陳珍 曹幫華 耿穎 劉煒 曹曉楠 趙鈺琪 王可欣 李圣波 諸葛緒欽



摘要:【目的】探究葉面噴施不同濃度鈣、鎂、硼肥對皺皮木瓜果實產量和品質的影響,探索最佳濃度,為皺皮木瓜合理噴施葉面肥提供科學依據。【方法】以3 年生皺皮木瓜長俊為試驗作物,于果實發育期分別噴施0.1%、0.2%、0.3%的CaCl2(C1、C2、C3),0.5%、1.0%、1.5%的MgSO4(M1、M2、M3)和0.1%、0.2%、0.3%的硼砂(B1、B2、B3)溶液肥,以清水(CK)為對照。在果實成熟后對果實產量和品質進行測定和分析?!窘Y果】葉面肥各處理都能在不同程度上提高果實產量和品質。處理M1 提高產量效果最佳;處理B3 在改善品質方面效果最好,果實縱徑、橫徑、單果質量、固酸比最大,可溶性固形物、齊墩果酸含量最高。C1 處理果實含水量最高,C2 單寧含量最低,C3 氨基酸、類黃酮、蛋白質含量最高;M1 淀粉含量、超氧化歧化酶活性最高;B1 果膠含量最高;B2 可滴定酸含量最低,維生素C、可溶性糖含量最高。主成分分析結果顯示,各處理得分從高到低排序依次為B3>M1>C2>C3>B1>M3>B2>M2>C2>CK。【結論】綜合產量和品質因素考慮,在皺皮木瓜果實發育期間葉面噴施0.3%硼砂、0.5%MgSO4、0.2%CaCl2溶液肥效果較好。
關鍵詞:皺皮木瓜;中微量元素;葉面肥;產量;品質;綜合評價
中圖分類號:S668.2 文獻標志碼:A 文章編號:1009-9980(2023)04-0724-11
皺皮木瓜[Chaenomeles speciosa(Sweet)Nakai]又名貼梗海棠,為薔薇科(Rosaceae)木瓜屬(Chaenomeles)的落葉灌木,栽培歷史悠久,遺傳資源豐富,是我國特有的經濟樹種[1]。木瓜果實被稱為“百益之果”,果實中含可溶性固形物、可滴定酸、果膠、齊墩果酸、單寧、氮基酸、類黃酮、維生素C、超氧化物歧化酶等物質,集藥用、食用價值于一身,是具有重大開發價值的珍品水果[2]。隨著木瓜加工產業迅速發展,已研制出木瓜飲料、果脯、果醬、果酒、果醋等食用產品[3]。此外,木瓜保健產品也具有很大的市場潛力,木瓜作為一種藥材,具有平肝舒筋、健脾開胃、祛風除濕、和胃化濕之效,可用于抗腫瘤、抑菌、利尿和治療胃潰瘍、糖尿病等,其含有的五環三萜類、黃酮類化合物和超氧化物歧化酶等還具有較高抗氧化活性[4-8]。因此,市場對木瓜果實的需求量大大提高,對果實的品質也有了更高的要求,在栽培中提高果實的產量和品質是提高市場競爭力的核心。
合理施肥是提高果實產量和品質的重要措施之一。在實際生產中,由于當地木瓜栽培技術水平低,缺乏平衡施肥技術,在生產上過多施用氮、磷、鉀肥,而忽視中微量元素肥的施用,導致果實產量低、品質差[9]。研究表明,中微量元素對植物的生長發育和新陳代謝起著重要調控作用,對果品產量和品質的形成有著重要的影響。鈣不僅是植物生長發育所必需的中量營養元素,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[10]。張偉等[11]的研究表明,盛花期后20 d 噴施鈣肥可顯著增加南果梨單果質量、橫縱徑和總鈣含量,并減少石細胞積累;劉鑫銘等[12]的研究發現,鈣肥施用對提升巨峰葡萄外觀著色、內在品質及不同部位鈣含量等均起到一定作用;鎂是葉綠素的組成成分,促進葉綠素的形成,參與光合作用以及各類營養成分的合成[13]。鎂還是植物體內多種酶的活化劑[14]。馬曉麗等[15]的研究表明,土施和葉面噴施鎂肥能夠顯著提高葉片鎂含量,提升硝酸還原酶活性,增加可溶性蛋白和可溶性糖含量,增加果皮花色素含量,提高果實可溶性固形物含量,降低可滴定酸含量,提升了果實外在和內在品質;硼對植物的生理代謝、養分平衡以及有些酶的活性是必不可少的[16]。楊俊等[17]的研究顯示,合理噴施硼肥能夠使黃金蜜柚果實增大,可食率提高,裂瓣率和粒化指數下降,可溶性固形物、維生素C和總糖含量提高,可滴定酸含量降低,果肉著色向著更深、更紅、更黃、更亮的方向轉變。
生產中常用的2 種施肥方式為根際施肥與葉面噴肥[18]。與根際土壤施肥相比,葉面噴肥可快速、簡便地補充作物所需微量元素,直接作用于農作物葉片表面,通過分布在葉面的氣孔、葉表面角質層的親水小孔和葉片細胞的質外連絲被植物吸收,具有用量少、利用率高、肥效好等優點[19]。因此筆者在本研究中采用了葉面噴肥的方法。目前,葉面肥在糧食、蔬菜、瓜果方面都得到了廣泛應用。趙銀平等[20]的研究表明,噴施葉面肥可以提高設施番茄生長勢和果實品質。謝英添等[21]的研究表明,7 種葉面肥均能增加西瓜主莖粗與葉片葉綠素含量,提升西瓜產量。對于皺皮木瓜施肥的研究,已有一些施用氮磷鉀復合肥對果實產量和品質影響的報道[22],但增施中微量元素肥對木瓜果實產量和品質影響的研究較為鮮見。筆者在本研究中以皺皮木瓜長俊為試驗作物,通過在果實發育期對果樹葉片噴施不同濃度的鈣肥、鎂肥、硼肥,比較不同處理對木瓜果實品質和產量的影響,以此探尋木瓜葉面噴施鈣肥、鎂肥、硼肥的合理濃度,為木瓜科學施肥、平衡施肥提供理論依據,推動木瓜產業發展。
1 材料和方法
1.1 試驗地概況
試驗于2021 年在山東省臨沂市河東區湯河鎮木瓜園區內進行。湯河鎮地處沂沭河沖積平原,屬溫帶季風半濕潤海洋性氣候,四季分明。
1.2 試驗材料
供試土壤:土層深度為0~20 cm 時,pH 值為6.97,全鹽含量(w,后同)0.17%,有機質9.52 g·kg-1,全氮0.9 g · kg- 1,水解性氮114.8 mg · kg- 1,有效磷90.79 mg· kg-1,速效鉀149.01 mg· kg-1;土層深度為20~40 cm 時pH 值為6.86,全鹽量0.17%,有機質6.36 g·kg-1,全氮0.58 g·kg-1,水解性氮91 mg·kg-1,有效磷57.48 mg·kg-1,速效鉀96.39 mg·kg-1。
供試作物:選取園區內生長發育良好、樹勢相對一致、無明顯病蟲害的3 年生皺皮木瓜長俊,株行距2 m×3 m。
供試肥料:無水氯化鈣(CaCl2 ≥ 96% 國藥集團化學試劑有限公司)、無水硫酸鎂(MgSO4 ≥ 98% 國藥集團化學試劑有限公司)、十水合四硼酸鈉(Na2B4O7 · 10H2O ≥ 99.5% 國藥集團化學試劑有限公司)。
1.3 試驗設計
試驗以清水做對照,葉面肥設置鈣、鎂、硼肥低濃度、中濃度、高濃度各3個水平,共10個處理(具體用量及編號見表1)。每3 株木瓜樹為1 個小區,1 個小區為1 次重復,每個處理3 次重復。
采用葉面噴施的方法,第1 次噴施時間為2021年6 月20 日,此后每隔10 d 左右噴1 次,共噴4 次。于無風的晴天16:00 后周密均勻地將溶液肥噴施在果實和葉片上,直到滴液為止。每株樹每次溶解肥料的用水量控制在500 mL,此用量剛好能使樹葉正反兩面噴透。其他栽培管理按正常田間管理進行。在果實成熟后采摘,測定單株產量,計數單株結實數,計算平均單果質量。并從每個處理中隨機選取果形良好、成熟度一致、無明顯病蟲害和機械損傷的果實3 個,共取30 個果實作為樣品,做好標記,放于車載冰箱中帶回實驗室,測量果實外在品質。用去離子水清洗后立即用液氮速凍,制成勻漿,于-80 ℃冰箱中保存備用,用于果實內部品質指標測定。
1.4 指標與測定方法
1.4.1 產量 采用普通臺秤測定單株產量(g);計數法測定單株結實數;以單株產量與單株結實數的比值代表平均單果質量(g)。
1.4.2 外在品質 采用精度為0.02 mm 的游標卡尺測量果實縱、橫徑(cm);以縱徑比橫徑代表果形指數。
1.4.3 口感品質 采用ATAGO PAL-1 數顯折射儀測定可溶性固形物含量(%);酸堿中和滴定法測定可滴定酸含量(%);以可溶性固形物與可滴定酸含量的比值表示固酸比;采用EDTA絡合滴定法測定單寧含量(%);105 ℃殺青30 min,80 ℃烘干至恒質量測定含水量(%)。
1.4.4 營養品質 采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量、淀粉含量(mg· g- 1);咔唑比色法測定果膠含量(%);微波法測定類黃酮含量(mg·g-1);高效液相色譜法測定齊墩果酸含量(μg·g-1);2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量(mg·100 g-1);茚三酮顯色法測定氨基酸含量(mg·kg-1);氮藍四唑(NBT)光化還原法測定SOD酶活性(U·g-1);G-250 考馬斯亮藍法測定蛋白質含量(mg·g-1)。
1.5 數據處理
試驗數據使用Microsoft Excel 2010 進行初步處理和圖表繪制;使用IBM SPSS 22 進行方差分析(ANOVA)、相關性分析(Pearson)和主成分分析(PCA),運用LSD和Duncan法進行多重比較。
2 結果與分析
2.1 不同處理下皺皮木瓜果實產量的差異
不同中微量元素肥處理對皺皮木瓜產量的影響如表2所示。結果表明,CK組木瓜果實每公頃產量為7105 kg,葉面噴施不同濃度鈣、鎂、硼肥,各處理單株產量差異顯著,單株結實數差異極顯著,平均單果質量差異不顯著。單株產量變化范圍是3 949.05~7 156.15 g,單株結實數變化范圍是9.67~14.83 個,平均單果質量變化范圍是409.35~563.75 g。
多重比較結果表明:與CK相比,處理M1 極顯著提高單株產量,增幅分別為81.21%;處理B1、C2顯著提高單株產量,增幅為75.85%、59.55%;其余處理單株產量與CK 差異不顯著。與CK 相比,處理M1 極顯著提高單株結實數,增幅為53.45%;處理B1 顯著提高單株結實數,增幅為32.76%;其余處理單株結實數與CK 差異不顯著。與CK 相比,處理B3、B2 均顯著提高平均單果質量,增幅分別為45.59%、37.72%;其余處理平均單果質量與CK差異不顯著。
2.2 不同處理下皺皮木瓜果實品質的差異
2.2.1 不同處理下皺皮木瓜果實外在品質的差異
不同中微量元素肥處理對皺皮木瓜果實外在品質的影響如表3 所示。結果表明,葉面噴施不同濃度鈣、鎂、硼肥后,各處理果實縱徑、橫徑、果形指數差異均不顯著??v徑變化范圍是11.82~15.50 cm,橫徑變化范圍是7.98~10.37 cm,果形指數變化范圍是1.34~1.73。
多重比較結果表明:與CK 相比,處理B3 極顯著提高果實縱徑,增幅為31.11%;處理C2、M3、C1顯著提高果實縱徑,增幅分別為27.54%、24.06%、20.86%;其余處理果實縱徑均提高,與CK差異不顯著。與CK相比,處理B3、M3 極顯著提高果實橫徑,增幅分別為29.94%、25.63%;處理M2、B1、M1 顯著提高果實橫徑,增幅為17.41%、15.60%、14.34%;其余處理果實橫徑均提高,與CK差異不顯著。所有處理果形指數與CK相比差異均不顯著。
2.2.2 不同處理下皺皮木瓜果實口感品質的差異
不同中微量元素肥處理對皺皮木瓜果實口感品質的影響如表4 所示。結果表明,葉面噴施不同濃度鈣、鎂、硼肥后,各處理果實固酸比、可溶性固形物、可滴定酸、單寧含量差異極顯著,含水量差異顯著。可溶性固形物含量變化范圍是7.77%~9.53%,可滴定酸含量變化范圍是1.74%~2.54%,固酸比變化范圍是3.40~5.06,單寧含量變化范圍是0.47%~1.56%,含水量變化范圍是86.40%~87.92%。
多重比較結果表明:與CK相比,處理B3 極顯著提高果實可溶性固形物含量,增幅為22.75%;處理C2、M2 顯著提高果實可溶性固形物含量,增幅分別為11.16%、10.73%;其余處理果實可溶性固形物含量均提高,與CK 差異不顯著。與CK 相比,處理B2、C3 極顯著降低果實可滴定酸含量,降幅分別為23.71%、18.97%;處理B3、B1、C2 顯著降低果實可滴定酸含量,降幅分別為16.23%、16.09%、15.04%;其余處理果實可滴定酸含量均降低,與CK差異不顯著。與CK相比,處理B3、B2、C2 極顯著提高果實固酸比,增幅分別為48.99%、39.13%、30.87%;處理B1、C3 顯著提高果實固酸比,增幅分別為26.86%、26.20%;其余處理果實固酸比均提高,與CK差異不顯著。與CK相比,處理C1、C2、C3、M2、M3 降低單寧含量,其余處理單寧含量升高。其中,處理C2、M2 極顯著降低果實單寧含量,降幅分別為58.22%、52.30%;處理M3、C3 顯著降低果實單寧含量,降幅分別為30.49%、29.40%;處理B2 極顯著提高果實單寧含量,增幅為39.29%;其余處理果實單寧含量與CK差異不顯著。與CK相比,除處理C3 外,其余處理含水量均提高。其中,處理C1 極顯著提高果實含水量,增幅為1.25%;處理M2 顯著提高果實含水量,增幅為0.90%;其余處理果實含水量與CK差異不顯著。含水量雖然差異顯著,但不同處理間數據差別并不大,可能是重復間差異小的原因。
2.2.3 不同處理下皺皮木瓜果實營養品質的差異
不同中微量元素肥處理對皺皮木瓜果實營養品質的影響如表5 所示。方差分析結果表明,葉面噴施不同濃度鈣、鎂、硼肥后,各處理果實淀粉、果膠、類黃酮、齊墩果酸、維生素C、氨基酸含量及SOD酶活性差異極顯著,可溶性糖含量差異顯著,蛋白質含量差異不顯著。淀粉含量變化范圍是128.90~182.97 mg·g-1,果膠含量變化范圍是2.32%~5.70%,類黃酮含量變化范圍是8.29~12.39 mg· g-1,齊墩果酸含量變化范圍是305.24~646.48 μg · g-1,維生素C含量變化范圍是138.07~199.44 mg· 100 g-1,氨基酸含量變化范圍是2 473.18~3 102.53 mg·kg-1,SOD酶活性變化范圍是764.24~1 960.80 U·g-1,可溶性糖含量變化范圍是213.83~277.62 mg·g-1,蛋白質含量變化范圍是2.36~2.81 mg·g-1。
多重比較結果表明:與CK相比,處理M3、C3、M1 極顯著提高果實淀粉含量,增幅分別為41.95%、39.18%、35.70%;處理M2、C2、B3 顯著提高果實淀粉含量,增幅分別為30.49%、30.25%、24.88%;其余處理果實淀粉含量均提高,與CK差異不顯著。與CK相比,處理B1、B2 極顯著提高果實果膠含量,增幅分別為145.69%、137.07%;處理B3、M3 顯著提高果實果膠含量,增幅分別為96.12%、76.72%;其余處理果實果膠含量均提高,與CK差異不顯著。與CK相比,處理B1 使果實類黃酮含量降低,且差異不顯著(p>0.05);處理C3、C2、C1、M1、M2、B3 極顯著提高果實類黃酮含量,其中C3 增幅最大,為42.86%;其余處理果實類黃酮含量均提高,與CK差異不顯著。與CK 相比,處理C1 使果實齊墩果酸含量降低,且差異不顯著;處理M3 使果實齊墩果酸含量提高,且差異不顯著;其余處理均極顯著提高果實齊墩果酸含量,其中B3 增幅最大,為102.00%。與CK相比,處理B2、B1、B3、M3、C3 極顯著提高果實維生素C 含量,增幅分別為44.44% 、32.61% 、29.94% 、22.59%、20.20%;處理M2 顯著提高果實維生素C含量,增幅為13.88%;其余處理果實維生素C 含量均提高,與CK差異不顯著。與CK相比,處理B2 使果實氨基酸含量降低,且差異不顯著;處理C3、C1、M2、C2 均極顯著提高果實氨基酸含量,增幅分別為25.36%、19.69%、14.96%、13.97%;處理M1、B3 顯著提高果實氨基酸含量,增幅分別為12.94%、11.12%;其余處理果實氨基酸含量均提高,與CK差異不顯著。與CK 相比,處理M3、B1、B3、C3、M1、B2、C2均極顯著提高果實SOD 酶活性,增幅分別為156.57%、142.57%、133.27%、122.64%、100.61%、77.94%、59.30%。處理M2 顯著提高果實SOD酶活性;處理C1 能提高果實SOD酶活性,但與CK相比差異不顯著。與CK相比,處理B2 極顯著提高果實可溶性糖含量,增幅為26.59%,其余處理對可溶性糖含量影響差異不顯著。與CK相比,所有處理對蛋白質含量影響差異均不顯著,其中C3 影響最大,增幅為12.19%。
2.3 不同處理下皺皮木瓜品質和產量差異的相關性和主成分分析
木瓜果實性狀間的相關性分析見表6,由表6 可知,各指標之間存在相關性。固酸比與可滴定酸含量呈極顯著負相關,與單果質量、縱徑、可溶性固形物、維生素C、齊墩果酸含量呈極顯著正相關,與SOD 酶活性也存在顯著正相關關系。其余性狀間亦存在相關關系,各性狀提供的信息發生重疊,各單項指標對皺皮木瓜評價所起的作用也不盡相同,不能直接利用單個指標準確評價不同處理對產量和品質影響的綜合作用結果。因此,對皺皮木瓜果實的產量及品質共19 個果實品質指標進行主成分分析(PCA),采用KMO檢驗法和Bartlett 球體檢驗法進行因子分析的適用性檢驗。結果顯示,KMO 值等于0.608,Bartlett 球體檢驗sig 小于0.01,說明原變量適合做主成分分析。
經計算得6 個主成分因子的特征向量。主成分特征值、貢獻率、累計貢獻率及其特征向量如表7 所示。由表7 可知,根據特征值大于1 的原則,得出6 個主成分,累積貢獻率達到80.013%( >80%),基本保留了19 個指標的信息,達到果實品質分析的可信標準,因此可以采用這6 個主成分對皺皮木瓜果實品質進行綜合評價。在6 個主成分中,第1 主成分特征值為4.958,方差貢獻率為26.096%,主要由固酸比、維生素C 含量、可滴定酸含量、縱徑、單果質量、可溶性固形物含量、SOD 酶活性、齊墩果酸含量和橫徑決定,反映果實口感和外形品質;第2 主成分特征值為3.262,方差貢獻率為17.169%,主要由類黃酮、氨基酸、單寧、淀粉和果膠含量決定,反映果實營養品質;第3 主成分特征值為2.27,方差貢獻率為11.948%,主要由單株產量決定,反映果實產量;第4 主成分特征值為2.032,方差貢獻率為10.693%,由蛋白質含量和單株結實數決定;第5 主成分特征值為1.417,方差貢獻率為7.456%,由含水量和可溶性糖含量決定;第6 主成分特征值為1.264,方差貢獻率為6.652%。
以各個主成分方差貢獻率占6 個主成分累積方差貢獻率的比率為權重,乘以各個主成分得分,得到不同處理的綜合得分,獲得數學模型比如下:
Y = 0.326 1 Y1 + 0.214 6 Y2 + 0.149 3 Y3 + 0.133 6Y4+ 0.093 2 Y5+ 0.083 1 Y6。
主成分得分和綜合得分情況如表8 所示。由表8 可知,各處理綜合得分由高到低排序次為B3>M1>C2>C3>B1>M3>B2>M2>C1>CK。各處理綜合得分均高于CK。由此可見,葉面噴施鈣、鎂、硼肥對木瓜果實品質和產量均有不同程度提升,其中,處理B3 后綜合得分最高,表明其對木瓜果實品質和產量的綜合提升效果最好。
3 討論
果實的產量直接影響了經濟效益,果實品質是外在品質和內在品質的綜合[23],品質的優劣直接影響著消費者的選擇,口感品質的優劣決定了果實的商品價值高低[24]。本試驗中研究了葉面噴施不同濃度的CaCl2、MgSO4和硼砂溶液肥對木瓜果實產量和品質的影響。研究結果顯示,不同處理下皺皮木瓜果實產量和品質均有不同程度提高。
3.1 鈣對皺皮木瓜果實產量和品質的影響
鈣肥3 個濃度中,0.1% CaCl2處理下果實單寧含量最低、果實含水量最高;0.3% CaCl2處理下果實類黃酮、蛋白質、氨基酸含量最高。主成分分析綜合評價得分最高的是0.2% CaCl2。在實際生產中,若是想提高出汁率,降低果實澀味,可葉面噴施0.1% Ca-Cl2;若是主要考慮營養價值,可葉面噴施0.3% Ca- Cl2;若是想提高果實產量和品質綜合價值,可葉面噴施0.2% CaCl2。
3.2 鎂對皺皮木瓜果實產量和品質的影響
鎂肥3 個濃度中,0.5% MgSO4處理下單株產量最高,單株結實量最多;1.5% MgSO4處理下果實淀粉含量、SOD酶活性最高。主成分分析綜合評價得分最高的是0.5% MgSO4。在實際生產中,若是想總產量最高,創造最大經濟效益,可葉面噴施0.5% Mg-SO4;若是主要考慮營養價值,可葉面噴施1.5% Mg-SO4;若是想提高果實產量和品質綜合價值,可葉面噴施0.5% MgSO4。
3.3 硼對皺皮木瓜果實產量和品質的影響
硼肥3 個濃度中,0.1%硼砂溶液處理下果實果膠含量最高,0.2%硼砂溶液處理下果實維生素C、可溶性糖含量最高,可滴定酸含量最低,0.3%硼砂溶液處理下果實縱徑、橫徑和單果質量最大,齊墩果酸、可溶性固形物含量最高,固酸比最大。0.3%硼砂溶液主成分分析綜合評價得分最高。在實際生產中,葉面噴施0.3%硼砂溶液能使果實最大程度增大增重,提高外觀品質;且能使固酸比比值最高,水果風味最佳;還能最大程度綜合提高果實產量和品質。筆者在本試驗中僅研究單一噴施鈣、鎂、硼肥的效果,對于鈣、鎂、硼肥配施對皺皮木瓜果實產量和品質的影響尚不明確,需今后進一步探討。
4 結論
筆者在本研究中選用的3 種中微量元素鈣鎂硼的3 個濃度都能不同程度提高皺皮木瓜果實產量和品質。葉面噴施0.3%硼砂、0.5% MgSO4、0.2% Ca-Cl2溶液肥對提升皺皮木瓜果實產量和品質效果最好。
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