不同类型叶面钙肥对红富士苹果品质影响的主成分分析

呼丽萍，邹亚丽，杨金凤，杨玲娟

（天水师范学院 生物工程与技术学院，甘肃省大樱桃工程技术研究中心；甘肃 天水 741001）

苹果是我国北方地区的主要水果，其果实酸甜适度、营养丰富。苹果果实常因缺钙导致硬度降低，发绵，不耐贮藏，发生苦痘病、痘斑病、水心病、轮纹病、栓化黑点病等病害并出现裂果现象。[1]施用钙肥能有效延缓果实衰老和控制生理病害，提高果实抗氧化酶活性，抑制膜脂过氧化作用，[2]提高贮藏期果实品质，[3]因此合理施用高效钙肥已成为目前提高苹果品质和耐贮性的一项重要措施。[4]

本研究针对天水地区红富士苹果容易出现苦痘病、水心病等病害，定量评价了3类叶面钙肥对苹果品质及抗病性的影响，为防治苹果果实生理性病害的发生，实现优质高产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验处理

试验地设在天水市果树研究所中日友好园天富一号富士苹果园，果园密度为3m×4m.试验材料为富士新品种“天富一号”，试验采用随机区组设计，共设置5个处理：生物型叶面钙肥2种，螯合氨基酸钙液肥2000倍液（氨基酸≥20.0%，Ca≥3.0%，陕西博宇有限公司生产），以B1表示，羟基钾锌钙液肥500倍液（Cu+Fe+Mn+Zn+Mo≥20g/L氨基酸≥100g/L，陕西绿盾生物制品有限责任公司生产），以B2表示。调节型叶面钙肥1种，腐殖酸钙液肥600倍液（黄腐植酸≥80g/L、N+P2O5+K2O≥100g/L、氧化钙≥200g/L、硼≥8g/L、氨基酸、核酸、微量元素、促生长因子适量，新疆汇通旱地龙腐殖酸有限责任公司生产）以A表示。营养型叶面钙肥1种，果蔬钙肥500倍液，(Ca≥146g/L，美国布兰特股份有限公司生产)，以N表示，对照为清水，以CK表示。

2015年5月中旬至果实采收30天前用喷雾器连续喷洒钙肥，每种钙肥喷施5次，其中花后20天到套袋前喷1次，套袋后到解袋前喷3次，解袋后喷1次。果实成熟期采摘果样并运回实验室待测。

1.2 测定指标与方法

单果重用称量法测定，果实硬度采用GY--1型果实硬度计测定，Vc含量采用钼蓝法测定，果肉及果实钙含量采用原子吸收分光光度测定，果实超氧化物歧化酶活性（SOD）采用氮蓝四唑法测定，[9]果实过氧化氢酶活性（CAT）采用高锰酸钾滴定法测定，[9]果实过氧化物酶活性（POD）采用愈创木酚比色法测定。[10]测定并计算果面光洁指数、果实着色指数、[11]水心病病情指数[12]及苦痘病病情指数。[13]

1.3 数据处理

所有数据采用Excel2010和SPSS20.0软件进行处理。

2 结 果

2.1 不同类型钙肥对果实钙含量的影响

不同类型的钙肥对苹果果肉钙和果皮钙的影响见图1.螯合氨基酸（B1）和腐殖酸（A）处理下，果肉钙含量增幅达到49.23%和68.64%.果皮钙含量的变化趋势与果肉钙含量变化相同。与对照相比，螯合氨基酸（B1）和腐殖酸钙肥（A）处理果皮钙含量增加28.60%和42.46%，N处理果皮钙含量增加了19.54%．

图1 不同钙肥对果肉及果皮钙含量的影响

2.2 不同类型钙肥对果实品质的影响

苹果品质是衡量苹果商品价值及营养价值的重要指标。由表1可知，喷施钙肥可以显著增加苹果的单果重，其中喷施调节型叶面肥，果实单果重增加了26.14%，生物型叶面肥单果重分别增加了17.71%（B1）和19.94%（B2），而喷施营养型叶面肥后，单果重增幅最小，约为6.4%.从外观品质看，喷施钙肥均能显著增加苹果的着色指数及表面光洁度指数，生物型叶面肥处理后果实着色指数分别提高了78.37%（B1）和73.51%（B2），调节型叶面肥（A）处理后果实的着色指数提高了64.32%.喷施不同类型的钙肥后均显著增加果面的光洁指数但钙肥处理组间无显著差异。从喷钙与病情指数的关系来看，喷施钙肥均能显著降低苦痘病及水心病的病情指数，其中B2处理下水心病的病情指数最低，而B1、A及N处理下水心病的病情指数无显著差异。苦痘病病情指数则表现为各钙肥处理组间无显著差异，但均显著低于对照。N处理显著增加了苹果VC含量，B2处理则显著增加了果实CAT、SOD和POD酶活性。

2.3 钙肥对果实品质影响的主成分分析

从果实品质指标的相关系数矩阵中（表2）可知，各指标之间都存在着一定的相关性，其中单果重与SOD酶活性，果实着色指数、果面光洁指数与苦痘病间存在着一定的负相关关系，果实着色指数与果面光洁指数，Vc与CAT、果肉钙含量与果皮钙含量之间存在着一定的正相关关系，各品质性状提供的信息发生重叠，同时各单项指标对苹果品质所起的作用也不尽相同，各叶面钙肥对各因子作用的变异度较大，因此不能直接利用这些指标准确评价钙肥的综合作用结果。

采用主成分分析法（PCA）分析后得出第一、二、三、四主分量的特征值为3.5238、3.1862、2.4831和1.7355，它们涵盖了整个信息变量的91.07%（表3）.因此提取这四个主分量可以反映影响苹果品质绝大部分信息。

由果实各品质性状的贡献率可以看出，决定第一主成分的主要是果面光洁指数、单果重及果实着色指数，它们与苹果的外观品质有关，因此将第一主成分确定苹果外观品质成分；决定第二主成分大小的是主要是Vc与CAT酶活性，主要反映的是抗氧化性，表明抗氧化性对品质评价也有重要影响；第三主成分中，载荷较高指标为果肉及果皮钙含量，水心病有较高的负载荷，钙能抑制水心病的发生，因此称第三主成分为抗病性主成分，第四主成分贡献率为14.46%，决定第四主成分大小的主要是果实硬度，所以第四主成分被确定为果实硬度成分。

表1 不同钙肥对果实品质、果实抗氧化酶活性及果实生理性病害指数的影响

表2 果实品质性状间的相关系数

表3 各主成分的特征值以及贡献率

2.4 不同类型钙肥对果实品质影响的综合评价

由表4可知B2和A叶面肥在提高苹果外观品质方面较佳，B1为提高苹果抗氧化性和抗病性的最佳钙肥，B2在提高果品硬度方面效果最好。依据主成分分析法选取前4个主成分（累积贡献率达91.07%）对4种叶面钙肥进行了综合评价，以方差贡献率αi（i=1，2，3，4）作为加权系数，与钙肥得分值C1，C2，C3和C4（表4）相结合后建立综合评价函数并得出综合评价分数，结果表明不同类型钙肥对果实品质综合作用效果依次为生物型叶面肥＞营养型叶面肥＞调节型叶面肥。

表4 不同钙肥的主成分得分

3 讨论与结论

钙作为一种重要的矿质营养，对果实品质的形成及其保持起重要作用。葡萄不同生育时期喷施螯合氨基酸钙液肥、腐植酸液肥和平衡营养肥均明显增加了3个葡萄品种叶片叶绿素含量、可溶性固形物含量和还原型Vc含量，显著降低可滴定酸含量，[10]本研究结果表明施钙后苹果的单果重和Vc含量均显著增加。

许多生理病害和生理失调症与组织的钙水平有关，施用三类钙肥后，苹果果肉及果皮的钙含量均有不同程度的增加，尤其B1和A处理下，果肉及果皮的钙含量的增幅最大，钙含量约提高了49.23%和68.64%，表明这两种钙肥可有效矫正苹果缺素症，B2处理显著增加了果实CAT、SOD和POD等保护酶活性，该处理下苹果水心病和苦痘病病情指数最轻，与对照相比分别下降了45.23%和80%.也有研究发现氨基酸钙叶面微肥对苹果苦痘病的防治效果在90%左右，[11]防治效果的不同可能与钙肥的种类和作用机理有关。

三类钙肥的综合得分表明喷施螯合氨基酸钙效果最好，可能因为氨基酸作为钙肥的载体，对于钙的渗透吸收及转运的作用更强。络（螯）合剂是叶面肥配制中的一种助剂，可与金属离子形成络（螯）合物而增加金属离子的溶解性，另外由于氨基酸分子离子半径普遍较小，复合态氨基酸钙肥通过叶片外层细胞的阻力可能较小导致钙的渗透吸收能力强。[12]腐植酸类液体肥料属于一类复杂的有机-无机胶体系统，具有易聚结、易沉降和不稳定等特点，[13]本研究的结果也表明腐殖酸类液体钙肥处理果实的硬度、果实表面着色及VC的含量方面增幅较小。

综上所述，本试验中3类叶面钙肥均能显著提高苹果外观品质降低生理病害，但不同类型钙肥对苹果品质的改善作用效果不同，喷施螯合氨基酸钙能较好的提高苹果果实的钙含量及其抗病性，但影响叶面钙肥由叶面向内层细胞渗透的制约因素尚不清楚，需今后进一步探究叶片对叶面钙肥的吸收转运机制及调控因素，从而推进提高果树抗生理性病害的研究。