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01
欧洲的主流西瓜品种都来源于美系,二战后引进了美国的三大西瓜品类:查尔斯顿灰、绯红甜心和糖宝宝。
美国种西瓜集中在南方两大种植带。
一个是东南部亚热带温润区,如佛罗里达、佐治亚、南卡、德州东部。
另一个是西南部干旱 / 半干旱荒漠区,如加州、亚利桑那。
从南方的佛罗里达运到北方的华盛顿,要跑1800公里。
从南方的加州帝国谷运到华盛顿,要跑2200公里。
为了防止路上颠簸造成破损,美式西瓜的核心育种方向是硬皮。
欧洲西瓜的主要产区是南欧,往北欧运输一样是上千公里级别的。
欧洲和美国都面临共同的运输难题,所以西瓜的选育上一定会以硬皮为核心要求。
02
我们国家没这么麻烦,东部季风带来优势使得华北、华东、华中、华南这些贴近主流消费市场的区域都可以种西瓜。所以我们的需求点集中在韧皮上,出的是韧皮系列的西瓜。
硬皮和韧皮是两个不同的育种思路。
硬皮要求瓜皮填充大量的木质素和纤维素。
韧皮则是依靠细胞排列密度,细胞果胶交联去提供弹性。
硬皮的西瓜天然的会牺牲糖度。
原因也很简单,光合作用产生的糖是有上限的,如果分出一部分碳去满足硬皮木质素的碳骨架,留给果肉的糖就会少。
我们国家宁夏的砂西瓜,主要品种是金城5号,属于刚性硬皮瓜,适合大宗运输。甘肃、宁夏那儿昼夜温差大,西瓜上限高。但这个品种的固有缺点导致其受东部主流品种美都、8424、京美等系列的冲击非常大。
美都这些可以去卷风味,金城5只能去卷价格。
卷价格在农业中是一个恶性循环,这几年宁夏的瓜越来越难卖了,这个聊起来比较复杂,后面再说。
我们先看点欧洲的乐子。
03
遗传学之父孟德尔是奥地利人,但育种行业最先发展的却是美国人。
孟德尔的《植物杂交试验》1866年发表,发表之初无人理会。一直到孟德尔死后16年,德弗里斯等人进行杂交研究时才把孟德尔的论文翻出来,让遗传学理论重现天日。
也就是说,杂交育种这项手艺一直到1900年才开始面向整个科学界。
结果到了1914年,欧洲开始打仗了,好不容易有了一战停火,又遇到了30年代的经济大萧条。
整个欧洲的杂交技术发展节奏完全被这两个事件给打断了。
与之相对应,美国受战争冲击小。
同样是大萧条,美国的联邦/州政府意识到杂交技术是摆脱目前农业困境的一个突破口。
大萧条时期,美国的私人农场受制于产品成本和售价倒挂,不敢种,不敢卖。
既然成本高于售价,那么通过技术手段,提高产量,把农业成本压得更低,市场是不是就可以重新活跃了?
那个时间段,私人农场是摆烂的,但是各路大学/农业企业是愿意立项的,政府的公共资金也是舍得投钱的。
跟我们国家一样,杂交技术最先是保证主粮的基本盘。
从1920年起,美国大概花了20多年的时间在主粮杂交上,积累了技术经验。
二战后,经济开始复苏,杂交技能点就开始往提高人们生活水平的各种果蔬上点。
结合美国产区距离消费市场远的痛点,美国人把西瓜育种的最高优先级定义为硬皮,并且在50年代成功推出了最初代的消费类西瓜:查尔斯顿灰。
04
欧洲一看,哟吼,我们也是这样啊。
欧洲主要西瓜产区是西班牙、意大利、塞浦路斯、希腊这些南欧国家,其中西班牙是最核心的地区,占据欧盟西瓜产量的45%以上。
从西班牙穆尔西亚到德国汉堡,一样得跑2100公里。
在这种需求下,即便吴明珠院士成功培育出了甜度之王8424,欧洲的主流品种还会是选择美系硬皮杂交瓜。
从技术角度来说,在高纬度的北欧种西瓜并不难,种薄皮8424不难,种硬皮 Style 也不难。
可它的成本爆炸。
就比如德国吧。
德国农业主产区波德平原,夏季白天温度约22度,夜晚14度,距离西瓜膨大,积攒糖分的最佳温度28度还有一定差距。
而且光照问题他们解决不了。
德国处于盛行西风带,地势平缓,北大西洋水汽可以畅通无阻深入全境。
水汽进入内部不一定会降雨,但遇到温度降低,很容易形成层云/ 薄云。
所有水果都一样,糖度只会来源于光合作用,德国的农业主产区天生的光照不足,只能选择生长周期长的,通过时间去换积温,换干物质积攒。
可能有些人会觉得西瓜要长很久。
这么说吧,从一个拳头大的小西瓜长到10斤重,只需要30天,西瓜所有的糖分积累也只会在这30天。
所以德国那儿得用文洛式玻璃大棚,并且使用天然气给大棚加温,导致成本上会很爆炸。
加上种出来的品质也比不得西班牙强光照的产区,北欧高纬度带种植西瓜的意愿非常非常低。
所以又回到了开头聊的,欧洲西瓜产区集中于西班牙、希腊、意大利这些低纬度南欧区域,考虑到运输难题,硬皮路线是欧洲西瓜育种的第一选择,想提升口感,靠的是其他优势品种的杂交,实现基因重组。
05
这里的重组一是考量可溶性糖的积累点位,二是叶片的光合能力,三是控制品种大小。
前两个你们好理解,第三个控制品种大小问题。
单位时间内的光合作用是有上限的,瓜越大,糖分越分散。
最初的查尔斯顿灰能种到18公斤,而现在欧洲主流的 Bouquet 一般控制在8-10公斤。
欧洲对于硬皮西瓜的处理思路就这三条,增加糖度的积累点,增加叶片的光合造糖能力,减小体型让糖度更集中。
这里面又有个好玩的。
为啥硬皮系列的西瓜能长那么大?而我们常见的韧皮瓜一般只有5 公斤左右?
因为皮硬,瓜不容易裂。
就这么简单。
都叫 watermelon 了,西瓜的膨大主要靠水分,如果给水速度超过了西瓜皮的细胞分裂速度,就会裂瓜。
反之,硬皮系列有充足的木质素和纤维素保护,扛得住更猛的灌溉。
06
想到个很有趣的事。
你们觉得吐鲁番适合种西瓜吗?
从气候环境来说,吐鲁番种西瓜本来是天谴之地。
吐鲁番春季气温低,如果早播种西瓜,秧苗会被寒风吹干,造成叶片脱水死亡。
如果按照原始农法,吐鲁番只能在4月末开始定植,7月初上市。
而7月份的吐鲁番温度太高,根系会因为高温受到严重损伤,吸水吸肥能力下降,加上7月份动辄40度的温度并不适合西瓜生长。
所以80年代的吐鲁番西瓜品质很一般,那时候流行的是吐鲁番隔壁的西瓜,高昌瓜。
等农业大棚技术进入中国,吐鲁番人用了很简单的两个办法,一个是地膜保温,保护根部,另一个是小拱棚防风,保护叶片。
这两项技术成本都不高,但可以将种植时间提到3月。
3月中旬种瓜,6月中旬采收,卡住膨瓜期间吐鲁番白天28度,夜晚15度的完美温度区间。
所以现在的吐鲁番明星瓜,靠的是高含量有机肥改良砂质土壤,一方面锁水锁肥,另一反面提供微生物的代谢物,靠的是早春播种,卡温度区间,靠的是5月中旬至6月中旬的温度和光照条件。
这种条件酸是全世界种西瓜的天花板了,找不出更好的了。
原本的天谴之地,靠着对农业技术的理解,以及硬件设施的进步,硬生生改造成天选之地。
07
不过中国倒是真有一个地方种西瓜是老天爷赏饭吃。
云南元谋。
这个地方属于亚热带高海拔区域的干热河谷。
河谷中地势更低,春季升温更快。
他们种西瓜,不需要大棚,直接露天过冬,1月份种,4月中旬采收。
采收季节的温度和光照跟吐鲁番的5-6月份没啥区别,都是完美匹配西瓜的。
可奇怪的是元谋的瓜不好吃。
我们都知道4月份的反季节西瓜卖得死贵死贵的,只要能种出来,水果商就会抢着收。
这就导致了云南元谋种西瓜会非常依赖化肥进行促生促长,拼命压缩结瓜时间,毕竟早一天收获,就贵一分卖价。
但速生则导致了光合作用时间往往不够,差那么几天,口感就差 10%。
而且比起新疆那种沙土,云南的红土地虽然谈不上好,但里面含有一定的有机质,以及微量元素,纯化肥种植倒是也能种出来。
种植条件 + 盈利手段共同决定了,元谋这里占着西瓜的天选之地,硬生生做成了大路货。
08
另外需要理解一件事,西瓜的甜并不代表着西瓜的好吃。
我们想让西瓜甜是一件很容易的事情,光照强,夜温适度,拼命给钾肥就行了。
钾元素是植物体内的游离元素,它们并不会跟植物细胞结合。
当果实开始膨大时,植物的果实内的细胞会主动把钾元素关进肚子里,造成果实内的钾含量浓度更高。
浓度高则意味着渗透压强,果实像个水泵一样,在压力作用下,把植物体内的液态养分全部吸进来。
又提到前面那句话了,单位时间的光合作用是有上限的,果实像水泵一样,把原本分配给叶子的养分给抽走,自己就会更甜。
市面上卖的农业甜蜜素,本质上都是高钾肥。
碳水化合物是光合作用产生的一级代谢物,它决定了甜度。
但光有甜不行,你平时买的很多西瓜都是入口甜,甜完之后齁,感觉嘴里黏糊糊,像撒了白砂糖,不舒服。
这时候我们需要次级代谢物,比如西瓜的类胡萝卜素裂解香气物,C9醇醛挥发物,类黄酮酚类等。
我们简称为风味物质,它决定了香气,酸度,以及回甘的感觉。
次生代谢物并不是植物生存的必备因素,它只会在两种条件下形成。第一是受到威胁,第二是自己过得爽了,我们简称为胁迫论和诱导论。
胁迫手法中最典型的代表是辣椒。
我们种辣椒,在结椒期会控制土壤含水量,让辣椒处于轻微旱胁迫的状态。
当辣椒感觉自己缺水,为了避免自己叶片被吃,就会产生辣椒素进行防御。
呃……在辣椒的认知中,辣椒素主要是防牛马羊这些动物啃食,牛马可不管什么叶子果子的,通吃。
如果像小鸟一样吃辣椒果,帮助传播种子,辣椒是欢迎的,但是连叶子一起吃了,辣椒就扛不住了。
我们种西瓜也会适度的旱胁迫,尤其是采收前的最后几天,会控水。这样可以增加甜度。
09
至于诱导手法现在没人说得清。
有机质充足的土壤是一个巨大的反应釜,各种微生物在其中活跃,它们吸收根系分泌出来的糖类物质,壮大自身。
同时会分解突然中的矿质元素,变成分子结构更小的氨基酸 / 小肽等让植物吸收。
我们只知道植物吸收些微生物代谢物会产生信号,信号随着维管束传递,让植物意识到自己现在过得很爽,有多余的能量去产生次级代谢物,也就是那些让你吃得很开心的风味物质。
但我们无法去定义到底是哪一种菌,在哪一个时期,受什么样温度水分影响,产生了什么样的代谢物,卡住了植物的什么窗口,去产生这种信号。
这种高有机质的土壤是巨大的反应釜,完全没法去定义其中的变量。想从数学角度弄明白它,我们首先得攻克 N-S 方程。
目前人类的认知仅局限在我们知道它有用,但是不知道哪种有用。
所以我们的解决思路是,尽可能增加堆肥的原材料,让其中的微生物种群更多,这样瞎猫碰上死耗子,总有一种是对路的。
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