“CCS種動源”處理對南瓜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

王 杰，崔 西，古力米拉·吾斯曼，如則喀日·艾力，秦 勇

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆西域量子農(nóng)業(yè)科技有限公司，烏魯木齊 830000)

0 引 言

【研究意義】南瓜(CucurbitamoschataDuchesne)是我國重要的菜糧兼用作物，嫩瓜可作蔬菜，老瓜可作飼料或雜糧[1]。南瓜具有較高的營養(yǎng)價值，果肉富含20多種營養(yǎng)物質(zhì)[2-5]。種子處理指的是在種子播種前，采用物理(高溫、低溫、水分、射線)、化學(xué)(化學(xué)藥劑)或生物(生物殺蟲、殺菌劑)措施處理種子，控制病蟲害，確保農(nóng)作物正常生長[6]。當(dāng)前所使用的種子處理方法在進(jìn)行大規(guī)模種子處理時缺少完善的操作規(guī)范，不同處理結(jié)果具有不同程度的差異[7]，傳統(tǒng)生物和化學(xué)處理方法在播種前處理容易對土壤環(huán)境造成破壞，具有很大的弊端和局限性，在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的開發(fā)與應(yīng)用受到一定的限制[8]。新疆地區(qū)南瓜種植多采用大田種植的方式，通過簡化種子處理方式，對于提高南瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及產(chǎn)業(yè)化種植具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】黃蕓萍等[9]對南瓜砧木種子進(jìn)行干熱處理表明，種子干熱處理后立即使用，發(fā)芽率無顯著變化，在儲存3個月時發(fā)芽率降到最低，儲存12個月后發(fā)芽率顯著下降。李貞霞等[10]通過研究超低溫對南瓜種子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)在10%的種子含水量、40℃的溫水浴解凍方式和大于30 d的保存時間下，南瓜種子的發(fā)芽率有了明顯的提高。蔣燕等[11]進(jìn)行了液氮處理對南瓜種子生理特性的研究表明，影響南瓜種子液氮保存的主要因素是種子含水量，隨著種子內(nèi)含水量的降低，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)也隨之降低。趙根等[12]進(jìn)行了高壓靜電對南瓜種子處理的研究表明，浸種前進(jìn)行1.5 h的5萬伏高壓電場處理，發(fā)芽勢比對照高出22.5個百分點；發(fā)芽率比對照高出16個百分點。浸種后5萬伏電場處理1 h，平均根系長度比對照增加0.93 cm。方向前等[13]使用等離子體處理無殼南瓜種子，發(fā)現(xiàn)等離子體處理無殼南瓜種子能明顯提高種子幼苗期的根長、莖粗、干物重、株高、葉片數(shù)和結(jié)瓜期的坐果率；比對照增產(chǎn)437.5～991.5 kg/hm2，增幅達(dá)18.70%～42.40%。田月娥等[14]研究微波的不同處理方法和處理時間，發(fā)現(xiàn)使用微波處理南瓜種子時間為8s時，南瓜發(fā)芽率為96.60%，促進(jìn)效果顯著。用伽馬 (γ) 射線照射黃瓜、西葫蘆種子，可以提高種子的發(fā)芽率與出苗率，并延長采果期。伽馬 (γ) 射線照射后的黃瓜增產(chǎn)16.00 %，西葫蘆增產(chǎn)14.00%[6]。【本研究切入點】“CCS種動源能量波種子處理技術(shù)(簡稱CCS種動源)”是由新疆西域量子農(nóng)業(yè)科技有限公司研發(fā)的一種農(nóng)作物種子處理技術(shù)，通過多種電磁波作用于農(nóng)作物種子，從而促進(jìn)生長發(fā)育。種子磁化技術(shù)[15]屬于新興物理種子處理方法，目前“CCS種動源”處理技術(shù)在棉花、玉米、小麥、甜瓜、辣椒等多種作物的試驗栽培中取得一定的效果，但是在南瓜上的應(yīng)用較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】以“CCS種動源”處理南瓜種子，研究并比較不同處理的南瓜植株生長發(fā)育狀況、產(chǎn)量及品質(zhì)，研究該技術(shù)應(yīng)用于南瓜栽培上的效果，篩選南瓜種子的最適處理方法，為新疆地區(qū)南瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2020年5～9月在昌吉潤興農(nóng)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司農(nóng)場內(nèi)進(jìn)行，采用大田種植方式。供試南瓜品種為“銀冠”(新疆昌吉市艾格瑞特種業(yè)有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

選擇大小均勻、飽滿的南瓜種子進(jìn)行處理。“CCS種動源”處理方式為不浸種處理12 h(T1)、不浸種處理24 h(T2)、不浸種處理36 h(T3)、浸種8 h后處理12 h(T4)，以未經(jīng)處理的種子作為對照(T0)。

處理后的種子及時播種。試驗小區(qū)長10 m，寬3.5 m，面積為35 m2，一膜雙行，膜下鋪設(shè)滴灌帶。播種穴間距0.5 m，每穴播種2粒種子，每個試驗小區(qū)播種40穴，每個處理重復(fù)3次，隨機(jī)排列，各區(qū)組間距1 m隔開。南瓜生長過程中按照大田栽培種植技術(shù)進(jìn)行管理，生長期間各處理的管理方式相同，采用雙蔓整枝的整枝方式，同一處理相向生長。南瓜出苗后即記錄南瓜出苗情況；不同生長時期分別測量植株莖粗、蔓長、葉片葉綠素相對含量(SPAD值)；南瓜成熟后對各處理進(jìn)行產(chǎn)量統(tǒng)計和果實品質(zhì)測定。

1.2.2 測定指標(biāo)

南瓜出苗率：播種后，自出苗第1 d(5月18日)開始，每天定點記錄不同處理南瓜出苗株數(shù)，連續(xù)測定7 d。

植株生長勢：在每個小區(qū)選取長勢一致的10株進(jìn)行掛牌標(biāo)記，測定南瓜抽蔓期、開花期、收獲期的蔓長、莖粗以及葉片葉綠素相對含量。

用直尺測量植株從莖部到生長點的蔓長；用游標(biāo)卡尺測量莖粗：用SPAD-502葉綠素測定儀測量葉片葉綠素相對含量。

產(chǎn)量：試驗統(tǒng)計最終收獲時小區(qū)的產(chǎn)量，各處理隨機(jī)選取10株，分別測量單果重和單株結(jié)果重，并記錄結(jié)果節(jié)位與結(jié)果個數(shù)。

果實品質(zhì)：取果肉干樣，采用蒽酮比色法測定果實可溶性糖含量和淀粉含量；采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定果實可溶性蛋白含量[16]；使用游標(biāo)卡尺測量果實縱橫徑；果肉含水量和干物質(zhì)含量(DM)：將采摘下的南瓜果肉取樣稱重(W1)，105℃烘干20 min后至80℃烘至恒重(W2)。

果肉含水量(%)=(W1-W2)/W1×100%.

DM(%)=W2/W1×100%.

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，運(yùn)用SPSS 19.0軟件中LSD和Duncan法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對南瓜蔓長、莖粗、葉綠素含量的影響

研究表明，抽蔓期T4處理莖粗值最大，為19.22 mm，優(yōu)于對照并且差異顯著；其它處理與對照處理相比差異不顯著(P>0.05)。開花期T2處理莖粗值最大，為23.45 mm，優(yōu)于對照且差異顯著(P<0.05)。南瓜采收期莖粗值最大的是T2處理，莖粗為25.19 mm，高于對照且差異顯著，T1處理與對照相比無顯著差異。開花期T4處理蔓長最長，為247.83 cm，T1處理、T2處理、T3處理之間無顯著差異，各項處理均優(yōu)于對照且差異顯著(P<0.05)。采收期T4處理蔓長最長，為663 cm，與對照差異顯著且優(yōu)于對照(P<0.05)。南瓜抽蔓期葉片葉綠素含量最高的是T4處理，SPAD值為78.31，優(yōu)于對照且差異顯著(P<0.05)；開花期葉片SPAD值最高的是T4處理，為107.08，SPAD值最低的是T2處理，為97.64，除T2處理外，其他處理葉綠素含量均高于對照且差異顯著(P<0.05)。表1

表1 不同處理下不同時期南瓜蔓長、莖粗、葉綠素相對含量變化Table 1 Comparison of pumpkin growth indicators in different periods

2.2 不同處理對南瓜單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果節(jié)位、單果重、產(chǎn)量的影響

研究表明，單株結(jié)果數(shù)最多的是T3處理，結(jié)果數(shù)為2.50個，相比對照增加36.61%，其次為T1處理和T2處理，單株結(jié)果數(shù)明顯高于對照并且差異顯著，T4處理與對照相比無顯著差異(P>0.05)。不同處理的南瓜結(jié)果節(jié)位集中于第7、第8節(jié)位，各處理間差異不顯著。單果最重的是T3處理，單果重2.16 kg，其次是T2處理，單果重為2.03 kg，各處理單果重均高于T0處理，且存在顯著性差異(P<0.05)。單株產(chǎn)量最高的是T3處理，單株產(chǎn)量為4.44 kg，處理之間無明顯差異，單株產(chǎn)量均優(yōu)于對照且差異性顯著(P<0.05)。小區(qū)產(chǎn)量最高是T3處理177.60 kg，其次為T2處理176.00 kg；T3處理的產(chǎn)量為3 384.55 kg/667 m2，其次是T2處理，產(chǎn)量為3 354.06 kg/667 m2。各處理的小區(qū)產(chǎn)量和667 m2產(chǎn)量均高于對照。表2

2.3 不同處理對南瓜品質(zhì)的影響

研究表明，南瓜果實縱徑最長的是T2處理，縱徑長120.30 mm，比對照增加5.56%，其次是T3處理，縱徑長119.54 mm，各處理的縱徑值均優(yōu)于對照處理且存在顯著差異，其中T2處理、T3處理間無顯著差異(P>0.05)。橫徑最長的是T3處理，橫徑長182.92 mm，比對照增加5.50%，除對照外，各處理之間無顯著性差異，但均高于對照且與對照相比差異性顯著(P<0.05)。南瓜果肉含水量最高的是T1處理，含水量占果肉重量的80.07%，其余處理的果肉中水分含量均低于對照處理。南瓜果肉中干物質(zhì)含量最多的是T4處理，干物質(zhì)含量占果肉重量的26.47%，優(yōu)于其他處理并且和對照存在顯著性差異(P<0.05)，該處理含水量也明顯低于其它處理。T1處理的可溶性糖含量最高，為27.07%，與對照相比，可溶性糖含量提高了4.12%，且差異顯著(P<0.05)，T2處理、T3處理與對照之間無明顯差異(P>0.05)。T0處理的可溶性蛋白含量最高，為9.50 mg/g，高于其它處理并且差異顯著，T1處理、T2處理、T3處理、T4處理之間可溶性蛋白含量沒有明顯差異(P>0.05)。T1處理的淀粉含量最高，為8.48%，與對照相比淀粉含量提高了82.76%；T3處理與對照沒有顯著性差異，T2處理、T4處理均高于對照且差異顯著(P<0.05)。表3

表2 不同處理下南瓜產(chǎn)量變化Table 2 Comparison of pumpkin yield in different treatments

表3 不同處理下南瓜品質(zhì)變化Table 3 Comparison of pumpkin quality in different treatments

3 討 論

3.1 不同處理對南瓜生長發(fā)育的影響

形態(tài)指標(biāo)對南瓜生長發(fā)育和產(chǎn)量有著直接的影響，南瓜產(chǎn)量形成是植株體內(nèi)復(fù)雜生理變化相互作用的過程，體現(xiàn)在植株的形態(tài)指標(biāo)上[17-18]。株高和莖粗是植物最直觀的表觀特征，對株高和莖粗的觀測是判斷植株生長發(fā)育狀況的一種直觀方法，葉片中的葉綠素通過影響植物的光合作用，進(jìn)而對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生影響。宋廷宇等[19]試驗表明，使用SPAD-502葉綠素儀測定的葉綠素相對含量能夠與葉片葉綠素含量建立顯著的正相關(guān)聯(lián)系，葉片的SPAD值越高，葉綠素含量越高，有利于葉片進(jìn)行光合作用，促進(jìn)作物增產(chǎn)[20]。使用種子磁化技術(shù)可以顯著提高玉米等作物的株高、莖粗[21]，劉巖一等[22]試驗結(jié)果也證明了磁化后的花生種子，主莖和側(cè)枝的生長指標(biāo)明顯優(yōu)于對照。試驗表明，經(jīng)過“CCS種動源”處理過的南瓜種子，在各個生長發(fā)育階段，植株的蔓長、莖粗和葉片葉綠素相對含量(SPAD值)均優(yōu)于未經(jīng)處理的植株，與前人的研究結(jié)果一致。

3.2 不同處理對南瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

粗放的大田栽培模式，導(dǎo)致南瓜產(chǎn)量不高，品質(zhì)下降[23-24]。2014年我國南瓜生產(chǎn)總產(chǎn)量超過3 000×104t，其中肉用南瓜生產(chǎn)總產(chǎn)量超過2 900×104t[25]。目前新疆可用的農(nóng)業(yè)用地有6 308.48 hm2，其中耕地面積只有412.46 hm2，耕地的整體質(zhì)量不高[26]。利用種子磁化技術(shù)可以顯著提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，其中玉米平均增產(chǎn)13.00%，水稻平均增產(chǎn)13.50%，大豆平均增產(chǎn)13.70%[27]。研究表明，使用“CCS種動源”技術(shù)處理后的南瓜種子，在結(jié)果數(shù)、果實的縱橫徑以及單株產(chǎn)量等方面均高于未經(jīng)處理的南瓜種子。未經(jīng)處理的南瓜種子產(chǎn)量為2 774.42 kg/667 m2，而使用“CCS種動源”技術(shù)處理24和36 h后的種子，產(chǎn)量分別為3 354.06和3 384.55 kg/667 m2，比對照產(chǎn)量分別增加了20.89%和21.99%，增產(chǎn)效果顯著。

采收后的南瓜，通過調(diào)節(jié)貯藏溫度可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)南瓜的糖化進(jìn)程，在25℃條件下，果肉中α-淀粉酶活性較高，加快淀粉向糖的轉(zhuǎn)化過程，導(dǎo)致淀粉含量降低，可溶性糖含量升高[28]。試驗中淀粉含量是在采收后1個月測定的，儲存過程中可能會使淀粉在酶的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化，所得淀粉含量偏低。通過對各處理南瓜果實中可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白的測定分析發(fā)現(xiàn)，使用“CCS種動源”處理12 h后的南瓜種子，能夠顯著提高果實的可溶性糖含量和淀粉含量，其它處理對可溶性糖和淀粉含量的影響與對照相比無明顯差異。孫玉良[29]的試驗表明，在南瓜果實發(fā)育過程中，果肉中可溶性蛋白含量隨著授粉天數(shù)的增長逐漸增多。使用“CCS種動源”技術(shù)，對于南瓜果實可溶性蛋白含量沒有提升效果，試驗結(jié)果與前人試驗結(jié)果不一致，其原因有待進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié) 論

使用“CCS種動源”技術(shù)處理南瓜種子24 h、36 h，南瓜果實中可溶性糖和淀粉含量與對照無明顯差異，均保持在較高的水平，并且南瓜產(chǎn)量相比對照提高了20.89%和21.99%，在保證南瓜品質(zhì)的前提下，增產(chǎn)效果顯著。使用“CCS種動源”技術(shù)處理南瓜種子24～36 h，可以提高南瓜的產(chǎn)量，并且南瓜的品質(zhì)不會下降。