结果枝上着生叶片数对早熟柑橘‘兴津早生’果实肥大及品质影响
2019-10-08董雪洁汤传凯张宏民李佳艳杨学虎
董雪洁,汤传凯,张宏民,李佳艳,师 锐,杨学虎
(云南农业大学,云南 昆明 650201)
【研究意义】温州蜜柑是唐代日本和尚田中间守来中国带回柑橘种子,在日本鹿儿岛、长岛栽植,变异选择而来[1]。兴津(Okitus wase)为芸香科(Rutaceae),柑橘属(Citrus),宽皮柑橘类,温州蜜柑(CitrusreticulateBlanco cv.Unshiu)的变异品种[2]。早熟温州蜜柑是成熟期在10月中下旬的温州蜜柑品种统称,基本特点是含糖量低,不耐贮藏[2]。柑橘是云南省的特色经济果树之一,2015年柑橘种植面积44 700 hm2[3]。主要产区分布在金沙江流域,南盘江流域,元江流域,澜沧江和怒江流域[4]。云南省也是我国早熟柑橘生产基地之一,具有独特的气候和土壤条件,能够充分满足生产特色、高品质柑橘的需求,周年基本无霜,是一个适宜种植早熟柑橘的“天然温室”。糖分含量是决定柑桔等果实品质的重要因子[5]。蔗糖、葡萄糖、果糖是柑桔果实中主要的可溶性糖,其含量对果实品质起重要作用,结合云南气候特点,探索特殊气候下的当地优良品种早熟柑桔不同叶片对应的果实不同发育时期的糖含量、可溶性固形物、滴定酸和果实横径、纵径,果梗粗度的变化规律,研究结果枝上着生叶片数的差异对早熟柑橘果实肥大及品质的影响,为早熟柑橘生产管理及栽培技术提供理论依据,对早熟柑橘品种糖分积累的作用机理打下夯实的基础。【前人研究进展】早熟柑橘品种由于提前成熟,上市早,生长期短,栽培技术水平较低,普遍含糖量较低。糖分对于果实品质起到至关重要的作用,是衡量水果优良的一项重要指标。关于柑橘果实糖分的积累已有报道,陈俊伟[6]研究柑橘果实糖运输与积累生理机制,温明霞等[7]研究土壤、叶片中营养成分与柑橘品质的相关性,赵智中等[8]研究蔗糖代谢相关酶在温州蜜柑果实糖积累中的作用,文涛等[9]研究柑橘果实糖、酸代谢概况。【本研究切入点】但是果实糖分积累的研究多只着眼于果实,结果枝上着生的不同叶片数对早熟柑橘果实发育和品质的影响尚未见报道;探讨结果枝上着生叶片数的差异对早熟柑橘果实肥大及品质的影响,选择树龄一致,生长势相似的5棵早熟柑橘品种‘兴津早生’为试材,根据结果枝上的着生不同叶片数,测定其果实横径、纵径,果梗粗度,测定果实可溶性糖(葡萄糖、蔗糖、果糖)含量,测定果实可溶性固形物、滴定酸含量。【拟解决关键问题】研究早熟柑橘结果枝上着生叶片数的差异对早熟柑橘果实肥大及品质的影响,为早熟柑橘生产管理及栽培技术提供理论依据,对早熟柑橘品种糖分积累的作用机理打下夯实的基础。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
田间试验于2017年4月28日开始,在国家柑橘产业体系试验站玉溪柑橘园进行,该园地处华宁县华溪镇,N24°3′13″,E103°0′57″,H1192;选取5棵生长一致,种植方向、生长势、挂果量与栽培管理基本一致的13年生枳壳砧木的早熟柑橘‘兴津早生’为试材。室内试验在云南农业大学3号楼园林园艺学院408实验室进行。
1.2 实验仪器
分光光度计(UV-1780)、低温离心机(SIGMA.30K)、海尔冰箱(BCD-258WDPM)、移液器(Genex Beta BIO-DL)、水浴锅(晶玻 HH-4)、电磁炉(美的 C21-WK2102)、游标卡尺、数显折光仪(WZB-35)、1mL石英比色皿(洪钧 石英微量)、滴定管、烧杯、3nh精密色差仪(NR110)、碱式滴定管、容量瓶。
1.3 实验方法
1.3.1 样品采集和处理 选择5棵‘兴津早生’为试验材料,对其进行编号为A1、A2、A3、A4、A5,找出当年结果枝着生1、4、7片叶,然后用红线、黄线、白线标记不同叶片数,为以后采集样本做准备。
7月11日开始分别对5棵试材在树冠外围同一高度,不同方向,结果枝上着生1、4、7片叶的果实进行随机取样(每处理3次重复,共27个样本),采摘后立即用塑料袋装好放入带有冰块的箱子,带回实验室后冰冻保存,次日将果汁挤出冰冻保存到20 mL离心管中,14 d以内测定果实的果糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性固形物、滴定酸含量。采样日期为7月11日至10月5日共采样6次,以20 d为周期,分别是7月11日、7月31日、8月20日、9月11日、9月24日、10月5日。
对A1、A2、A3样品树,共标记90个样本,结果枝上着生1片叶的果实标记10个样本、结果枝上着生4片叶的果实标记10个样本、结果枝上着生7片叶的果实标记10个样本。4月28至9月24日观察果实肥大过程及果梗粗度增长规律,以10 d为周期测量标记果实横径、纵径、果梗粗度;10月15日将全部样品果实采摘,当天完成对果皮色差、果实单重、果皮重、囊瓣数的测定后取果汁冰冻保存到20 mL离心管,14 d以内测定样品中果糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性固形物、滴定酸含量。
1.3.2 果实横径、纵径,果梗粗度的测量 在不同发育时期,对结果枝上着生1、4和7片叶的果实,按照编号用游标卡尺测量其果实纵径(果顶端至果蒂端)和果实横径(赤道面的切断面直径)、果梗粗度并记录在实验本上。
1.3.3 果实可溶性固形物含量的测定 测定果实可溶性固形物含量采用数显折光仪WZB-35,首先调零,接着取果汁直接放到测量仪器上,可开始测定果实可溶性固形物含量。平行测定2次后取其平均值,即为该果实可溶性固形物含量。
1.3.4 果实滴定酸含量的测定 本次试验用酸碱滴定法测定果实滴定酸的含量,首先配制1 mol/L NaOH溶液,再进行空白实验,进行2次空白试验之后,可开始测量样品,取1 mL样品,加入1~3滴酚酞做指示剂,记录刻度数后开始滴入氢氧化钠溶液,滴定至微红色,30 s内不褪色为滴定终点,平行测定2次,误差不可超过0.2 mL,取2次平均值为果实滴定酸的含量。
1.3.5 果实可溶性糖(果糖、蔗糖、葡萄糖)含量的测定 随机采集不同叶片数的果实,用汁胞测定果糖、蔗糖、葡萄糖含量,取1 mL果汁样品用苏州科铭生物技术有限公司试剂盒处理,采用分光光度计法对其含量进行测定。
果糖的测定、蔗糖的测定、葡萄糖的测定依据参考文献[10-12],公式如下:
果糖含量(mg/mL)=2×(A3-A1)÷(A2-A1)÷V
蔗糖含量(mg/mL)=2×(A3-A1)÷(A2-A1)÷V
葡萄糖含量(mg/mL)=0.5×(A3-A1)÷(A2-A1)÷V
式中,A1代表空白管、A2代表标准管、A3代表测定管、V取样体积。
1.3.6 果皮色差检测方法 用3 nh精密色差仪,采收不同叶片数的果实,在果皮上随机选取不同点测定3次,取其平均值。果皮色差测定位置为赤道处2点和果实顶部1点,测a值(色差中的红绿指标正值代表红色程度,负值代表绿色程度)、b值(色差中的黄蓝色差指标,正值代表黄色程度,负值代表蓝色程度)、L值(光泽明亮度,值越大代表亮度越高)[13]。
1.3.7 分析数据方法 使用Excel和DPS进行数据处理与分析。
2 结果与分析
2.1 果实发育及品质
2.1.1 果实横径、纵径和果梗粗度 由图1可见,在整个发育过程中,结果枝上着生1、4、7片叶的果实横径呈线性增长趋势。4月28日至5月13日1、4、7片叶的果实横径差异不明显,5月30日至9月24日果实横径7片叶明显高于1片叶、4片叶;4月28日至7月20日1片叶与4片叶的果实横径差异不明显,7月30日至9月24日4片叶的果实横径高于1片叶的果实横径。在果实发育后期,随着结果枝上叶片数的增加,果实横径表现为7片叶>4片叶>1片叶。
图1 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的果实横径Fig.1 Transverse diameter of fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
图2 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的果实纵径Fig.2 Longitudinal diameter of fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
由图2可见,在整个发育过程中,结果枝上着生1、4、7片叶的果实纵径呈线性增长趋势。4月28日至5月13日4、7片叶的果实纵径差异不明显,5月30日至9月24日果实纵径7片叶高于4片叶;4月28日至7月11日1片叶、4片叶的果实纵径差异不明显,7月20日至9月24日果实纵径4片叶高于1片叶。果实发育后期,随着结果枝上叶片数的增加,果实纵径表现为7片叶>4片叶>1片叶。
由图3可见,结果枝上着生1、4、7片叶的果梗粗度都有增长趋势,4月28日至7月11日4片叶与7片叶的果梗粗度增长较快,4月28日至6月18日1片叶的果梗粗度增长较快,此后趋势平缓。4月28日1、4、7片叶的果梗粗度差异不明显,5月13-30日果梗粗度7片叶明显高于4片叶,此后没有明显差异;5月13日至9月24日果梗粗度7片叶明显高于1片叶;4月28日至6月18日1片叶与4片叶的果梗粗度没有差别,7月11日至9月24日4片叶的果梗粗度高于1片叶的。
图3 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的果梗粗度Fig.3 Stalk coarseness of fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
图4 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的果实可溶性固形物含量Fig.4 Soluble solids content in fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
2.1.2 果实可溶性固形物含量 由图4可见,兴津早生结果枝上着生1、4、7片叶的果实可溶性固形物含量变化过程,其含量均有增长趋势。7月11日至8月21日7和1片叶的果实可溶性固形物含量上升较快,7月11-31日4片叶的果实可溶性固形物含量上升较快,此后其含量平缓趋势。
果实可溶性固形物含量7片叶明显高于1、4,7月31日果实可溶性固形物含量4片叶高于7片叶,8月21日至10月5日7片叶的果实可溶性固形物含量高于1和7片叶。
2.1.3 果实滴定酸含量 由图5可见,‘兴津早生’结果枝上着生1、4、7片叶的果实、在不同时期的果实滴定酸含量的变化过程。结果枝上着生1、4、7片叶的果实滴定酸含量都在下降。7月11日果实滴定酸含量7片叶高于1、4片叶,但无明显差异。结果枝上着生不同叶片数的果实滴定酸含量7月11日至9月11日下降明显,9月24日至10月5日其含量基本保持在0.45 %~0.53 %,结果枝上着生叶片数的差异对果实滴定酸含量差异不明显。
图5 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的果实滴定酸含量Fig.5 Titratable acid content in fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
图6 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的果糖含量Fig.6 Fructose content in fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
2.1.4 果实可溶性糖含量 由图6可见,7月11日至10月5日果实果糖含量的变化过程呈波浪形。7月11日果实果糖含量4片叶明显高于1、7片叶,7月11日至8月21日1片叶的果实果糖含量增长较快,4片叶的果实果糖含量先上升后下降,7片叶的果实果糖含量先平缓后迅速上升;8月21日至9月24日1片叶的果实果糖含量缓慢下降,4片叶的果实果糖含量明显下降,7片叶的果实果糖含量先下降后开始上升,但差异不明显;10月5日果实果糖含量7片叶明显高于1、4片叶。
由图7可见,7月11日至10月5日结果枝上着生1、4、7片叶的果实葡萄糖含量不断上升。7月11日果实葡萄糖含量1和7片叶明显高于4片叶,8月21日至9月11日果实葡萄糖含量4片叶高于1片叶,8月21日至10月5日果实葡萄糖含量7片叶高于1、4片叶。
由图8可见,7月11日至10月5日结果枝上着生1、4、7叶片的果实蔗糖含量均有上升。7月11日7片叶果实蔗糖含量高于1、4片叶的果实蔗糖含量,7月31日果实蔗糖含量4片叶明显高于1、7片叶,8月21日至10月5日4片叶的果实蔗糖含量平缓后迅速上升,但差异不明显。
图7 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的葡萄糖含量Fig.7 Glucose content in fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
图8 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的蔗糖含量Fig.8 Sucrose content in fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
由图9可见,7月11日至10月5日结果枝上着生1、4、7片叶的果实总糖含量均有增长趋势。7月11日1、4、7片叶的果实总糖含量无明显不同,7月31日果实总糖含量4片叶明显高于1、7片叶。8月21日至10月5日果实总糖含量7片叶高于1和4片叶。
2.2 果实品质分析
由表1可知,结果枝上着生7片叶的单果重、果皮重极显著高于1片叶的,与4片叶的差异不明显;结果枝上着生1、4、7片叶数的果形指数在0.81~0.88,果实形状为圆形或近圆形;结果枝上着生1、4和7片叶的果实L值、果实a值无显著差异;果实b值4片叶极显著高于7和1片叶无显著差异。结果枝上着生叶片数的差异对果实可溶性固形物含量差异不显著,果实滴定酸含量1片叶显著低于7片叶,与4片叶没有明显差异。
4 讨 论
邓秀新[14]的柑橘学中确定了,柑橘果实所积累的糖分主要来源于叶片的光合同化产物;彭丽丽等[15]提出,源库关系变化对果实品质有影响,主要在生殖生长阶段,与叶片对光能的捕获及光合作用同化产物运转与分配有密切关系。
图9 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的总糖含量Fig.9 Total sugar content in fruits with different number of leaves on bearing branch of ‘Okitus wase’
孙琳琳等[16]的叶果比对果实品质影响研究中发现,在一定的叶片数范围内,随着叶果比的增加,有助于果实内部营养物质的积累,果实品质更好;果实鲜重、横纵径最大,可溶性总糖、可溶性固形物含量较高;徐濛等[17]在不同叶果比对雪青梨果实品质及叶片特性的影响试验中也发现,随着叶果比的增大,果实的可溶性总糖、葡萄糖均显著增加,可溶性固形物含量都有提高。上述早熟柑橘‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数对果实肥大和品质的影响结果与孙琳琳等[16]和徐濛等[17]研究结果一致,在一定范围内,随着叶片数的增加果实肥大和品质影响差异显著。
莫元妹等[18]在不同叶果比对夏橙产量品质的影响研究中发现,在一定的叶片数范围内,随着叶果比增加能提高夏橙单果重、株产、优果率和可溶性固形物含量。早熟柑橘‘兴津早生’的果实发育和品质因素,结果枝上着生7片叶显著高于1片叶,与莫元妹等[18]结果相似。结合‘兴津早生’结果枝不同叶片数对应的果实中糖分组成成分含量的测定中结果,果实采收前,结果枝上着生叶片数为7片叶对应的果实中果糖、葡萄糖和蔗糖的含量要高,说明结果枝不同叶片数对后期果实的糖分积累有明显影响。结果枝上着生叶片数的增加对早熟柑橘‘兴津早生’果实肥大具有促进作用,同时也可以提高果实的品质。
表1 ‘兴津早生’结果枝上着生不同叶片数的果实品质比较
注:L值:光泽明亮度;a值:红绿色指标;b值:黄蓝色差指标, 同列数据后不同大小写字母分别表示0.01和0.05水平上的差异性。
Note:Lvalue : Gloss brightness;avalue: Red green color index;bvalue: Yellow blue color difference index, data followed by capital letter and lowercase in the same column meant the significant difference at 0.01 and 0.05 levels, respectively.
5 结 论
结果枝上着生7片叶的果实葡萄糖、果糖含量高于着生1片叶的;结果枝上着生7片叶的果梗粗度高于1片叶的;结果枝上着生7片叶的果实横径、果实纵径高于1片叶的;结果枝上着生7片叶的果实单重、果皮重极显著高于1片叶的果实,结果枝上着生7片叶的果肉重显著高于1片叶的;结果枝上着生4片叶果实b值显著高于7片叶的,结果枝上着生1片叶的果实滴定酸含量显著低于7片叶的。果梗粗度与果实横径、果实纵径呈中度相关,与果糖含量、蔗糖含量呈中度负相关。综上所述早熟柑橘兴津早生结果枝着生的7片叶对果实肥大及其品质有显著的影响,在实际生产管理过程中可以通过促发抽生着生叶片数多的结果枝、选择最佳叶果比,减少无叶结果枝与少叶结果枝,改进栽培管理技术,是提高云南省早熟柑橘兴津早生发育品质关键栽培技术。