阿克苏地区红富士苹果产业现状及提高商品性建议措施
2021-12-02谭慧林金永生吴忠红牛贵洋张志东
谭慧林,金永生,吴忠红,牛贵洋,*,张志东
(1.阿克苏地区食品安全检测中心,新疆 阿克苏 843000;2.阿克苏地区检验检测中心,新疆 阿克苏 843000;3.新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所,新疆 乌鲁木齐830091;4.新疆农业科学院微生物应用研究所,新疆特殊环境微生物实验室,新疆 乌鲁木齐830091)
阿克苏红富士苹果是2008 年奥运会特供果品,为国家地理标志保护产品,其种植区地处暖温带大陆性干旱气候,降雨量少,日照时间长,昼夜温差大,充足的光热资源赋予了其独特的口感。阿克苏红富士苹果除水分充足、口感香脆外,另一重要特征是普遍具有“冰糖心”,源自其采摘期控制在每年10 月25 日之后,生长期得到了延长,从而使阿克苏红富士苹果水分充足,糖分在果核部分大量积累形成独特的“冰糖心”[1]。近年来,随着阿克苏地区林果业的发展,阿克苏红富士种植面积逐年增长,已成为阿克苏地区农民脱贫致富的最佳途径之一[2]。
1 阿克苏地区红富士苹果的生产现状及存在的问题
1.1 阿克苏地区红富士苹果的生产现状
阿克苏地区生产的红富士苹果固酸比高,果核透明、含丰富的VC、果胶[3],可溶性固形物含量可达16%~18%、可溶性糖13%、可滴定酸0.3%、糖酸比43%[4],平均单果质量约180~300 g,果形指数约为0.8,果实硬度8.60~10.89 kg/cm2。目前,红富士已在阿克苏地区的阿克苏市、阿拉尔市、库车市、新和县、沙雅县、温宿县、阿瓦提县7 个市、县所辖行政区域广泛种植。据统计,阿克苏地区苹果种植面积约2.59 万hm2,其中红旗坡农场1.1 万hm2、阿克苏市0.61 万hm2、温宿县0.69 万hm2[5]。2018 年苹果产量达70.04 万t,占阿克苏林果产业果品产量的30%[6],农民人均收入超过6 000 元。目前,已形成了以红旗坡农场、阿克苏市及周边、温宿县为主的阿克苏“冰糖心”苹果最佳核心种植区。
阿克苏地区生产的苹果多次在全国苹果评比中获金奖,远销新加坡、马来西亚、泰国、俄罗斯等国家。为扩大阿克苏果品的国内外影响力,浙江、阿克苏两地政府多次沟通、协调,启动了“十城百店”系统工程,即在浙江省10 个城市设立约100 个门店,销售以阿克苏红富士苹果为代表的阿克苏优质特色农产品。通过“十城百店”项目,使阿克苏林果产品声名远播,成为网红产品。阿克苏苹果、红枣、核桃3 个单品的网络销量始终居全国农村电商示范县之首,且在2019 年上海举行的第十二届亚洲果蔬产业博览会上,阿克苏苹果进入“2019 年度中国最受欢迎的苹果区域公用品牌10 强”,阿克苏苹果品牌价值42.22 亿元,居全国第七位。
1.2 阿克苏红富士苹果种植与外观品质存在的问题
苹果种植过程中影响其产量形成的关键因素有栽植密度、栽植结构、单株冠层空间分布、太阳辐射体系等[7-10]。近年来,阿克苏地区的红富士苹果主要以乔化稀植或乔化密植栽培为主,树形大多是自由纺锤形、开心形、改良纺锤形、疏散形和主冠分层形这几种。该栽培技术能充分利用光能,虽然产量得到提高,但结果晚、周期长、见效慢。此外,苹果树枝条过多,整形修枝技术较复杂,且随着树龄的增长,造成冠层郁闭,透光不好,进而致使部分果品品质有所下降,这些问题亟待解决。
目前,阿克苏红富士主要存在两大外观品质问题:一是阿克苏红富士果形偏斜、部分扁平,个别甚至畸形。田琳等[11]认为苹果种子的数量和种子心室完整性是影响果实偏斜率的关键因素;陈菲菲等[12]研究表明,授粉树比例会影响果形,比例越大,受精越充分,种子数量越多,果形就越端正。二是部分果实着色不佳,套袋苹果着色较淡,不套袋苹果着色不均[13]。影响阿克苏红富士着色不佳的原因主要是阿克苏红富士树龄较大,通风透光不良,再加上近年来阿克苏地区气候的改变,在苹果生长期阴雨天气偏多,降水量增大,日照减少,使阿克苏红富士苹果转色变慢,有的甚至临近采收期果实还未完全转色,造成到采收期部分果品表面发黄甚至发绿,这极大地降低了商品果的比例,尤其是优级果的比例偏低,影响了阿克苏红富士的品质,同时也影响了果农的收入。
此外,阿克苏“冰糖心”红富士在贮藏后期易发生褐变,导致其商品性下降。有学者认为“冰糖心”是由于果实缺钙造成[14],而周小巍[15]认为阿克苏苹果形成糖心是由于山梨糖醇、蔗糖未被转化,使其在果实内大量积聚造成。“冰糖心”苹果发生褐变是由于苹果糖心部分会随温度的升高和二氧化碳含量的增高,使原本分布在细胞不同部位的酶与底物接触,发生褐变。一般而言,阿克苏红富士苹果于每年10 月25 日采摘,但近年来,随着阿克苏苹果面积和产量不断增加,特别是部分种植户片面追求糖心,采收过晚,贮藏不当或贮藏时间过长,致使果实易发生果肉褐变,造成经济损失,使红富士完全失去食用性和商品值[16],极大地削弱了其商品竞争性。
2 影响阿克苏地区红富士苹果品质的主要因素及机理
2.1 影响阿克苏地区红富士苹果品质的主要因素
影响阿克苏红富士苹果品质的主要因素有两个:一是优良的品种,阿克苏红富士苹果品系主要是长福2 号、长福6 号等,此品种果树长势健壮,树枝张开,丰产,这为生产优质果打下良好的基础;二是生态因子,包括光照、温度、土壤等。阿克苏地区年太阳总辐射量达5 340~6 220 MJ/m2,全年日照时长2 800~3 831 h;平均年降水量42.4~94.4 mm,蒸发量1 490~2 942 mm;年平均气温9.9~11.50 ℃,全年≥10 ℃的有效积温3 300~4 300 ℃,无霜期年平均达200 d。土壤为砂壤土,土层深厚,一般为80 cm 以上,土壤中有机质含量在2%以上,且苹果成熟前昼夜温差大。这些生态因子有利于糖分积累和营养元素的富集,形成阿克苏红富士苹果独特的品质。
2.2 阿克苏红富士苹果外观品质的形成机理
苹果的外观品质指标主要有果实大小、果形、果实着色度等。苹果果实发育主要有两个阶段,分别是细胞分裂阶段和体积膨大阶段。果实发育初期以细胞分裂为主,细胞快速增加,果实呈现纵向生长为主,果形为长圆形;果实发育后期,细胞体积膨大,细胞间隙显著增加,果实呈现横向增长,之后慢慢变为椭圆形或圆形。果实的大小取决于果肉细胞的数量及其膨大程度,发育前期细胞数量的多少和发育后期细胞体积的大小对果实的大小以及形状产生显著影响[17]。果实的外观品质是细胞分裂导致的结果[18]。果实细胞分裂膨大期之后,果实生长率降低并相对稳定,一直保持到果实采收[19]。苹果果形受苹果内在遗传基因的影响,红富士苹果果形偏斜是受到品种的遗传特性、种子的发育情况、内源激素分布等影响[20]。
苹果的着色度是满足人们感官要求的首要指标,其机理是在苹果果实发育前期,叶绿素和类胡萝卜素起主导作用[21],导致苹果表面呈现绿色;苹果发育后期,叶绿素变为有色体,常与类胡萝卜素并存,而花青苷的合成使果实呈现红色[22]。花青苷的合成受内外因的影响,内因主要有生长素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等激素影响;外界环境因子主要有光照、温度、营养元素、逆境等,具体为强光、低温、低氮、低磷及充足的钙[23]。糖分是花色苷的基质,果实成熟后期,糖分积累越来越多,花青苷的合成就越多,苹果转色便越快。苹果花色素苷合成途径存在多个分支,每个分支都属于类黄酮代谢途径,其中间产物属于类黄酮物质,苯丙氨酸是它们共同的起始底物。苯丙氨酸经过多个步骤生成有色花色苷的前体物质花色素,花色素不稳定,在类黄酮糖苷转移酶的作用下花色素转化成稳定的花色苷,使苹果呈现红色,所以类黄酮糖苷转移酶是苹果着色的关键酶。研究发现:果皮红色不仅是果实内外品质的重要指标,还能提高果实的抗氧化能力、防止日烧和预防贮藏期病害的发生[24]。
3 提高苹果外观品质的关键措施及建议
3.1 修型剪枝,提高光照强度,促进光合作用
光照是影响果实品质的一个重要环境因子,它不仅影响果实生长过程中的环境要素如空气温湿度、土壤温湿度、叶温、树冠蒸腾速度、土壤蒸发等的时空分布,而且影响植株碳水化合物的合成、运输和积累,在苹果品质指标上则反映为苹果的可溶性固形物含量、果实大小、果实着色[25-26]。
合理的修型剪枝可以调节果树与环境的关系,充分利用光能。通过不断地调整树体结构,从而提高树体与环境因子和能量的传输效率,提高植物的光能利用率,促进光合作用,促使果实膨大着色,提高品质。树冠内光照强度过大或过小,都不利于优级果实的形成。合理的树体结构和冠层内光照的合理分布与红富士的产量和优级果的产量密不可分,适当剪去树冠内多余直立枝、徒长枝、过密枝、重叠枝及树冠外围的多头枝等,调整树体结构,改善树冠光照条件,引光入膛,提高叶片的光合作用,可增加糖分积累,加速果实细胞分裂,使果实增大,提高果实着色。
3.2 科学套袋、摘袋、铺反光膜改善果实外观品质
科学套袋、摘袋、铺反光膜能促进果实合理利用光能,提高果实品质。红富士果实套袋可以显著提高果实着色面积和果面光洁度,降低病虫害的侵入和果实农药残留[27]。同时通过套袋可以提升果实品质,提高商品果率,增加果农收入。套袋时间越早,苹果果面的光泽度、着色度、鲜亮度等外观品质指标越好,而总糖、还原糖、蔗糖、总酸含量内在品质越低,综合外观品质与内在品质,通常阿克苏红富士套袋时间选为6月9 日较为适合,此时套袋的红富士苹果的着色度、褪绿度较优[28]。摘袋过晚会影响苹果上色,摘袋前后应有一定的配套措施,摘袋前需疏枝,使冠内通风透光,增加果实着色。阿克苏红富士苹果一般在袋内生长期为110 d 左右,摘袋时间一般为9 月下旬,此时摘袋苹果果色鲜艳,可溶性固形物含量高,风味酸甜适宜[29]。
摘袋后应配合摘叶、转果、铺反光膜等措施,以提高果实着色率。摘叶主要是摘除果实周围直接影响果实着色的叶片,为防止发生日烧,摘叶量不应超过总叶量的30%。在果实阳面充分着色后,轻轻转动果实,使着色的阴面转向阳面。转果一般在摘袋后一周进行,为防止发生日灼,应避免中午转果。铺反光膜可以促进果实下部着色,使红富士苹果的可溶性固形物含量提高,可滴定酸含量降低,提高果实的内在品质,一般铺反光膜应在果实进入着色之前进行。
3.3 科学施肥,提高苹果果实品质
科学合理施肥,提供植株生长过程中所需的营养,可提高苹果的产量和品质。科学合理施肥最关键是给土壤增施有机肥,这样既可以供应大量元素,又能保证微量元素的需求。
果树秋施基肥对当年树势的恢复和翌年果树的生长、结实均有良好效果[30],科学施肥还应加强肥料的管理,适当追肥。在秋季果实采摘后至落叶前以农家肥为主,混以少量的大量元素肥,以促进根系吸收营养,增加树体的营养储备以供给第2 年萌芽、展叶、开花、授粉、坐果及新稍的生长。每亩施基肥量为腐熟有机肥3~4 t,施肥时间为果树落叶前。
春夏可根据果树各个生理时期需肥特点施肥,以提高叶片质量和坐果率,增加光合作用,促进果实细胞的膨大而增加果实横径,提高苹果产量。一般每年追肥3 次,分别是:萌芽后至开花前,以施氮肥为主;花芽分化至果实膨大期,以施磷钾肥为主,其他肥混合使用;果实生长后期以钾肥为主。喷施钙、钾等叶面肥可提高成熟期红富士果实中的VC、总糖、还原糖、蔗糖、可溶性固形物、膳食纤维和蛋白质含量,增加单果质量,降低果形指数、抑制总酸的合成,改善苹果品质[31]。
3.4 科学施药,防虫防病
红富士苹果因含糖量高、口感细腻无渣、汁液营养丰富成为害虫喜爱的食物,因此需要加大科学施药,防治病虫害,提高阿克苏红富士苹果的产量与品质。虫害的防治方法主要有3 种。(1)化学防治:在每年的3 月底苹果树萌芽前,喷施美度石硫合剂,杀灭越冬病虫;5 月下旬主要防治红蜘蛛、介壳虫;6 月初套袋前,喷施杀菌剂;7—8 月喷施杀虫剂防治叶螨和食心虫。(2)物理防治:春季在苹果树主干部位绑束塑料薄膜,使害虫成虫无法爬到树干进行繁殖。(3)生态防治:在果园周边,搭建适合鸟类居住的巢穴,利用鸟类取食害虫,降低害虫发生。
阿克苏红富士苹果的病害主要有白粉病、锈病、斑点落叶病、霉心病等。主要防治措施可根据实际病害及时施抗病害杀菌剂。还可采取如下措施:树体实行矮化高光效栽培;树体发芽前进行清园,对果园内所有枯枝、落叶、烂果要一次性清理降低病菌存活基数;刮除病斑,初春时节及时刮除树干和树枝的受损部位,但不能造成树皮损伤[32]。
3.5 建议
(1)充分依靠国家、自治区、地方科研体系加大对阿克苏红富士苹果品质提升的研究力度,重点加强调控阿克苏红富士果形偏斜和上色不佳。在生产中适当增加授粉树,果树生长期合理施肥增强树体营养水平,果树花期可采取人工授粉、果园放蜂等人工辅助措施,提高花粉授粉受精数量和质量,保证种子的正常生长发育。同时,也可人工喷施外援激素,改善果形。在保证产量的情况下严格疏花疏果,时间要早,每隔25~30 cm(60~70 片叶)留1 个花序,每个花序只留1 个向下垂直生长的果实,尽量选留中长果枝顶芽上的花果。修型剪枝,降低果树负重,增加通风透光,坐果期喷施促进转色的叶面肥,改善果实色泽。目前,阿克苏红旗坡部分果园对坐果期果树喷施一种含虾红素的氨基酸叶面肥以促进苹果转色,初步呈现较好效果,但尚未见系统介绍和规范该叶面肥使用的相关报道,因此,需进一步加强此叶面肥规范性使用的研究。
(2)建立阿克苏红富士苹果采收、分级、贮藏相关标准体系。调研阿克苏地区红富士苹果整体产销情况,研究最适合阿克苏苹果的采收时间和采收方式,制定采收标准,指导企业和种植户科学规范地采收。对阿克苏地区每年的红富士苹果销售进行评估,控制“冰糖心”的发生程度和产量。杜绝种植户盲目追求糖心而过晚采摘。冷库贮藏期间精确控制温度、湿度和二氧化碳浓度,防止贮藏期间阿克苏红富士苹果二氧化碳中毒,预防苹果褐变。进一步研究阿克苏红富士苹果贮藏期间糖心变化规律,优化贮藏工艺,减缓其糖心消失和品质下降,延长货架期,增加企业收益。
(3)强化政府引导,充分发挥行业协会作用,聚集果园,建立标准化生产管理和质量控制体系;林业专业技术员进果园,讲解先进的果园种植模式,指导企业和农户科学种植,精准施肥,严格控制农药使用,提高阿克苏红富士苹果的商品性。