CN113748934A - 瓜氨酸在促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用 - Google Patents

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徐刚
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Abstract

本发明公开了瓜氨酸在促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用。瓜氨酸在促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用。一种瓜果类蔬菜果实膨大剂，以2‑200mg/L的瓜氨酸为有效组分。可用于早春、秋季弱光下设施栽培中西瓜的生产。春季和秋季低温弱光严重影响西瓜植株生长及果实生长发育和膨大，进而影响西瓜产量和品质。通过外源喷施瓜氨酸，可以显著促进西瓜植株生长，提高植株叶绿素含量和光合作用，从而促进西瓜果实膨大，同时西瓜果实的品质也有显著提升。同时，瓜氨酸对环境没有不良影响，不存在激素等在生产上使用的风险，不受地域的限制，可以运用于春秋季节设施西瓜生产中。

Description

瓜氨酸在促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用
技术领域
本发明属于生化试剂应用技术领域，尤其涉及瓜氨酸在促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用。
背景技术
西瓜(Citrullus lanatus L.)是一种重要的水果作物，因其富含类胡萝卜素等多种营养物质，且味甜多汁、食用方便，深受广大消费者喜爱，因此，又是一种重要的蔬菜经济作物。我国西瓜的栽培面积和产量均居世界首位，总产量可达全世界的70％，而且随着人们对西瓜需求量不断增加，我国西瓜栽培面积和产量还在逐年递增，西瓜种植已经成为我国农民增收的重要手段之一。西瓜果实大小和重量是农业上很重要的性状，也是育种研究的一个重要方向，是由环境和基因共同作用的结果，西瓜果实的大小主要受基因型的影响，与品种特性有关；同时也与栽培措施和生长环境有重要的关系。设施栽培西瓜已经成为我国西瓜栽培的主要模式之一，江淮流域春秋季节设施西瓜生产中，经常遭遇阴雨天气。西瓜喜温耐热，对光照的需求也较高，生长最适温度为25～30℃，光饱和点为80000lx，光补偿点为4000lx。因此，弱光常常导致西瓜植株和果实生长发育遭受严重影响，尤其是弱光下西瓜果实难以膨大，严重影响西瓜果实产量和品质，进而影响农业增产和农民的收入。弱光已经成为早春和秋季设施栽培能否成功的重要环境因素，亟需研究开发春秋季节连续阴雨天气下设施西瓜生产中的配套技术。
氨基酸是众所周知的纯天然生物促进剂，其对植物生长、产量具有积极作用，并可显著减轻由非生物胁迫引起的损伤。氨基酸叶面肥的应用是土壤施肥的补充和延伸，它促进了施肥的立体化进程，强化了植株的营养调节能力，是一项低成本高效益的措施，能迅速补充植物营养，提高肥料利用率，而且还能促进植物体内养分代谢平稳，增强作物抗逆性，提高产量，改善品质，并且减少土壤对养分的固定损失，是增收节支的有效途径。但生产上应用的大多为复合型的氨基酸肥料，且氨基酸的浓度混乱，没有严格的标准，因此不能起到最佳增产及提升品质的效果。生产上对单一氨基酸的应用的报道鲜见，而且关于外源氨基酸在西瓜生产中的应用更是没有报道。
西瓜果实内含有丰富的L-瓜氨酸，鲜食即可被人体直接吸收而产生保健功能。研究表明L-瓜氨酸较强的抗氧化能力，可有效保护DNA免受伤害，具有抗衰老、提高免疫力的作用，也具有护肤祛斑的功效，可作为女性美容化妆品[1-2]。服用瓜氨酸亦能有效缓解疲劳，舒张血管，维护正常的心肺功能，也可以平衡血糖浓度，增强人体的肌肉强度，提高体能[3-4]。而天然产品中分离的L-瓜氨酸纯度较好，可有效的治疗男性功能障碍，且无副作用，而倍受消费者青睐[5-6]。瓜氨酸不仅在医学上有上述重要的生理功能，在植物中还可参与了许多代谢途径，例如瓜氨酸能参与植物逆境的调节，促进植物的生长。Kawasaki等[7]研究表明，野生西瓜的耐旱性与水分状态的维持和瓜氨酸积累的代谢变化有关；Akashi等[8]研究表明，在干旱炎热的沙漠里，野生西瓜叶片中累积大量的瓜氨酸来清除体内多余的自由基，抵御逆境的伤害；Takahara等[9]研究表明，在干旱或强光胁迫下，谷氨酸-N-乙酰转移酶可以有效参与野生西瓜叶片中瓜氨酸的生物合成；Dasgan等[10]研究表明，盐胁迫可诱导甜瓜叶片累积较多的瓜氨酸。
然而，尽管瓜氨酸是西瓜果实中重要的营养成分之一，又有研究表明植株体内的瓜氨酸参与了植物逆境调节，促进了植物的生长，但有关外源瓜氨酸在西瓜生产中的应用却未被研究和报道。
参考文献：
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发明内容
本发明的目的是克服现有技术中春秋季节设施栽培中弱光影响西瓜植株和果实正常发育的显现，提供瓜氨酸在果蔬果实膨大方面的应用。
本发明的另一目的是提供一种瓜果类蔬菜果实膨大剂。
本发明的又一目的是提供一种能促进瓜果蔬菜果实膨大的方法。
本发明的目的可通过以下技术方案实现：
瓜氨酸在促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用；优选在弱光条件下促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用。
一种瓜果类蔬菜果实膨大剂，以2-200mg/L的瓜氨酸为有效组分；优选以20-200mg/L的瓜氨酸为有效组分。
作为本发明的一种优选，所述的瓜果类蔬菜果实膨大剂，还含有体积百分含量为0.1％-0.5％的土温20；优选含有0.1％的土温20。
本发明所述的瓜果类蔬菜果实膨大剂在促进瓜果类蔬菜果实膨大中的应用。
一种瓜果类蔬菜果实膨大的方法，在瓜果类蔬菜授粉前一周开始喷施瓜氨酸溶液，直至果实成熟。
作为本发明的一种优选，在瓜果类蔬菜授粉前一周开始喷施本发明所述的瓜果类蔬菜果实膨大剂。
作为本发明的一种优选，喷施的间隔时间为3-30天，优选3-15天，进一步优选7-14天。
作为本发明的一种优选，喷施的方法为植株叶面喷施，重点喷施坐果附近叶片。
作为本发明的一种优选，每株喷施10-20ml。
有益效果：
本发明首次发现使用单一生化试剂瓜氨酸能促进春秋季节设施西瓜植株生长和发育，同时能促进果实的膨大。而且经瓜氨酸处理的果实，可溶性固形物含量明显上升，可滴定酸含量明显下降，果实品质显著提升。由于瓜氨酸本身为西瓜果实含量较高的氨基酸，无污染，无残留，对人体无毒无害，可以运用于早春及秋延后设施西瓜绿色生产。该方法操作简单，促进西瓜植株生长和果实膨大效果稳定且显著，增效明显。
具体实施方式
下面结合具体实例，进一步阐述本发明。应理解，这些实例仅用于对本发明的说明，并不构成对权力要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明专利要求范围内。实施例中瓜氨酸溶液的成分为：瓜氨酸2-200mg/L，含0.1％(体积比)吐温20。
实施例1：
以‘苏蜜9号’西瓜为试材，在8米宽的塑料大棚内进行试验，设自然光照和遮阴50％两个光照水平，瓜氨酸的浓度设2、20和200mg/L三个水平。西瓜幼苗3片真叶时进行移栽，采用高26.5cm，直径31cm的塑料桶进行栽培，栽培基质为木薯渣：泥炭：蛭石＝2:1:1。西瓜授粉前一周进行瓜氨酸的喷施，喷施间隔时间为7天，肥水等管理为常规管理。同时西瓜授粉前一周进行遮光处理。西瓜成熟后进行西瓜果实品质和植株生长的各项指标测定。
结果表明，遮阴处理严重影响了西瓜果实发育和膨大，50％遮阴下单瓜重、瓜纵横径、瓜周长都明显低于自然光照各处理。不同浓度水平的瓜氨酸对于两种光照水平下的果实形态指标的影响趋势相似，瓜氨酸施用能显著促进西瓜果实膨大和发育，且随着瓜氨酸浓度升高果实形态指标基本呈现逐渐增加的趋势。遮阴降低了西瓜可溶性固形物含量，而可滴定酸的含量与此相反。两种光照水平下，喷施不同浓度的瓜氨酸都能显著增加西瓜果实的可溶性固形物含量，但遮阴水平下增加的幅度高于自然光照下的。瓜氨酸浓度20-200mg/L时，在两种光照水平下对西瓜果实膨大和果实的形态指标和品质指标促进效果较好(表1)。
遮阴影响了西瓜植株的生长，植株的株高、茎粗、根长、叶数及地上地下鲜重都显著降低。外源喷施2mg/L的瓜氨酸能显著提高自然光照条件下的西瓜植株株高，外源喷施2-200mg/L的瓜氨酸能显著促进自然光照水平下植株的茎粗、根长和地上地下鲜重，但对植株叶数的影响不大。遮阴下，外源喷施2-20mg/L的瓜氨酸对植株各指标的影响类似，喷施瓜氨酸均能增加植株的各形态指标，且随着外源喷施瓜氨酸浓度的增加呈现先增加后下降的趋势。遮阴下施用外源瓜氨酸对植株的促进效果优于自然光照，总体来看2-20mg/L的瓜氨酸对遮阴条件下植株的生长发育的促进效果较好(表2)。
表1.不同浓度瓜氨酸处理对不同光照下西瓜果实的影响
Figure BDA0003233891910000051
表2.不同浓度瓜氨酸处理对不同光照下西瓜植株生长的影响
Figure BDA0003233891910000052
实施例2：
以‘苏蜜9号’西瓜为试材，在8米宽的塑料大棚内进行试验，光照条件为遮阴50％，瓜氨酸的浓度为20mg/L，含0.1％(体积比)吐温20，喷施间隔时间设3天、7天、14天和30天四个水平。西瓜幼苗3片真叶时进行移栽，采用高26.5cm，直径31cm的塑料桶进行栽培，栽培基质为木薯渣：泥炭：蛭石＝2:1:1，西瓜授粉前一周进行遮光处理，并同时进行瓜氨酸的喷施，肥水等管理为常规管理。西瓜成熟后进行西瓜果实品质和植株生长的各项指标测定。
结果表明，不同瓜氨酸喷施间隔时间对弱光下西瓜果实的影响显著，随着喷施时间的增加单瓜重、瓜纵经呈现先增加后降低的趋势，而瓜横径呈现先降低后增加再降低的趋势，瓜氨酸喷施间隔时间对瓜周长的影响不大。可溶性固形物含量和可滴定酸随着喷施时间的延长呈现先降低后增加的趋势。综合来看，瓜氨酸(20mg/L)喷施间隔时间在7-14天的效果较好(表3)。
表3.瓜氨酸(20mg/L)不同喷施间隔时间对弱光下西瓜果实的影响
Figure BDA0003233891910000061
实施例3：
以西瓜品种‘明玉’、‘苏蜜8号’、‘苏蜜1667’和‘小兰为试材’，在8米宽塑料大棚内进行试验，光照条件为自然光照，瓜氨酸施用浓度为20mg/L，含0.1％(体积比)吐温20。幼苗3片真叶时进行移栽，采用下挖槽式栽培方式进行栽培，栽培基质为木薯渣：泥炭：蛭石＝2:1:1，西瓜授粉前一周进行瓜氨酸的喷施，间隔时间为7天，肥水等管理为常规管理，西瓜成熟后进行果实形态和品质指标的确定。
结果表明，4个西瓜品种的表现相同，喷施瓜氨酸后西瓜植株的株高、茎粗、根长、叶数、地上地下鲜重均有增加，但不同品种增加的幅度不同。说明喷施20mg/L的瓜氨酸溶液可以促进西瓜植株的生长和发育(表4)。
与西瓜植株的表现相同，喷施瓜氨酸后4个品种西瓜植株的单瓜重、瓜纵径、瓜横径和瓜周长均有不同程度的增加。喷施瓜氨酸促进了4个品种的可溶性固形物含量的增加，但降低了4个品种的可滴定酸含量。喷施20mg/L的瓜氨酸能显著促进西瓜果实的发育和产量的增加，同时对西瓜果实品质的提升也有显著的作用(表5)。
表4.瓜氨酸(20mg/L)对不同西瓜植株生长的影响
Figure BDA0003233891910000071
表5.瓜氨酸(20mg/L)对不同西瓜果实的影响
Figure BDA0003233891910000072

Claims (10)

1.瓜氨酸在促进瓜果类蔬菜果实膨大、品质提升中的应用。
2.一种瓜果类蔬菜果实膨大剂，其特征在于，以2-200mg/L的瓜氨酸为有效组分。
3.根据权利要求2所述的瓜果类蔬菜果实膨大剂，其特征在于，以20-200mg/L的瓜氨酸为有效组分。
4.根据权利要求2所述的瓜果类蔬菜果实膨大剂，其特征在于，还含有体积百分含量为0.1％-0.5％的土温20。
5.权利要求2-4中任一项所述的瓜果类蔬菜果实膨大剂在促进瓜果类蔬菜果实膨大中的应用。
6.一种瓜果类蔬菜果实膨大的方法，其特征在于，在瓜果类蔬菜授粉前一周开始喷施瓜氨酸溶液，直至果实成熟。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在瓜果类蔬菜授粉前一周开始喷施权利要求2-4中任一项所述的瓜果类蔬菜果实膨大剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，喷施的间隔时间为3-30天，优选3-15天，进一步优选7-14天。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，喷施的方法为植株叶面喷施，重点喷施坐果附近叶片。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每株喷施10-20ml。
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