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    噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖酸積累的影響

    2020-05-26 12:30:00龐亞卓黃本義呂秀蘭
    中國土壤與肥料 2020年2期
    關(guān)鍵詞:硝酸鈣鈣肥花后

    黃 艷,文 露,龐亞卓,黃本義,王 進(jìn),呂秀蘭

    (四川農(nóng)業(yè)大學(xué)果蔬研究所,四川 成都 611130)

    ‘夏黑’葡萄為早熟品種,原產(chǎn)于日本,屬歐美雜交種三倍體品種,該品種香味濃郁,抗病能力強(qiáng),具有成熟期早、品質(zhì)優(yōu)良、豐產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),深得消費(fèi)者喜愛[1]。但近年來人們?cè)谄咸焉a(chǎn)施肥上,對(duì)氮、磷、鉀肥的施用較為重視,而忽略了鈣肥的施用,導(dǎo)致葡萄果實(shí)缺鈣,果實(shí)品質(zhì)變差,病害嚴(yán)重。研究表明,鈣不僅是植物生長發(fā)育所必需的中量營養(yǎng)元素,更重要的是鈣作為第二信使,在植物許多生理過程中起著重要作用,鈣可維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),保持果實(shí)硬度,減輕貯藏期腐爛,控制果樹生理性病害[2-3]。施鈣對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響研究[4-5]結(jié)果顯示,施鈣可以提高糖度和Vc含量,增加硬度和光澤度,延緩衰老等。施鈣后油桃果實(shí)可溶性糖含量顯著增加,可溶性固形物明顯增加,貯藏期明顯延長[6]。施鈣對(duì)果實(shí)色澤產(chǎn)生影響,李正國等[7]研究表明,鈣處理對(duì)提高臍橙果實(shí)色澤有明顯效果。第2次生理落果后,葉面噴施0.5%的硝酸鈣溶液,鈣處理的果皮顏色與對(duì)照相比達(dá)到極顯著差異。前人研究表明,果樹根系吸收Ca2+的凈內(nèi)流很小,上運(yùn)速率更小,最終只有很小一部分的鈣能到達(dá)果實(shí)[8]。葡萄是喜鈣果樹,對(duì)鈣的需求遠(yuǎn)高于蘋果、梨、柑橘[9]。為解決葡萄果實(shí)生理性缺鈣及由于缺鈣導(dǎo)致果實(shí)病害嚴(yán)重,品質(zhì)下降的問題,可在果實(shí)采收前對(duì)果實(shí)噴施鈣肥[10]。雖然近幾年有較多關(guān)于根外噴鈣對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)及貯藏性的試驗(yàn)研究,但關(guān)于鈣對(duì)葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期糖酸積累的影響研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)通過果實(shí)轉(zhuǎn)色期對(duì)葡萄果穗噴施不同濃度的硝酸鈣和氨基酸鈣,研究其對(duì)葡萄果實(shí)發(fā)育過程中糖酸含量變化及其它果實(shí)品質(zhì)的影響,這對(duì)調(diào)節(jié)葡萄生長發(fā)育、提高果實(shí)品質(zhì)具有重要的實(shí)踐意義,通過試驗(yàn)篩選出最佳的鈣肥處理,可為葡萄高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

    1 材料與方法

    1.1 試驗(yàn)地概況

    試驗(yàn)園位于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地崇州市,土壤質(zhì)地為砂壤土,pH值7.85,有機(jī)質(zhì)含量2.38%,堿解氮含量65.22 mg/kg,有效磷含量25.69 mg/kg,速效鉀含量105.95 mg/kg,有效鈣含量364.85 mg/kg。園區(qū)均為大棚避雨栽培。

    1.2 供試材料

    植物材料:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地葡萄園內(nèi)樹勢(shì)一致,田間土肥水管理一致,無病蟲害,生長健壯的3年生早熟品種‘夏黑’葡萄,株行距1.5 m×3.0 m,每公頃栽2 250株。

    肥料:過磷酸鈣(鈣含量≥17%),硝酸鈣(鈣含量23.4%);氨基酸鈣(鈣含量≥30 g/L)。

    藥品與試劑:色譜純磷酸(四川瑞進(jìn)特科技有限公司);色譜純乙腈和甲醇(Fisher Scientific 公司);標(biāo)準(zhǔn)樣品葡萄糖、果糖、蔗糖、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸(Sigma公司)。

    1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),于10月中旬基施鈣肥,過磷酸鈣施用量為1 500 kg/hm2,離主干60 cm開深20 cm條溝,隨有機(jī)肥施入。硝酸鈣噴施濃度設(shè)置為0.3%、0.5%。氨基酸鈣噴施濃度設(shè)置為0.1%、0.08%。于花后50 d(轉(zhuǎn)色初期)噴施果穗1次,隔10 d再噴施1次。以噴清水作為對(duì)照(CK)。試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理,每個(gè)處理設(shè)置3株葡萄,3次重復(fù),3株樹為一重復(fù),共45株葡萄。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下表所示。

    表1 外源鈣肥試驗(yàn)設(shè)置表

    1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

    1.4.1果實(shí)糖酸組分的提取和測(cè)定

    果實(shí)糖、酸組分提取與測(cè)定參照胡志群等[11]和Chen等[12]的方法,略有修改。

    糖組分的測(cè)定方法及色譜條件:將冷凍的果肉樣品在液氮中磨成粉末狀,精確稱取樣品粉末2.0 g,加入4 mL超純水,80℃水浴15 min,9 000 r/min,4℃離心15 min,取上清液,轉(zhuǎn)移到10 mL容量瓶。殘?jiān)谕瑯訔l件下離心15 min,超純水定容到10 mL。用一次性注射器抽取1 mL提取樣液,經(jīng)0.45 μ m 微孔濾膜過濾后以備上機(jī)進(jìn)樣分析。每個(gè)樣品均重復(fù) 3 次。糖檢測(cè)使用的色譜柱為 Thermo(4.6 mm×250 mm),0.5 μ m 的 NH2柱,檢測(cè)器:RID,以乙腈∶水=75∶25 為流動(dòng)相,流速為1.0 mL/min,等度洗脫,柱溫為40℃,進(jìn)樣量 20 μ L。

    酸組分的測(cè)定方法及色譜條件:將冷凍的果肉樣品在液氮中磨成粉末狀,準(zhǔn)確稱取樣品1.00 g,用5 mL 0.2%磷酸冰浴研磨,轉(zhuǎn)入三角瓶,加入15 mL超純水,超聲提取30 min,定容至25 mL,8 000 r/min離心10 min,用一次性注射器抽取1 mL提取樣液,經(jīng)0.45μ m 微孔濾膜過濾后以備上機(jī)進(jìn)樣分析。每個(gè)樣品均重復(fù)3次。色譜柱為C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μ m),流動(dòng)相為甲醇∶0.2%磷酸溶液(3∶97),流速 1.0 mL/min,檢測(cè)波長210 nm,柱溫30℃,進(jìn)樣量 20 μL。

    1.4.2 其他果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

    待果實(shí)成熟時(shí),從果穗的各個(gè)方向采取大小相同、沒有病蟲害的樣果,快速放入備好的冰盒中,并帶回實(shí)驗(yàn)室。以手持式果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定‘夏黑’葡萄果實(shí)的硬度;采用手持式糖度計(jì)測(cè)定葡萄的可溶性固形物(TSS)含量;用酸堿中和滴定法測(cè)定其可滴定酸含量(TA)[13];用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量[14]。

    1.5 數(shù)據(jù)處理

    試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SigmaPlot軟件進(jìn)行處理并繪制相關(guān)圖表,采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖積累的影響

    通過高效液相色譜法(HPLC)分析‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期果實(shí)內(nèi)果糖,葡萄糖,蔗糖 3 個(gè)主要組分的變化,結(jié)果顯示葡萄果實(shí)的果糖和葡萄糖含量最高,蔗糖含量最低(圖1,2)?!暮凇咸压麑?shí)轉(zhuǎn)色期,葡萄糖、果糖和蔗糖含量呈增加趨勢(shì)。花后60~80 d,‘夏黑’葡萄果實(shí)的果糖、葡萄糖增加緩慢,花后80~90 d,果實(shí)中果糖和葡萄糖增加幅度較大。果實(shí)中的蔗糖含量在葡萄整個(gè)轉(zhuǎn)色期至成熟期變化不大。

    由圖1可知,葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣溶液后,花后90 d(果實(shí)成熟期)H1處理葡萄果實(shí)中的果糖含量最大,達(dá)53.30 mg/g,高于對(duì)照,但差異不顯著;H2處理葡萄果實(shí)中的果糖含量最低,僅為43.55 mg/g,顯著低于H1處理和對(duì)照。H1和H2處理、對(duì)照葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量在花后60~70 d均無顯著變化,花后80 d,H1處理葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量顯著低于H2處理和對(duì)照,但花后90 d,H1處理葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量迅速增加,由29.75 mg/g增加到50.96 mg/g,顯著高于H2處理和對(duì)照。花后80~90 d,H1和H2處理的葡萄果實(shí)中的蔗糖含量均低于對(duì)照。 由圖2可知,葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施硝酸鈣溶液后,花后90 d(果實(shí)成熟期)葡萄果實(shí)中的果糖含量迅速增加,Y1和Y2處理的葡萄果實(shí)中的果糖含量均顯著高于對(duì)照,其中Y2處理葡萄果實(shí)中的果糖含量最大,高達(dá)66.05 mg/g,較對(duì)照提高了23.33%。Y1和Y2處理與對(duì)照葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量在花后60~80 d均無顯著性差異,花后90 d,葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量迅速增加,Y1和Y2處理的葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量顯著高于對(duì)照,Y2處理的葡萄糖含量最高,達(dá)64.02 mg/g,較對(duì)照提高了31.77%?;ê?0 d,Y2處理的蔗糖含量顯著高于Y1處理和對(duì)照,Y2處理的蔗糖含量較CK增加了10.69%。綜上,‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣和硝酸鈣溶液均可促進(jìn)葡萄果實(shí)中的糖的積累,其中噴施0.1%氨基酸鈣溶液、0.5%硝酸鈣溶液效果更佳。

    圖1 氨基酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖積累的影響

    圖2 硝酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖積累的影響

    2.2 噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響

    采用 HPLC 法對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)中檸檬酸、草酸、酒石酸和蘋果酸 4 個(gè)有機(jī)酸主要組分含量進(jìn)行測(cè)定,隨著葡萄果實(shí)的發(fā)育和成熟,有機(jī)酸的含量總體呈下降趨勢(shì)(圖3、4)。不同濃度的氨基酸鈣和硝酸鈣處理對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響具有差異。

    圖3 氨基酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響

    由圖3可知,葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣溶液后,花后60~70 d,H1和H2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量顯著低于對(duì)照;花后80 d,H1和H2處理與對(duì)照葡萄果實(shí)的酒石酸含量無顯著性差異;花后90 d,H1和H2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量顯著高于對(duì)照,較對(duì)照分別增加了9.94%,10.20%。就蘋果酸而言,花后60 d,H1和H2處理葡萄果實(shí)的蘋果酸含量顯著低于對(duì)照,較對(duì)照分別降低了9.81%,39.37%;花后70 d,葡萄果實(shí)的蘋果酸含量迅速下降,H1處理葡萄果實(shí)中的蘋果酸含量顯著高于H2處理和對(duì)照;花后80~90 d,H1和H2處理與對(duì)照的蘋果酸含量無顯著性差異?;ê?0~70 d,H2處理葡萄果實(shí)中的草酸含量都顯著高于H1處理和對(duì)照;花后80 d,H1處理葡萄果實(shí)中的草酸含量都顯著低于H2處理和對(duì)照;花后90 d,H1和H2處理葡萄果實(shí)中的草酸含量均顯著高于對(duì)照。在葡萄果實(shí)成熟過程中,H2處理葡萄果實(shí)中的檸檬酸含量都顯著低于H1處理和對(duì)照。

    由圖4可知,葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施硝酸鈣溶液后,花后60~70 d,Y1和Y2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量顯著低于對(duì)照;花后80 d,Y2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量低于Y1處理和對(duì)照;花后90 d,Y2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量與Y1處理和對(duì)照相比顯著下降,分別降低了38.24%、29.93%。花后60 d,Y1處理葡萄果實(shí)的蘋果酸含量顯著低于Y2處理和對(duì)照;花后70 d,葡萄果實(shí)的蘋果酸含量迅速下降,Y1和Y2處理葡萄果實(shí)的蘋果酸含量顯著高于對(duì)照;花后80~90 d,Y1、Y2處理和對(duì)照的蘋果酸含量無顯著性差異?!暮凇咸压麑?shí)經(jīng)不同濃度硝酸鈣處理均可增加葡萄果實(shí)的草酸含量。Y1處理葡萄果實(shí)的檸檬酸含量在果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期都顯著低于Y2處理和對(duì)照。

    綜上所述,‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣和硝酸鈣均可影響葡萄果實(shí)有機(jī)酸的積累。噴施0.1%、0.08%氨基酸鈣均抑制了果實(shí)成熟期酒石酸和草酸的降解,而噴施0.5%的硝酸鈣可促進(jìn)果實(shí)成熟期葡萄中的酒石酸和檸檬酸的降解,增加草酸含量。

    圖4 硝酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響

    2.3 噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄其它果實(shí)品質(zhì)的影響

    由表2可知,外源噴施鈣肥可增加葡萄果實(shí)硬度、可溶性固形物和可溶性糖含量,降低可滴定酸含量。果實(shí)噴施氨基酸鈣溶液后H1和H2處理葡萄果實(shí)的硬度較對(duì)照顯著增加,分別增加了35.71%和27.68%;H1和H2處理葡萄果實(shí)的可溶性固形物較對(duì)照顯著增加,H1處理葡萄果實(shí)的可溶性糖含量與對(duì)照相比差異顯著;H1和H2處理葡萄果實(shí)的可滴定酸含量較對(duì)照顯著下降,分別降低了30.17%和16.00%。果實(shí)噴施硝酸鈣溶液后Y2處理顯著提高了‘夏黑’葡萄的果實(shí)硬度,較對(duì)照增加了47.90%;Y1和Y2處理的葡萄果實(shí)可溶性固形物含量較對(duì)照顯著增加;Y2處理的可溶性糖含量與對(duì)照相比顯著增加;外源噴施硝酸鈣溶液降低了葡萄果實(shí)的可滴定酸含量,其中Y2處理葡萄果實(shí)的可滴定酸含量與對(duì)照相比顯著降低,較對(duì)照降低28.89%。綜上所述,‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期外源噴施0.1%氨基酸鈣溶液、0.5%硝酸鈣溶液能較好提升葡萄果實(shí)品質(zhì)。

    表2 外源噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄其它果實(shí)品質(zhì)的影響

    3 討論

    可溶性糖和有機(jī)酸既是水果的重要營養(yǎng)成分,也是水果的重要風(fēng)味物質(zhì),其構(gòu)成和含量水平是決定水果甜酸風(fēng)味的關(guān)鍵因素[15]。葡萄果實(shí)中最主要的可溶性糖是葡萄糖和果糖,蔗糖含量較低[16]。葡萄果實(shí)中最主要的有機(jī)酸是酒石酸和蘋果酸,約占總酸含量的90%,同時(shí)還有少許檸檬酸以及一些其它不含氮的有機(jī)酸[17]。鈣在植物生長發(fā)育過程中,不僅是營養(yǎng)物質(zhì),而且對(duì)植物的生理生化過程有很重要的調(diào)節(jié)作用[18]。研究表明,鈣能夠促進(jìn)果實(shí)糖的積累,對(duì)有機(jī)酸的積累也有一定影響,Ca2+可與有機(jī)酸結(jié)合為不溶性的鈣鹽[19]。李天來等[20]研究表明,葉面噴施0.5%硝酸鈣增加了果實(shí)發(fā)育中后期蔗糖含量,具有改善嫁接厚皮甜瓜果實(shí)品質(zhì)的作用。和銀霞等[21]研究表明,采前噴鈣降低了貯藏期歐李果實(shí)的腐爛率,顯著增加了果實(shí)中的蔗糖、葡萄糖、山梨糖醇、蘋果酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸和草酸含量以及糖酸比。沙守峰等[22]研究表明,葉面噴鈣提高了梨果果糖、葡萄糖含量,降低了檸檬酸含量,進(jìn)而提高果實(shí)總糖含量、減少總酸含量,提高‘早金酥’梨果實(shí)品質(zhì)。本研究結(jié)果表明,‘夏黑’葡萄外源噴施0.1%氨基酸鈣溶液可增加果實(shí)成熟期葡萄糖、果糖、酒石酸和草酸的含量;外源噴施0.5%硝酸鈣溶液可增加果實(shí)成熟期果糖、葡萄糖、蔗糖的含量,降低酒石酸、檸檬酸的含量,這可能是由于Ca2+與有機(jī)酸結(jié)合成了不溶性的鈣鹽,從而降低了有機(jī)酸的含量。

    鈣對(duì)果實(shí)品質(zhì)具有重要的作用,尤其是在果實(shí)發(fā)育的后期,果實(shí)中鈣含量的多少影響著果實(shí)的品質(zhì)及儲(chǔ)存和運(yùn)輸。翟忠琴[23]研究表明,施鈣可以提高葡萄糖度和延長貯藏期。徐興林等[24]關(guān)于高效鈣在葡萄上的應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明,果實(shí)補(bǔ)鈣后,可使葡萄含糖量增加。管學(xué)強(qiáng)等[25]研究了噴鈣對(duì)紅地球葡萄果實(shí)鈣含量和品質(zhì)的影響,研究結(jié)果表明,果穗噴施硝酸鈣顯著增加了果實(shí)可溶性固形物含量。劉鑫銘等[26]研究表明,噴施鈣肥能顯著提高夏黑葡萄果實(shí)中可溶性固形物、總糖及維生素C含量,降低果實(shí)酸度,延長采后貯藏時(shí)間。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,‘夏黑’葡萄外源噴施鈣肥可顯著影響果實(shí)品質(zhì),外源噴施不同濃度的氨基酸鈣和硝酸鈣溶液均能提高葡萄的果實(shí)硬度、可溶性固形物和可溶性糖含量,降低可滴定酸含量,其中噴施0.1%氨基酸鈣溶液、0.5%硝酸鈣溶液的效果更佳。

    4 結(jié)論

    ‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗進(jìn)行外源噴施鈣肥處理可影響葡萄果實(shí)的糖酸積累以及其他果實(shí)品質(zhì)。外源噴施0.1%氨基酸鈣溶液可促進(jìn)果實(shí)成熟期果糖和葡萄糖的積累,抑制酒石酸和草酸的降解,顯著增加果實(shí)硬度和可溶性糖含量,并顯著降低可滴定酸含量。外源噴施0.5%硝酸鈣溶液可促進(jìn)果實(shí)成熟期果糖、葡萄糖、蔗糖和草酸的積累,促進(jìn)酒石酸、檸檬酸的降解,顯著增加果實(shí)硬度、可溶性固形物和可溶性糖含量,降低可滴定酸含量。綜合糖酸組分和其它果實(shí)品質(zhì),葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期,外源噴施0.5%硝酸鈣溶液提升‘夏黑’葡萄果實(shí)品質(zhì)效果更佳。

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