第二章 西瓜的栽培生物学基础
第一节 植株形态特征
一、根
西瓜属葫芦科、西瓜属一年生蔓性草本植物。西瓜为主根系,属圆锥根,由主根、多次侧根、根毛组成。西瓜根系深广,在土层深厚、土质疏松、地下水位低及直播条件下,根系的分布范围横向达3m,深达2m,主要根群分布在20~30cm的耕作层内。茎节处能形成不定根。胚根顶端0.6~1.0mm处是根冠的分生组织,是根细胞和组织分化区,由表皮细胞延伸为根毛,从中柱分生侧根,逐渐形成根系。在耕作层的主根上发生20多条侧根,二次根与一次根在同一土层,与主根呈40°~70°的角度发生。西瓜根系的特点是,初生根发生较少,纤细,易损伤,木栓化程度较高,再生能力弱,不耐移植。西瓜根系的分布因品种、土质及栽培条件的不同有很大的差异。
二、茎
蔓性,幼苗期节间极短缩;叶片紧凑,呈直立状。4~5片真叶后节间伸长,匍匐生长。茎的分枝性强,每个叶腋均形成分枝,可形成3~4级侧枝,其分枝特点是,在主蔓上2~5节叶腋形成子蔓,长势接近主蔓,为第一次分枝;在主蔓第二雌花后若干节抽生子蔓,生长也较旺盛,为第二次分枝高峰,其后因植株挂果,分枝力减弱。丛生西瓜节间短缩,分枝较少,由于节间短而成丛生状。无杈西瓜主蔓基部很少形成侧蔓,因此栽培时无需整枝。
茎的胚轴由表及里为表皮、厚壁组织(5~6层,具叶绿体)、厚角组织及薄壁组织。在薄壁细胞中,维管束纵向排列,中央髓部出现空腔。胚轴有6束维管束,横切面椭圆,子叶方向较宽。茎横切面呈五棱形,具10束维管束。瓜类茎的解剖特点是,双韧维管束,木质部内、外侧都有韧皮部,具有大输导管。
三、叶
单叶,互生,由叶柄、叶脉和叶身组成。成长叶为掌状深裂,边缘有细锯齿,全叶披茸毛。子叶椭圆形,子叶大小与种子大小有关。第一片真叶小,近矩形,裂刻不明显,叶片短而宽;其后逐渐增大,裂刻由少到多,4叶至5叶后裂刻较深,叶形具品种特征。根据裂刻的深浅和裂片的大小,可分成狭裂叶型、宽裂叶型和全缘叶型(甜瓜叶型)。西瓜叶片的大小因品种、长势、着生位置的不同变化很大。
四、花
西瓜的花为单性花,有雌花、雄花,雌雄同株。有些品种少数雌花的雄蕊发育完全,其花粉具有正常的活力,为雌型两性花(图2-1)。雌型两性花的发生因品种不同而异。花单生,着生于叶腋。雄花发生较雌花早,雄花在主蔓第3节叶腋间开始发生,而雌花着生节位因品种而异,早熟品种在主蔓第5~7节出现第一雌花,中熟品种在主蔓第7~9节出现第一雌花,晚熟品种在主蔓第10节或第11节以上出现第一雌花。雄花萼片5片,绿色,花瓣5枚,黄色,基部连成筒状,花药3个,呈扭曲状。雌花柱头宽4~5mm,先端3裂。雌花柱头和雄花花药均具蜜腺,靠昆虫传粉,为典型的异花授粉作物。在自然生长条件下形成200~300朵花,但雌花仅占10%左右。主蔓上雌花率占3.5%~4.0%,子蔓上雌花率占16%,而孙蔓雌花率高达27%。子蔓出现雌花的绝对值最多,约占全株雌花数的一半。子房形状与果形有关,长果形品种子房长圆筒形,圆果形品种子房圆形。
图2-1 西瓜花器的构造
1—雌花;2—雄花;3—雌花的剖面;4—雌型两性花
五、果实
果实由子房发育而成,瓠果。果实大小品种间差异悬殊,形态多样。果实形状可分为圆形、高圆形、短圆筒形、长圆筒形。果实大小差异很大,大的可达15~20kg,如新红宝等;而小的只有0.5~1.0kg,如早春红玉、特小凤等。
果皮色泽可分为淡绿色、黄色、深绿色或墨绿色。果实上具细网纹,或有隐条,或覆深绿色或墨绿色条带,条带又分窄带和宽带。其果肉色泽有淡黄色、深黄色、淡红色、玫瑰红色与大红色等。肉质有疏松、致密之分,前者易沙、空心,不耐储运;后者不易空心、倒瓤。果皮厚度及硬度因品种而异。
西瓜果实由下位子房发育而成,三心皮构成三室。心皮与心皮处组织没有明显的界线,心皮的排列多数认为是侧膜胎座。发育的种子包埋在薄壁组织里,并不划分出腔室。子房中央具有典型的倒生侧心皮束,而且轻轻地撕开充塞在腔内的组织,可以显出胚珠和果壁分离,着生在向内弯曲的组织片上。
果实由果皮、果肉和带种子的胎座3部分组成。果皮由子房壁发育而成,细胞组织紧密,具有比较复杂的结构。最外一层为密排的表皮细胞,表皮上有气孔,外面有一层角质层,表皮下面配置8~10层细胞的叶绿素带或无色细胞,即为外果皮。紧接着是几层由厚壁木质化的石细胞组成的机械组织,其厚度与木质化程度决定品种间果皮的硬度。其内是肉质薄壁细胞组成的中果皮,通常无色,组织紧密,多水,可溶性固形物含量不高,即习惯上所称的瓜皮。果肉即通常所称的瓜瓤,主要由薄壁细胞组成,细胞间隙大,形成大量的巨形含汁薄壁细胞,其最大的细胞直径可达300~500nm。
果实外部的颜色因表皮下薄壁组织的质体不同而异,绿色果实的质体是叶绿素,黄色果实的质体是有色体。
六、种子
西瓜种子由种皮和种胚组成。种皮坚硬,其内有一层膜状的内种皮。胚由子叶、胚芽和胚根组成。子叶肥大,能储藏大量养分。种子扁平,呈卵形或矩形,先端有种阜和发芽孔。种子大小差异悬殊。种子色泽可分为白色、黄色、红色、褐色、黑色,更因其深浅而不同。种皮光滑或有裂纹,有些具黑色麻点或边缘具有黑斑,可分为脐点部黑斑、缝合线黑斑或全面黑斑。