鈣水平對甜櫻桃裂果及果實品質的影響

摘要 為深入了解甜櫻桃（Cerasus avium （L.） Moench）裂果率及果實品質與葉面噴鈣濃度的關系。以美早為試材，采用田間試驗探討了不同鈣水平下果實鈣組分、甜櫻桃果實代謝酶活性與裂果率的關系。結果表明，隨施鈣濃度增加，裂果率呈先下降后增加趨勢，高鈣處理（7 000 mg/L）的裂果率是對照的1.42倍，5 000 mg/L鈣處理裂果率和果實果膠酶含量則分別較對照降低了42.89%、20.53%。3 000和5 000 mg/L鈣處理提升了果實可溶性固形物含量和抗壞血酸含量。噴施外源鈣使果實鈣組分發生變化，低中鈣水平顯著提升了乙醇鈣含量，高鈣水平提升了乙酸鈣和鹽酸鈣含量，裂果率與乙酸鈣呈顯著正相關，與乙醇鈣呈顯著負相關。噴鈣濃度為5 000 mg/L可有效減少甜櫻桃裂果的發生。

關鍵詞 甜櫻桃；裂果率；果實品質；鈣組分

中圖分類號 S662.5 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）13-0030-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.008

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of Calcium Level on Fruit Cracking and Fruit Quality of Sweet Cherry

ZOU Ya-li1，2，DU Shi-yong3，DENG Fei1，2 et al

（1.College of Bioengineering and Biotechnology，Tianshui Normal University，Tianshui，Gansu 741000;2.Gansu Big Cherry Technology Innovation Center，Tianshui，Gansu 741000；3.Qinzhou District Agricultural and Rural Bureau，Tianshui，Gansu 741000）

Abstract In order to understand the relationship between fruit cracking rate and fruit quality of Cerasus avium （L.） Moench and foliar spray calcium concentrationn，a field experiment was conducted to investigate the relationship between fruit calcium forms，metabolic enzyme activities and fruit cracking rate of Cerasus avium （L.） moench under different calcium levels.The results indicated that with the increase of calcium spray concentration，the fruit cracking rate showed a trend of initial decrease followed by an increase.The fruit cracking rate under high calcium treatment （7 000 mg/L） was 1.42 times that of the control.Meanwhile，the fruit cracking rate and pectinase content with 5 000 mg/L calcium treatment decreased by 42.89% and 20.53%，respectively，compared to the control.The treatments with 3 000 and 5 000 mg/L of calcium increased the content of soluble solids and ascorbic acid in the fruit.The exogenous calcium application induced changes in fruit calcium forms，with a significant increase in ethyl calcium content at low to moderate calcium levels.High calcium levels increased acetate calcium and hydrochloric acid calcium content.Fruit cracking rate showed a significant positive correlation with acetate calcium and a significant negative correlation with ethyl calcium.A calcium spray concentration of 5 000 mg/L effectively reduced the occurrence of fruit cracking in sweet cherries.

Key words Sweet cherry;Fruit cracking rate;Fruit quality;Calcium forms

基金項目 甘肅省科技廳自然科學基金項目（20JR10RA798）;天水市秦州區科技支撐計劃項目（2022-NCKJG-2007）。

作者簡介 鄒亞麗（1971—），女，四川榮縣人，副教授，博士，從事果園肥水高效利用研究。

收稿日期 2023-11-19；修回日期 2024-01-08

鈣是植物組織的重要成分之一，在維持細胞壁結構、穩定細胞膜功能等方面具有重要作用，研究表明甜櫻桃、蘋果、棗、枇杷等多種水果裂果的果皮鈣含量與裂果率呈顯著負相關［1-4］。細胞內的鈣離子作為“第二信使”與鈣調素，參與植物多種生理生化過程及酶活性的調控［2］，通常采前鈣處理能顯著降低果皮和果肉果膠酶與纖維素酶的活性［4］，從而降低裂果率，采后鈣處理也能明顯抑制纖維素酶、多聚半乳糖醛酸酶活性，減少細胞壁的分解作用，推遲果實軟化［5］，延長果實的貨價期。

果實細胞中鈣主要以水溶性鈣組分（游離Ca2+、易溶于水的鈣鹽）、草酸鈣、果膠酸鈣、磷酸鈣等多種形態存在［2］，其中果膠酸鈣可維持細胞間的韌性，增強果實應力性［6］。草酸鈣和磷酸鈣可調節細胞內鈣離子濃度及消除代謝產物的毒害［5］。研究指出在果實貯藏過程中果實中的鈣素形態會發生變化，如歐李果在貯藏過程中果實水溶鈣組成比率增加，不易吸收的果膠鈣和草酸鈣形態組成比例降低［7］，而蘋果果實水溶性鈣和果膠鈣含量下降，磷酸鈣和草酸鈣以及硅酸鈣含量相應增加［8］，梨在貯藏期草酸鈣含量增加而水溶性鈣含量逐漸下降［9］，這些變化與鈣的生理功能密切聯系，果實鈣組分間的轉變，可能會引起細胞膜系統結構和功能的改變，由于鈣組分的生理功能不盡相同，因此研究果實成熟時的鈣素形態及其引發的生理效應，對于深入了解鈣與裂果間的關系十分必要。

隨著人們對鈣生理功能的進一步了解，生產上也普遍在甜櫻桃采前進行葉面噴施鈣肥以降低果實裂果率，但效果不穩定，可能與鈣的施用量有關，目前多數研究關注不同鈣肥種類對裂果的防控［10-12］，較少關注鈣水平對裂果的影響，因此筆者研究不同鈣水平對甜櫻桃裂果的影響，旨在探討甜櫻桃果實成熟過程中不同鈣水平對甜櫻桃果實細胞壁代謝酶活性的影響，揭示不同鈣組分與抗裂果的關系，從而指導果農在甜櫻桃生產中科學合理地補鈣以提升果品品質。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗樣地位于甘肅天水師范學院“裕豐”甜櫻桃種植基地，該基地以大棚櫻桃種植為主，甜櫻桃主栽品種為美早（Tieton），砧木為G6矮化砧，樹齡6年，株行距為3 m×5 m。該地區光照充足，年平均降雨量600 mm，年平均氣溫8.5 ℃，全年日照時數約2 100 h，土壤為黃綿土。

1.2 試驗設計

以氯化鈣（CaCl2）為鈣源，設0（CK）、3 000 mg/L（Ca1）、5 000 mg/L（Ca2）、 7 000 mg/L（Ca3） 3個鈣葉面肥水平，2022年2月9日開始進行葉面噴施（落花后10 d噴第一次，其后每10 d噴1次，連噴3次，以不滴水為度），其他管理措施均按大田常規方式進行。果實成熟時調查裂果率，采收果實和葉片，分別測定各處理果實和葉片的鈣含量。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 果實、葉片鈣含量及果實鈣組分。

參照 Ohta等［13］的試驗方法提取果實鮮樣中不同化學形態鈣。所用提取劑依次是φ=80%乙醇、蒸餾水、1 mol/L NaCl、φ=2% HAC，提取的主要組分為ALc-Ca（硝酸鹽、以氯化物為主的無機鹽以及氨基酸鹽等鈣）、H2O-Ca（水溶性有機鹽、磷酸一鈣等鈣）、NaCl-Ca（果膠酸鹽、與蛋白質結合或呈吸附狀態等鈣）、HAC-Ca（磷酸二鈣、磷酸三鈣、碳酸鈣等）、HCl-Ca（草酸鈣等）。每種提取劑提取的溶液定容至100 mL，提取的溶液中鈣用原子吸收測定。另取果實及葉片用去離子水沖洗干凈，晾干并于105 ℃下殺青0.5 h，80 ℃下烘干，稱取烘干的果實和葉片干樣采用干灰化-稀鹽酸溶解法［14］測定鈣含量。

1.3.2 果實品質指標及相關酶活性。

果實可滴定酸采用酸堿滴定法測定；維生素C 采用鉬藍比色法測定［15］；果實可溶性固形物用WY020T型手持糖量計直接測定，每處理挑選大小一致的 10個果實進行測定，重復 3 次。果膠含量采用咔唑比色法測定。游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定。

果膠酶活力采用還原糖測定法（DNS法），以1 min生成1 μg

半乳糖醛酸所需酶量為1個酶活單位，纖維素酶活性測定采

用還原糖測定法（DNS法），以1 min生成1 μg的葡萄糖所

需酶量為1個酶活單位［16］。

2 結果與分析

2.1 鈣對甜櫻桃裂果率和果實細胞壁代謝酶活性的影響

于2022年4月對試驗大棚內裂果狀況進行調查和采樣分析。結果顯示，Ca2處理的裂果率較CK下降了42.89%，但Ca3處理裂果率是CK的1.42倍。Ca1處理裂果率與CK無差異（圖1）。

噴施不同鈣水平葉面肥對果實纖維素酶活性無影響，Ca2處理果膠酶活性較CK降低了20.53%，Ca3處理果膠酶活性較CK提高了24.38%（圖2a）。隨著噴施鈣濃度的增加

果實脯氨酸含量顯著增加，Ca2和Ca3處理果實脯氨酸含量

分別是CK的1.83和2.01倍。Ca1、Ca2處理均顯著增加了果膠含量（圖2b）。

2.2 鈣對甜櫻桃果實及葉片鈣含量的影響

由表1可知，3個鈣水平處理均顯著增加葉片、果實全鈣含量，且Ca3處理葉片鈣含量顯著高于另外2個鈣處理。從果實的鈣組分來看，鈣處理對果實水溶性鈣含量無顯著影響，但噴鈣處理與CK相比氯化鈉鈣含量平均提高了41.25%（P<0.05），且隨鈣濃度的增加呈顯著上升趨勢。Ca1和Ca2處理乙醇鈣含量與CK相比分別提高了46.16%和24.93%，Ca3處理乙醇鈣含量與CK無顯著差異。Ca3與Ca1相比乙酸鈣含量增加了76.05%，鹽酸鈣含量增加了29.15%，表明不同鈣肥濃度促使果實中鈣的形態發生了轉變。相關分析結果表明裂果率與乙酸鈣呈顯著正相關，相關系數為0.705（P=0.010），裂果率與乙醇鈣呈顯著負相關，相關系數為-0.609（P=0.036）。

2.3 鈣對甜櫻桃果實品質的影響 由表2可知，隨著噴施鈣濃度的增加，果實可滴定酸含量呈下降趨勢，Ca1和Ca2處理果實可溶性固形物、抗壞血酸含量均顯著高于Ca3處理，呈現較好的風味，改善果實內在品質。

3 結論與討論

鈣是細胞壁的重要組成成分之一，在維持細胞膜的穩定方面起到重要作用，一般認為，鈣能增加細胞壁的強度，因此在裂果防治中起著重要作用。該研究從果實細胞代謝酶活性、葉片果實鈣含量、果實鈣組分等方面證實施鈣水平可能與甜櫻桃裂果發生相關。Ca3處理可顯著增加裂果率，Ca1和Ca2處理果膠含量顯著增加且降低了果膠酶活性，Ca3處理顯著提升了果膠酶活性且果膠含量與CK無顯著差異。植物細胞壁是以纖維素微纖絲網絡為骨架，內填有果膠、結構蛋白、半纖維素等襯質成分構成的有代謝活性的結構［17］，該研究中較高的果膠酶活性水解果膠可能是高鈣處理誘發甜櫻桃裂果的原因之一。此外，該研究還發現鈣處理均增加了脯氨酸含量。研究指出植物體內脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性。脯氨酸親水性極強，能穩定原生質膠體及組織內的代謝過程，因而能降低凝固點，有防止細胞脫水的作用。該研究結果表明噴施鈣水平提高促進了甜櫻桃果實中脯氨酸含量的增加，與丁改秀等［18］在壺瓶棗裂果方面的研究相一致，但其具體促裂果作用機制尚需進一步研究。

研究表明甜櫻桃的裂果率與果實含鈣量呈負相關，裂果果皮中的鈣含量顯著低于正常果果皮中的鈣含量［19］。該研究還發現裂果率與果實中鈣組分顯著相關，進入果實的鈣主要以果膠酸鈣和草酸鈣的形態存在，與對照相比，噴鈣處理果膠鈣含量平均提高了41.25%（P<0.05），因此鈣進入果實后主要與果膠結合，但Ca1處理下乙醇鈣含量與CK相比提高了46.15%，說明噴施鈣不同水平的鈣肥促使果實中鈣形態發生了轉變。魯振華等［20］研究發現，低鈣處理下，鈣離子熒光信號強度主要分布于細胞壁和胞間，隨著噴施CaCl2濃度的增加，果肉組織中的鈣離子濃度和分布區域逐漸增加。該研究初步判斷隨著噴施鈣濃度的增加分布于細胞壁和胞間的果膠鈣逐漸飽和，果肉中鈣的組分也隨之發生轉化，鈣處理促進了果膠鈉鈣含量的增加，但在高鈣處理下果實中乙酸鈣和鹽酸鈣含量顯著增加，該試驗結果顯示隨著施鈣水平的增加，果實可滴定酸含量呈下降趨勢，可能是在果實成熟過程中果肉中水溶性鈣與果實代謝產生的磷酸、碳酸、草酸結合，形成了不溶性的鈣鹽，水溶性鈣含量的下降及不溶性鈣鹽的增加可能是高鈣導致裂果的原因之一。

鈣處理可增加櫻桃可溶性固形物的含量，但對可溶性糖、可滴定酸和糖酸比影響較小［21］，該研究結果表明，噴施適宜濃度的外源鈣，可改善甜櫻桃果實品質。低、中濃度鈣處理促進了果實可溶性固形物含量、抗壞血酸含量的增加，高濃度鈣則與對照無顯著差異，該結果與吳一群等［22］關于鈣對櫻桃番茄的Vc、氨基酸、可溶性糖等研究結果相似。

綜上所述，高鈣處理更易發生裂果現象，高鈣處理下果膠酶活性增加可能導致果皮強度降低。噴施鈣肥均有效提高葉片鈣及果實鈣含量，但不同噴鈣水平對櫻桃果實中的鈣組分構成有顯著影響，高鈣處理提高了磷酸鈣和草酸鈣含量，促使果實可滴定酸含量下降，在該研究條件下Ca2處理能顯著降低裂果率，對于生態條件各異的甜櫻桃種植區域而言，適宜噴鈣水平對甜櫻桃裂果的影響還需從廣度和深度上進行深入研究。

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