植物生長調節劑對壺瓶棗果實品質的影響研究

李雙雙,潘忠成,2*,張鵬飛,張心心,鄭鵬飛,田利明,李蒲民

(1.陜西麥可羅生物科技有限公司,陜西 渭南 714200,2.哈爾濱工程大學材料科學與化學工程學院/教育部超輕材料與表面技術重點實驗室,哈爾濱 150001,3.山西農業大學園藝學院,山西 晉中 030600)

棗(ZiziphusjujubaMill.)是鼠李科棗屬的果樹,是中國栽培歷史長達3000多年最古老的栽培果樹之一。由于棗樹抗逆性、適應能力強,經濟、生態效益顯著等優勢,于我國大部分地區廣泛栽培,屬于優勢樹種。棗功能成分含量豐富,同時又為補中益氣、養血安神、緩和藥性的常用中藥,是集營養與醫療保健于一體的優質滋補品[1]。我國是世界棗樹栽培大國,目前,總栽培面積近200×104hm2,年產量約540×105t,約占全世界的99%[2]。壺瓶棗作為山西十大名棗之一,被譽為紅棗中的上品[3],也是滋補身體的佳品。山西省太谷縣被國家林業局授予“中國棗鄉”之名,同時也是國內第一批現代農業示范區,其名優特產壺瓶棗作為國家地理標志產品,是中國最好的棗品種之一[4]。近些年,隨著壺瓶棗的種植面積不斷增加,其產量也隨之不斷提高[5]。關于棗果實常規品質研究的報道有很多。蔣卉等[6]在對新疆地區引進的不同鮮食棗品種的主要品質進行分析時研究發現不同鮮食棗:單果重7.9～35.6g,果形指數1.04～1.97,可食率93.97%～97.47%,可溶性固形物的含量25.55%～39.48%,可滴定酸含量0.22%～0.59%。

植物生長調節劑用來調節果樹在不同的生育期內生長發育,有吸收迅速、效率高、用量省、作用大等優點,被廣泛用于果樹營養的補充,改善品質,提高產量,預防早衰的重要栽培技術之一[7]。目前,我國農業生產中使用簡便、應用廣泛的是生長素與GA類的化合物,被廣泛的應用于蔬菜、棉花、果樹等作物提高產量方面。果實檔次及其價格是取決于果實的外觀品質[8],包括果實單果重、縱橫徑、風味、顏色等常規品質,而且果實的大小與其單果重呈現極顯著的正相關關系[9],同時也是作為重要的指標來衡量果實的外觀品質。其中果品的優劣是消費者選擇的關鍵,而果品的價格又是果農關注的重心,為了提高果品的價格并滿足消費者的購買理念,便需提高果實品質來實現。很多學者為提高果品的外觀品質曾做過大量研究,周艷孔[10]研究發現噴施葉面肥能夠有效促進草莓的生長發育,對果實品質、單株產量和單果重均有提高。宋柏權等[11]通過研究發現調節劑能夠提高百粒重、株粒數、生物產量等,改善了大豆籽粒的品質。張峰等[12]的研究發現葉面施用鈣能夠提高庫爾勒梨果實的單果重和果實硬度。周進華[13]研究認為噴施GA能夠保證各品種的葡萄果粒膨大較顯著,且可滴定酸的含量和果皮厚度有所增加。說明調節劑、葉面肥等對草莓、大豆、梨、葡萄等果實的外觀品質有提高的作用。

本課題選定了GA、克裂一號、ABA和α-萘乙酸鈉調節劑,對棗果進行不同調節劑處理,并測定不同生長時期果實常規品質,并進行動態分析調節劑對棗果實常規品質的影響。并通過對棗果實常規品質指標含量變化分析比較植物生長調節劑對壺瓶棗果實常規品質的影響,為棗果實提高常規品質技術的研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于山西省太谷縣壺瓶棗示范園,園區樹形為小冠疏層形,樹齡15年,株行距4m×6m,采用一般露地栽培的常規管理模式。

在2019年幼果生長開始進行試驗處理,同時采樣測定各試驗指標。本試驗4個處理:試驗組為赤霉素(GA)、脫落酸(ABA)、克裂一號(實驗室自配)、α-萘乙酸鈉,以噴施清水為空白對照組(CK)。選擇生長良好,樹勢強健、枝葉繁茂且管理水平基本一致的壺瓶棗樹,采用完全隨機區組設計方法,每個處理5個重復,每小區兩株。

1.2 試驗方法

1.2.1 噴施處理及采樣 試驗所用的GA、ABA、克裂一號和α-萘乙酸鈉分別配制適宜得濃度。在2019年8月初開始噴施,10 d噴施1次,共6次。第1次采樣在噴藥的前10 d,之后均在每次噴藥之前采樣,共7次。采樣時在每株果樹4個方向均進行采樣,每個方向5粒左右。采樣果實要求果形飽滿、發育良好、無病蟲害、無機械損傷、成熟度一致。試驗中指標的測定均采用鮮棗試樣進行測定。

1.2.2 成熟度判定 根據果皮顏色以及果肉質地等的變化情況差異,棗果實成熟過程劃分為白熟期、脆熟期和完熟期3個階段。白熟期:能達到固有形狀及大小,此期間果皮由綠轉為綠白色或乳白色,質地比較疏松,果汁少。脆熟期:果皮增厚,自梗、果肩逐漸著色,直至全紅,果肉質地發脆,汁液增多,具備了果實特有風味。完熟期:脆熟期之后15 d左右,果皮顏色進一步加深,出現微皺,近果柄端開始轉黃,近核處轉變成黃褐色,質地從近核處開始逐漸向外變軟,果實開始出現自然落地現象。

根據實地采樣時觀察可判斷試驗過程中果實在7月21日和8月1日采樣時為幼果期,8月11日、8月21日以及9月1日采樣時為白熟期、9月11日采樣時為脆熟期,9月21日和9月29日采樣時為完熟期。

1.2.3 測定方法 ①單果重:用電子分析天平測定,并作好數據記錄。②果形指數:用數顯游標卡尺對棗果實的縱徑和橫徑進行測定,并作好數據記錄。果形指數是縱徑與橫徑的比值。③含水量:用ADAM水分測定儀測定。取切薄后的果肉1.0g,儀器調零,將果肉平鋪放置于鐵盤表面,進行含水量測定。④可溶性固形物:用數顯折光儀測定。⑤可滴定酸:采用氫氧化鈉滴定法,參照高俊鳳等[14]的方法,稍作修改。其中計算可滴定酸的含量,以蘋果酸克數為換算系數。

1.2.4 數據處理 試驗所得數據使用Excel進行整理,并利用SPSS 21.0軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對單果重的影響

果實單果重動態變化如圖1所示。隨著壺瓶棗果實的生長發育,單果重總體呈現先上升后下降的趨勢。方差分析表明:白熟期8月21日,α-萘乙酸鈉處理的果實單果重顯著高于CK、GA、ABA和克裂一號處理(P<0.05),分別高出15.41%、16.16%、28.55%和15.59%。脆熟期9月11日,克裂一號處理后單果重顯著高于GA、ABA處理,分別高出17.83%和12.13%。完熟期GA、ABA、克裂一號和α-萘乙酸鈉處理單果重與CK相比差異均不顯著(P>0.05)。

圖1 不同處理對壺瓶棗單果重的影響注:數據為平均數±標準誤,小寫英文字母表示0.05水平差異顯著性。下同。

2.2 不同處理對果形指數的影響

果實果形指數動態變化如圖2所示。隨著壺瓶棗果實的生長發育,果實的果形指數總體上波動很小。方差分析表明:在果實生長發育的前期,不同處理間均沒有表現出顯著性差異(P>0.05);脆熟期9月11日和完熟期9月21日,GA、ABA、克裂一號和α-萘乙酸鈉處理的果實果形指數與CK相比均無顯著差異(P>0.05),其中9月11日GA和α-萘乙酸鈉處理的果形指數顯著高于ABA處理的(P<0.05),分別高出6.92%和7.27%,9月21日α-萘

圖2 不同處理對壺瓶棗果形指數的影響

乙酸鈉處理的顯著高于克裂一號處理的(P<0.05),高了6.69%。

2.3 不同處理對含水量的影響

果實含水量動態變化如圖3所示。果實含水量百分數總體上呈現從平緩到下降的過程。方差分析表明:在果實生長發育前期,不同處理間均沒有表現出顯著性差異(P>0.05);白熟期9月1日,CK和GA處理的果實含水量與ABA處理相比有顯著差異(P<0.05);脆熟期9月11日,克裂一號處理的果實含水量與CK、GA、ABA和α-萘乙酸鈉處理相比有顯著增加(P<0.05),分別增加了10.48%、9.34%、16.76%和10.08%;完熟期9月21日,與CK相比,ABA處理含水量顯著降低(P<0.05)。

圖3 不同處理對壺瓶棗含水量的影響

2.4 不同處理對可溶性固形物的影響

果實可溶性固形物含量動態變化如圖4所示。可溶性固形物含量在壺瓶棗果實整個的發育過程中是不斷積累增加的,總體上呈現一個平緩上升到快速上升的過程。方差分析表明:在果實生長發育的前期,不同處理間均沒有表現出顯著性差異(P>0.05);白熟期9月1日,α-萘乙酸鈉處理的果實的可溶性固形物的含量顯著高于GA和克裂一號處理的(P<0.05),分別高出19.61%和22.17%;脆熟期9月11日,ABA、α-萘乙酸鈉處理顯著高于CK、GA、克裂一號處理的(P<0.05)。完熟期9月21日,ABA處理顯著高于CK、α-萘乙酸鈉處理(P<0.05)分別高出25.11%和32.57%。

2.5 不同處理對可滴定酸的影響

果實可滴定酸含量動態變化如圖5所示。果實可滴定酸含量總體上呈現先下降后上升的趨勢。方差分析表明:白熟期8月11日,ABA處理的果實可滴定酸含量顯著高于CK、克裂一號和α-萘乙酸鈉處理的(P<0.05),其中ABA處理極顯著高于CK和α-萘乙酸鈉處理(P<0.01),且ABA處理高于其他四個處理,高出CK、GA、克裂一號和α-萘乙酸鈉處理分別為23.23%、4.49%、9.08%和23.14%。脆熟期GA、ABA、克裂一號和α-萘乙酸鈉處理的果實可滴定酸含量與CK相比差異均不顯著(P>0.05)。完熟期α-萘乙酸鈉處理顯著高于GA處理的,同時也高于其他處理,高出CK、GA、ABA和克裂一號分別為11.83%、17.18%、5.57%和9.31%。

圖4 不同處理對壺瓶棗可溶性固形物含量的影響

圖5 不同處理對壺瓶棗可滴定酸含量的影響

3 討論

壺瓶棗在整個發育過程中不僅會受到光照、溫度、水肥以及氣體環境等多種環境因素的影響,還會受到品種、土壤等因素的限制。本試驗致力于相同的外界環境對壺瓶棗進行植物生長調節劑的處理,對壺瓶棗果實品質的動態變化討論如下。

3.1 α-萘乙酸鈉處理對不同時期的果實的單果重有促進作用

白熟期α-萘乙酸鈉處理使果實單果重增加,此結論與劉世紅等[15]通過噴施萘乙酸對果實的單果質量顯著增加的研究結果一致。這可能源于α-萘乙酸鈉具有一定的生長素的活性,并被作為膨大素來提高果實的單果質量。米淑玲[16]研究結果發現噴施赤霉酸藥液也可以顯著提高滄州的金絲小棗果實的單果質量以及單位面積的產量,本試驗GA處理對棗果單果重有增大作用但并不顯著,與米淑玲研究結果存在部分差異,可能是由于研究區的地理環境以及氣候環境不同造成的。

3.2 α-萘乙酸鈉處理對不同時期的果實的果形指數有促進作用

GA和α-萘乙酸鈉處理果形指數顯著高于ABA處理的,分別高出6.92%和7.27%,且完熟期α-萘乙酸鈉處理的顯著高于克裂一號處理的,高了6.69%。此結果與張慧等[17]研究發現噴施α-萘乙酸鈉的處理能使果實的果形指數有明顯的增加的結果保持一致;而楊斌[18]和吳偉民等[19]研究結果與本試驗噴施GA后的壺瓶棗果實的果形指數與CK相比無顯著差異這一結果有略微的差別,這可能與樣品的栽培設施有關,魏可葡萄是采用的溫室栽培技術,而壺瓶棗采用的是露天栽培,不同的設施栽培對果實的生長發育所起到的作用不甚相同。

3.3 克裂一號處理能有效增大棗果的含水量利于鮮棗提高品質,ABA處理能有效降低棗果含水量利于制干

脆熟期棗果含水量克裂一號處理與CK、GA、ABA和α-萘乙酸鈉處理相比有顯著增加,分別增加了10.48%、9.34%、16.76%和10.08%;完熟期與CK相比,ABA處理含水量出現顯著降低,且制干棗果,最佳采收期是完熟期,此時含水量少,制干率高。

3.4 ABA、α-萘乙酸鈉處理對果實的可溶性固形物的含量有促進作用

白熟期到脆熟期是果實營養不斷積累的過程,在白熟期α-萘乙酸鈉處理果實的可溶性固形物含量顯著高于GA和克裂一號處理,同時也高于其他處理,此結果與張慧[17]和李紅衛等[20]的研究結果相同。趙金鳳等[21]研究噴施GA對歐李果實品質的影響時發現,GA可顯著增加果實的可溶性固形物含量,與本試驗研究結果相反,這可能與成熟期的不同有關,其中歐李果實在七八月便開始陸續的成熟,此期間有較強的光照以及較高的溫度,使歐李果實的品質優化,而棗果實的成熟期較歐李果實晚。楊斌[18]和吳偉民等[19]研究發現,噴施GA能夠降低可溶性固形物的含量,此研究結果與本試驗一致。

3.5 GA處理可降低棗果可滴定酸的含量,在一定程度上改善口感,提高果實風味

白熟期8月11日到完熟期果實的可滴定酸的含量處于一個上升的過程,白熟期ABA處理顯著高于CK、克裂一號和α-萘乙酸鈉處理的,其中ABA處理極顯著高于CK和α-萘乙酸鈉處理,高出CK、克裂一號和α-萘乙酸鈉處理分別為23.23%、9.08%和23.14%;完熟期α-萘乙酸鈉處理顯著高于GA處理的,同時也高于其他處理。馬文瑤[22]研究發現,噴施ABA降低了葡萄果實的可滴定酸含量,可知本試驗的研究結果與馬文瑤[22]噴施ABA降低了葡萄果實的可滴定酸含量這一結論一致。與李紅衛等[20]噴施ABA所得結論相反,這可能與調節劑處理的時期有關,即采收前和采收后調節劑處理產生的結果存在差異。

4 結論

噴施赤霉素、脫落酸、克裂一號、α-萘乙酸鈉等處理不會降低壺瓶棗果實的品質。不同生長調節劑在棗果的不同生長發育期間起到的作用不盡相同,但可以根據所需棗果的成熟程度來選定不同生長調節劑進行處理達到需要的效果。