質構儀在甜瓜測試中的應用

研究背景

甜瓜是我國重要的經濟作物,具有栽培周期短、投入產出高等優點,近年來,栽培甜瓜已經成為我國許多地區調整農村種植結構、增加農民收入的重要途徑。 但由于土地面積的限制及設施農業的發展,作物輪作困難,連作障礙發生普遍,甜瓜枯萎病等土傳病害不斷加劇,不僅降低了甜瓜的產量和品質,還嚴重制約甜瓜產業的可持續發展。 嫁接換根是目前防治甜瓜枯萎病比較經濟、有效的措施之一,但其推廣應用受到諸多因素的限制。 首先甜瓜嫁接缺乏親和力強、適應性廣、抗性強的砧木品種,其次甜瓜嫁接后砧木品種可能會對植株的生長發育、果實品質及芳香性物質等方面產生不良影響。 劉廣等研究發現,甜瓜嫁接苗成活率高,單果質量大,但品質不夠好;魏敏等研究表明,甜瓜嫁接后果肉中果糖、葡萄糖、蔗糖及可溶性總糖的含量降低;戶金鴿等以‘ 西州蜜 25 號’ 為接穗,采用 13 種不同類型的砧木進行嫁接,結果顯示,與自根苗相比,果實網紋不同程度地變粗,肉質口感略變差;齊紅巖等研究發現,嫁接降低了薄皮甜瓜果實中香氣物質的總量及特征酯類的相對含量,使果實香氣變淡;張新英等研究表明,嫁接不僅降低了甜瓜果實中葡萄糖、果糖、蔗糖及可溶性總糖的含量,還會導致厚皮甜瓜產生異香、薄皮甜瓜香氣變淡。 目前市場上的甜瓜砧木品種更新換代較快,且質量參差不齊。 因此,進一步篩選嫁接成活率高、抗性強、對植株生長和果實品質無不良影響的優良砧木是解決甜瓜嫁接難題的關鍵。 本研究分析不同嫁接砧木對甜瓜植株生長及果實品質的影響,旨在為甜瓜嫁接生產應用提供技術支撐。

質構儀可以測量甜瓜的硬度，即甜瓜在受力作用下的抵抗程度。硬度是評估甜瓜成熟度和口感的重要指標之一，通常用于判斷甜瓜是否成熟、新鮮和食用價值；質構儀可以評估甜瓜的彈性，即甜瓜在受力后恢復原狀的能力。彈性可以反映甜瓜的成熟程度和內部結構，對于判斷甜瓜的口感和儲存特性具有重要意義。

1實驗方法

1. 1 材料

供試甜瓜接穗品種為‘ 東方蜜 3 號’ 和‘ 東方蜜 4 號’ ;供試的 6 個白籽南瓜型砧木品種分別為:‘ 日本雪松’ ( 山東壽光市洪亮種子有限公司) 、‘ 韓國金砧’ ‘ 金甲砧’ ‘ 黑霸一號’ ( 青島育成砧木種業有限公司) 、‘ 抗病先鋒’ ( 壽光嘉運農業科技有限公司) 和‘ 希望 1 號’ ( 海南潘氏益農種苗科技有限公司) ,試驗用種均為市售。

1. 2 方法

1. 2. 1 嫁接與定植

試驗于 2021 年 3—6 月在上海市農業科學院重固基地進行。 砧木比接穗提前 7 d 播種,采用頂插接法,接穗出苗且子葉展開后即開始嫁接,嫁接后置于遮陰處,保濕保溫。 每個接穗砧木組合為 1 個處理,每處理 100 株,嫁接 2 周后統計成活率,3 周后定植 25—30 株到大棚內。 分別以甜瓜品種‘ 東方蜜 3 號’和‘ 東方蜜 4 號’ 自根苗為對照。 重復 3 次,試驗隨機排列。 植株管理均采用立架栽培模式,單蔓整枝,株行距 0. 4 m × 1. 2 m,坐瓜節位 14—15 節,每蔓 1 果,株高 1. 8 m 左右時摘心。

1. 2. 2果實品質測定

采用 TA. XTC-18 型質構儀( Bosin，上海保圣) 進行果肉質地測定。 將甜瓜果實沿赤道部位( 約 2 cm 寬) 橫切,去除種子,在橫切面等距切取 3 小段,果皮朝下,果肉面朝上,采用 TA∕2 柱形探頭( 直徑 2 mm) 進行穿刺,測前速度 2 mm∕s,測試速度 1 mm∕s,測后速度 1 mm∕s,觸發點類型:力,觸發點數值 5 gf,采用質構儀自帶軟件計算所得物性數據并得到果肉硬度( gf) 、果肉彈性、咀嚼性( gf) 及黏性( gf·s) 等參數值。 每小段果肉隨機測定 5 次,每個樣品測定 15 次。 果肉彈性表示果肉樣品經第一次壓縮以后能夠再恢復的程度;咀嚼性用于描述將果肉從咀嚼到可吞咽時需要做的功;黏性反映咀嚼時果肉對上腭、牙齒和舌頭等接觸面黏著的程度。

3實驗結果

不同的嫁接組合對果實質地的影響不盡相同。 從圖 1A 可以看出,與‘ 東方蜜 3 號’自根苗相比,‘ 黑霸一號’ 和‘ 抗病先鋒’ 組合對甜瓜的果肉硬度無明顯影響,而其他 4 個組合果肉硬度均顯著或極顯著地增加了。 從圖 1B 和圖 1D 可知,‘ 金甲砧’ 組合的果肉黏性和咀嚼性顯著提高,而其他處理與對照之間無顯著差異。 在果肉彈性方面,6 種嫁接組合與對照無顯著差異( 圖 1C)。

從圖 2 可以看出,與‘東方蜜 4 號’自根苗相比,6 種不同砧木嫁接組合對其果肉硬度均無顯著影響,‘ 抗病先鋒’ 嫁接組合顯著降低了果實的果肉彈性和咀嚼性。 在果肉黏性方面,除‘ 抗病先鋒’ 組合外,其他組合的果肉黏性均有不同程度的提高,其中‘ 金甲砧’ ‘ 黑霸一號’ 和‘ 希望 1 號’ 組合的增幅較大,達到極顯著或顯著性差異。