葉面增施光碳核肥對(duì)茂谷柑生長發(fā)育與品質(zhì)的影響

伍 崢，洪明偉，楊榮萍，吳興恩，何莉娟，丁 麗，張鴻昌，楊學(xué)虎

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院，云南 昆明 650100；2.云南農(nóng)村干部學(xué)院，云南 昆明 650201；3.云南省滇臺(tái)特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化工程研究中心，云南 昆明 650201；4.云南永勝縣濤源鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合中心農(nóng)業(yè)辦，云南 永勝 674200；5.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 熱帶作物學(xué)院，云南 普洱 665000)

0 引言

【研究意義】光碳核肥(CO2捕集劑)是一種經(jīng)科學(xué)配方后采用物理方法組成的新型清潔肥料，其主要成分為小球藻、酵母糖、氨基酸、交換劑、吸附劑和活化劑等[1-2]，2012年獲國家發(fā)明專利(專利號(hào)：ZL201210024006.3)，2016年獲農(nóng)業(yè)部登記(登記證號(hào)：農(nóng)肥<2016>準(zhǔn)字5326號(hào))[3]。光碳核肥通過葉面施肥的方式噴灑在作物葉片表面，吸附大氣中的CO2富集于作物周圍，提高作物光合作用水平，加快葉綠素的生成，從而加強(qiáng)作物的生長和干物質(zhì)積累功能。因長期施用傳統(tǒng)肥料引起了土壤板結(jié)、施肥效果不佳和作物生長不良等問題，而光碳核肥打破了直接供給植物養(yǎng)分的傳統(tǒng)施肥方式，且操作簡單、綠色環(huán)保[4]。因此，研究葉面增施光碳核肥對(duì)作物生長發(fā)育的影響，對(duì)提高作物生長質(zhì)量和保育耕作土壤具有現(xiàn)實(shí)意義。【前人研究進(jìn)展】已有研究表明，葉面增施光碳核肥能提高作物產(chǎn)量，提升作物品質(zhì)[4-5]。劉玉蘭等[4]研究表明，在水稻葉面噴施4次光碳核肥后，提高了水稻的精米率、整精米率、直鏈淀粉含量和食味值等，堊白粒率和堊白度顯著下降，有效提升水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)；劉領(lǐng)等[5]研究表明，葉面噴施光碳核肥增加烤后上部煙葉的單葉質(zhì)量、鉀含量、總糖含量、還原糖含量、糖堿比及鉀氯比，提高烤后煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。【研究切入點(diǎn)】目前，光碳核肥在果樹[6]、蔬菜[7-8]和大田作物[9-10]上均有研究，而在柑橘上的應(yīng)用研究報(bào)道相對(duì)較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】探究葉面增施光碳核肥對(duì)柑橘果實(shí)生長發(fā)育與品質(zhì)的影響，以期為改善柑橘栽培管理技術(shù)以及光碳核肥的生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年5月至2022年2月在云南省永勝縣片角鄉(xiāng)中國農(nóng)村專業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)永勝科技小院(100°34′3"E，26°2′42"N)進(jìn)行。試驗(yàn)地位于永勝縣最南邊，屬金沙江干熱河谷氣候，晝夜溫差大，海拔1 460 m，年均氣溫20.5℃，年均降水量610 mm，降水多集中在6—9月，年蒸發(fā)量2 600 mm[11]。

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 茂谷柑 選取12株同一果園灌水量和施肥量相同，生長勢相近，無病蟲害及樹體營養(yǎng)狀況良好的6年生枳殼砧木茂谷柑，來源于云南省永勝縣片角鄉(xiāng)中國農(nóng)村專業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)永勝科技小院。

1.1.2 肥料 光碳核肥(酵母糖10%，微藻20%，吸附劑5%，氨基酸10%，純凈水60%，吸水劑2%，活化劑1%，絡(luò)合劑1%，膠體劑1%)[12]，購自南陽東侖生物光碳科技有限公司。

1.1.3 儀器設(shè)備 SM208-5電子游標(biāo)卡尺，購自成都成量工具集團(tuán)有限公司；BSAI24S電子天平，購自賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；NR110 3nh精密色差儀，購自三恩時(shí)科技有限公司；PAL-1數(shù)顯折光儀，購自廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)4個(gè)處理：CK，施加等量清水；T1，V光碳核肥︰V水=1︰100；T2，V光碳核肥︰V水=1︰150；T3，V光碳核肥︰V水=1︰200。每處理3次重復(fù)，每重復(fù)3株，分別于5月13日、6月2日、6月21日和7月11日進(jìn)行增施，南北行向，株行距2.0 m×3.5 m。

1.3 試驗(yàn)方法

于2021年5—7月對(duì)茂谷柑進(jìn)行增施光碳核肥，每次間隔19～21 d，葉片正反面均作處理，以葉片產(chǎn)生水膜為標(biāo)準(zhǔn)，其他田間管理措施按果園常規(guī)方式進(jìn)行。茂谷柑坐果后，每株樹冠中部外圍標(biāo)定5個(gè)大小均一的果實(shí)，對(duì)其橫徑、縱徑和果皮色差等發(fā)育情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測；于2021年7月19日、9月3日、10月18日、12月3日和2022年1月18日，每株果樹選取3個(gè)發(fā)育正常的果實(shí)，測定果重、維生素C和有機(jī)酸等指標(biāo)。

1.3.1 果實(shí)橫徑和縱徑測定 定期使用電子游標(biāo)卡尺測量每個(gè)標(biāo)記果實(shí)的橫徑(果實(shí)赤道橫切面的直徑)和縱徑(果實(shí)頂端到尾部的距離)，每個(gè)果實(shí)測量3次，取平均值，并計(jì)算果形指數(shù)。

果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑

1.3.2 單果重和果肉重測定 為防止果實(shí)水分蒸發(fā)，在采摘時(shí)留取果桿與少量葉片。稱重前先剪掉果桿，使用電子天平測定單果重，后將果皮除去進(jìn)行稱重，即得果肉重，并計(jì)算可食率。

可食率=(果肉重/單果重)×100%

1.3.3 果皮色差測定 用3nh精密色差儀測定果皮色差，測定位置為果實(shí)赤道兩點(diǎn)、頂部一點(diǎn)和底部一點(diǎn)，取平均值；測定L值(光澤明亮度，值越大代表越明亮)、a值(紅綠指標(biāo)，正值為紅色程度、負(fù)值為綠色程度)和b值(黃藍(lán)指標(biāo)，正值為黃色程度、負(fù)值為藍(lán)色程度)。

1.3.4 品質(zhì)測定 采用數(shù)顯折光儀測定可溶性固形物；酚酞-酸堿滴定法測定可滴定酸；高效液相色譜法測定可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C[13-15]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2016和SPSS 23.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與繪圖，用LSD法進(jìn)行單因素顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理茂谷柑果實(shí)的橫縱徑和果形指數(shù)

由圖1可知，不同處理茂谷柑果實(shí)的橫徑、縱徑和果形指數(shù)不同。橫徑和縱徑：各處理橫徑為25.21～74.86 mm，依次為T1>T3>T2>CK；縱徑為23.43～60.38 mm，依次為CK>T1>T3>T2。6月上旬至12月上旬為果實(shí)膨大期，各處理的橫徑和縱徑增長速度較快，T1、T2和T3均較CK大；12月3日至翌年1月18日果實(shí)進(jìn)入轉(zhuǎn)色期或成熟

圖1 不同處理茂谷柑果實(shí)的橫徑、縱徑及果形指數(shù) Fig.1 Transverse diameter,longitudinal diameter and fruit shape index of Murcott under different treatments

期，T1、T2和T3的橫徑和縱徑增長速度有所下降，CK的縱徑仍處于快速增長期，明顯高于其他處理。果形指數(shù)：各處理為0.76～0.99，T1、T2和T3隨時(shí)間呈下降趨勢，CK呈先降后升趨勢。表明，增施光碳核肥的果實(shí)更加偏扁圓形。

2.2 不同處理茂谷柑的果皮色差

從圖2看出，不同處理茂谷柑的果皮色差存在明顯差異。L*值：各處理為36.69～60.39，呈先降后升的趨勢。6月3日至9月3日，各處理變化較為平緩，果皮表面較為粗糙；9月3日至10月18日，各處理有大幅增加；10月18日至12月3日，T1、T2和T3持續(xù)增長提前進(jìn)入轉(zhuǎn)色期；翌年1月18日，依次為T1>T2>T3>CK，T1、T2和T3較CK分別提高3.60%、4.20%和2.40%。a*值：各處理為-1.62～24.82，呈先降后升的趨勢。6月3日至10月18日，各處理均為負(fù)值，表現(xiàn)為綠色；12月3日，T1、T2和T3大幅增加，分別為5.22、6.76和6.88，表現(xiàn)為偏紅色，CK為-1.18，表現(xiàn)為綠色；翌年1月18日，依次為T3>T2>T1>CK，以T3最大，較CK增加23.05%，效果明顯。b*值：各處理為15.00～54.81，呈先降后升的趨勢。9月3日，各處理開始增加；12月3日，T1、T2和T3分別為45.12、45.96和46.16，與CK差異較大，果皮更加偏黃；翌年1月18日，各處理間差異減小，T1、T2和T3較CK分別提高5.94%、7.85%和5.80%。綜合看，經(jīng)光碳核肥處理的茂谷柑果皮光亮度和黃色度更好。

2.3 不同處理成熟期茂谷柑的果實(shí)品質(zhì)

2.3.1 外觀品質(zhì) 由表1可知，不同處理成熟期茂谷柑果實(shí)的外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)差異明顯。橫徑：各處理為71.64～74.86 mm，依次為T1>T3>T2>CK，施肥處理較CK顯著提高3.77%～4.49%；縱徑：各處理為56.43～60.38 mm，依次為CK>T1>T3>T2，施肥處理較CK顯著下降6.19%～6.53%；果形指數(shù)：各處理為0.76～0.82，依次為CK>T1>T2=T3，施肥處理較CK顯著下降7.00%～7.22%；單果重：各處理為170.87～179.81 g，依次為T1>T3>CK>

表1 不同處理成熟期茂谷柑果實(shí)的外觀品質(zhì) Table 1 Appearance quality of Murcott under different treatments at maturity stage

T2，T1和T3分別較CK提高4.20%和0.05%，T2較CK下降0.90%；可食率：各處理為0.82～0.84，依次為T1>T2>T3=CK，T1和T2分別較CK提高2.44%和1.22%。

2.3.2 營養(yǎng)品質(zhì) 由表2可見，可滴定酸：各處理為1.27%～1.38%，依次為CK>T3>T2>T1，施肥處理較CK降低2.17%～7.97%；可溶性固形物：各處理為12.42～12.93，依次為T1>T3>T2>CK，施肥處理較CK提高2.42%～4.11%；固酸比：各處理為9.18～10.31，依次為T1>T2>T3>CK，施肥處理較CK提高5.45%～12.31%；果糖：各處理為37.52～42.15 mg/mL，依次為T1>T2>T3>CK，施肥處理較CK提高5.78%～12.34%；葡萄糖：各處理為68.75～83.80 mg/mL，依次為T1>T3>T2>CK，施肥處理較CK提高3.80%～21.89%；蔗糖：各處理為118.07～130.51 mg/mL，依次為T1>CK>T2>T3，T1較CK提高6.79%，T2和T3較CK下降3.17%和3.39%；蘋果酸：各處理為1.16～1.31 mg/mL，依次為CK>T2>T3>T1，施肥處理較CK降低2.29%～11.45%；檸檬酸：各處理為11.34～11.89 mg/mL，依次為CK>T3>T1>T2，施肥處理較CK降低1.60%～4.63%；抗壞血酸：各處理為13.05～14.45 mg/mL，依次為CK>T3>T2>T1，施肥處理較CK降低2.84%～9.70%。綜合看，經(jīng)光碳核肥處理的茂谷柑能加快可溶性糖的積累與有機(jī)酸的降解或轉(zhuǎn)化，有效提高固酸比，果實(shí)品質(zhì)得到較大改善。

表2 不同處理成熟期茂谷柑果實(shí)的營養(yǎng)品質(zhì) Table 2 Nutritional quality of Murcott under different treatments at maturity stage

3 討論

果實(shí)的發(fā)育規(guī)律和品質(zhì)優(yōu)劣不僅與品種有關(guān)，還與樹體營養(yǎng)及栽培管理措施相關(guān)。果實(shí)的大小取決于內(nèi)部細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞體積和細(xì)胞間隙的大小，主要受樹體營養(yǎng)水平和外界干預(yù)的影響，是評(píng)價(jià)果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[16]。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)光碳核肥處理的果實(shí)橫徑始終大于CK，但縱徑僅在果實(shí)膨大期大于CK，果實(shí)轉(zhuǎn)色期CK的縱徑仍以較快的增長速度進(jìn)行發(fā)育；果實(shí)成熟期的果形指數(shù)為0.76～0.77，CK為0.82。表明，經(jīng)光碳核肥處理后，茂谷柑樹體營養(yǎng)得到保障，果實(shí)能從葉片轉(zhuǎn)移更多的營養(yǎng)物質(zhì)，使得果實(shí)大小及重量得到改善。經(jīng)光碳核肥處理后的果實(shí)提前進(jìn)入轉(zhuǎn)色期或成熟期，擁有更長的果實(shí)轉(zhuǎn)色時(shí)間，使得果皮表現(xiàn)更加光澤，紅潤，成熟度更高，與王其松等[1]的研究結(jié)果相似。宿秀麗等[17]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)葉面噴施光碳核肥后的馬鈴薯出苗快、齊，生育期提前，有效增強(qiáng)植株生長力，補(bǔ)充后期塊莖膨大所需養(yǎng)分，從而顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量。

柑橘果實(shí)汁胞的可溶性糖主要包括果糖、蔗糖和葡萄糖。研究發(fā)現(xiàn)，茂谷柑蔗糖含量均較果糖和葡萄糖高，其中，果糖與葡萄糖含量在果實(shí)全發(fā)育時(shí)期逐漸增加，蔗糖含量主要在果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期累積，與鄧永輝等[18]的研究結(jié)果一致。柑橘含有多種有機(jī)酸，以檸檬酸為主，占有機(jī)酸總量的75.4%～99.5%，蘋果酸次之[19]。研究表明，光碳核肥處理的茂谷柑果實(shí)有機(jī)酸含量均較CK低，其可能原因是光碳核肥使柑橘成熟期提前，有機(jī)酸含量在果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期下降最為迅速。因此，與CK相比，增施光碳核肥的果實(shí)有較長時(shí)間進(jìn)行有機(jī)酸的降解或轉(zhuǎn)化。維生素C是柑橘營養(yǎng)物質(zhì)的重要組成部分，研究結(jié)果顯示，經(jīng)光碳核肥處理后果實(shí)的維生素C含量有所下降，其下降機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

不同稀釋比例光碳核肥處理茂谷柑的生長發(fā)育和品質(zhì)形成不同。經(jīng)光碳核肥處理的果實(shí)橫徑均大于CK，縱徑均小于CK；成熟期果形指數(shù)為0.76～0.82，以CK最大，果實(shí)更加偏扁圓形。果實(shí)提前進(jìn)入轉(zhuǎn)色期，成熟期果皮色差以T2最好，其L*、a*和b*值分別較CK提高4.20%、19.93%和7.85%。果糖、葡萄糖和蔗糖以T1最高，分別為42.15 mg/mL、83.80 mg/mL和130.51 mg/mL；CK最低，分別為37.52 mg/mL、68.75 mg/mL和122.21 mg/mL。蘋果酸、檸檬酸和抗壞血酸以CK最高，分別為1.31 mg/mL、11.89 mg/mL和14.45 mg/mL；蘋果酸和抗壞血酸以T1最低，分別為1.31 mg/mL和11.89 mg/mL；檸檬酸以T2最低，為11.34 mg/mL。固酸比以T1最大，為10.31；CK最小，為9.18。綜合看，果實(shí)更加偏扁圓形，果皮紅潤有光澤，且能加快可溶性糖的積累與有機(jī)酸的降解或轉(zhuǎn)化，有效提高固酸比，以V光碳核肥︰V水=1︰100處理的效果最佳。