不同濾光袋對石榴果實日灼及品質的影響

秦改花 賈波濤 蘇穎 劉春燕 黎積譽 曹榛 楊志于晴

關鍵詞：石榴；套袋；日灼；果實品質；主成分分析

石榴（PunicagranatumL.）是千屈菜科（Lythraceae）石榴屬多年生果樹[1]。石榴果實營養豐富、風味獨特，是我國重要的特色果樹。在中國，石榴生產面積已超過15萬hm2，形成了安徽懷遠、山東棗莊等8個傳統優勢產區[2]。石榴生產中，日灼現象發生普遍，日灼果實的商品性明顯降低。果實日灼是由高溫，高光輻射以及低濕度等引起的生理病害[3]。當石榴表面溫度達到45～50℃時，暴露于陽光一側的果實表面會發生嚴重曬傷[4]。

套袋是果樹生產中廣泛使用的一項技術，不同顏色的果袋決定了入射光的波長，不同波長的光代表不同的光質[5]。光質是影響果實品質形成的主導生態因子，會影響果實大小、果形指數、果肉硬度、可滴定酸含量、可溶性糖含量等[6]。紅光有利于提高植物體內碳水化合物的含量，藍光有利于提高蛋白質的含量[7]。草莓果實中，藍色膜可提高可滴定酸、可溶性蛋白和抗壞血酸（維生素C）的含量[8]。枇杷果實中，低透光率的雙層紙袋（內黑外灰）處理顯著增加了果實可滴定酸含量，降低了總糖和維生素C含量[9]。對石榴的套袋研究發現，套袋不僅可以保護果實免受疾病和害蟲的影響，還能顯著減少曬傷石榴果實比例，改變水果發育的微環境（如光質、光強、濕度等），有效提高石榴果實的內外品質[10]，但是不同顏色濾光袋對石榴果實日灼發生及果實品質影響的系統研究尚未見報道。

紅玉石籽是安徽傳統優良石榴品種，籽粒大，可食性高，風味醇厚，受到廣大消費者喜愛，但該品種極易發生日灼，導致其商品性下降。調查表明，樹冠西南象限（南面、西面和西南面）的果實最易發生日灼，而其他方位由于高溫、強光脅迫較少，發生日灼的幾率較小[11]。因此，本研究以紅玉石籽為材料，用不同顏色的濾光袋進行套袋處理，測定西南側果實表面溫度和光照強度，以及不同果袋類型對果實生理和品質指標的影響，旨在探明不同光質對石榴果實生長微環境及果實內外品質，尤其是日灼指數的影響，并為石榴防日灼果袋的篩選提供依據。

1材料與方法

1.1材料

試驗材料取自5年生石榴紅玉石籽，基地位于安徽省懷遠縣天兆石榴基地（32°97N，117°18E）。株行距為4.0m×4.0m，按照常規栽培措施管理。

于2020年盛花后50d（7月9日），選擇樹勢和負載量相對一致的健壯植株，噴施多菌靈可濕性粉劑800倍液，上午10：00前和下午16：00后對樹冠外圍大小相對一致的果實進行套袋。本研究選取的濾光袋包括紅色單層紙袋、綠色單層紙袋、藍色單層紙袋、白色單層紙袋和雙層牛皮紙袋。所用果袋均購自煙臺市好臺果制袋有限公司，規格為190mm×260mm，不同袋型對應光譜見表1，未套袋果實作為對照（CK）。每個處理90個果實，3個重復。果實近成熟時調查日灼發生情況，并采摘果實帶回實驗室，迅速剝離向光面果皮，切成小塊混樣，置于液氮中冷凍，隨后在?80℃下保存備用。

1.2方法

1.2.1套袋果實微環境監測結合往年石榴日灼發生時期，根據天氣預報，選擇連續10d最高氣溫大于35℃的晴天，對氣溫和果實表面的溫度和光照強度進行監測。將水銀溫度計掛在樹冠西南面樹外圍進行氣溫的實時監測。選取樹冠西南面的果實進行果實表面溫度和光照強度的監測，測定時間為上午9：30開始，以后每隔1h監測1次。每個處理測定10個果實，結果采用平均值。

果實表面溫度監測使用紅外測溫儀（RAYST20-XBAP，美國）進行。具體方法如下：將測溫儀的紅外探頭置于石榴果實表面進行溫度測定，待讀數穩定計數，套袋果實表面溫度測定需將探頭伸進果袋內部進行。光照強度的監測時間、部位與果實表面溫度相同，使用袖珍式數字照度表（LX1010Bs，欣寶科儀有限公司）進行測定。

1.2.2指標測定（1）果實日灼指數調查。在果實近成熟期，調查果實的日灼發生情況，并統計日灼發生率和日灼指數。日灼的分級標準參考LIU等[12]的分級方法。

本研究將石榴日灼分為4個等級，分別為：SB-0（CK，果面無日灼）；SB-1（果面出現輕微日灼癥狀，日灼部分出現暗紅斑點且面積不到總面積的1/4）；SB-2（果面褐色斑點開始逐漸明顯，占總面積的1/5～1/4）；SB-3（果面呈現黑褐色斑點，且開始出現壞死，占總面積的1/4及以上）。

日灼指數根據日灼等級，采用加權法進行。日灼發生率和日灼指數的計算方法如下：

日灼發生率=日灼果數/調查總果數×100%

日灼指數=Σ（各級日灼果數×各級代表值）/（調查總果數×最高級代表值）×100%

（2）果實品質指標測定。百粒重和籽粒出汁率測定方法按照《石榴質量等級》（LY/T2135—2019）進行。具體方法如下：每處理選取10個大小相對一致的健康果實，剝取籽粒，隨機取100粒進行稱重；稱重后的籽粒手動去除果肉，稱取核百粒重，并計算籽粒出汁率。籽粒出汁率=（百粒重-核百粒重）/百粒重×100%。

籽粒硬度的測定方法參照秦改花等[13]的方法進行。用TA-XT質構儀（StableMicroSystems，Surry，英國），HDV探頭，每處理隨機測定30個籽粒，3次重復，取平均值。

果皮厚度的測定，取果實胴部果皮用數顯游標卡尺（0～200mm，MNT美耐特，德國）進行厚度測定，結果用mm表示。每處理3個果實，3次重復，取平均值。果皮含水量采用烘干法進行測定[14]。

果實可溶性固形物（solublesolidscontent，SSC）含量的測定，取10個果實的混合果汁，用手持折光儀（PAL-1型，Brix0-53%，ATAGO，日本）進行測定。3次重復，計算平均值。可滴定酸（TA）含量采用酸堿滴定法進行測定[15]。可溶性糖含量采用蒽酮比色法進行測定[15]。

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量×100%

（3）果實生理指標測定。丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測定方法參考HEATH等[16]的方法，并作適當改良。主要步驟如下：0.7g石榴果皮中加7mL10%三氯乙酸（TCA），磨成勻漿后離心，取上清液作為待測液。2mL上清液+2mL0.6%硫代巴比妥酸搖勻（對照加2mL蒸餾水），置于沸水浴反應15min，迅速冷卻后再離心。取上清液測定532、600、450nm波長下吸光值。樣品MDA含量（nmol/g）=[（6.45×（OD532?OD600）?0.56×OD450）]×V總/W。其中V總表示測定體系總體積，W表示所取樣品質量。

相對電導率測定方法參考王紅亮等[17]的方法并做適當修改。每個處理隨機選擇10個果實，用直徑0.8cm的打孔器鉆取0.1cm的果皮原片，準確稱取1g，置入去離子水沖洗后的燒杯中。隨后加入30mL去離子水，立即使用電導率儀（PB-10，Sartorius，德國）測定相對電導率，記錄為L1。再將試管放入沸水浴中煮沸，冷卻后再次測定提取液的電導率，記錄為L2。最終的相對電導率計算方法為：相對電導率=L1/L2×100%。

1.3數據處理

數據處理使用Excel2019軟件，方差分析（ANOVA）、顯著性差異分析、主成分分析使用SPSS25.0（美國）軟件進行分析。

2結果與分析

2.1不同濾光袋內果實生長微環境

如圖1、圖2所示，不同濾光袋內果實生長的溫度和光照強度均呈規律性變化，溫度和光照的日變化均呈現先上升后下降的趨勢。

從圖1可以看出，5種濾光紙袋內果實表面溫度的日變化趨勢與氣溫一致。在10：30之前，5種果袋內溫度均小于空氣溫度。此后，隨著時間的推移，5種果袋內溫度逐漸高于氣溫，至14：30袋內溫度均高于氣溫，溫度從高到低依次為：牛皮紙袋、紅袋、白袋、綠袋、對照（CK，未套袋）、藍袋。在5種濾光紙袋中，11：30后，牛皮紙袋袋內溫度最高，藍袋內溫度最低，說明牛皮紙袋散熱效果較差，藍袋散熱效果較好。

不同顏色濾光袋內光強日變化趨勢與對照基本保持一致（圖2）。對照果實表面光照強度從9：30開始逐漸增加，在14：30達到最大，隨后逐漸下降，16：30降到最低。套袋可顯著降低果實接受到的光照強度，在11：30之后，白袋內光照強度比紅、綠、藍3種袋型更強。紅袋、綠袋、藍袋3種果袋內光照強度變化幅度無明顯差異。牛皮紙袋內光照強度為0，表明牛皮紙袋的遮光效果最好，白袋的遮光效果最差。

綜上所述，牛皮紙袋可有效遮光，但透氣性較差，導致果袋內部溫度較氣溫高6～7℃。藍袋內溫度與氣溫無顯著差異，而白袋、綠袋、紅袋均可使袋內溫度增加。紅袋、綠袋和藍袋均有較好的遮光效果，但不同袋型之間無顯著差異，而白袋對光照強度的影響最小。

2.2不同濾光袋對石榴果實外觀及日灼指數的影響

套袋可顯著改善石榴果實的外觀品質（圖3），但不同袋型之間有一定差異。套紅袋果實的著色效果較好，且著色均勻，無明顯日灼現象。套牛皮紙袋果實表面無日灼，但果實容易形成果銹。套藍袋后果實無日灼，果皮較光滑，但是果面不著色。套綠袋果實日灼率明顯下降，但是果實表面不光滑，產生果銹。套白袋果實日灼面積減少，但是果面不光潔。對套不同濾光袋后果實日灼指數進行調查后發現，套袋后石榴果實的日灼指數顯著降低（圖4）。套紅色、綠色、藍色、白色和牛皮紙袋果實的日灼指數分別比對照果實的日灼指數下降91.80%、84.10%、95.39%、62.42%和100%。綜合日灼指數和果實外觀品質，可以認為套紅袋對石榴果實外觀品質的改善效果最好。

2.3不同濾光袋對石榴果皮厚度和含水率的影響

果皮厚度和含水量直接影響石榴果實的外觀和耐貯性等特征，也是石榴重要的品質性狀。從不同濾光袋對石榴果皮厚度和含水率的影響結果來看，套袋可顯著增加石榴果皮厚度（圖5），套牛皮紙袋、藍袋、綠袋、紅袋、白袋的果皮厚度分別比對照增加90.10%、71.57%、62.62%、32.27%、7.99%，均達到顯著水平。對果皮含水量的分析發現，套牛皮紙袋后果皮的含水率顯著下降，比對照減小70.35%。其他袋型的果皮含水率略有增加，但與對照相比差異不顯著。

2.4不同顏色濾光袋對果皮MDA含量和相對電導率的影響

MDA含量和相對電導率可以反映果實細胞中的膜透性和電解質外滲情況。研究發現（圖6），套袋后果皮MDA含量顯著降低，套綠袋、牛皮紙袋、藍袋、紅袋、白袋果實的MDA含量分別比對照減小56.44%、52.66%、51.85%、32.91%、29.88%。套綠袋、紅袋、牛皮紙袋和藍袋果皮相對電導率分別比對照減小66.89%、35.14%、21.12%、16.64%。白袋果皮相對電導率與對照相比無顯著差異。結果表明，套紅袋、綠袋、藍袋、牛皮紙袋可以顯著降低日灼對果皮的損傷。

2.5不同濾光袋對石榴果實品質的影響

2.5.1石榴籽粒不同濾光袋對石榴籽粒百粒重、核百粒重、籽粒出汁率以及籽粒硬度等指標均有顯著影響（表2）。其中，套綠袋和紅袋果實的百粒重分別相比對照增加22.01%和13.79%，套白袋、藍袋和牛皮紙袋后百粒重較對照分別減少3.70%、17.46%和23.45%。套紅袋、綠袋、藍袋果實核百粒重較對照分別降低35.84%、25.95%、33.99%，套牛皮紙袋果實中內種皮的百粒重無顯著變化，套白袋果實的內種皮顯著增加20.70%。套袋也顯著降低石榴果實的籽粒硬度，藍袋、紅袋、白袋、牛皮袋、綠袋果實的籽粒硬度較對照分別降低16.30%、35.60%、35.60%、38.90%和56.30%。作為石榴食用部位的外種皮，是果實重要的商品性狀，其大小決定籽粒的出汁率。在本研究中，除牛皮紙袋外，套其余濾光袋果實的籽粒出汁率均有一定程度的提高，其中紅袋效果最好，比對照增加9.69%。

2.5.2風味物質含量對套不同濾光袋果實中的可溶性固形物（SSC）、可滴定酸（TA）、可溶性糖以及固酸比進行比較發現，套牛皮紙袋、藍袋和綠袋果實的可溶性固形物含量分別比對照增加11.20%、9.37%和7.03%（表2）。套袋也可一定程度上提高果實的可溶性糖含量，套紅袋、綠袋、藍袋果實的可溶性糖含量分別比對照增加26.72%、15.40%和23.57%。套藍袋和牛皮袋的可滴定酸含量較對照分別增加5.80%、11.60%、8.70%，套白袋果實的可滴定酸含量下降17.40%，套紅袋果實的可滴定酸含量較對照無顯著變化。固酸比作為反映果實風味的綜合指標，在本研究中，不同濾光袋對果實固酸比影響不大。

2.5.3果實品質的主要影響因子分析對不同濾光紙袋處理果實的百粒重、核百粒重、籽粒出汁率、籽粒硬度、果皮厚度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸以及固酸比等9個品質指標進行主成分分析，篩選反映不同濾光袋對石榴果實品質影響的主要因子。根據特征值大于1的原則，共提取3個主成分，這3個主成分的累積貢獻率達89.435%（表3）。從表4可以看出第一主成分代表指標為可滴定酸和可溶性固形物，其特征向量絕對值分別為0.965和0.910；第二主成分代表指標為可溶性糖，特征向量絕對值為0.872；第三主成分籽粒硬度具有最高的特征向量絕對值，為0.966。因此，套袋對果實品質的影響主要反映在可滴定酸、可溶性固形物、可溶性糖和籽粒硬度4個指標。

在主成分分析的基礎上，根據綜合評價模型計算不同濾光袋處理果實內在品質的綜合得分和排名（表5），綜合得分越高說明果實綜合內在品質越好。排名前2的為綠袋和紅袋，說明這2個袋型處理的石榴果實品質最好；白袋、未套袋果實的綜合得分排名靠后，說明這2個處理的石榴果實品質最差。

3討論

日灼是由高溫和強光造成的生理性傷害，果實日灼具有一定的閾值溫度。石榴果實發生日灼的閾值溫度為45～50℃[18]。日灼對石榴果實外觀品質具有很大影響。研究表明，套袋可有效保護果實免受陽光直射，從而減少日灼發生率[19]。在Wonderful石榴的研究中，與對照（未套袋）相比，套紙袋極大地降低了曬傷果實百分比[10]。此外，不同顏色（白色、藍色和紅色）濾光袋會提供特定的微域光環境[20]。在本研究中，相比于未套袋，套袋果實日灼指數降低，明顯改良了石榴外觀品質，驗證了前人的觀點。在本研究中，與未套袋果實相比，不同濾光果袋內溫度明顯增加，其中牛皮紙袋內的溫度明顯超過石榴日灼發生的閾值溫度。同時，套袋也顯著降低了光照強度，如牛皮紙袋具有極好的遮光效果，其袋內光照強度降至0Lux，且套牛皮紙袋果實的日灼指數為0。因此，本研究認為套袋可能主要通過減弱強光脅迫來提高果實抗日灼能力，同時，不同顏色濾光袋對光照的減弱和過濾效果有所不同，造成了石榴果實不同的抗日灼能力。但是套綠袋和牛皮紙袋的果實均出現果銹的現象，推測可能是綠袋和牛皮紙袋導致袋內形成高溫高濕的環境，造成果皮細胞老化、壞死，表皮下的薄壁細胞經過細胞壁加厚和栓化后，在角質層、蠟質層及表皮層破裂處露出果面而形成果銹[21]。

果皮的MDA含量反映果皮膜脂過氧化程度。相比于對照，套袋處理后石榴果皮MDA含量顯著降低，表明套袋處理可很好地保護果實免受膜脂過氧化傷害。脅迫產生的自由基由于其反應性升高導致電解質滲漏和細胞死亡，造成膜完整性的破壞[22]。陳立松等[23]在柚子的研究中證明了電解質泄漏率與水果應對逆境脅迫的抗性有關。本研究發現，除白袋外，其余袋型處理的石榴果皮相對電導率與對照相比顯著降低，說明套袋能減小石榴果皮細胞膜透性，從而提高果實的抗性。

套袋種類、顏色不僅影響石榴果實外觀品質，還會對果實內在品質造成影響[24]。光是植物生長發育的最重要環境因子之一，不同波長的光形成不同的光質[25]。在柑橘、芒果、蘋果等多種果樹的研究發現，由于果實接收到不同的光質，會影響果實品質各項指標[7]。不同顏色濾光袋對光的吸收能力有差異，可改變光質、光強和透光率，因此對果實品質形成具有不同的調節作用[26]。藍色濾光膜可以提高草莓的含糖量、可滴定酸含量以及固酸比[27]，紫色濾光膜袋處理的梨果實品質較高，其硬度和可滴定酸減小，可溶性固形物和可溶性糖含量提高[26]。WU等[28]證明套袋提高了石榴果實總糖含量。蒲高斌等[29]研究表明，紅光和藍光處理可提高番茄轉色期果實的可溶性糖及有機酸含量。在本研究中，套紅色和藍色果袋的果實可溶性糖含量顯著提高，這與前人的研究結果一致。在番茄果實的研究中發現，不同光質處理對番茄果實可滴定酸含量有影響，紅光可以增加果實可滴定酸含量，而藍光降低可滴定酸含量[30]。在本研究中，套綠袋、藍袋和牛皮紙袋的果實可滴定酸含量顯著增加，白袋果實可滴定酸顯著降低，可能是不同光質對石榴有機酸（如檸檬酸和蘋果酸）的合成或者降解酶的活性造成了不同程度的影響。

在本研究中，與對照相比，套紅袋和綠袋果實百粒重顯著增加，套紅袋、綠袋、藍袋果實核百粒重顯著下降，說明套紅袋和綠袋能顯著增加石榴的可食用部分。本研究發現5種顏色濾光袋處理的石榴籽粒硬度與對照相比顯著下降，且不同濾光袋處理的果實之間籽粒硬度有所不同。籽粒的硬度主要由木質素含量決定[13]，套袋可以顯著抑制PAL、C4H、4CL等木質素代謝相關酶的活性，導致其催化進入木質素合成途徑中的苯丙氨酸含量減少，導致木質素合成和沉積減少，從而導致硬度下降[31]。

主成分分析表明，果實套袋主要影響可滴定酸、可溶性固形物、可溶性糖和籽粒硬度4個品質指標。在主成分分析的基礎上結合綜合評價結果可以看出：本研究中，與對照相比，套紅袋果實的可滴定酸和可溶性固形物含量無顯著變化，可溶性糖含量增加，籽粒硬度降低籽粒出汁率增加，可食性高。套綠袋果實可滴定酸、可溶性固形物和可溶性糖含量均顯著增加，籽粒硬度降低，籽粒出汁率無顯著變化，但在調查中發現，其表面容易產生果銹，果實外觀品質差；而紅袋處理的果實日灼指數較低，外觀品質良好，且著色較佳。因此，綜合果實外在和內在品質，本研究認為紅玉石籽適宜用紅袋進行套袋栽培。