無籽西瓜是利用遺傳學規律和植物生理學原理通過人工培育或激素處理雌花,使葫蘆科( Cucurbitaceae)西瓜屬(Citrullus)西瓜(Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. et Nakai)的果實能夠正常發育,而胚珠高度不孕,在果實內只有白色籽,吃起來毫無種籽感覺的西瓜。根據獲得方法的不同可分為三倍體無籽西瓜、激素無籽西瓜、染色體易位的少籽乃至無籽西瓜。
生產上栽培的無籽西瓜均為三倍體西瓜,其相比于正常二倍體西瓜,根的分布范圍更廣,深度更深;伸蔓較晚,在結果以前主蔓和側蔓均較普通西瓜長,下胚軸也較粗,結果后由于營養生長小于生殖生長,主、側蔓反而不及二倍體西瓜長;子葉較小且大小不對稱,葉色深綠,無白色粉狀物,葉片較厚,葉面較普通西瓜粗糙,缺刻深,葉形指數顯著比普通西瓜小。其雌花和雄花的花冠、花瓣的直徑都較普通西瓜大,雄花花粉多為空囊或巨形細胞,孕性很低,不能正常授精;果肉中會出現少量白色秕子,偶有著色秕子,種胚發育不全,絕對重量較低。
無籽西瓜品質好,含糖量高,食用方便,市場競爭力強,對消費者有較強吸引力。此外,其植株生長旺盛,抗逆性強,產量高而穩定,更受生產者的歡迎。無籽西瓜是理想的茬口作物,稍晚熟,耐貯性強,可與普通西瓜對錯上市高峰期,調節市場供應,提高農民經濟收益。
分類
激素無籽西瓜
該類型無籽西瓜是由天然激素或人工合成激素刺激普通西瓜的子房,促進子房的膨大和發育,通過這種方式可以在不發生受精的情況下形成正常的果實,而胚未發育,成為激素無籽西瓜。
染色體易位無籽西瓜
該類型無籽西瓜是利用射線照射普通西瓜,改變其染色體結構,導致不育,而形成僅有20~40粒的少籽或無籽西瓜果實。易位西瓜育成后,可與其他二倍體優良品種雜交而得到不同類型的雜種一代,它們的栽培特性與普通西瓜一樣,可以克服三倍體無籽西瓜采種量低、發芽率低等缺陷,較易推廣。
三倍體無籽西瓜
該類型無籽西瓜是以四倍體西瓜為母本、普通二倍體西瓜為父本來配制三倍體種子,經播種后獲得的果實。由于三倍體植株染色體組是畸形的,不能形成正常配子,具有高度的不育性,子房在父本花粉的刺激作用下可以發育成正常的果實,但胚珠卻不能發育為成熟的種子,從而形成無籽西瓜。三倍體無籽西瓜可以通過種子進行生產,手續簡便,并且具有性狀一致性,是當前獲得無籽西瓜的主要途徑。
育種原理
三倍體無籽西瓜的育種原理就是制造三倍體品種,使其不能產生種子。在培育過程中,先用秋水仙堿處理普通二倍體西瓜的幼苗,使植株染色體加倍成為四倍體幼苗,此類四倍體西瓜在生理功能上與二倍體的植株 個體無異,仍然能正常生長,所以四倍體個體產出的種子也具有抽芽生長成瓜的能力。然后,在四倍體西瓜花開放時摘去雄蕊,通過人工授粉將二倍體西瓜植株雄蕊里的花粉緩慢地轉移到四倍體雌蕊上進行授粉受精卵,進而獲得染色體個數是三倍體的無籽西瓜種子。最后,三倍體的種子發育長成的西瓜品種就是所需要的無籽西瓜品種,也就是三倍體個體。在配子形成過程中,四分體時期染色體會發生兩兩聯會,但是由于三倍體細胞的特性,在四分體時期難以兩兩配對,也就無法生成具備繁殖能力的配子,故在授粉受精時,必須由二倍體的普通西瓜的花粉通過人工授粉傳給三倍體雌花以使其子房開始發育,最終形成果實。
育成歷史
1938年,中國學者黃昌賢曾用植物激素處理西瓜雌花,第一次獲得了無籽西瓜。但由于果實小、成瓜率低而沒有應用于生產。同年,日本生物學家寺田甚七使用1-萘乙酸和吲哚-3-丁酸處理西瓜雌花柱頭,獲得多倍體西瓜。1942年,日本首次培育成功三倍體無籽西瓜。 1950年,日本育成了9個品種的無籽西瓜。無籽西瓜得到大面積推廣,到1957年,日本種植無籽西瓜的面積約達100萬平方米,從而引起世界各國的重視,先后有印度、美國、意大利、智利、匈牙利、羅馬尼亞、泰國等國家的科學工作者,開展了西瓜多倍體的研究工作。中國從50年代至60年代初,進行無籽西瓜的試種。1965年,湖南無籽西瓜已銷往港澳市場,之后許多地區也積極推廣,并選育出適合當地特點的優良品種。。
形態特征
根
一般二倍體西瓜能形成3-5級側根,根的分布范圍可達3m2,深度達2m;而無籽西瓜可形成5-6級側根,根的分布范圍可達4.5m2,深度可達2.5m。
莖
通常把西瓜的莖稱為蔓。普通西瓜幼苗具4-5片葉時伸蔓,而無籽西瓜幼苗具5-6片葉時才開始伸蔓,伸蔓的速度和側蔓的出現均較普通二倍體西瓜的快。無籽西瓜在結果以前主蔓和側蔓均較普通西瓜長,下胚軸也較粗,結果后由于營養生長小于生殖生長,主、側蔓反而不及二倍體西瓜長。
葉
普通西瓜的子葉呈橢圓形,而無籽西瓜的子葉較小且大小不對稱,影響其苗期的光合作用。無籽西瓜的葉片在形態上也與二倍體西瓜的葉片有很大差別:
花
無籽西瓜雌花和雄花的花冠、花瓣的直徑都較普通西瓜大。其雄花花粉多為空囊或巨形細胞,孕性很低,不能正常授精。
果實和種子
無籽西瓜的果實與普通西瓜最明顯的差別就是沒有種子。但因栽培措施和品種的差異,有些果實的果肉中會出現少量白色秕子,偶有著色秕子。這些秕子寬大而扁平,裂紋較深,種皮較厚,特別在喙部,外觀和二倍體西瓜種子有明顯差別。其種胚發育不全,絕對重量較低,還有相當比例的畸形胚,如大小胚和折疊胚。
生育特點
無籽西瓜與普通西瓜同屬葫蘆科西瓜屬西瓜種的1年生草本植物。因此,其生長發育規律大體上與普通西瓜相同。但由于無籽西瓜在生長發育與開花結果等方面具有特有的形態特征和生理特性,形成了一些獨特的生育特點:
種子萌發期
種皮厚且硬,種胚小而畸形,出芽弱而慢。種胚不充實,發育不良。抱合子葉的胚較多,種殼較厚而且硬,很難自然頂破種皮出芽,一般需破殼催芽。種子發芽適溫比普通西瓜高,以33-35°C為適宜,浸種時期比普通西瓜短,一般2-3小時。
幼苗期
剛出土的三倍體無籽西瓜苗,因種皮較厚往往形成戴帽苗。苗弱小,子葉?;?,光合作用能力較差,加之苗期生長要求溫度較高,因而苗生長極慢,在生長出2-3片真葉后其生長速度加快。
伸蔓期
無籽西瓜伸蔓以后,隨著葉片增多及溫度升高,三倍體無籽西瓜的雜交優勢逐漸顯現出來,表現為植株生長旺盛,生長速度逐漸超過二倍體,頂端優勢比較明顯,側枝不發達。
開花坐果期
在此期間無籽西瓜的雜交優勢得到充分表現。葉片厚而寬闊,蔓粗壯,生長速度快,果實生長發育較迅速,尤其是在開花后8天左右,果實急劇增大,其增長率可達普通二倍體西瓜的2-3倍?;ㄐ洼^大,花瓣色濃。
栽培管理
嫁接育苗
無籽西瓜的嫁接在砧木選擇上一般選用根系發達、抗性好、與接穗親和性好、不影響無籽西瓜品質和口感的品種,不能使用沒有在無籽西瓜生產中試驗過的砧木。為了防止無籽西瓜細菌性果腐病害,可以選擇使用藥劑浸種。浸種后放入催芽室催芽,等出芽率達到 80%可以進行播種。播種后在嫁接接穗苗齡15天以上,子葉平展,心葉出現時適宜嫁接,可使用插接法或靠接法進行嫁接。
人工授粉
無籽西瓜由于其不能產生擁有繁殖能力的配子,但是依然需要花粉刺激才能膨大,所以必須進行人工授粉。人工授粉前需找到已經開花的普通植株的雄花,將雄花花粉轉移到無籽西瓜當天開花的雌蕊柱頭上,若授粉完成后3小時內沒有下雨,則表示人工授粉成功。由于第1朵雌花和第5朵雌花坐的瓜糖分含量較低,一般不作為授粉對象,故一般需要先在母蔓的第3朵雌花上授粉,如果第3朵雌花坐瓜沒坐住,則可以在第4朵雌花上再次授粉,如果依舊沒有坐住瓜,可在副蔓上坐果。
田間管理
水肥管理
無籽西瓜成熟前整個生長過程對肥料的需求量逐步上升,肥料的施加量應該按照植株的實時需求量來確定。在施加基肥之后可以追加肥料2~3次,第1次是在倒蔓之后,第2次是在果實膨大期,有時由于特殊原因,也需要在果實成熟期時給予第3次 追肥。無籽西瓜的生長同時需要足夠的水分,應及時供給足夠的灌水,但是也要保證不能有積水,積水過多會引發病蟲害進而會造成無籽西瓜減產。
整枝壓蔓
無籽西瓜常用的整枝方式分為雙蔓整枝法或者三蔓整枝法。雙蔓整枝法是把不好的側蔓統統剪除,選擇保存主蔓和基部的另一根發育情況較為優異的側蔓。需同時使用壯素在坐果期對植株進行噴霧處理,防止徒長,提高坐果率,進而增加產量和提高品質。壓蔓的主要作用是固定瓜秧,防止被外力損壞,分為明壓法以及暗壓法2種。
果實管理
同一個無籽西瓜植株上可以結出多個果實,但是掛果過多會使西瓜養分供給不足,進而導致減產或者品質降低。因此應該在坐果10天左右開始疏果,每株上保留1~2個果實,15~20節位的第3雌花果實為最好。坐果后的25天可以將西瓜進行翻動,使其成熟均勻,色澤保持一致,提高無籽西瓜的商品性。
采收
無籽西瓜一般在授粉30-40天后采收品質最佳,故應及時采摘。一般中晚熟品種采收略遲,具體情況要根據品種長勢及栽培情況而定。
病蟲害防治
無籽西瓜栽培對病蟲害應以防為主,防治結合。其主要病蟲害有枯萎病、炭疽病、蔓枯病、果腐病、疫病、白粉病、蚜蟲等。防治方法除選用抗病品種外,播前還要將種子進行溫水浸種或甲醛浸種消毒處理??菸“l病初期用苯萊特或甲基硫菌靈干粉涂抹病斑處,也可將苯萊特與細土摻勻施在定植穴內;炭病防治上,田間要保持良好的透氣性,可在發病初期噴農抗120、炭疽福美防治;蔓枯病發現病株及時拔出,藥劑可用代森錳鋅;果腐病防治上,可用絡氨銅、可殺得、甲霜銅;疫病的防治上,要及時整枝打叉,發病初期噴代森錳鋅、殺毒礬、百菌清;白粉病防治上,則用三唑或碳酸氫鈉防治;蚜蟲防治上,可用抗蚜威、吡蟲啉可濕性粉劑或功夫乳油噴施。
相關研究
果實性狀研究
有研究者為篩選出適宜中國山西省晉中市早春栽培的無籽西瓜品種,對設施栽培條件下24個無籽西瓜品種的6個果實性狀(單瓜質量、果皮厚度、果形指數、產量、中心及邊部可溶性固形物含量)進行測定與分析,并運用主成分和聚類分析方法建立綜合評價體系,篩選出綜合得分較高的品種,進一步通過系統聚類將無籽西瓜品種聚為4類。最終結果表明,20Y11、20Y13這2個品種綜合表現最優,適宜在山西晉中地區早春種植,同時也為當地特色無籽西瓜新品種的選育提供理論指導和參考依據。
發芽影響研究
有研究者以不同種類種子發芽誘發劑和種子包衣劑為試驗材料,選擇無籽西瓜品種花蜜3號為試驗對象進行了無籽西瓜發芽誘發試驗。結果表明,咯菌對無籽西瓜催芽效果最好,種子發芽率、發芽指數和活力指數均高于2個對照,精甲·咯菌腈與噻蟲·咯·霜靈次之,可考慮在生產中推廣應用。
參考資料 >
西瓜.物種2000.2023-07-14
西瓜.植物智.2023-07-11