高兆銀 王家保 李敏 弓德強 陳業淵 胡美姣
關鍵詞:杧果;氯吡苯脲;產量;果實品質;果實顏色
杧果(MangiferaindicaL.)是世界五大熱帶水果之一,種植面積約568萬hm2,分布于幾乎所有熱帶、亞熱帶國家或地區,素有“熱帶果王”之美譽。截至2019年底,杧果已是我國第三大熱帶水果,面積達32.28萬hm2,產值為190.3億元[1]。近年來,我國杧果產業蓬勃發展,經濟效益顯著提升,對豐富我國果盤子、提高人民生活品質、實現鄉村振興意義重大。貴妃杧果,又名紅金龍,是海南的主栽品種之一,成熟時顏色鮮艷,清甜多汁、皮薄,深受消費者的喜愛。海南省生產上貴妃杧果果實90%以上是胚敗育果,單果重約75g。因胚敗育比例高、果實小嚴重影響貴妃杧果的產量和經濟效益。近年來膨大劑在杧果生產上開始廣泛使用,因使用濃度、使用時期未明確,在提高經濟效益效益的同時,也導致果實畸形果率增加,品質嚴重下降,造成果實采后滯綠、果實軟熟、淡而無味等[2]。氯吡苯脲(forchlorfenuron,CPPU)又名氯吡脲、KT-30等,是一種生理活性強、細胞分裂活性高的人工合成的苯基脲類細胞分裂素,廣泛應用于葡萄、草莓、蘋果、獼猴桃、枇杷、臍橙、甜瓜、西瓜、黃瓜等果蔬生產中,具有提高座果率、促進果實膨大、誘導單性結實等作用[3]。朱敏等[4]研究了CPPU對杧果的增產效果,發現杧果單果重和產量顯著增加,然而,高濃度CPPU引發的畸形果數量增加,果實風味變淡,食用品質下降的負面影響不容忽視。本團隊在研究杧果幼果細胞分裂的基礎上,在細胞旺盛分裂時期噴施CPPU,優化CPPU的使用時間和使用濃度,研究CPPU對杧果果實產量、品質和采后貯運特性的影響。以期尋找到既可滿足商品果大小要求,又不明顯影響果實品質的CPPU適宜施用技術。
1材料與方法
1.1材料
供試杧果樹:樹齡約12a的貴妃品種,選擇樹體大小、樹勢較一致的杧果樹進行試驗,本試驗綜合了2a結果。試驗地點位于海南省東方市中國熱帶農業科學院杧果標準化示范園。CPPU購于北京億泰科華生物科技有限公司,純度≥98%。
1.2方法
1.2.1處理方法CPPU設3個濃度10、20、60mg/L,即CPPU10、CPPU20、CPPU60處理,以清水作對照。每組選6株樹,3次重復,隨機區組排列;于盛花期后15、25、35d各噴1次,共噴3次,果實在花后88d采收;放置于(25±1)℃、相對濕度80%~90%的冷庫中貯藏,用于品質和采后相關指標的檢測。
1.2.2測定指標和方法參照高兆銀等[5]的方法,測定以下指標:單株果量、單株產、無胚果單果重、有胚果單果重、果形指數、果皮明度值(L*)、果皮紅度值(a*)、果皮黃度值(b*)、果皮色素(葉綠素、花色苷、類胡蘿卜素)、可溶性固形物(TSS)、硬度、可滴定酸(TA)、維生素C(VC),并監測采后發病和果實后熟情況。
1.3數據處理
試驗數據采用Excel軟件進行統計分析,采用SAS9.1軟件進行差異顯著性分析。
2結果與分析
2.1CPPU對產量、單果重和果形指數的影響
由表1可知,隨著CPPU濃度的增加,株產逐漸降低,CPPU10處理的株產達45.73kg,顯著高于對照的單株產量(34.12kg),增產34.03%;而CPPU20處理對單株產量增加不明顯,與對照相比差異不顯著,CPPU60處理的株產比對照下降了7.62%。隨著CPPU濃度的增加,單株果量逐漸降低,CPPU10處理的單株坐果量與對照差異不大,但CPPU20處理和CPPU60處理的單株坐果量比對照分別降低了46.08%和60.19%,且差異顯著(P<0.05)。
無論有胚果還是無胚果,隨著CPPU濃度的增大,單果重逐漸增大,3個CPPU濃度處理的單果重均大于對照,差異均顯著(P<0.05),并且3個CPPU濃度處理之間單果重也存在顯著差異;與對照相比,CPPU60處理的有胚果單果重增加了28.48%,無胚果增加了117.25%。不同濃度CPPU處理對無胚果的膨大效果明顯高于有胚果;不同濃度CPPU處理均增大了果形指數,但與對照相比均無顯著差異,而不同濃度CPPU處理之間的果形指數差異也不顯著;CPPU60處理的無胚果果形指數比對照增加了8.86%,果實更加細長(表1)。
2.2CPPU對果皮葉綠素、類紅蘿卜素、花色苷含量的影響
CPPU可顯著影響生理成熟期(果實采摘當天)和完熟期(達到最佳可食用狀態)果皮葉綠素、類胡蘿卜素、花色苷的含量。由表2可知,在生理成熟期,隨著CPPU濃度的升高,杧果果皮葉綠素含量逐漸升高,其果實外觀更綠,但與對照相比差異均不顯著,CPPU60處理濃度果皮的葉綠素含量比對照增加了9.83%。在完熟期,隨著CPPU施用濃度的升高,杧果果皮葉綠素含量逐漸升高,與對照相比,CPPU10處理果皮的葉綠素含量差異不顯著,CPPU20和CPPU60處理果皮葉綠素含量有顯著差異。
由表2可知,在生理成熟期,隨著CPPU施用濃度的升高,杧果果皮類胡蘿卜素含量逐漸升高,CPPU10和CPPU20處理果皮的類胡蘿卜素含量與對照差異均不顯著,CPPU60處理果皮的類胡蘿卜素含量比對照高22.56%,且差異顯著(P<0.05)。在完熟期,隨著CPPU施用濃度的升高,杧果果皮類胡蘿卜素含量逐漸升高,與對照相比,3個CPPU處理濃度果皮的類胡蘿卜素含量均有顯著差異,其中CPPU60處理濃度果皮的類胡蘿卜素含量比對照高18.81%,且差異顯著(P<0.05)。
由表2可知,在生理成熟期,隨著CPPU施用濃度的升高,果皮花色苷逐漸降低,CPPU10和CPPU20處理果皮的花色苷含量與對照差異不顯著,CPPU60處理果皮的花色苷含量比對照降低18.30%,差異顯著(P<0.05)。在完熟期,隨著CPPU施用濃度的升高,果皮的花色苷逐漸降低,CPPU10處理果實的花色苷含量與對照差異不顯著,而CPPU20和CPPU60處理濃度果皮的花色苷含量比對照分別降低16.19%和17.58%,差異均顯著(P<0.05)。
2.3CPPU對果實顏色的影響
由圖1和表3可知,在生理成熟期和完熟期,對照與不同濃度CPPU之間的L*值差異均不顯著。在貯藏3~5d,對照和CPPU處理果皮L*值呈現下降趨勢,這可能是采后失水或轉色等造成亮度下降,然后隨著葉綠素的減少,L*值逐漸升高。在果皮L*值上升階段,同一天對照的L*值最高,隨著CPPU濃度的增加,L*值逐漸降低,對照果皮L*值在貯藏第11天時出現下降,CPPU處理的則一直處于上升趨勢。
a*值表示杧果從深綠到紅色的轉變。在生理成熟期,3個CPPU處理濃度的果皮a*值比對照低,且差異均顯著,其中CPPU60處理濃度果皮的a*值比對照降低56.62%,果皮外觀更綠。在貯藏期間,對照果皮的a*值上升較快,隨著CPPU濃度的增加,果皮的a*值升高速度依次延遲,其中CPPU10和CPPU20處理轉色延遲了2d,CPPU60處理延遲了4d。在完熟期,3個CPPU濃度處理的果皮a*值與對照相比差異均顯著,其中CPPU20和CPPU60處理濃度的果皮a*值比對照分別降低了24.58%和31.06%(圖1,表3)。
b*值表示物體顏色從亮藍色到焦黃色。在生理成熟期,CPPU10和CPPU60處理濃度的果皮b*值比對照顯著增大。在貯藏期間,果皮的b*值呈現先下降后上升的趨勢,對照果皮b*值在第5天開始迅速上升,而CPPU處理的果皮b*值在第7天才開始上升,并且隨著CPPU濃度的增加,b*值上升趨勢依次延緩。在完熟期,CPPU10和CPPU20處理濃度果皮b*值與對照差異不顯著。CPPU60處理濃度的果皮b*值比對照降低20.12%,且差異顯著(圖1,表3)。
2.4CPPU對果實品質的影響
由圖2和表4可知,在生理成熟期,噴施CPPU的果實硬度均高于對照的果實硬度,但差異不顯著。在貯藏期間,從硬度變化速率看,對照在第3天至第7天硬度快速降低,與對照相比,CPPU處理的果實硬度下降緩慢,并且隨著CPPU濃度的增加,該趨勢更加明顯。如CPPU60處理的果實硬度在第3天(19.85kg/cm2)至第11天(4.05kg/cm2)下降較慢。在完熟期,3個CPPU濃度的果實硬度均顯著高于對照,但CPPU濃度之間差異不顯著。
由圖3和表4可知,在生理成熟期,噴施不同濃度CPPU的果實TSS含量均低于對照,但差異不顯著。在貯藏期間,對照果實的TSS含量上升較快,CPPU處理果實的TSS含量上升比較慢,并且隨著CPPU濃度的增加,TSS快速升高階段被推遲。完熟期TSS含量均低于對照,但無顯著差異。
在杧果完熟期,噴施不同濃度CPPU的TA含量均高于對照。與對照相比,CPPU20和CPPU60處理的果實TA含量顯著增加,CPPU20和CPPU60處理的果實固酸比顯著增大。隨著CPPU處理濃度的增加,果實VC含量逐漸增加,但與對照相比,差異均不顯著(表4)。
2.5CPPU對杧果采后病害發生率和未能正常轉色果實數量的影響
目前,杧果蒂腐病和炭疽病是杧果采后最主要的兩大病害。由表5可知,隨著CPPU濃度的增加,杧果采后炭疽病和蒂腐病的發病率逐漸降低,3個CPPU處理的炭疽病和蒂腐病均顯著低于對照。
CPPU10處理與對照的果實均能正常轉色,但高濃度的CPPU20和CPPU60處理表現出部分果實采后不正常轉色。轉色不正常的主要表征是果實一面完全轉黃,而果實的另一面卻仍為青綠色,果實硬度較大,在干燥環境條件下不正常轉色果實數量增加,如果保濕較好的環境下不正常轉色果實數量會較少(表5)。
2.6CPPU對杧果采后貯藏期的影響
從貯藏時間來看,對照果實貯藏11d完全成熟,CPPU10和CPPU20處理的果實貯藏13d成熟,CPPU60處理的果實貯藏15d成熟。表明CPPU處理果實貯藏時間明顯延長。
3討論
CPPU在杧果上的最佳使用時期。杧果果實生長發育呈“S”曲線,即完成受精后進入細胞分裂期,此時期生長緩慢,旺盛的細胞分裂期是使用細胞分裂素的最佳時期,果實細胞分裂結束后進入膨大期,此時期果實細胞快速膨大,此時期噴施細胞分裂素效果不佳,膨大期結束后果實大小基本固定,果實進入品質形成期,此時期如果使用細胞分裂素,會對品質造成嚴重影響[6]。我們觀測杧果謝花后果肉細胞的分裂情況,發現杧果細胞分裂主要集中在盛花期后10~50d,此時期是使用CPPU的最佳時期[7],如果花期使用CPPU處理會造成整個花穗枯萎,花后過早使用會造成坐果率明顯降低。
CPPU促進果實膨大和增產的效果已經在眾多蔬果上得到證實,如CPPU處理西瓜,產量提高了至少50%[8]。但與CPPU的使用時期和濃度關系比較大,如在葡萄的花前或花期使用CPPU處理,可大幅度地提高坐果率,而在花后使用不能促進坐果,卻可以顯著促進果實膨大[9]。朱敏等[4]在花后7~56d間使用CPPU對杧果進行了7次噴霧處理,單果重顯著增大,但坐果量較對照減少,導致產量無顯著增加。本研究中,10~20mg/LCPPU處理的產量增加,而60mg/LCPPU處理的產量降低,這可能是高濃度CPPU處理具有一定的疏果作用。
根據已有相關文獻報道,CPPU處理能夠降低果實品質[9]。色澤是杧果果實外觀品質的重要指標,由葉綠素、類胡蘿卜素、花色苷等色素綜合作用形成。本研究結果顯示,與對照相比,生理成熟期CPPU處理杧果果皮的葉綠素、類紅蘿卜素含量明顯升高,花色苷明顯降低,果皮顏色偏綠。完熟期杧果的高濃度CPPU處理果實果面紅色偏少,黃色偏多。在夏黑葡萄上使用CPPU會降低其TSS含量[10]。但有些水果,如獼猴桃,CPPU濃度在7.5mg/L以下時,TSS含量隨濃度的增大而升高,但高于7.5mg/L時,TSS含量降低[11]。本研究中,杧果完熟期CPPU處理的TSS含量降低,TA含量增加,固酸比下降,口感甜度下降,低濃度影響較小,高濃度影響較大。
CPPU處理可降低杧果蒂腐病和炭疽病2種病害的發生。果實采后保持較高的硬度,其貯運性就相對較高。如獼猴桃采前施用20mg/LCPPU,在貯藏期間會明顯加速果實軟化[11]。而本研究中CPPU處理明顯延緩了杧果儲藏期果實軟化,從而明顯延長了杧果的貯藏時間。
綜上所述,幼果期噴施CPPU的適宜濃度為10~20mg/L,于盛花期后15~50d細胞旺盛分裂期噴施效果最佳,可顯著增加單果重和產量,對果實品質和果實轉色影響不顯著。