采前噴施低濃度5—氨基乙酰丙酸促進(jìn)蘋果著色與改善品質(zhì)的效應(yīng)

謝荔　成學(xué)慧　陳禹平　等

摘要：以富士蘋果為材料，研究了采前10 d用10 mg/L外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）處理對果皮花青素合成與果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，雖然7個種植戶之間數(shù)據(jù)存在一定差異，但外源ALA處理均能不同程度改善果實(shí)著色程度，在一定范圍內(nèi)提高果肉可溶性固形物和可溶性糖含量，并降低可滴定酸含量。與清水對照相比，ALA處理果實(shí)花青素平均值提高163.22%，固酸比、糖酸比平均值均提高1/3左右；但是，ALA處理對果實(shí)大小及硬度無明顯影響。

關(guān)鍵詞：5-氨基乙酰丙酸（ALA）；蘋果；花青苷；著色；果實(shí)品質(zhì)

中圖分類號： S661.104文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0162-04

收稿日期：2014-07-02

基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（10）111]。

作者簡介：謝荔（1984—），女，山東濟(jì)南人，碩士，從事果樹栽培生理研究。E-mail： litchixie@163.com。

通信作者：汪良駒，博士，教授，從事果樹生長發(fā)育調(diào)節(jié)研究。Tel：（025）84395265；E-mail： wlj@njau.edu.cn。果實(shí)外觀品質(zhì)，特別是紅色果實(shí)著色程度一直是國內(nèi)外果樹工作者普遍關(guān)心的重要問題。果實(shí)顏色既是一個物種或品種的典型特征，又是果實(shí)品質(zhì)與成熟度的重要指標(biāo)，還是消費(fèi)者選購時的重要依據(jù)。近年研究表明，果皮花青素可以提高植物抗光氧化性和抗病性，經(jīng)常食用花青素，對于人體健康具有良好的抗氧化、防衰老甚至抗癌等功效[1]。由于花青素有利于人體健康，著色好的果品更受消費(fèi)者歡迎。在果樹生產(chǎn)實(shí)踐中，套袋、鋪反光膜等促進(jìn)果實(shí)花青素合成的生產(chǎn)措施已經(jīng)在許多地區(qū)推廣使用；但是，噴布植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)更加簡便易行。有人提出，赤霉素、脫落酸、乙烯利、茉莉酸等[2-4]植物生長物質(zhì)可以促進(jìn)果實(shí)著色，甚至噴施乙醇也能促進(jìn)葡萄著色；但也有報道認(rèn)為，GA3抑制果實(shí)花青素合成[5]，而其他植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)往往導(dǎo)致果實(shí)提早完熟，增加采前落果率，影響果品貨架期[4]，不利于果品長期貯藏。王中華等研究發(fā)現(xiàn)，外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）可以促進(jìn)蘋果果皮著色[6-8]，適宜濃度為150～200 mg/L。這個濃度雖然能夠很好誘導(dǎo)與果皮花青素合成有關(guān)的基因表達(dá)，促進(jìn)蘋果著色，但由于果樹噴施用水量大，如果1 hm2果園需要噴水 6 000 kg，那么1 hm2果園需要ALA純品900～1 200 g。按照目前國內(nèi)ALA純品最低價20元/g計算，1 hm2果園使用的最低成本為18 000～24 000元，這是絕大多數(shù)果農(nóng)難以承受的。為此，需要進(jìn)一步調(diào)整ALA產(chǎn)品配方，降低ALA施用濃度，力求降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，為該產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與處理

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在陜西省乾縣、鳳翔縣不同蘋果承包戶的果園中。其中乾縣觀察點(diǎn)，分別是陽洪鎮(zhèn)南旦村王寬寬家果園，陽洪鎮(zhèn)西村殷公社家果園，滇西鄉(xiāng)安莊村張小毛、吉必存家果園，新陽鄉(xiāng)邵剡村解振平家果園，周城鎮(zhèn)黑里村李志敏等6家果園。鳳翔縣試驗(yàn)安排在田家莊刁根虎、刁錄堂2家果園。不同種植戶的生產(chǎn)管理水平不完全相同，但整體上符合無公害優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)要求。

試驗(yàn)材料選用10～20年生富士蘋果（Malus domestica Borth cv. Fuji）。采取多點(diǎn)重復(fù)試驗(yàn)方式，8個觀察點(diǎn)中，每個觀察點(diǎn)處理樹體20株以上。在蘋果采收前10 d（2011年國慶節(jié)后）去除紙袋，隨即果面噴施10 mg/L ALA溶液，并添加0.05%Silwet 806作為增效劑，以果面滴水為度；以噴施清水為對照。2011年10月13日田間調(diào)查果實(shí)著色情況，并隨機(jī)采果10個，空運(yùn)回南京農(nóng)業(yè)大學(xué)分析果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)。

1.2測定指標(biāo)與方法

果實(shí)質(zhì)量采用稱量法測定，縱、橫徑采用游標(biāo)卡尺法測定，果皮花青素含量采用馬志本等的方法[9]測定，果皮色差等相關(guān)參數(shù)L*、C*、H*、a*、b*采用CR-10色差計測定，硬度采用GY-B果實(shí)硬度計測定，果實(shí)可溶性固形物含量用 PR-101 數(shù)顯式糖度計測定，可溶性糖含量用蒽酮比色法[10]測定，果汁可滴定酸含量用酸堿滴定法測定，最后計算出果實(shí)固酸比和糖酸比。

1.3統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均為3次以上重復(fù)平均值，經(jīng)SPSS 12.0雙向分組方差分析后，做Duncans顯著性測驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1ALA處理促進(jìn)蘋果著色的田間調(diào)查

田間調(diào)查表明，8個試驗(yàn)觀察點(diǎn)處理果實(shí)的著色程度和著色面均不同程度高于各自對照。雖然在乾縣有2個種植戶反映處理效果不明顯，但經(jīng)所有參與調(diào)查人員仔細(xì)觀察比較后認(rèn)為，ALA處理效果是明顯的，因?yàn)楣麑?shí)背陰面，對照的著色面積小、程度淺，而ALA處理果實(shí)著色面積大、程度深。乾縣6個種植戶中，李志敏家果實(shí)已經(jīng)采收，因而調(diào)查人員沒有看到樹上的果實(shí)，因而也就無法進(jìn)行室內(nèi)品質(zhì)分析（以下統(tǒng)計的試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為其他5戶的），但據(jù)戶主反映，ALA處理效果明顯，而且還有錄像，可以證明試驗(yàn)效應(yīng)。

田間調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)點(diǎn)內(nèi)富士蘋果存在著多個不同的株系。有的株系，如短枝富士，本身就非常容易著色，而普通的長富2號，著色難度較大。雖然ALA處理普通長富2號的果實(shí)著色程度比不上短枝富士，但無論是短枝型還是普通型，ALA處理果實(shí)著色程度均高于各自品種對照。

調(diào)查中還了解到，試驗(yàn)地區(qū)在藥劑施用之后，先后遭遇2次連續(xù)陰雨過程。雖然降水量不大，但是日照時間和光照度明顯不足，不利于蘋果著色，特別是普通富士；因而，在這種不利于蘋果著色的環(huán)境條件下，ALA處理仍然可以促進(jìn)果實(shí)著色。

2.2ALA對果實(shí)外在品質(zhì)的影響

表1結(jié)果顯示，不同種植戶生產(chǎn)的蘋果果實(shí)大小，包括單果質(zhì)量和縱、橫徑都存在明顯差異，其中張小毛、吉必存、刁錄堂、刁根虎家生產(chǎn)的果實(shí)較大，而解振平、殷公社、王寬寬家生產(chǎn)的果實(shí)較小，兩組之間存在顯著差異（P<0.05）。但是，ALA處理幾乎不影響到蘋果大小，這可能與處理時蘋果果實(shí)已經(jīng)長足有關(guān)。從果實(shí)硬度上看，不同種植戶之間果實(shí)也存在著明顯差異，其中王寬寬家生產(chǎn)的果實(shí)硬度明顯高于其他幾戶，但大多數(shù)種植戶果實(shí)硬度之間沒有顯著差異。ALA處理在多數(shù)觀察點(diǎn)上沒有影響果實(shí)硬度，只有在殷公社家顯著提高了蘋果果實(shí)硬度（P<0.05）。以上結(jié)果說明，采收前 10 d 左右噴施ALA對蘋果果實(shí)的質(zhì)量以及組織硬度沒有太大影響。

表1ALA對蘋果果實(shí)大小及硬度的影響

表2結(jié)果顯示，不同種植戶生產(chǎn)的蘋果亮度（L*）沒有明顯差異，但是ALA處理顯著降低果實(shí)表皮亮度（P<0.05）。在所有ALA處理果實(shí)中，張小毛、刁根虎家果實(shí)L*最低，其次為殷公社、吉必存家果實(shí)，然后是刁錄堂、解振平家果實(shí)，相比而言，王寬寬家果實(shí)L*值最高。由于刁錄堂、刁根虎同屬于鳳翔縣，其余5戶屬于乾縣，因而可見，蘋果果實(shí)L*值與地域之間沒有明顯關(guān)系。

從表2還可以看出，不同種植戶生產(chǎn)蘋果的色飽和度（C*）存在明顯差異，其中殷公社家生產(chǎn)蘋果的C*略大于張小毛、吉必存、解振平、王寬寬、刁錄堂、刁根虎家果實(shí)。ALA處理可以顯著提高蘋果色飽和度（P<0.05），這不是表現(xiàn)在某一家生產(chǎn)的蘋果，而是表現(xiàn)在所有觀察點(diǎn)的果實(shí)，因而，ALA處理提高蘋果色飽和度C*是一種普遍性效應(yīng)。不同觀察點(diǎn)調(diào)查的ALA處理果實(shí)C*平均值比對照高出41.9%。

從色度角（H*）上看，不同種植戶間存在明顯差異。其中H*值較低的有張小毛、吉必存家果實(shí)，而解振平、王寬寬、刁根虎家較高，其余幾家居于中間。ALA處理后，所有果實(shí)H*均明顯下降，其中最低的是吉必存、解振平、張小毛和殷公社家果實(shí)，王寬寬、刁錄堂家果實(shí)相對較高，只有刁根虎家果實(shí)H*仍然最高。

從紅綠色差（a*）上看，所有7個觀察點(diǎn)對照果實(shí)的a*值沒有明顯差異，但是ALA處理可以顯著提高蘋果a*值水平（P<0.05），說明ALA提高富士蘋果的紅色度也是一種普遍性效應(yīng)。不同觀察點(diǎn)ALA處理果實(shí)a*平均值比對照高出97.7%。

從黃藍(lán)色差（b*）上看，不同種植戶生產(chǎn)的蘋果存在著明顯差異，其中乾縣5戶除了吉必存外，其余種植戶生產(chǎn)的對照及大部分ALA處理果實(shí)b*顯著高于鳳翔縣2戶果實(shí)。因而可能存在著乾縣蘋果黃藍(lán)色差大于鳳翔縣的趨勢，即乾縣果實(shí)更加偏黃。ALA處理明顯降低蘋果果皮b*值，果實(shí)偏藍(lán)。7個觀測點(diǎn)ALA處理果實(shí)b*平均值僅為對照果實(shí)的64%。

從蘋果果實(shí)色澤度（a*/b*）上看，所有對照果實(shí)間沒有ALA顯著差異，而ALA處理除王寬寬家果實(shí)與對照差異未達(dá)到顯著水平外，其余觀察點(diǎn)的差異均達(dá)到0.05顯著水平。從平均值上看，所有7點(diǎn)處理果實(shí)a*/b*平均值比對照高出233倍，顯然，ALA處理提高了蘋果果實(shí)的色澤度。

從花青素含量測定結(jié)果上看，所有觀察點(diǎn)對照果實(shí)花青素含量間沒有明顯差異，然而ALA處理顯著提高了所有觀察點(diǎn)果實(shí)花青素含量，平均增加量為163%，這與a*/b*結(jié)果類似。表2ALA對蘋果果實(shí)色澤的影響

種植戶處理亮度（L*）色飽和度（C*）色度角（H*）紅綠色差（a*）黃藍(lán)色差（b*）色澤比（a*/b*）花青素含量

（nmol/cm2）張小毛對照71.60a28.22ef36.38cd17.75c21.67ab0.85e3.22eALA50.75d41.90a15.40fg40.72a9.43e4.43ab12.00b吉必存對照67.28ab25.73f42.18bc18.13c17.85cd1.04e5.23cdeALA54.37cd40.77ab12.05g39.00a11.13e3.78b11.12b解振平對照70.65a28.00ef50.08a17.33c21.82ab0.80e3.77deALA58.47c36.60bc13.11g33.22b14.65d2.38cd6.29c殷公社對照68.93ab32.12de44.65ab20.92c23.85a0.92e4.11deALA53.88cd42.08a16.09fg38.90a15.52d2.56c11.51b王寬寬對照72.70a28.95ef51.52a18.02c22.38ab0.82e3.69deALA63.90b35.40cd24.44e29.45b19.33bc1.54de6.97c刁錄堂對照67.42ab27.57f48.61ab22.00c16.12cd1.44e4.66cdeALA58.35c40.22ab22.03ef41.35a11.37e3.89b15.22a刁根虎對照69.52ab26.45f51.00a19.50c17.12cd1.18e5.01cdeALA50.85d42.57a33.42d41.50a8.78e4.96a15.04a注：同列不同小寫字母代表差異顯著（P<0.05）。

2.4ALA處理對蘋果果實(shí)糖酸含量的影響

表3表明，不同種植戶生產(chǎn)的蘋果可溶性固形物存在明顯差異。其中吉必存、王寬寬家果實(shí)固形物含量最高，平均達(dá)15°以上，其他幾戶則只有13°左右，說明不同種植戶管理水平不同，果實(shí)固形物含量不同。ALA處理對多數(shù)種植戶果實(shí)固形物含量沒有明顯影響，但是顯著提高了解振平、殷公社家果實(shí)固形物含量（P<0.05）。類似地，ALA處理沒有明顯提高多數(shù)種植戶蘋果可溶性糖含量，但是顯著降低了5戶果實(shí)可滴定酸含量，因而吉必存、解振平、殷公社、刁錄堂、刁根虎家蘋果固酸比顯著提高，解振平、殷公社、刁錄堂、刁根虎4戶果實(shí)糖酸比顯著提高。平均看來，ALA處理蘋果果實(shí)固酸比或糖酸比均可提高1/3左右。由于固酸比或糖酸比顯著提高，蘋果鮮食風(fēng)味品質(zhì)明顯改善。表3ALA對蘋果果實(shí)糖酸含量的影響

種植戶處理可溶性固形物

（°）可溶性糖

（%）可滴定酸

（%）固酸比糖酸比張小毛對照13.94c8.26abcd0.360a38.60f22.96jALA13.76c8.70a0.344a39.83f25.29ij吉必存對照15.74ab8.67a0.223g70.63b38.93cdALA15.84a8.48ab0.199h80.01a42.65c解振平對照10.98g6.69g0.279cd39.29f23.98jALA13.12de7.77cdef0.255ef51.74d30.54fgh殷公社對照12.88ef7.71def0.264de47.60de29.31ghiALA13.62c7.66ef0.210gh64.88bc36.53de王寬寬對照15.38b8.18abcde0.26ef60.10c31.85fgALA15.38b8.35abc0.24f63.18c34.31ef刁錄堂對照12.94ef8.05bcde0.297b43.57ef27.13hijALA12.54f7.21fg0.154i82.08a47.24b刁根虎對照13.46cd8.06bcde0.284bc47.43de28.50ghiALA13.78c8.33abc0.163i84.76a51.17a注：同列不同小寫字母代表差異顯著（P<0.05）。

3結(jié)論

ALA作為所有生物體內(nèi)卟啉化合物生物合成的關(guān)鍵前體，早就引起人們的重視[11]，但是，作為一種新的植物生長調(diào)節(jié)劑，Hotta等首先報道它具有促進(jìn)植物生長、提高作物產(chǎn)量的功能[12-13]。以后的研究又逐漸發(fā)現(xiàn)，ALA具有提高植物抵抗低溫弱光[14]、鹽漬[15]、強(qiáng)光[16]能力等功效，因而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的潛在應(yīng)用價值[17]。在果樹上，汪良駒等最早報道，ALA能夠明顯促進(jìn)富士蘋果果皮花青素積累，提高果實(shí)的固酸比且不影響果實(shí)耐貯性[7]，在100～500 mg/L 試驗(yàn)濃度中，300 mg/L ALA處理效果最明顯。王中華等證實(shí)，無論是大田還是離體條件下，300 mg/L ALA都能促進(jìn)蘋果果皮花青苷積累[6]。2010年12月，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)筆者關(guān)于ALA作為1種天然蘋果增色劑而開展新農(nóng)藥（植物生長調(diào)節(jié)劑）田間試驗(yàn)的申請（試驗(yàn)編號：SY 201005006），并且于2012年3月獲準(zhǔn)登記（編號：LS20120111）。在“5省10點(diǎn)”田間試驗(yàn)中，筆者采用的ALA濃度幅度為75～300 mg/L，其中最適宜的濃度為150～200 mg/L[8]；但是，如果真正按照這個濃度推廣于果樹生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)成本仍然超過絕大多數(shù)農(nóng)民可以接受的范圍。因而，必須調(diào)整ALA產(chǎn)品配方，降低ALA實(shí)際使用濃度，增加ALA施用效果。在本研究中，筆者在10 mg/L ALA溶液中添加0.05% Silwet 806增效劑，在陜西省乾縣、鳳翔縣共8戶蘋果承包戶中進(jìn)行噴布試驗(yàn)，其效果表明，這樣低濃度ALA仍然可以較好促進(jìn)蘋果著色，并且提高可溶性固形物和可溶性糖含量，降低可滴定酸含量，因而固酸比和糖酸比均明顯增大。這與汪良駒等用300 mg/L ALA處理的效果[7]相似，說明在生產(chǎn)中可以將ALA實(shí)際施用濃度降得更低，以減少農(nóng)民生產(chǎn)成本，促進(jìn)這種天然蘋果增色劑在果樹生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用。如果按照現(xiàn)有濃度，即使1 hm2果園噴水 6 000 kg，ALA純品用量為60 g，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本約1 500元，這是絕大多數(shù)種植戶都可以承擔(dān)的，因此，ALA作為一種新的促進(jìn)蘋果著色的天然氨基酸類物質(zhì)有廣泛的應(yīng)用前景。在葡萄上，Watanabe等曾報道，利用10 mg/L ALA可以提高玫瑰露葡萄漿果含糖量和著色程度[18]，但他們提出的方法是土壤澆灌。若是葉面噴布，則需要30 300 mg/L。因而，本試驗(yàn)所涉及的方法與結(jié)果均未見報道，只是用10 mg/L ALA處理蘋果的效果與75 300 mg/L ALA處理相比，雖然降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，但果實(shí)花青素含量增幅僅為1～2倍，明顯低于高濃度時的4～5倍，因而，是否能夠在降低ALA濃度的同時提高處理效果還有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓海華，梁名志，王麗，等. 花青素的研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 茶葉，2011，37（4）：217-220.

[2]劉淑嫻，蔣躍明，李月標(biāo)，等. GA3對三華李采后色澤的影響[J]. 園藝學(xué)報，1994，21（4）：320-322.

[3]尹金華，高飛飛，胡桂兵，等. ABA和乙烯對荔枝果實(shí)成熟和著色的調(diào)控[J]. 園藝學(xué)報，2001，28（1）：65-67.

[4]Wei Z Y，Zhang Z P，Lee M R，et al. Effect of 5-aminolevulinic acid on leaf senescence and nitrogen metabolism of pakchoi under different nitrate levels[J]. Journal of Plant Nutrition，2012，35（1）： 49-63.

[5]Martinez G A，Chaves A R，Aón M C. Effect of exogenous application of gibberellic acid on color change and phenylalanine ammonia-lyase，chlorophyllase，and peroxidase activities during ripening of strawberry fruit（Fragaria×ananassa Duch）[J]. Journal of Plant Growth Regulation，1996，3： 139-146.

[6]王中華，湯國輝，李志強(qiáng)，等. 5-氨基乙酰丙酸和金雀異黃素促進(jìn)蘋果果皮花青素形成的效應(yīng)[J]. 園藝學(xué)報，2006，33（5）：1055-1058.

[7]汪良駒，王中華，李志強(qiáng)，等. 5-氨基乙酰丙酸促進(jìn)蘋果果實(shí)著色的效應(yīng)[J]. 果樹學(xué)報，2004，21（6）：512-515.

[8]Xie L，Wang Z H，Cheng X H，et al. 5-Aminolevulinic acid promotes anthocyanin accumulation in Fuji apples[J]. Plant Growth Regulation，2013，69（3）： 295-303.

[9]馬志本，程玉娥.關(guān)于蘋果果實(shí)表面花青素含量的化學(xué)測定方法[J]. 中國果樹，1984（4）：49-51.

[10]李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000：192-195.

[11]von Wettstein D，Gough S，Kananagara C G. Chlorophyll biosynthesis[J]. Plant Cell，1995，7： 1039-1105.

[12]Hotta Y，Tanaka T，Takaoka H，et al. New physiological effects of 5-aminorevulinic acid in plants：the increase of photosynthesis，chlorophyll content，and plant growth[J]. Biosci Biotech Biochem，1997，61： 2025-2028.

[13]Hotta Y，Tanaka T，Takaoka H，et al. Promotive effects of 5-aminolevulinic acid on the yield of several crops[J]. Plant Growth Regulation，1997，22： 109-114.

[14]Wang L J，Jiang W B，Huang B J. Promotion of 5-aminolevulinic acid on photosynthesis of melon（Cucumis melo） seedlings under low light and chilling stress conditions[J]. Physiologia Plantarum，2004，121（2）： 258-264.

[15]Wang L J，Jiang，WB，et al. Promotion of 5-aminolevulinic acid of germination of pakchoi（Brassica campestris ssp. chinensis var. communis Tsen et Lee） seeds under salt stress[J]. J Integrative Plant Biol，2005，47： 1084-1091.

[16]孫永平，魏震宇，張治平，等. ALA對遮蔭條件下西瓜幼苗強(qiáng)光抑制的保護(hù)效應(yīng)[J]. 西北植物學(xué)報，2008，28（7）：1384-1390.

[17]汪良駒，姜衛(wèi)兵，章 鎮(zhèn)，等. 5-氨基乙酰丙酸的生物合成和生理活性及其在農(nóng)業(yè)中的潛在應(yīng)用[J]. 植物生理學(xué)通訊，2003，39（3）：185-192.

[18]Watanabe K，Nishihara E，Watanabe S，et al. Enhancement of growth and fruit maturity in 2-year-old grapevines cv. Delaware by 5-aminolevulinic acid[J]. Plant Growth Regulation，2006，49（1）： 35-42.馮英娜，劉衛(wèi)東，朱士農(nóng)，等. 茄子農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的相關(guān)性及主成分分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（1）：166-168.