土壤含水量對駿棗裂果和品質的影響研究

楊芯芳，張川疆，楊 植，黃 建，王振磊

（1.塔里木大學植物科學學院，南疆特色果樹高效優質栽培與深加工技術國家地方聯合工程實驗室，新疆生產建設兵團南疆特色果樹生產工程實驗室，新疆阿拉爾843300；2.新疆生產建設兵團塔里木盆地生物資源保護與利用重點實驗室，新疆阿拉爾843300；3.西北農林科技大學林學院延安大學生命科學學院陜西省黃土高原特色植物與生態重點實驗室，西安710054）

棗屬于鼠李科棗屬植物，原產于中國，是我國特有的果樹資源。棗樹栽培區域廣，適應性強，抗旱耐瘠薄，可用于在沙地和鹽堿地栽培[1]。進入21世紀以后，我國棗產業分布發生根本性轉變，新疆地區棗樹種植面積持續增長，產量和面積均超過了內地傳統棗區。主要原因是內地成熟期降雨量增加，導致制干棗裂果嚴重，經常造成災害性損失，棗裂果給生產造成巨大的經濟損失[2]。

水分是引起棗果裂果的重要因素。在果實成熟期遇到連續雨天，或者空氣濕度過高，果實就會迅速吸水膨脹，而果皮不能滿足果肉的生長速度，進而導致果實開裂，引起棗果發生裂果[3]。周洲[4]研究表明不同土壤質地，土壤濕度的輕微改變會在短時間內改變果實生長模式同時引起裂果。于澤源[5]認為，果實在發育前期干旱少雨，成熟時多雨容易引起裂果，這是由于土壤含水量大幅度變化造成供給果實的水分急劇增加的緣故。拓俊絨[6]認為，在果實生長前期若土壤過分干旱，果皮的細胞生長勢減弱，造成果皮和果肉組織生長不一致；進入近成熟期，若連續降雨或遇暴雨，根系通過吸收大量水分而使果實急劇增大，果肉細胞體積膨壓增加，當膨壓超過果皮和果肉組織承受的最大壓力時，導致表皮脹裂而出現裂果。丁改秀[7]等認為在果實成熟期產生降雨，會出現積雨的現象，但此時根系吸水困難，果柄導管有畸形、堵塞等情況，所以主要是降雨導致果實果面吸水從而引起果實出現開裂現象，其途徑是從外界到果皮再到果肉。從已有文獻可知，通過田間水分控制試驗來研究水分變化與棗裂果的關系尚未見報道。因此，本文從果實白熟期開始設置不同水分處理，觀察不同處理下的裂果率及果實品質，研究水分對棗裂果及其他品質因素的影響，為防控裂果提供理論支持。

1 材料與方法

試驗樣地位于新疆阿拉爾市塔里木大學園藝試驗站內棗種質資源圃，北緯40°32′50″，東經81°18′5″，海拔974.5 m，年降水量50 mm，年均氣溫10.7 ℃，溫帶大陸性氣候，土壤類型為沙土。選取棗種質資源圃內3 a 生駿棗作為試驗材料，田間管理水平一致。試驗植株采用限根栽培的形式，栽植于高20 cm，底面直徑為25 cm的圓柱形樹袋中。每個處理6株，每2 株一次重復。對轉色期前期（8月3日）進行控水，于白熟期（8月26日）至全紅期（10月5日）進行土壤水分處理，采用滴灌灌溉，用一個滴頭（6 L∕h）澆水6 h達到樹袋最大田間持水量，已測定樹袋的最大田間持水量為40.03%。滴頭流量相同時，通過控制滴頭數量使土壤含水量達到樹袋最大持水量的45%（±5%）、60%（±5%）、80%（±5%）（文章闡述時分別用土壤含水量45%、土壤含水量60%、土壤含水量80%代替），控制土壤含水量保持在上下限范圍內，即土壤含水量40%～50%、55%～65%、75%～85%，土壤含水量測定使用土壤水分測定儀實時監控，試驗期間設防雨棚。

分別于白熟期、半紅期、全紅期調查各處理單株的裂果率，（從樹冠東、南、西、北、中各選取20個果實，統計開裂數，果實出現細微縫隙即為裂果）。同時在白熟期、半紅期、全紅期測定果實不同土壤含水量VC、可溶性蛋白質、可溶性糖、淀粉、脯氨酸等指標。VC 測定采用鉬氨酸比色法，果糖、葡萄糖、蔗糖含量采用高效液相色譜法，可溶性糖、淀粉采用蒽酮硫酸法，可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍法測定，總酚含量采用福林酚法測定，脯氨酸含量采用茚三酮比色法測定[8]。

2 統計與分析

采用單因素方差分析，用SPSS、DPS、Excel軟件進行。

3 結果與分析

3.1 不同土壤含水量對駿棗裂果的影響

由表1可知，駿棗裂果率在各個時期土壤含水量45%及60%時，均無裂果現象，土壤含水量80%均裂果，裂果率為全紅期＞半紅期＞白熟期，分別為19%±3.245 5＞10%±0.930 9＞2%±0.577 4。

表1 不同土壤含水量駿棗裂果率 %

3.2 不同土壤含水量對駿棗品質的影響

3.2.1 不同土壤含水量對駿棗果實維生素C、總酚含量的影響

由圖1可知，在果實發育過程中，不同土壤含水量駿棗的維生素C含量半紅期、全紅期差異不顯著。白熟期維生素C含量土壤含水量80%顯著高于土壤含水量45%和60%，分別高1.184 0、1.301 2 mg∕g。

由圖2可知，不同土壤含水量駿棗的總酚含量在半紅期、全紅期沒有顯著差異，白熟期土壤含水量80%極顯著高于土壤含水量45%、顯著高于土壤含水量含水量60%的總酚含量，分別高1.165 1、0.357 4mg∕g；半紅期、全紅期差異不顯著，土壤含水量60%均處于較高含量。

3.2.2 不同土壤含水量對駿棗果實淀粉含量、可溶性糖含量、糖酸比的影響

由圖3可知，不同土壤含水量駿棗的淀粉含量在白熟期各處理淀粉含量差異不顯著，土壤含水量80% 最大，為0.2560%；半紅期土壤含水量60%的淀粉含量極顯著高于土壤含水量45%、80%，分別高0.698 9、0.611 3 個百分點；全紅期土壤含水量45%的淀粉含量顯著高于土壤含水量60%、80%，分別高0.302 1、0.117 0個百分點。

由圖4可知，不同土壤含水量駿棗的可溶性糖含量在白熟期含量差異不顯著；半紅期土壤含水量60%、80%可溶性糖含量顯著高于45%土壤含水量，分別高3.810 7、3.584 6 個百分點；全紅期45%含水量的可溶性糖含量高于60%、80%土壤含水量，分別高6.400 4、4.542 4個百分點。

由圖5可知，不同土壤含水量駿棗的糖酸比差異不同。白熟期沒有顯著差異；半紅期土壤含水量60%的糖酸比極顯著高于土壤含水量45%、80%，分別高15.091 7、13.115 3 個百分點；全紅期土壤含水量60%的糖酸比顯著高于土壤含水量45%、80%，分別高16.263 1、27.090 4 個百分點，在半紅期、全紅期土壤含水量60%糖酸比均處于高水平。

3.2.3 不同土壤含水量對駿棗果實果糖、葡萄糖、蔗糖含量的影響

由表2可知，不同土壤含水量駿棗的果糖含量在白熟期、半紅期沒有顯著差異；全紅期土壤含水量60%果糖含量顯著高于45%、80%土壤含水量，分別高4.1、5.29個百分點。

表2 不同田間土壤含水量對駿棗果糖、葡萄糖、蔗糖的影響 %

不同土壤含水量駿棗的葡萄糖含量不同。白熟期差異不顯著；半紅期土壤含水量60%的葡萄糖含量顯著高于45%、80%土壤含水量，分別高4.1、3.79 個百分點，土壤含水量80%的葡萄糖含量顯著高于45%土壤含水量，高0.31 個百分點。

土壤含水量60%駿棗的蔗糖含量在半紅期極顯著高于45%、80%土壤含水量，分別高14.13、8.87個百分點。

3.2.4 不同土壤含水量對駿棗可溶性蛋白質、脯氨酸含量的影響

由圖6可知，各時期不同土壤含水量的可溶性蛋白質含量差異顯著，白熟期土壤含水量60%的可溶性蛋白質含量顯著低于45%、80%土壤含水量，分別低50.047 2、106.871 6 μg∕g；半紅期土壤含水量60%含量與45%土壤含水量無顯著差異，而顯著低于80%土壤含水量，低45.668 5 μg∕g；全紅期土壤含水量60%的可溶性蛋白質含量顯著低于45%、80%土壤含水量，分別低29.829 2、54.895 7 μg∕g。

由圖7可知，各時期不同土壤含水量的脯氨酸含量差異顯著，白熟期土壤含水量60%的脯氨酸含量顯著高于45%、80%土壤含水量，分別高27.021 7、77.668 8 μg∕g；半紅期土壤含水量45%與60%脯氨酸含量沒有顯著差異，而都顯著低于80%土壤含水量，分別低138.784 2、137.072 7 μg∕g；全紅期土壤含水量60%和80%的脯氨酸含量差異不顯著，而都顯著高于45%土壤含水量，分別高92.447 7、105.384 3 μg∕g。

4 討 論

4.1 土壤水分與駿棗裂果的關系

土壤水分被植物根系吸收后，在植物體內以根系→莖→果實（或葉片）的途徑進行著連續不斷的單向流動，果實對土壤水分的吸收主要從果柄部位進行[9]。于澤源[5]研究表明，果實在發育過程中，前期干旱少雨，近成熟時高溫多雨容易引起裂果，這是由于土壤含水量大幅度變化造成供給果實的水分急劇增加的緣故。土壤水分含量與空氣濕度的劇裂變化，特別是在果實的形成與發育期土壤長期干旱后突然遇水，果實內膨壓加大，導致果皮的生長與果肉的增長不能適應，是引起裂果的主要原因。當棗果處于白熟期至半紅期時，隨著降雨量增大，降雨的時間加長，降雨的次數增多，棗果發生裂果的現象就越嚴重[10]。

本研究結果表明土壤含水量最高時（80%）裂果率顯著大于低含水量，且隨著果實發育過程，其裂果率由2%增至19%、裂果指數由0.004增至0.038，明顯增加。本研究結果與王艷[11]在靈長武棗的研究結果一致。因此保持適當的土壤水分含量，合理地降低灌溉量，能有效地防治駿棗的裂果。

4.2 土壤水分與駿棗品質的關系

戚飛[12]認為，土壤含水量高達90%～95%時，會提高自由基清除率，而適當減少水分含量，能提高維生素C 及總酚含量，同時也達到了節水效果。本研究表明，駿棗維生素C、總酚含量在白熟期隨著土壤含水量的增加而增加，這與其研究一致。當土壤含水量80%時，此時維生素C、總酚含量均最高，但發生裂果現象，原因可能是發育前期存在維生素C、總酚含量高但DPPH 清除能力、FRAP 抗氧化能力低現象[13]。可溶性糖是合成其他有機溶質的能量來源，對細胞質膜和原生質膠體有穩定作用。可溶性糖含量的升高主要是滲透調節以及低溫促進糖類物質的合成導致的，可溶性糖含量降低，主要是因為組織消耗了較多的可溶性糖來增加抗性[14]。本研究表明，駿棗果實可溶性糖及淀粉含量在半紅期及全紅期有顯著差異，半紅期為土壤含水量60% ＞80%＞45%，而全紅期為土壤含水量45%＞80%＞60%，總體含量及糖酸比呈現上升趨勢，這與前人[15]研究一致。在駿棗果實糖組分中，果糖越多，駿棗口感越甜，在全紅期，土壤含水量60%果糖含量高。植物受傷害時，首先是細胞膜發生物相變化，膜蛋白的疏水集團十分不穩定，導致膜蛋白結合磷脂的能力降低，成為游離態的蛋白質，故可溶性蛋白質含量增加[16]，當土壤含水量為60%時，植物可溶性蛋白質均處于低水平，此時受到傷害程度最低。本研究表明，隨著水分含量的增加，半紅期、全紅期駿棗果實中脯氨酸含量增加，這與前人[17]研究一致。

5 結 論

駿棗果實中可溶性蛋白質、脯氨酸及裂果率在各時期均有顯著差異，土壤含水量80%時，均發生裂果現象，其中半紅期土壤含水量60%時2者含量最佳，全紅期土壤含水量45%脯氨酸含量最佳，且無裂果。不同土壤含水量處理下的棗果維生素C、總酚、果糖含量在白熟期有顯著差異，80%土壤含水量效果最佳，但發生裂果現象，故60%土壤含水量處理更適合；可溶性糖、淀粉含量及糖酸比在半紅期及全紅期有顯著差異，半紅期60%土壤含水量各指標高，全紅期45%土壤含水量各指標高；將土壤含水量在果實白熟期及半紅期控制在60%，到全紅期減少含水量為45%更適合駿棗品質的提高，從而達到節水和減少果實開裂的效果。