甘氨酸和魚蛋白在網紋甜瓜上應用效果比較

李 婷，雷 慧，劉雪瑩，李萬元，張 靜，郝敬虹

(1.北京市農業技術推廣站，北京 100029；2.忻州師范學院 生物系,忻州 034000； 3.北京市昌平區農業技術推廣站 北京金六環農業園 北京 102200；4.北京中農富通園藝有限公司， 北京 101117；5.北京農學院 植物科學技術學院，北京102206)

網紋甜瓜(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。近幾年網紋甜瓜較好的經濟效益促進了京郊種植面積的擴大，不過網紋甜瓜的栽培技術門檻較高[1]，技術人員開展研究引進新品種新材料，篩選出適宜京郊種植的粗網類型品種‘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紋甜瓜[4]改善棚室微環境和土壤環境；摸索了最佳整枝方式[5-6]、網紋形成期的灌水制度[7]和溫濕度環境參數，促進外觀品質的形成。

果實品質除外觀品質，還包括營養品質和風味、香氣等口感感官品質。甜瓜的果實香氣主要源于芳香性物質。前人有通過使用化肥提高果實品質，如應用不同鉀，影響芳香物質的含量，且鉀素含量在240 mg/L時含量最高。近幾年農業部提出的“一控兩減三基本”和有機肥替代化肥的政策，引導種植技術方式轉變，通過引進應用生物刺激素提高果實商品率和品質。保證產品品質的穩定性是發展網紋甜瓜產業的基礎，因此，研究通過生物刺激素提高網紋甜瓜品質的技術有生產指導意義。

1976年西班牙格萊西姆礦業公司最早提出了“植物生物刺激素”這個概念，2012年歐洲生物刺激素產業聯盟(EBIC)對其進行了定義：一種包含某些成分和(或)微生物的物質，用于植物葉片或根際時，對植物的自然生命進程起到刺激作用，調節植物體內的生理過程。例如可以促進養分吸收，提高非生物脅迫的抵抗力和作物品質的形成，而與營養成分無關[8]。中國目前是將其歸入特種肥料由農業農村部管理。生物刺激素種類主要包括腐植酸、幾丁質、海藻提取物、氨基酸、蛋白水解物等。張尚卿等試驗應用生物刺激素冷害預防技術，番茄畸形果率降低 40%～50%；甜瓜葉色濃綠，果實亮度好，耐貯運，可溶性固形物含量提高 1～2個百分點[9]；賈春花等研究發現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量、干物質積累量、根冠比和品質，其有效濃度僅為碧護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用成本[10]。張桂娟研究發現在不同時期期對花椰菜施用適量的大麗輪枝孢激活蛋白不但可以促進花椰菜的生長提高產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，通過一系列加工可以很好的應用在農業生產中，田利光在蘋果上進行了魚蛋白的應用試驗，結果顯示施用魚蛋白可以改良土壤、復壯樹勢、提高蘋果果實品質、增強植株抗病性[13]。劉金龍有關魚蛋白的試驗表明，用適宜濃度的魚蛋白多肽對鹽脅迫下甜糯玉米種子進行浸泡預處理，能夠促進種子萌發、幼苗生長，減緩鹽脅迫危害[12]。甘氨酸能夠促進作物對養分的吸收，有利于作物的生長，例如向小油菜的葉面噴施甘氨酸時能夠促進小油菜對氮磷鉀的吸收，在單獨施用或與硫酸鋅混合施用過程中能促進小白菜生長以及對鋅元素的吸收利用[15]，向小白菜葉面噴施甘氨酸后部分品種的小白菜硝態氮含量顯著降低可溶性蛋白質提高。

本試驗采用氨基酸類生物刺激素魚蛋白和甘氨酸噴施于網紋甜瓜的葉片，旨在研究其對網紋甜瓜果實產量以及品質的影響，以期為該單品生產和適度規模發展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用甜瓜品種是深網紋類型品種‘阿魯斯’(上海惠和種業有限公司)。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品，是加工冷凍羅非魚過程中產生的魚鱗魚皮等副產品的酶解產物，總氨基酸含量90%～95%，小肽含量約80%。

1.2 試驗時間、地點

試驗在北京市昌平區金六環農業科技園進行，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 試驗設計

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節子蔓選取1個健壯瓜胎留取，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 生長指標 測量不同氨基酸生物刺激素應用后果實縱橫徑的生長變化，每10 d測量10株植株的果實縱橫徑。

1.4.2 品質指標 待果實發育期達到60 d果實完全成熟后取樣，利用天平測量單瓜質量，依據市場分級標準，統計果實商品率。用手持測糖儀測量可溶性固形物含量，用最小刻度1 mm的刻度尺測量甜瓜縱切面的縱徑和橫徑以及肉厚(小數點后保留2位)，計算果形指數(果形指數=縱徑/橫徑)；評價甜瓜瓜瓤質地和纖維。送樣檢測果肉種礦質離子鈉鉀磷鋅鈣等的測定參照電感耦合等離子體發射光譜法[16]，礦質元素含量以濕基計，每組數據做3次，取平均值，進行方差分析。主要氨基酸的含量，參照《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》 GB 5009.124—2016進行測定[17]，含量以濕基計。

數據采用Excel和SPSS軟件進行處理及方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同氨基酸生物刺激素對果實生長的影響

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

到40 d，各處理果實縱橫徑差異也不顯著，且相對生長量均已達到90%以上且增速緩慢，可見網紋甜瓜果實生長主要是在授粉后前40 d以內，并且氨基酸類生物刺激素對果實增長速度沒有顯著影響。

2.2 應用不同氨基酸生物刺激素對果實品質的影響

果實成熟后3個處理果實單瓜重差異不顯著，CK對照單瓜重最大，為1.91 kg。統計果實商品率，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%，清水對照的商品果率最低，為67%。每公頃種植20 250株，按照統計的商品率合計每公頃商品果產量，3個處理產量有差異，但不顯著，魚蛋白處理的產量最高，為27.46 t/hm2，較甘氨酸處理高12.31%；較CK對照的產量高出5.98%。

3個處理對果形和肉厚均沒有很大的影響效果，但是對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，心糖較對照提高13.9%，邊糖較對照提高19.9%。氨基酸類生物刺激素主要影響果實內部品質。

表1 不同生物刺激素應用對果實品質的影響Tab.1 Effects of different biostimulators on fruit quality

取成熟果實果肉主要測定其蛋白質及礦質元素的養分含量，結果見表2，甘氨酸和魚蛋白處理的果肉蛋白質含量是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處理的果肉灰分較對照高出0.12 g/100 g。而甘氨酸和魚蛋白兩個處理的果肉碳水化合物均較CK小，推測是光合作用產物與補充的小分子氨基酸合成果實的蛋白質或者其他氨基酸類物質，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 果實養分檢測結果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處理。結果見圖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的氨基酸含量均最高。

3 結 論

網紋甜瓜果肉綿軟香甜，較好的口感品質是產業發展的基礎保證，應用氨基酸類生物刺激素噴施于葉面，對果實膨大期縱橫徑的生長、對果實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用都不同程度的提高了作物的果實商品率，折算魚蛋白處理每公頃的產量高于CK，顯著高于甘氨酸處理。應用魚蛋白對果實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，心糖較對照提高13.9%，邊糖較對照提高19.9%。這與田利光在蘋果上應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內部品質。

甘氨酸和魚蛋白2個處理的果肉蛋白質含量是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的結果趨勢一致，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個處理。推測葉片可以直接吸收氨基酸，小分子多肽，并直接進行轉化利用。

魚蛋白應用對網紋甜瓜提質效果較好，可在網紋甜瓜生產過程中推廣應用。