CN111533599B - 一种同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，包括向冬瓜植株施加含有氮、五氧化二磷、氧化钾、氧化镁和氧化钙的肥料。发明人通过实验发现，含氮、五氧化二磷、氧化钾、氧化镁和氧化钙的养分管理法通过促进糖类物质运输为膨果期冬瓜的果肉细胞膨大和果实产量与品质形成提供物质和代谢基础，从而一方面影响丙酮酸盐代谢，显著增加果实丙醇二酸的含量，使其含量提高近10倍；另一方面含氮、五氧化二磷、氧化钾、氧化镁和氧化钙的肥料能减少淀粉等糖类物质在叶片的积累，显著促进冬瓜植株叶片中光合产物向果实中运输，在提高冬瓜同化物利用的同时，使得冬瓜果肉细胞体积增加20％以上，果实横径长度增加了30％，进一步改善冬瓜果形，使得冬瓜果实呈长圆柱形，增强冬瓜的商品性。

Description

一种同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分 管理方法

技术领域

本发明属于植物养分管理领域，尤其涉及一种同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬 瓜果形的养分管理方法。

背景技术

冬瓜是重要的药食同源作物，在我国年播种面积500万亩，约占全球冬瓜总种植面积50％。 华南地区是我国重要的冬瓜生产基地，大型冬瓜尤其享誉世界，是华南蔬菜的支柱产业和种 植户脱贫攻坚的关键种植作物。同时，冬瓜也是较受消费者欢迎的减肥降脂功能蔬菜，其有 效降脂减肥物质是一种瓜类特有的有机酸物质——丙醇二酸，可抑制糖类转化为脂肪，对防 止人体发胖，增进形体健美，对人体健康具有重要作用。

但是，人体自身不能合成丙醇二酸，人们通过饮食获得丙醇二酸。冬瓜被认为是富含丙 醇二酸的作物。通过人为措施提高丙醇二酸含量对增加冬瓜功能性，满足消费者需求有重要 意义。

同时，冬瓜的果形不仅影响产量，还是影响冬瓜品质评价、分类及定级的重要指标。而 且，果形异常往往伴随着营养品质的下降。近年，随着果蔬深加工的迅猛发展，机械化去皮 对冬瓜饱满、整齐的果形提出更高的要求。

现有技术主要是试图通过种子资源改良的方式分别培育丙醇二酸含量高的品种和果形品 质好的品种。但是，品质性状一般是受多基因控制的数量性状，极大地受到作物生长的环境 条件和人为管理的影响。相对于其他影响因素，养分管理是较容易受人为管控的方法，是提 高果形品质最快捷的途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理 方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，包括向冬瓜植株 施加含有氮、五氧化二磷、氧化钾、氧化镁和氧化钙的肥料。

优选的，上述同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，包括向 冬瓜植株施加含有氮250～300kg/ha、五氧化二磷100～150kg/ha、氧化钾300～370kg/ha、氧化 镁60～100kg/ha和氧化钙100～255kg/ha的肥料。

优选的，上述同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，包括向 冬瓜植株施加含有氮250kg/ha、五氧化二磷100kg/ha、氧化钾350kg/ha、氧化镁90kg/ha和氧 化钙200kg/ha的肥料。

优选的，上肥料分3～5次施加。

优选的，上述肥料选自有机肥料、化学肥料的至少一种。

优选的，上述氧化镁的施加方法包括基肥施入土壤或配置成氧化镁溶液喷施于冬瓜植株 叶面。

优选的，上述氧化镁溶液的质量浓度为2％～5％。

优选的，上述氧化镁施加于冬瓜植株种植时和/或冬瓜定植前和/或冬瓜坐果前期

本发明的有益效果为：

(1)发明人通过实验发现，含氮、五氧化二磷、氧化钾、氧化镁和氧化钙的养分管理方 法通过促进糖类物质运输为膨果期冬瓜的果肉细胞膨大和果实产量与品质形成提供物质和代 谢基础，从而一方面影响丙酮酸盐代谢，显著增加果实丙醇二酸的含量，使其含量提高近10 倍；另一方面含氮、五氧化二磷、氧化钾、氧化镁和氧化钙的养分管理方法能减少淀粉等糖 类物质在叶片的积累，显著促进冬瓜植株叶片中光合产物向果实中运输，在提高冬瓜同化物 利用的同时，使得冬瓜果肉细胞体积增加20％以上，果实横径长度增加了30％，进一步改善 冬瓜果形，使得冬瓜果实呈长圆柱形，增强冬瓜的商品性和后期深加工的宜机性。

(2)本发明所采用的同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法， 具有投入低、操作简单、效率高的特点。

(3)本发明所采用的养分管理办法还能够减少化肥用量、提高化肥利用率，降低由于不 合理施肥引起的环境污染风险。

附图说明

图1为冬瓜果实横径测量部位图。

图2为实施例1和对照组1所得冬瓜果实果形图和果长及果形生长速率随时间变化图， 其中图2A为冬瓜果实果形图，图2B为冬瓜果实果长及果形生长速率随时间变化图。

图3为对照组1和实施例2冬瓜膨大期果实中部果肉细胞扫描电镜图，图3A为对照组1 冬瓜膨大期果实中部果肉细胞扫描电镜图，图3B为实施例2冬瓜膨大期果实中部果肉细胞 扫描电镜图。

图4为实施例3和对照组1冬瓜叶片和韧皮部糖类物质检测图，其中图4A为冬瓜叶片 蔗糖含量图，图4B为冬瓜叶片淀粉含量图，图4C为冬瓜韧皮部蔗糖含量图。

图5为对照组1、实施例1和对照组3、实施例3冬瓜果肉丙醇二酸含量HPLC检测，其中图5A为对照组1冬瓜果肉丙醇二酸含量HPLC色谱图，图5B为实施例1冬瓜果肉丙醇二 酸含量HPLC色谱图，图5C为对照组3冬瓜果肉丙醇二酸含量HPLC色谱图，图5D为实施 例3冬瓜果肉丙醇二酸含量HPLC色谱图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了 解释本发明，并非为了限定本发明。

以下实施例或对照组中，均采用铁柱2号品种冬瓜进行种植，除下文说明的外，对冬瓜 培育的施肥次数和施肥时间均依据常规高产经验设置。

实施例1和对照组1的施肥方法如表1所示：

表1实施例1和对照组1的施肥方法

实施例2：

采用与实施例1相同的施肥方法，区别仅在于各组分总计含量为氮300kg/ha、五氧化二 磷150kg/ha、氧化钾370kg/ha、氧化镁100kg/ha、氧化钙200kg/ha，每个时期各组分施肥量 按比例增减。

实施例3：

采用与实施例1相同的施肥方法，区别仅在于各组分总计氮280kg/ha、五氧化二磷100kg/ha、氧化钾370kg/ha、氧化镁60kg/ha、氧化钙150kg/ha，每个时期各组分施肥量按比例增减。其中，除氧化镁外其余作为固态肥料对冬瓜种植土壤进行施肥，氧化镁配制质量浓度为5％的溶液，喷施于冬瓜植株叶面.

对照组2：

采用与实施例1相同的施肥方法，区别仅在于：采用氮401kg/ha、五氧化二磷200kg/ha、 氧化钾450kg/ha的固态肥料对冬瓜施肥，每个时期各组分施肥量按比例增减。

对照例3：

采用与实施例1相同的施肥方法，区别仅在于：采用氮450kg/ha、五氧化二磷225kg/ha、 氧化钾375kg/ha，氧化镁30kg/ha的固态肥料对冬瓜施肥，每个时期各组分施肥量按比例增 减。

冬瓜果实检测：

1.冬瓜果实横径及果形指数测定：针对实施例1～3和对照组1～3种植所得的冬瓜果实， 分别将卷尺平行于果实果围，测定上、中、下果围与果长(如图1所示)，取果实形态学顶端 (上)、形态学中部(中)、形态学基部(下)横径平均数，于冬瓜坐果后开始监测，果实生长36天后，实施例1和对照组1冬瓜果形如图2A所示，果实果形和生长速率如图2B所示； 实施例1～3和对照组1～3冬瓜产量及果实果形指数如表2所示。

生长速率的计算方法：生长速率＝(本次测量长度-前一次测量长度)/测量间隔时间。

表2冬瓜产量和果实形状

注：果实形态数据为春季冬瓜采收期数据。铁柱2号冬瓜长圆柱形，品种特性平均果形指数约为4.2-4.8，果形指数太高会会呈

现蜂腰状果形，使用a、b字母标明显著性的项目均为纵向对比有显著差异(p<0.05)。果形指数＝果实长度/中部果实横径。

表2结果说明，说明实施例1～2使用本发明养分管理方法利于显著提高冬瓜产量，改善 果形指数。采用本发明养分管理方法后的冬瓜果实呈长圆柱形，商品性显著增强。

由图2B可看出，对照组1中，未使用本发明养分管理方法，果实横径增长速率于坐果后 第9天即达到顶峰，后显著下降。而实施例1中使用本发明养分管理方法，果实横径高速增 长至坐果后第15天(膨大期)，其果实横径比对照组1增加了约30％，且从图2A可以看出， 相对于对照组1，采用本发明养分管理方法利于维持合理的果形指数。

2.冬瓜果肉细胞面积检测，检测方法如下：

(1)针对实施例2和对照组1种植所得的冬瓜果实，分别于坐果后第15天和第9天，即膨大期，用刀片取果实体中部果肉1～2mm左右的小块吗。取样原则为：小、轻、准、快， 即样品要小，切取要轻避免机械损伤，取样快速。

(2)前固定：在4℃冰箱中固定3小时。(用pH6.8-7.2之间的缓冲液体系配置2.5％戊 二醛+4％多聚甲醛溶液固定样品，原则为尽可能减少样品和空气接触，并人在通风柜或下风 位操作，避免软组织损伤。)

(3)清洗：用缓冲液或稀释一倍的缓冲液体系冲洗样品和样品瓶3次，每次15-30min。

(4)后固定：在通风柜中进行用1％锇酸固定3h。

(5)重复步骤(3)

(6)脱水：用酒精梯度脱水，一般梯度设置为：30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、100％、100％、100％，每个浓度梯度处理15-20min，其中70％可长期保存。

(7)过渡：用乙酸异戊酯逐步置换出样品中的酒精，优化样品任性和干燥特性

(8)干燥后的样品保存在干燥皿中备用。

(9)粘样：根据顺序将干燥的样品粘贴在样品台上喷金后用SEM(S-3400N)观测细胞 结构，用Image J软件测定测量细胞面积，得图3。

由图3可看出，相对于对照组1，采用本发明养分管理方法能有效促进冬瓜果实中部的果 肉细胞膨大。

3.冬瓜叶片和韧皮部糖类物质检测，检测方法如下：

(1)针对实施例3和对照组1，分别取种植的冬瓜叶片0.5g，置于烘箱中烘干至恒重；

(2)针对实施例3和对照组1，分别取冬瓜果实上部相邻叶片，快速清洗后用吸水纸吸 干后烘干至恒重，将叶柄放入装有5ml EDTA的15ml离心管中，快速封口后立即放入气候箱， 湿度95％以上，静置8小时。提取结束后，将提取液用液氮冷冻，-80℃保存。叶片(去叶柄) 用锡箔纸包好，液氮快速冷冻，并转至-80℃保存，用于碳水化合物的测定。

(3)分别将步骤(1)和步骤(2)所得的叶片采用蒽酮比色法测定其淀粉和蔗糖含量， 得图4。

由图4可看出，实施例3中冬瓜叶片淀粉和蔗糖含量时对照组1叶片淀粉和蔗糖含量的6 倍和2倍，与此相反，韧皮部蔗糖含量降低了30％。由此说明，采用本发明养分管理方法处 理冬瓜后，冬瓜叶片中淀粉含量降低，同化物更多以蔗糖等可溶性糖形式经过韧皮部向果实 中运输，供给果实细胞膨大和体积增加。

4.冬瓜果肉丙醇二酸含量检测，步骤如下：

(1)针对实施例1、实施例3和对照组1、对照组3种植所得的冬瓜果实，取达到商品成熟期的冬瓜果实。将果实去皮去芯，取中间果实饱满的部分，榨汁机打浆后均质3min。

(2)丙醇二酸的提取：将均质好的冬瓜10000r/min离心20min。上清液过0.22μm水相 滤膜至上机小瓶中，进行HPLC检测。

(3)丙醇二酸的HPLC——DAD检测：a.柱子：弱碱阴离子型色谱柱(HypersiⅠSAX，规格为5μm，4.6*250mm)。b.流动相：硫酸钠(色谱级)0.03mol/L。c.检测条件：流速1ml/min，柱温30度，紫外检测器r＝215nm，进样量10μl，检测时间10min。检测结果分别如图5A、 图5B、图5C、图5D所示。

(4)丙醇二酸定性定量方法的建立：用流动相逐级稀释丙醇二酸标准品，配成浓度为 0.01mg/ml，0.05mg/ml，0.1mg/ml，0.25mg/ml，0.5mg/ml，1mg/ml，2mg/ml，5mg/ml，10mg/ml 的一组标准工作液。以每个浓度下的标准溶液所得的相对响应值(0.01mg/ml：33554，0.05mg/ml：234893，0.1mg/ml：488003，0.25mg/ml：972910，0.5mg/ml：2009202)为纵坐 标，标准溶液的浓度为横坐标，建立标准曲线。线性方程为：y＝3939620.680x+30701.436， R²＝0.997，在检测样品时根据样品所得的相对响应值，然后从标准曲线中读出样品中丙醇二酸含量，结果如表3所示。

表3冬瓜丙醇二酸的含量

由表3可看出，连续两季试验数据稳定表明，采用本发明养分管理方法，显著提高果肉 丙醇二酸含量。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制， 其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应 为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，其特征在于：包括向冬瓜植株施加含有氮250~300kg/ha、五氧化二磷100~150kg/ha、氧化钾300~370kg/ha、氧化镁60~100kg/ha和氧化钙100~255kg/ha的肥料。

2.根据权利要求1所述的同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，其特征在于：包括向冬瓜植株施加含有氮267kg/ha、五氧化二磷133kg/ha、氧化钾300kg/ha、氧化镁90kg/ha和氧化钙255kg/ha的肥料。

3.根据权利要求1~2任一项所述的同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，其特征在于：所述肥料分3~5次施加。

4.根据权利要求1~2任一项所述的同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，其特征在于：所述肥料选自有机肥料、化学肥料的至少一种。

5.根据权利要求1~2任一项所述的同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，其特征在于：所述氧化镁的施加方法包括基肥施入土壤或配置成氧化镁溶液喷施于冬瓜植株叶面。

6.根据权利要求5所述的同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，其特征在于：所述氧化镁溶液的质量浓度为2%~5%。

7.根据权利要求5所述的同时提高冬瓜果实丙醇二酸含量和改善冬瓜果形的养分管理方法，其特征在于：所述氧化镁施加于冬瓜植株种植时和/或冬瓜定植前和/或冬瓜坐果前期。

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