根施蘋果酵素對草莓植株生理特性及果實品質的影響

高潼，盛夏薇，吳琦杰，簡新月，邢佳茵，周秉超，黃寧旺，蔣琪瑋，肖偉，李玲

（作物生物學國家重點實驗室 / 山東農業大學園藝科學與工程學院，山東 泰安 271018）

草莓（Fragaria ananassa Duch.）設施栽培中，由于復種指數高，大量施用化學農藥，引起土壤營養元素失衡、土傳病害發生、土壤次生鹽漬化程度加劇等問題，造成草莓生長發育受阻、品質下降等連作障礙[1，2]，影響了草莓產業的可持續發展。因此，亟需開發既能提高草莓果實品質，又能改良土壤的環保肥料，以滿足草莓種植戶和市場的需求。

水果酵素是以新鮮水果、果皮、果渣經發酵制得的微生物制劑[3]，富含多種微生物以及其代謝產生的蛋白酶、水解酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶、過氧化氫等[4]，能分解礦物質形成有效態養分。酵素體系中富含的微生物以及有機質、氮、磷和鉀等養分，能促進土壤團聚體的形成，改善土壤結構[5]；富含的有機酸能增加土壤中細菌、放線菌等微生物的數量[6]，優化土壤微生物種群結構，改善根際環境，從而達到促進植物生長、改善品質的效果。杜文艷等[7]報道，蘋果酵素能顯著提高土壤過氧化氫酶、脲酶等有關養分轉化酶的活性，增加速效養分含量，還能抑制土壤連作病原菌繁殖，減輕連作障礙，同時對促進平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率、生物量有一定效果。顧廣軍等[8]報道，酵素能夠提高土壤有機質、全氮、全磷以及堿解氮含量，為蘋果植株生長發育提供充足養分，促進苗木長高和加粗，改善葉面理化性質。普燕爽等[9]利用酵素在朝天椒上進行綠色高產栽培試驗，取得了良好效果。康利允等[10]報道，酵素能夠顯著提高甜瓜產量，改善果實風味，果實中心、邊緣的可溶性固形物含量分別較對照提高13.6%和24.9%。孫雨濃等[11]報道，酵素能夠提高菠菜幼苗的POD 和SOD 活性，對清除活性氧，保護膜脂過氧化系統，以及提高植物抗逆境脅迫能力具有重要意義。但截至目前，酵素對草莓植株生長發育和果實品質等方面的影響研究較少。以草莓品種雪里香為試材，對蘋果酵素與草莓植株生理特性和果實品質的關系進行研究，旨為草莓綠色種植以及適于草莓的水果酵素開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 蘋果酵素原液 將成熟蘋果果渣（含果皮）、紅糖和水按照質量比3 ∶1 ∶10 的比例厭氧發酵180 d以上，發酵初期每天松蓋攪拌，后期避光密封保存。發酵液呈棕黃色，清澈透亮，pH 值4.5，果香味濃厚。將發酵液用濾網過濾，濾液即為蘋果酵素原液。

1.1.2 植物材料 參試草莓品種為雪里香。選用長勢一致、健壯無病蟲害、短縮莖粗1 cm、具4～5 片葉的穴盤苗，2021 年9 月24 日定植。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗在山東農業大學南校區實驗站16 號棚（北緯36.20°，東經117.11°）內進行。蘋果酵素原液與水的體積比分別設 1 ∶1 （T）1、1 ∶2 （T）2和1 ∶0（T）33 個處理，在草莓盛花期根施蘋果酵素稀釋液，每3 d 灌根1 次，每次10 mL/株，直至果實紅熟期，共灌根10 次；以施用等量清水為對照（CK）。灌根時間為10﹕00。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 草莓生長指標。從根施蘋果酵素稀釋液1 d后開始，每3 d 隨機選取各處理的8 株草莓植株，選擇心葉從內至外的第2 片功能葉，用游標卡尺測量葉柄長度和葉寬；隨機選取展平的功能葉片6～8 片，用95%乙醇提取葉綠素，用分光光度計測定吸光度（λ=665 nm，λ=646 nm，λ=470 nm），計算葉綠素含量。

1.2.2.2 草莓葉片光合參數。2021 年12 月7 日（晴朗，無風），用CIRAS-II 型便攜式光合系統（英國，PP system）于9﹕30～11﹕30 測定健康功能葉的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和胞間CO2濃度。每處理隨機取3 株，每個葉片記錄3 次穩定數值。

1.2.2.3 草莓果實品質。草莓成熟后，每處理選取10～15 個果實，利用電子天平稱量單果質量；利用手持折光儀測定可溶性固形物含量；采用NaOH 滴定法[12]測定可滴定酸含量；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍染色法測定可溶性蛋白含量；利用分光光度計法測定維生素C 含量；采用紫外比色法測定花青素、總酚和類黃酮含量。

1.2.3 數據統計與分析 利用WPS Office Excel 2019軟件對試驗數據進行統計分析和制圖，利用IBM SPSS Statistics 25 軟件對數據進行差異顯著性檢驗和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 根施蘋果酵素對草莓生長的影響

根施蘋果酵素的稀釋倍數不同，對草莓葉柄長度生長的影響程度也不一樣（圖1），但對葉寬影響不大（圖2）。草莓葉柄長度隨處理時間的延長呈逐漸增長趨勢，根施不同稀釋倍數的蘋果酵素，葉柄長度的增長率不同。根施蘋果酵素初期，各處理的草莓葉柄長度差異均不顯著。12 月10 日，T1和T2處理的葉柄長度增加較多，分別較CK 提高39.4%和33.8%，差異達到了顯著水平。草莓葉寬呈現處理初期增長迅速，12月4 日之后增長緩慢、趨于穩定的趨勢，12 月10日T1、T2、T3處理和 CK 的葉寬分別較 11 月 25 日增加0.552、0.536、0.490 和0.418 cm，但差異不顯著。綜合分析認為，T1處理促進草莓生長效果最好。

圖1 根施蘋果酵素對草莓葉柄長度的影響Fig.1 Effects of root application of malzyme on petiole length of strawberry

圖2 根施蘋果酵素對草莓葉寬的影響Fig.2 Effects of root application of malzyme on leaf width of strawberry

2.2 根施蘋果酵素對草莓光合作用的影響

根施蘋果酵素的稀釋倍數不同，對草莓葉片葉綠素含量的影響程度也不一樣（圖3）。根施初期，不同處理的草莓葉片葉綠素含量差異均不顯著。隨著根施蘋果酵素時間的延長，不同稀釋倍數處理的效果出現差異，12 月1～4 日T1處理的葉片葉綠素含量顯著＞其他處理，12 月10 日各處理的葉片葉綠素含量順序為T1＞T2＞CK＞T3，其中 T1處理的葉片葉綠素含量增長最快，較CK 提高56.1%。可以看出，T1處理提高草莓葉片葉綠素含量效果最好。

圖3 根施蘋果酵素對草莓葉片葉綠素含量的影響Fig.3 Effects of root application of malzyme on leaf chlorophyll content of strawberry

根施蘋果酵素的稀釋倍數不同，對草莓葉片光合參數的影響程度也不一樣（表1）。T1和T2處理可顯著提高草莓葉片光合參數，其中T1處理效果最好，葉片凈光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率、氣孔導度分別較CK 提高27.8%、16.3%、11.4%和27.0%；T3處理的葉片光合參數普遍與CK 差異不明顯。可以看出，T1處理提高草莓葉片光合參數效果最好。

表1 根施蘋果酵素對草莓葉片光合參數的影響Table 1 Effects of root application of malzyme on photosynthetic parameters of strawberry leaves

2.3 根施蘋果酵素對草莓果實品質的影響

根施蘋果酵素的稀釋倍數不同，對草莓果實品質的影響程度也不一樣（表2）。根施蘋果酵素后均可提高果實的可溶性固形物含量，降低果實的可溶性糖含量，但與CK 相比差異均不顯著，其中T1處理的可溶性固形物含量最高、可溶性糖含量較高；對其他品質指標的影響，不同稀釋倍數的效果不同。T1處理能夠提高果實單果重，單果重最大，較CK 提高17.0%，而其他2 個處理均導致單果重降低，但3 個處理的指標值與CK 差異均不顯著。T1和T3處理可顯著提高果實的可滴定酸含量，分別較CK 提高13.9%和6.6%；T2處理可降低果實的可滴定酸含量，但與CK 差異不顯著。根施蘋果酵素可提高果實的Vc 含量，其中T1和T2處理效果顯著，指標值分別較CK 提高34.1%和15.2%；但會導致果實的可溶性蛋白含量降低，其中T1和T3處理與CK 差異不顯著。綜上分析認為，T1處理提高草莓果實品質效果最好。

表2 根施蘋果酵素對草莓果實品質的影響Table 2 Effects of root application of malzyme on fruit quality of strawberry

根施蘋果酵素均可提高果實的總酚、類黃酮和花青素相對含量，但不同稀釋倍數對各指標的影響程度不同（圖4～6）。T1處理的總酚含量最高，且與其他處理差異均達到了顯著水平，其中較CK 提高58.8%。T1處理的類黃酮含量最高，與T3處理差異不顯著，但二者均與CK 和T2處理差異達到了顯著水平，其中較CK 提高60.3%。根施蘋果酵素均可顯著提高果實的花青素含量，指標值增幅為40.5%～80.2%，其中T3處理的指標值最高，與T1處理（74.1%）差異不顯著，但顯著＞T2處理。綜合分析認為，T1處理提高草莓果實總酚、類黃酮和花青素相對含量效果最好。

圖4 根施蘋果酵素對草莓果實總酚含量的影響Fig.4 Effects of root application of malzyme on total phenolic content of strawberry fruits

圖5 根施蘋果酵素對草莓果實類黃酮含量的影響Fig.5 Effects of root application of malzyme on flavonoid content of strawberry fruits

圖6 根施蘋果酵素對草莓果實花青素含量的影響Fig.6 Effects of fruits on anthocyanin content of strawberry fruits

3 結論與討論

根施蘋果酵素可以提高土壤肥力，改善根際土壤理化環境，有利于緩解草莓植株現蕾期至果實成熟期因根系養分吸收量、干物質占比持續下降而引發的養分供應持久度降低問題[13]，對促進草莓植株地上部干物質積累具有重要意義；同時，酵素體系含有大量的有機養分和植物激素，對調節植株生長發育起到重要作用。本研究結果表明，根施不同稀釋倍數的蘋果酵素有利于草莓植株的營養生長，體現在葉柄伸長、葉寬增大方面，其中T1處理效果最好。

楊文靜等[14]報道施加酵素可以提高蘋果植株葉片N、P、K、Fe、Mg、Mn、Cu 和 Zn 等礦質營養的含量，這些礦質營養是構成葉綠素、電子傳遞體以及光合碳還原循環中許多中間產物的成分，有效提高葉片質量。韓亞萍[15]研究表明，酵素是通過提高蔗糖合成過程中關鍵酶SPS 和SS 的活性，促進蔗糖和淀粉形成與分配，從而提高植物體內碳代謝強度，促進光合產物的合成與轉化。本研究結果表明，根施蘋果酵素能夠提高草莓植株葉片的葉綠素含量、蒸騰速率、氣孔導度、胞間CO2濃度和凈光合速率，改良葉片光合效能，有利于果實器官積累各種營養物質和功能成分，其中T1處理效果最好。

包萬柱等[16]研究表明，酵素處理的紫蘇葉片MDA和H2O2含量降低，能夠減輕氧化脅迫對植物細胞產生的傷害，延緩細胞衰老，增強植株抗氧化脅迫能力。也有研究報道，酵素處理是通過提高辣椒抗氧化物酶活性，顯著降低在干旱和冷害下的萎蔫率，與促進植株生長顯著相關[17，18]。本研究結果表明，根施蘋果酵素能夠提高草莓果實總酚、類黃酮、花青素和Vc 等抗氧化功能性物質的含量，有利于提高草莓果實的抗氧化能力，且與植株生長、葉片光合性能密切相關，其中T1處理效果最好。清除自由基，激活抗氧化物酶體系、果實抗氧化活性物質積累與酵素中高含量的黃酮類化合物、酚類化合物、花色苷、超氧化物歧化酶、有機酸等活性成分的協同作用有關[19，20]。

本研究發現，根施蘋果酵素原液的草莓植株較其他處理生長緩慢，植株矮小，結實率低。蘋果酵素原液處理的植株葉柄長、葉寬等營養指標，以及葉片葉綠素含量、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導度、凈光合速率等指標均低于CK，且其果實單果重、可溶性固形物含量、可溶性糖含量等品質指標未得到顯著提升，原因可能是根施較高濃度的酵素抑制了植株生長發育，致使品質得不到改善。李霜霜等[21]報道，酵素原液、稀釋10 倍、稀釋30 倍酵素處理的菜心產量均較對照減產。有研究表明，稀釋倍數低于100 倍的酵素對植株幼苗CAT 活性起到明顯的抑制作用，之后隨著稀釋倍數的增大，抑制作用減弱[11]。

一定稀釋倍數酵素處理草莓植株能顯著促進植株營養生長，提高葉片光合速率、單果質量、果實抗氧化活性物質含量，果實可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸含量改善不明顯。根施蘋果酵素、水體積比為1 ∶1 的蘋果酵素能夠較好地促進草莓植株營養生長，提高果實品質，同時實現果樹殘體組織資源化，在保證草莓綠色優質生產時良性調控土壤，提高農業系統中健康土壤—微生物—植物生態系統的內穩性[22]，推動我國農業可持續性發展。