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黄瓜

黄瓜(学名:Cucumis sativus L.),又名胡瓜等,是葫芦科(Cucurbitaceae)黄瓜属(Cucumis)一年生攀缘性草本植物。黄瓜在世界范围内广泛分布,栽培区主要分布在温带地区。

黄瓜根细弱;茎蔓生,具有攀缘性,表面有刺毛;子叶为椭圆形或长圆形,真叶互生,呈掌状,五角形;在多数情况下,花单性,雌雄同株,腋生,雄花花萼钟状或近圆筒状,密被茸毛,花冠黄白色,雄蕊3枚;雌花单生或稀簇生,被茸毛,子房下位,花柱短,柱头3裂;果实形状多样,大多数黄瓜品种果皮表面有刺瘤;种子扁平,黄白色 。

黄瓜属于短日照作物,适宜的生长温度为18-30℃,黄瓜生长期间需水量较多,对土壤水分和空气湿度都要求较高,适合种植在疏松肥沃、酸碱度中性(pH值为6.5-7.0)的砂壤土中。

黄瓜的功用价值主要有食用、药用和研究价值。黄瓜富含多种营养元素,既可以作为蔬菜,也可以作为水果食用。中医学认为有除暑热、利水、解毒功效。此外,黄瓜还具有重要的研究价值。

起源与传播

黄瓜起源于印度喜马拉雅山麓及尼泊尔锡金王国一带,主要证据是黄瓜在印度已有3000多年栽培历史,而且在印度喜马拉雅山麓确曾发现一个原始类型的黄瓜近缘野生种(Cucmis hardwickii Royle)。另外,在中国喜马拉雅山脉山系及其周边地区也发现过黄瓜变种及野生类型。

欧洲有黄瓜的记载约在公元1世纪,希腊罗马等地开始栽培黄瓜,公元9世纪传入法国俄罗斯,14世纪传入英国,15世纪发现新大陆后传入美洲。黄瓜由印度分两路传入中国,一路是刘彻时代,由张骞经由丝绸之路带入中国的北方地区,在公元6世纪时在中国得到广泛栽培;另一路由缅甸和印中边界传入中国南部地区。10世纪时,黄瓜又由中国传入日本

形态特征

黄瓜为浅根系植物,根细弱,结构松散,吸收力和再生力差,具有喜湿的特点。黄瓜根分为主根、侧根、须根和不定根,主根向下生长可深达60-100厘米;侧根是在主根上长出的根;所有主、侧根的纤细部分分生的纤细根叫须根;除此之外,黄瓜还可以从胚轴和茎上发生不定根。

黄瓜的茎蔓生,具有攀缘性,可以无限生长,中空,断面具4-5棱,表面有刺毛。茎皮层薄、髓腔大,机械组织不发达,容易折断,但疏导能力强。

黄瓜叶片分为子叶和真叶。子叶为椭圆形或长圆形;真叶互生,呈掌状,五角形,叶缘有锯齿状缺刻,并有圆形长叶柄,叶柄具刺毛。

黄瓜的花在多数情况下,花单性,雌雄同株,腋生,并根据雌雄蕊的有无分为三种类型:雌花雄花两性花,两性花也被称为完全花。雄花常数朵在叶腋簇生,花梗纤细,被柔毛;花萼钟状或近圆筒状,密被白色的长柔毛;花冠黄白色,花冠裂片长圆状披针形雄蕊3枚,花丝近无。雌花单生或稀簇生,花梗粗壮,被柔毛;子房下位,纺锤型,粗糙,有小刺状突起,花柱短,柱头3裂。在花芽分化初期表现为两性花,当条件利于雌性转化时,雄性器官退化,形成雌性花,反之则形成雄性花,在特殊条件下也会形成雌雄蕊共存的完全花,即两性花。

果实与种子

黄瓜的果实由子房和花托一起发育而成,被称作瓠瓜。果实形状因品种而异,有长棒状、短棒状等不同类型,果皮颜色为绿色,颜色有深有浅。大多数黄瓜品种果皮表面有刺瘤,刺有粒状刺、毛刺之分,颜色有黑、褐、白等。种子呈披针形,扁平,黄白色,每果有种子150-400粒。

物种分布

黄瓜起源于印度,在世界范围内广泛分布,栽培区主要分布在温带地区。不同的品种分布地区不同,南亚型黄瓜分布于南亚各地;华南型黄瓜主要分布于中国长江流域以南和印度、日本、南洋一带;华北型黄瓜主要分布于中国北部及朝鲜、日本等地;欧美型露地黄瓜分布于欧洲及北美各地;北欧型温室黄瓜分布于英国荷兰;小型黄瓜分布于亚洲及欧美各地。

生长习性

温度

黄瓜对温度较为敏感,适宜的生长温度为18-30℃,当温度低于10℃时,生理活动失调,生长缓慢;当温度高于35℃时,呼吸作用大于光合作用,养分消耗大于积累,在50℃左右高温条件下持续一个小时,呼吸作用几乎完全停止。

光照

黄瓜属于短日照作物,较耐弱光。在低强度光照和短日照结合的条件下,可显著增加雌花数目。不同类型的品种对日照长短的要求不同。黄瓜生长时期对光照的要求也不同,育苗期间若没有获得足够光照,会导致瓜苗纤细,结瓜时缺少充足光照会出现化瓜问题。

水分

黄瓜需水量较多,对空气湿度和土壤水分都要求较高,适宜的相对空气湿度为85%-95%。黄瓜的不同生长发育阶段对水分的需求也不同,幼苗期对水分需求较多,初花期必须控制水分,结果初期必须大肥大水。

土壤

黄瓜适合种植在疏松肥沃、酸碱度中性(pH值为6.5-7.0)的砂壤土中。

繁殖方式

自然繁殖

黄瓜为虫媒花,凌晨开花,清晨最宜授粉。黄瓜雌雄异花,可进行异交,天然异交率在53-76%,两性花也可以自花授粉结籽,柱头和花药所处位置的水平高低的差异,可能影响自花授粉率。除此之外,雌花可不经过授粉而结果,具有单性结实的特性。开花结果期的最适温度为白天25-29℃,夜晚18-22℃。

人工繁殖

黄瓜人工繁殖方法有种子播种、嫁接、扦插等。

黄瓜种子播种既可以在日光温室或大棚中进行播种,也可以直接露地播种,播种时期因不同地区及不同品种而异。

通过嫁接的方式进行栽培繁殖,可以明显提高黄瓜对低地温的耐受性,使得植株长势旺盛、吸肥能力增强、生长期延长,从而提高黄瓜的产量。同时嫁接繁殖还可以控制枯萎病、延缓霜霉病等病害的发生。黄瓜嫁接通常选用白籽南瓜种子做砧木,通过靠接法、插接法、切接法在合适时间进行嫁接,嫁接后及时定植,并做好水肥管理、温光管理和病虫害防治。

黄瓜侧枝扦插易成活,且插繁殖具有简单易行、效高价廉等优点,也为黄瓜育种提供了一个有效保留材料的新途径,扦插时要选择适合的基质,可采用平切和斜切两种方法,保障适合的生长环境,在适宜的季节可选择扦插后20天进行扦插苗的移植、驯化,25天后定植,从而缩短黄瓜的繁育周期。

栽培技术

育苗及苗期管理

应选择优质、抗多种病害、丰产、适合地区生长的品种以及栽培时期。然后,进行育苗阶段处理,通常选择穴盘育苗的方式。育苗前可以用温汤浸种或药剂法对种子进行消毒,然后进行催芽操作,种子露白后即可在穴盘中播种。育苗期间需进行科学的管理,控制好温度和水分。

整地及栽培管理

选地时应选择疏松、肥沃、近几年没有种过瓜类作物的地块,进行整地和施足底肥工作。在适合时期进行定植,定植密度根据品种、土壤肥力及生长期决定,定植后浇足定根水。在黄瓜生长期间,应做好肥水管理和植株管理,可以搭“人”字架,进行引蔓、整枝、打顶工作,同时也要做好病虫害防治工作,黄瓜常见的病害有霜霉病、白粉病、灰葡萄孢、疫病等,虫害有蚜虫、蓟马等,可使用物理方法如频振灭虫灯、黄板等,或化学农药如杜邦克露、苯醚菌酯吡虫啉等分别对霜霉病、白粉病、蚜虫进行有效防治。

采收工作

做到及时采收工作,一般开花后2个星期左右即可采收,不宜留瓜过大,以防引起化瓜和坠秧,过度成熟亦会影响品质且耗费养料。

功用价值

食用价值

黄瓜具有较高的营养价值,富含纤维素、多种维生素和矿质元素。每100克鲜果中含水分94-97克,糖类1.6-4.1克,蛋白质0.4-1.2克,钙12-31毫克,磷16-58毫克,铁0.2-1.5毫克,维生素c4-25毫克,胡萝卜素0.22毫克,此外,还含有多种微量元素。黄瓜的食用部位是幼嫩的果实,具有脆甜多汁、清香爽口的特点,既可作为一种蔬菜,通过炒、拌、腌等多种烹方式制作美食,也可以作为一种水果直接生食。另外,在以黄瓜为原料,还可以制作出饮料、罐头、糖、果脯、腌制品等多种食品,具有较高的食用价值。

药用价值

中医学认为黄瓜果实性甘、凉。有除暑热、利水、解毒功效。可治烦渴、咽喉肿痛、火眼、烫火伤。

研究价值

黄瓜因其生长期短、雌雄异花同株、无近交退化、基因组较小、多数基因为单拷贝等优点,逐渐成为葫芦科作物遗传研究的模式作物,尤其是其花的性别类型和植物性系统(在单株植物上表达的花性类型)具有多样性,使得黄瓜成为植物性别研究的经典模式植物。黄瓜一些重要的农艺性状如抗病、抗逆、果实品质等的分子标记开发、细胞工程育种技术研究、转基因和基因编辑研究等方面都取得了重要的成果。

黄瓜性型分类

黄瓜植株的性型,根据花的性型,可以分为以下几种:

雌性株:除植株茎基部着生少量雄花外,植株上着生的全部是雌花

②雄性株:植株上着生的花全部为雄性花。

③雌雄同株:植株上生有雌花和雄花,一般雄花多于雌花。

④完全株:植株上仅生长完全花。

⑤雌全同株:植株上生有雌花和完全花。

⑥雄全同株:植株上生有雄花和完全花。

⑦雌雄全同株:植株上生有雌花、雄花和完全花。

黄瓜的性别分化包含了遗传决定、环境影响和激素调控等多个方面。黄瓜的性别控制基因可分为两类:主效基因和非主效基因,其中主效基因已经鉴定出5个,包括3个编码1-氨基环丙-1-羧酸acc)合成酶 (ACS) 基因[CsACS1G (F) 、CsACS2 (M) 和CsACS11 (A) ],一个将ACC转化为乙烯的ACC氧化酶基因 (CsACO2) 和一个转录因子[CsWIP1 (G) ],上述基因通过控制生殖器官选择性生长或停止生长导致不同花性别的发育。非主效基因包括In-F、Tr、m-2、gy、Mod-F1、mod-F2等基因,它们同样能够对黄瓜的性别造成不同程度的影响。

环境因素方面,温度、光周期、光质和光照强度等是主要的影响因子,长日照、高温能促进黄瓜雄花产生,而短日照、低温条件促进雌花形成。

在植物生长激素中,乙烯和赤霉素对黄瓜性别表达的影响最大。乙烯是一种广泛应用于黄瓜诱雌的植物激素,纯雌植株黄瓜茎尖乙烯含量高于雌雄同株植物茎尖中乙烯含量,外源乙烯或乙烯释放剂分别处理雌雄同株和雄花两性花同株可以增加雌花和两性花的数量。赤霉素则可以促进黄瓜雄性化,雄花两性花株黄瓜的赤霉素含量高于纯雌株和雌雄同株植物 ,外源赤霉素施用可提高雌雄同株黄瓜雄性与雌性的比例,诱导雌性植株雄性花的形成。

黄瓜品种分类

根据品种的生物学性状将黄瓜分为以下几个类型:

①南亚型黄瓜:植株茎叶粗大,易分枝,果实大,单果重1-5千克,果实呈短圆筒或长圆筒形,皮色浅,瘤稀,刺黑或白色,皮厚,味淡严格要求短日照。

②华南型黄瓜:植株耐湿、热,为短日性植物,一般植株生长势弱,抗病性较弱,但耐热性较强。果实较短,刺瘤稀少,多黑刺,果皮较厚,果肉较薄。嫩果绿、绿白、黄白色,味淡,而熟果多为褐色,多网纹。

③华北型黄瓜:植株一般生长旺盛,喜土壤湿润,天气晴朗的自然条件,对日照长短的反应不敏感。嫩果棍棒状,绿色,成熟果大多为黄色,淡黄色或黄白色,表面网纹少,大多有白色刺瘤,也有少刺瘤或无刺瘤者。

④欧美型露地黄瓜:植株茎叶繁茂,果实圆筒形,中等大小,瘤稀,白刺,味清淡,熟果浅黄或黄褐色。

⑤北欧型温室黄瓜:植株茎叶繁茂,耐低温弱光,果面光滑,浅绿色,果实达50厘米以上。

⑥小型黄瓜:植株较矮小,分枝性强,多花多果。

参考资料

黄瓜.中国植物志.2022-10-21

基于BSA-Seq的黄瓜重要园艺性状遗传定位研究进展.知网.2022-10-21