、脂肪、鈉、鐵、硼的含量均高于其他處理。魚蛋白處理的果肉纖維、鉀、磷、鋅、鈣、鎂、鉬等均高于其他處理。

表2 果實(shí)養(yǎng)分檢測(cè)結(jié)果Tab.2 Fruit nutrient detection results

魚蛋白處理后果肉中16種氨基酸總量顯著高于其他2個(gè)處理，是甘氨酸處理的的1.16倍，是CK的1.47倍，其中包括必須氨基酸蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸和蛋氨酸共7種，魚蛋白處理的含量均高于其他兩個(gè)處理。結(jié)果見圖3。果肉中谷氨酸含量最高，甘氨酸和魚蛋白處理的果肉中谷氨酸含量一樣，均為0.32 g/100 g，是對(duì)照的1.33倍。其次是天冬氨酸和丙氨酸，魚蛋白處理的果肉中兩種氨基酸含量均最高，為0.12 g/100 g。

甘氨酸、魚蛋白和CK處理的含鮮味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸)的量分別為0.658，0.746，0.516 g/100 g；含甜味氨基酸(丙氨酸，甘氨酸、蘇氨酸、絲氨酸)[18]的量分別0.202，0.272，0.18 g/100 g；含芳香味氨基酸(酪氨酸、苯丙氨酸)[19]的量分別為 0.051，0.058，0.04 g/100 g；含保健類基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、精氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸和甲硫氨酸)的量分別為0.65，0.728和0.491 g/100 g。綜合看來魚蛋白處理的果肉中這幾類影響口感和營養(yǎng)的氨基酸含量均最高。

3 結(jié) 論

網(wǎng)紋甜瓜果肉綿軟香甜，較好的口感品質(zhì)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)保證，應(yīng)用氨基酸類生物刺激素噴施于葉面，對(duì)果實(shí)膨大期縱橫徑的生長(zhǎng)、對(duì)果實(shí)的果形和果肉厚度均沒有顯著提升作用。不過甘氨酸和魚蛋白兩種生物刺激素的應(yīng)用都不同程度的提高了作物的果實(shí)商品率，折算魚蛋白處理每公頃的產(chǎn)量高于CK，顯著高于甘氨酸處理。應(yīng)用魚蛋白對(duì)果實(shí)糖度提升效果差異顯著，魚蛋白處理心糖和邊糖均顯著大于甘氨酸處理和CK，心糖較對(duì)照提高13.9%，邊糖較對(duì)照提高19.9%。這與田利光在蘋果上應(yīng)用魚蛋白的效果一致[13]。初步判斷，氨基酸類生物刺激素主要影響果實(shí)內(nèi)部品質(zhì)。

甘氨酸和魚蛋白2個(gè)處理的果肉蛋白質(zhì)含量是CK的1.05倍和1.17倍，這與在小白菜葉面噴施甘氨酸后提高可溶性蛋白質(zhì)的結(jié)果趨勢(shì)一致，且魚蛋白處理后果肉中16種氨基酸總量是甘氨酸處理的的1.16倍，是CK的1.47倍，其中必須氨基酸，魚蛋白處理的含量均高于其他2個(gè)處理。推測(cè)葉片可以直接吸收氨基酸，小分子多肽，并直接進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用。

魚蛋白應(yīng)用對(duì)網(wǎng)紋甜瓜提質(zhì)效果較好，可在網(wǎng)紋甜瓜生產(chǎn)過程中推廣應(yīng)用。