噴施糖醇鈣和乳酸鈣對‘蜜脆’蘋果生理及品質的影響

關鍵詞：‘ 蜜脆’蘋果； 鈣肥； 果實品質； 生理生化特性

中圖法分類號： S661.1 文獻標識碼： A 文章編號： 1000-2324（2024）01-0038-08

蘋果是薔薇科蘋果屬植物，是世界“四大水果”之首，因其酸甜可口，含有多種礦物質和豐富維生素而受大眾所歡迎[1]。‘蜜脆’蘋果產量高、品質優、抗性和適應性強，是一個綜合性狀優良的中晚熟蘋果品種，如今已在陜西多個地區進行推廣種植，成為陜北山地果園的主栽品種[2-3]。由于其果實大、產量高，易出現缺鈣現象[4]，導致苦痘病、水心病、裂果等發生率較高，嚴重影響果實品質，給農戶造成很大的經濟損失[1，5]。

鈣是植物發育過程中所必需的重要礦質元素，對植株生長發育以及果實品質形成起著重要的作用[6]。已有研究發現[7]，噴施鈣肥可以增加葉片葉面積和厚度，提高葉綠素含量，促進葉片的光合作用[3，8]。研究發現，噴施適量鈣肥可以提高無花果葉片中SOD、POD、CAT 活性，降低MDA的含量，提高植株抗逆性[9]。袁嘉瑋等在富士蘋果中的研究表明，噴施鈣肥可以提高果實硬度、可溶性固形物和維生素含量，同時降低可滴定酸含量，改善果品風味[10]。

乳酸鈣對增強植株抗病性和耐逆性，優化農產品質量和提高產量具有積極意義，但有關乳酸鈣在蘋果上的研究較少。本研究以‘蜜脆’蘋果為試材，通過噴施不同濃度的糖醇鈣和乳酸鈣，研究其對‘蜜脆’蘋果生理生化特性以及果實品質的影響，以期為探究乳酸鈣肥效，合理施用鈣素，改善植株生長特性和果實營養品質，降低苦痘病發生率提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

本試驗于陜西省榆林市子洲縣淮寧灣鎮清水溝農業園區（37°40′N， 110°10′E）進行。該地位于黃土高原丘陵溝壑處，屬于溫帶半干旱大陸性季風氣候，平均海拔960 m，年均氣溫9.1 ℃，年平均降水量428.1 mm，年均無霜期145 d，年日照時數2 543 h[11]。試驗地位于園區山地平整地，土層深厚，太陽輻射強烈，晝夜溫差較大。供試地土壤類型為沙壤土，0～40 cm土層土壤（表1）。

供試材料：選用10 年生‘蜜脆’，M26 矮化中間砧，基砧山定子[Malus baccata （L.） Borkh]，株行距2.5 m×4 m，成熟期在9月中上旬。

供試鈣肥：糖醇鈣（Ca≥10%）購于陜西楊凌喜稼旺生物科技有限責任公司，乳酸鈣（Ca≥8%，Mg≥2%）購于云南云天化農資連鎖有限公司。

1.2 試驗設計

選取生長勢基本一致，無病蟲害的蘋果42株作為試驗材料。噴施清水和不同濃度的糖醇鈣和乳酸鈣處理：CK（ 清水）；T1（ 糖醇鈣2 000倍）；T2（ 糖醇鈣1 000倍）；T3（ 糖醇鈣500倍）；T4（ 乳酸鈣2 000倍）；T5（ 乳酸鈣1 000倍）；T6（乳酸鈣500 倍）。分別按照配方濃度以及組合方案于幼果期（2021 年5 月5 日，2021 年5 月15 日，2021 年5 月25 日）和果實膨大期（2021 年6 月25 日，2021年7 月10 日，2021 年7 月25 日）進行葉面和果面噴施，每隔10～15 d 葉面和果面各噴施鈣肥1 次，共噴施6 次，每株樹每次平均噴2.5 kg 鈣肥水溶液。其他栽培管理措施遵循當地生產管理方法和安排。

1.3 植株生長指標測定

于2022年7月在每處理每株樹距地面1.5 m樹冠外圍新梢中部的成熟葉片處測定新梢長度、百葉厚度、百葉鮮質量、葉綠素相對含[12]。新梢長度使用米尺測定；百葉厚度采用游標卡尺測定；百葉鮮質量采用百分之一電子天平測定；葉綠素相對含量采用SPAD-502 Plus 手持葉綠素儀測定；使用Li-6400 光合儀測定葉片凈光合速率（P_n）、氣孔導度（G_s）、蒸騰速率（T_r）和胞間CO₂濃度（C_i），每個處理重復20次[13]。

1.4 葉片酶活性測定

于2022 年8 月，在試驗樹東南西北4個方位采集新梢中部成熟葉片各1 片，每個處理采集20 片，置于液氮中當天帶回實驗室。過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法測定，過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外分光光度法測定，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑法測定[14]，酶活性單位為μg·g^-1 FW·min^-1；鈣泵（Ca²⁺-ATPase）活性采用原子分光光度法，酶活性單位為μmol·mg^-1·min-1[15]。

1.5 果實相關品質測定

于果實成熟期在試驗樹樹冠外圍東南西北4 個方位隨機摘取20 個果實，每個處理采集100 個果組成混合樣品，用于測定果實外觀品質和內在品質[16]。采用百分之一電子天平測定單果質量；采用百分之一游標卡尺測定果實縱徑和橫徑，果形指數=果實縱徑/果實橫徑；采用GY-1型硬度計測定果實硬度；采用WSC-2B便攜式精密色差儀測定果實色差（明亮度L*，紅色飽和度a*，黃色飽和度b*）[17-18]。分別采用手持折光儀ATAGO、指示劑滴定法和2，6-一二氯靛酚滴定法測定可溶性固形物、可滴定酸[19-20]。

于果實成熟期（9 月14 日），每個處理隨機選取100個果實，于0 ℃～4 ℃冷庫冷藏1個月后，統計果實苦痘病發病情況，根據公式計算苦痘病發病率，發病率=發病果實數量/果實總數×100%[21]。

1.6 數據分析

采用Excel 2021 及Origin 2021軟件對試驗數據進行統計分析處理和做圖，用SPSS 26.0軟件對處理間差異顯著性進行單因素方差分析（Plt;0.05），圖表中的數據為“平均數±標準差”。

2 結果與分析

2.1 不同鈣肥處理對蘋果生長指標的影響

新梢和葉片生長指標是衡量植株良好發育的重要標準，結果顯示（圖1）。

在幼果期和成熟期，同種鈣肥各處理新梢長度與對照（CK）相比，一致表現為先升高后降低的趨勢（圖1A），在幼果期T5、T2 和T6 處理的新梢長度較CK 差異顯著，分別較CK 提高了31.9%、28.1%和27.2%；成熟期的新梢長度在T5和T2 處理時最好，與其他處理具有顯著差異，分別較CK提高了41.2%和35.7%。噴施鈣肥可以在一定范圍內提高葉片厚度（圖1B），在幼果期，僅在T5 處理百葉厚度與其他處理具有顯著差異，較CK增加11.8%；在成熟期，百葉厚度隨著噴施鈣肥濃度的提高呈現先增加后降低的趨勢，各處理較CK均呈現顯著差異，其中以T5 和T2處理最佳，分別較對照提高了31.7%和28.2%。在幼果期，各處理間無顯著性差異，百葉鮮重從大到小依次為T5gt;T2gt;T6gt;T4gt;T3gt;T1gt;CK；在成熟期，百葉鮮重隨著鈣肥濃度的提高呈現先增加后降低的趨勢，其中T5 效果最佳，較對照顯著提高了16.8%；其次為T2 處理較對照顯著提高了14.1% （圖1C）。在幼果期和成熟期T5 處理的百葉鮮質量均表現為最好，分別為12.45%。葉片SPAD是反映葉綠素含量的重要指標，在幼果期和成熟期，葉片SPAD值呈現相同的變化趨勢，均在T5 處理時最佳，分別較CK 顯著提高了21.3%和18.6%；其次為T2 處理最好，分別較CK提高了8.7%和15.2% （圖1D）。

2.2 不同鈣肥處理對蘋果葉片光合作用的影響

不同鈣肥處理葉片光合指標較CK均有不同程度的提高，同種鈣肥處理葉片凈光合速率Pn、氣孔導度Gs和蒸騰速率Tr隨著鈣肥濃度的升高呈現先增加后降低的趨勢，均在鈣肥稀釋倍數1000倍時達到最大，而鈣肥稀釋濃度500 倍時光合指標呈現不同程度的降低，說明噴施過量鈣肥不利于葉片光合作用的增強（圖2）。其中凈光合速率P_n以T₅ 處理效果最佳，為10.33 μmol·m^-2·s^-1，較CK顯著增加24.2%；氣孔導度G_s以T₂和T5處理最高為0.17 和0.11 mol·m-2·s^-1，較CK 顯著增加71.7%和11.1%；蒸騰速率Tr 在T5 處理達到最高，為10.01 μmol/mol，其次為T2 和T6 處理，較對照分別顯著提高69.9%和17.7%。各施肥處理間胞間CO₂ 濃度Ci 呈現不同程度的降低，當施入量為2 000倍時，該處理胞間CO₂濃度Ci與CK無顯著性差異，隨著施入量的增加，在稀釋倍數為1000 倍時胞間CO₂濃度C_i最低，T2 和T5 處理分別較CK降低了57.5%和49.7%；當鈣肥稀釋倍數為500倍時，葉片胞間CO₂濃度C_i又開始回升（圖2C）。綜上，噴施適量鈣肥可以顯著增強植株光合特性。

2.3 不同鈣肥處理對蘋果葉片POD、SOD、CAT和Ca²⁺-ATPase活性的影響

蘋果葉片過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）以及鈣泵（Ca²⁺-ATPase）活性隨著鈣肥濃度的增加先增長后降低（圖3）。T2、T5 和T6 處理的過氧化物酶（POD）活性與其他處理呈現顯著性差異，較CK分別提高56.8%、66.7%和54.6% （圖3A）。葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性在T5 處理時最佳（圖3B），為284.91 μg·g^-1·min^-1，較對照提高了114.3%。不同鈣肥處理間葉片過氧化氫酶（CAT）活性無顯著性差異（圖3C）。噴施不同濃度鈣肥均能顯著提高蘋果葉片鈣泵（Ca²⁺-ATPase）活性（圖3D），在T2 和T5 時效果最佳為188.24 和202.13 μmol·mg^-1·min^-1，較CK顯著提高了63.7%和75.7%；其次為T3 和T6 處理較對照顯著提高了60% 和55.7%；再次為T1 和T4 處理，較對照顯著提高了24.3%和49.6%。

2.4 不同鈣肥處理對蘋果果實品質的影響

2.4.1 不同鈣肥處理對果實外觀品質的影響 噴施不同鈣肥對果實外觀品質影響結果顯示（表3），在單果質量方面，不同處理均較CK有不同程度的提高，其中T2、T3 和T5 處理分別較對照提高19.6%、26.8%和20.4%，在T2 處理時單果質量最高為336.82 g，說明噴施有機肥在一定程度上可以提高單果質量。不同鈣肥處理蘋果果形指數較CK均有不同程度的提高，各處理果形指數均≥80，符合‘蜜脆’蘋果生產標準，說明噴施鈣肥可以有效提高‘蜜脆’蘋果果形指數，其中T5 和T2處理最佳（表3）。對果面亮度和果實著色進行比較，發現各鈣肥處理間蘋果果皮明亮度L*無顯著性差異，但T2 處理較CK具有顯著性差異，較CK提高了7%。不同鈣肥處理果皮紅色飽和度a*均有所上升，且隨著鈣肥濃度的提高先增長后降低，在T5 處理時最高，較對照顯著提高了45.6%，其次為T2 和T6 處理，較對照顯著提高了28.2%和32.4%。在果皮黃色飽和度b*中，各處理間無顯著性差異。

2.4.2 不同鈣肥處理對果實內在品質的影響 試驗結果表明（表4），噴施不同濃度鈣肥均能提高果皮硬度，且隨著鈣肥濃度的升高呈現先增加后降低。T2 的果皮硬度最高為12.56 N，較CK（10.19 N）顯著提高了23.3%；T5 和T6 處理次之，分別較對照顯著提高了20.4%和10.9%，其他處理間無顯著性差異。在果皮延展性中，T1、T3 和T4 處理較CK 分別提升了8.6%、0.7% 和4.1%，T2 和T5 的果皮延展性較對照均有所下降。這是因為果皮硬度與果皮延展性具有負相關，在一定范圍內果皮硬度提高果皮延展性下降。果肉硬度和果肉脆度的變化趨勢一致，均隨著鈣肥濃度的升高先升高后降低，其中果肉硬度和果肉脆度在T5 處理時表現最高，分別較對照顯著提高了47.5%和9.4%，其次是T2 處理，分別較對照顯著提高了37.5%和7.9%。果實的風味主要取決于TSS 與有機酸的含量。噴施不同鈣肥處理均能提高果實可溶性固形物含量，可溶性固形物含量隨著噴施鈣肥濃度的提高先增加后降低，在鈣肥稀釋1000倍時最高，此時T2 和T5 處理較對照顯著增加了6.8%和9.5%。可滴定酸呈現不同程度的降低，變化趨勢與可溶性固形物相反，且在T2和T5處理時可滴定酸含量最低[22]。因此，噴施適當鈣肥可以提高可溶性固形物含量，減少了酸的含量，提高了果實的糖酸比，改善了果實風味[4]。

2.6 不同鈣肥處理對蘋果苦痘病發病率的影響

蘋果苦痘病是蘋果的主要病害之一，果實中鈣元素的缺乏是其發生的主要原因之一。不同鈣肥處理苦痘病發病率與CK相比顯著降低，且不同種類的鈣肥處理間總體存在差異（圖4）。6 個鈣肥處理中，T5 處理發病率最低，為15%，較CK顯著降低了60.5%；其次是T2 和T6 處理，其苦痘病發病率分別為19%和21%，較CK分別顯著下降了50.0%和44.7%；T1 和T4 處理苦痘病發病率均較高，分別為34%和31%，在T5 和T2處理時，苦痘病發生率最低。

3 討論

在本試驗中，從幼果期和成熟期來看，噴施不同鈣肥處理新梢長度均表現為T5 處理最好；同時，噴施適量鈣肥均提高了葉片的百葉厚度和百葉鮮質量，促進葉片生長[23-24]。葉片SPAD含量作為衡量葉片健康生長的重要指標，噴施不同濃度鈣肥均能使葉片SPAD含量增加，但效果隨著鈣肥濃度的增高呈現先增加后降低的現象，在稀釋1000倍時最高[25]。蘋果葉片P_n、G_s及T_r隨著鈣肥濃度的升高呈現先升高后降低的現象，當有稀釋倍數為1000倍，各葉片光合指標呈現最高值。C_i與P_n、G_s及T_r的變化趨勢相反，這是因為葉片光合作用的增強加劇了CO₂的消耗，進而導致C_i降低。POD、SOD 和CAT 是具有催化功能的蛋白質，是植物抵御活性氧傷害的酶促防御系統中的重要物質[26]。噴施鈣肥能夠增強Ca²⁺-ATPase 活性，使鈣元素發揮第二信使的作用，維持細胞中的鈣穩態，保持果實品質的穩步提高[27]。本研究中，與對照相比，不同鈣肥處理顯著提高了蘋果葉片酶活性。

綜合來看，乳酸鈣的效果優于糖醇鈣，這是因為乳酸鈣分子量小，活性大，移動性強，更容易被吸收[28]，能夠提高果實中可溶性固形物含量，降低可滴定酸含量，對易發苦痘病的‘蜜脆’品質的改善效果很明顯[4]，而在不同濃度的處理中，果實品質隨著鈣肥濃度的提高先升高后降低，即T5gt;T2gt;T6gt;T3gt;T4gt;T1gt;CK。T5、T2 處理會更容易被植株吸收，同時能夠提供植株所需的養分，有利于促進果實生長和提高單果質量，更好的調節果實的糖酸比，從而提高口感。

4結論

噴施適量乳酸鈣與糖醇鈣總體上促進蘋果葉片生長，顯著增加了酶活性，提高了果實的內在品質及外在品質，降低了苦痘病發病率，其中以乳酸鈣1000倍效果最佳。