浸水处理下骏枣裂果相关因子分析

木合塔尔·扎热，故丽米热·卡克什，吴正保，哈地尔·依沙克

（1.新疆林业科学院经济林研究所，新疆 乌鲁木齐 830063；2.新疆林木资源与利用国家林草局重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830020；3.新疆林果树种选育与栽培重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830054）

枣Ziziphus jujubaMill.为鼠李科Rhamnaceae枣属Zizyphus植物[1]，具有易于栽培、抗旱、耐盐碱、生长适应性强等优点，是干旱、半干旱地区发展节水型林果业的首选树种[2-3]。新疆是我国枣的主栽区，已成为新疆南疆脱贫致富及乡村振兴的第一大林果支柱产业[4]。

裂果是一种生理性病害，是果实对内部生长与外界环境不协调做出反应而使果实表面出现开裂的现象，许多水果，如苹果、甜樱桃、葡萄、李子、石榴、葡萄、柿子、荔枝、鳄梨、开心果、柑橘、香蕉以及番茄都会裂开或裂开。果实开裂的易感性与果实的某些性状（果形、果实大小、果实硬度、果皮解剖和强度、果皮气孔、表皮特性、渗透浓度、果肉含水量和果实生长期）有一定的相关性，果园管理（如灌溉和营养）和环境条件（如温度、风和光）也会影响果实开裂[5]。裂果是新疆枣生产中的常见难题，尤其是骏枣脆熟期遇雨会严重影响果实品质，减产60%以上甚至出现绝收，造成丰产不丰收，是限制区域枣产业的瓶颈之一[6-7]。目前为止，有关枣裂果方面的研究也比较多，主要从土壤水分条件[8-9]、吸水动力学[10-11]、果实营养[12-15]、基因表达[16]、果皮相关酶类[17-18]、果皮微结构[6,19-20]及系统模型[21]等方面解析枣裂果的原因，但在骏枣不同耐裂果实与其养分含量之间的内在关联方面的研究尚未见报道。

本研究以骏枣为材料，脆熟期采集果样，采用人工浸水处理方法，研究耐裂时间不同的果样在果实生物量、可溶性固形物含量、果皮表面色差、果实营养成分含量等方面的差异性，通过相关性分析，初步明确枣裂果的主要因子，为明确骏枣裂果机理的进一步研究及其防控措施的制定提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试验设计

试验分别于2018年和2019年在新疆林科院佳木试验站骏枣园（面积为1.07 hm2）进行，试验地属大陆性干旱荒漠气候，降水稀少、蒸发量大、气候干燥。骏枣树龄8～9 a（盛果期），砧木为酸枣，株行距2.0 m×3.5 m，树高约2.0 m，主干型树形，树势基本一致，东西行向，土壤质地为沙壤土，2017—2019年自然裂果率分别为18.3%、26.7%和25.1%，试验地以基本一致的骏枣常规田间管理措施进行管理。果园内选择3 行（3 个重复，行间至少间隔1 行），每行选择10株试验树，喷漆标记。

每年9月1—10日（脆熟期），每株试验树在东南西北4 个方位随机摘取带果柄的枣果20 个，每行摘取枣果200 个，其中选取100 个果实装入塑料袋并封口，带回实验室待浸水处理。

浸水处理前，对每个果实进行编号（1～100），用色差仪测定每个果实表面色差值，并测定其单果质量。然后将果实放入装有25 L 蒸馏水的盆里（口径50 cm，高30 cm），用塑料纱网保证每个果实全部浸入水中，隔24 h 更换一次蒸馏水。隔8 h 统计一次开裂果实数，直到112 h（平均裂果率＜1.0 %），未开裂果实作为对照，每个时间段所开裂的果实均装入牛皮纸信封袋，并放在105℃（10 min）和60℃（72 h）的烘干箱烘干至恒质量，然后测定每个果实的单果干质量，用不锈钢粉碎机打成粉状，装入塑料密封袋中，并放在冰箱冷藏室待测定。

1.2 测定方法

1.2.1 裂果特征参数的测定

统计每个时间段开裂的果实数，计算各时间段的裂果率、累计裂果数和累计裂果率。

1.2.2 果实生物量测定

每个果实浸水前编号并测定其单果鲜质量（g），每个时间段开裂果实烘干至恒质量后，再测定其单果干质量（g），每个果实单果干质量在其单果鲜质量所占的百分比作为单果干物质积累率。

1.2.3 果实可溶性固形物含量测定

果实可溶性固形物含量测定参照国家标准（GB 10788—89）[22]测定。取粉状果样5 g 放入50 mL 烧杯中，倒入25 mL 蒸馏水，加热至沸，用玻璃棒搅拌缓和煮沸3 min，冷却并充分混匀，静置30 min，然后用布氏漏斗过滤到干燥烧杯中，用胶头滴管吸取过滤液滴到折光计上读取折光值，作为过滤液的可溶性固形物含量（%），并用以下公式计算果样实际可溶性固形物含量：

式中：D为过滤液的可溶性固形物含量；M0为稀释前的果样质量（g）；M1为稀释后的果样质量（g）。

1.2.4 果实表面色差值测定

果实浸水处理前，每个重复的100 个果实使用3 nh（NR145 型，测量口径为8 mm）全自动便携式色差计测定果实色泽，获得L*值(光亮度)、a*值(红绿色差)和b*值(黄蓝色差)，采用国际照明组织CIE 制定的均匀色空间L*、a*、b*表色系统评价果实色泽[23]。

1.2.5 果实养分含量测定

养分含量参考常规分析法测定[24]。氮（N）含量的测定采用半微量—凯氏定氮法；磷（P）含量的测定采用HCIO4—H2SO4分解法，钼锑抗比色法；钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、锰（Mn）、铁（Fe）、铜（Cu）和锌（Zn）含量的测定均采用HF-HClO4分解，原子吸收法。

1.3 统计分析

采用SPSS 16.0 统计软件对试验数据进行单因素方差分析，采用SigmaPlot 13.0 软件作图。图表中的不同英文小写字母表示在P＜0.05 水平上有显著差异，相同小写英文字母表示在P＞0.05 水平上无显著差异，所有数据均取（n≥3）平均值（Mean±SD）。

2 结果分析

2.1 浸水处理下的骏枣裂果特征参数比较

由图1可知，浸水处理112 h 后，骏枣裂果率为47%。浸水处理前期（≤32 h）骏枣裂果率基本平稳，均大于5.0%，最大为6.0%（16 h），32 h 后骏枣裂果率呈逐渐减少的趋势，112 h 后，骏枣裂果率下降到0.7%。骏枣累积裂果数量在浸水处理前期（≤32 h）呈快速增加的趋势，线性曲线斜度也较大（0.692），之后累积裂果数量缓慢上升，线性曲线斜度为0.283。

图1 浸水处理下的骏枣裂果特征参数变化Fig.1 Changes of fruit cracking characteristic parameters of Jun-jujube under water immersion treatment

2.2 开裂时间不同的骏枣果实生物量特征参数比较

由表1可以看出，随着骏枣开裂时间的延长，鲜质量和单果干质量呈现出不规律的变化，与对照（＞112 h 仍未裂果）相比，各时间段的单果鲜质量和单果干质量均无显著差异。但是，单果干物质积累率随着骏枣开裂时间的延长呈现出逐渐下降的趋势，各时间段中，浸水处理16 h 的干物质积累率最大，为22.80±1.83%，并显著大于对照和浸水开裂时间为112 h 的单果干物质积累率。

表1 开裂时间不同的骏枣果实生物量特征参数Table 1 Biomass characteristic parameters of Jun-jujube fruit with different cracking time

2.3 开裂时间不同的骏枣果实可溶性固形物含量比较

由图2可以看出，随着骏枣浸水开裂时间的延长，果实可溶性固形物含量呈现出逐渐下降趋势，其中8～88 h 的下降幅度较大，与对照相比均有显著差异，88 h 后基本稳定不变，与对照相比差异不显著。不同浸水开裂时间中，8 h 和16 h 的果实可溶性固形物含量最高，分别为13.582%±0.256%和13.643%±0.121%，分别比对照高6.892%和6.953%。

图2 开裂时间不同的骏枣果实可溶性固形物含量变化Fig.2 Changes of soluble solid content of Jun-jujube fruit with different cracking time

2.4 开裂时间不同的骏枣果实表面色差值比较

由表2可以看出，骏枣脆熟期果实表面色差值L*在-58.47±1.86 至-48.13±7.91 范围内，表明果实表面颜色为深暗；色差值a*在14.58±2.87至20.23±0.70 范围内，表示明果实表面有红色；色差值b*在18.87±2.12 至31.13±0.94 范围内，表示果实表面带有黄色。随着骏枣浸水开裂时间的延长，果实表面的色差值特征参数（L*、a*和b*）均呈现出不同的变化趋势。其中，色差值L*的变化无规律性，各浸水裂果时间段的L*值与对照相比均无显著差异。a*和b*值均随着开裂时间的延长呈降低趋势，骏枣浸水开裂时间为16 h 时，其a*值最高，比对照高38.75%，浸水开裂时间为8 h 时，其b*值最高，比对照高64.97%。8～72 h 的各时间段果实表面的a*值均显著大于对照，其余时间段的a*值与对照间均差异不显著；8～56 h 的各时间段果实表面的b*值均显著大于对照（除了40 h 外），其余时间段的b*值与对照间均差异不显著。

表2 开裂时间不同的骏枣果实表面色差值特征参数变化Table 2 Changes of surface color difference characteristic parameters of Jun-jujube fruit with different cracking time

2.5 开裂时间不同的骏枣果实养分含量比较

由表3可知，随着开裂时间的延长，骏枣果实中养分含量（N、P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Fe 和Zn）均呈现不同的变化趋势。其中，N 含量随着开裂时间延长呈现逐渐增加的趋势，开裂时间为8～80 h 的全部处理果实中的N 含量均显著低于对照，8 h 开裂的果实N 含量最低，比对照低2.32 g·kg-1。P 含量随着开裂时间的延长而表现出缓慢减少的趋势，开裂时间8、16、24、48 和56 h 的P 含量显著高于对照，其他开裂时间的果实P 含量与对照相比均无显著差异。K 含量随着开裂时间的延长呈现逐渐减少的趋势，开裂时间8～80 h的全部处理果实中的K含量均显著高于对照。Ca含量随着开裂时间的延长呈现逐渐增加的趋势，与对照Ca 含量相比，处理与开裂时间为112 h 的钙含量间差异不显著，但显著高于其他开裂时间的果实Ca 含量。随着开裂时间的延长，枣果Mg含量呈现不规律的变化趋势，72 h 和104 h 的Mg含量与对照间均差异不显著，其他开裂时间的枣果Mg 含量均显著低于对照。Mn 含量随着开裂时间的延长而呈现逐渐增加的趋势，104 h 和112 h的Mn 含量与对照相比均无显著差异，8～96 h开裂的果实中Mn 含量均显著低于对照。随着开裂时间的延长，Cu 含量也呈现不规律的变化趋势，开裂时间为8、16、32、48、56 和112 h 的Cu 含量与对照相比均差异不显著，其他开裂时间的枣果Cu 含量均明显低于对照。Fe 含量随着开裂时间的延长呈现逐渐减少的趋势，开裂时间为8 h 和32 h 的枣果Fe 含量显著高于对照，其他开裂时间的枣果Cu 含量与对照相比均无显著差异。随着开裂时间的延长，枣果Zn 含量呈现不规律的变化趋势，各开裂时间中，48 h 和64 h 的枣果Zn 含量显著低于对照，其他开裂时间的枣果Zn 含量与对照间均差异不显著。

表3 开裂时间不同的骏枣果实养分含量Table 3 Changes of nutrient content in Jun-jujube fruit with different cracking time

2.6 骏枣裂果率相关因子分析

骏枣裂果率与果实生物量特征参数、可溶性固形物含量、果实表面颜色和果实养分含量之间的相关性分析结果见表4。由表4可以看出，骏枣裂果率与干物质积累率、可溶性固形物含量果实表面色差特征参数（a*和b*）及N、P、K、Ca、Mn 和Fe 有着极显著的相关性，与果实表面特征参数色差值L*之间有着显著相关性。骏枣裂果率与干物质积累率、可溶性固形物含量、果实表面色差特征参数色差值a*和b*，果实养分P、K 和Fe 含量之间呈现出正相关性，其中与干物质积累率、可溶性固形物含量和果实表面色差值b*之间的相关系数（R）均大于0.9。骏枣裂果率与果实表面色差值L*、果实养分N、Ca 和Mn 之间呈现出负相关性，其中与果实养分Ca 含量之间的相关系数最大，R值为-0.974。

表4 骏枣裂果率的相关因子分析Table 4 Correlation factor analysis of fruit cracking rate of Jun-jujube fruit

3 讨 论

枣裂果是一个机械断裂的物理过程，降雨是引起枣裂果的最直接的外部因素，因为降雨使果肉细胞通过根系、果皮及叶片吸水，且果实在高空气湿度下的蒸腾作用很低，造成果实内部水分增加，产生一种异常应力（膨压），当这种应力超过一定限值时，果实就会产生裂果[25-26]。对于同一品种的不同发育期或同品种，其裂果的敏感性也会因果皮的韧性不同而不同[7,27]。骏枣属于易裂枣品种，本研究发现脆熟期人工浸水处理后前32 h 内骏枣累积裂果率达到22.33%，占112 h 内总累积裂果率的47.51%，之后骏枣裂果数量也逐渐减少，每8 h 内的平均裂果率保持在2.47%。郗鑫等[28]研究发现，9 个枣品种中，极易裂品种及易裂品种的可溶性固形物含量均显著高于抗裂品种，抗裂品种的果实硬度比易裂品种高，且枣果果实形状、果形指数、单果质量与裂果不存在显著相关性。本研究结果表明，不同浸水时间开裂的骏枣单果干质量与未开裂（对照）的果实之间差异不显著，但对照枣果的干物质积累率和可溶性固形物含量均显著低于开裂的枣果，骏枣果实干物质积累率和可溶性固形物含量与其裂果率呈极显著正相关关系，相关性系数（R）分别为0.924和0.964，其机制可能在于果实成熟期干物质积累率和可溶性固形物含量增加，导致果皮渗透势下降，弹性减小（由韧变脆），加之在阴雨天容易过多地吸收水分，使果肉膨压上升，致使表皮破裂[29]，此结果与中秋酥脆枣的研究结果一致[30]。骏枣果实进入脆熟期，果皮开始着色，为了研究骏枣果实表皮颜色与裂果的相关性，本研究测定不同浸水时间开裂的骏枣果实表皮色差值特征参数。研究结果表明，随着浸水开裂时间的延长，其果实表面色差特征值L*、a*和b*均呈现逐渐下降的趋势，果实表面色差值L*、a*和b*均与骏枣裂果率正相关，其中a*和b*的相关性均达到极显著水平，由此可见，骏枣果实表面色差值的变化能够无损判断其开裂敏感期。矿质营养是影响枣裂果的重要因素之一，但不同品种果实的养分含量与裂果率的相关性存在差异。钱立龙等[13]在骏枣果实发育过程中发现，N、P、K、Mg、Fe、Mn、Zn 和Cu 与骏枣裂果的相关性不显著，钙不足是影响骏枣裂果的主要因素[20]。李春燕等[15]研究发现，抗裂果品种在着色期果皮、果肉中Ca、Fe 元素含量高于或显著高于易裂果品种，脆熟期果皮及果肉中Ca 元素含量、果皮中Fe 元素含量低于或显著低于易裂果品种，果肉中K 元素含量则高于或显著高于易裂品种，K、N、B、Ca、Mg 与裂果有关，尤其是K 和Ca 与裂果的关系更加密切，而Ca 在裂果中所起的作用尤为重要[31]。杨双双等[12]研究发现，枣果肉、果皮中Ca 和K 含量与裂果率呈负相关关系，Mg 含量与裂果率呈正相关关系。本研究结果表明，随着浸水开裂时间的延长，果实中N、Ca 和Mn 含量逐渐增加，而P、K 和Fe 含量逐渐减少，其他养分含量呈现出不规则的变化规律，其中N、Ca 和Mn 含量与骏枣裂果率呈极显著负相关，P、K 和Fe 与骏枣裂果率呈极显著正相关。因此认为，在关键时期关键部位关键元素缺乏或过量导致矿质元素失衡是影响骏枣裂果的主要原因之一，从果实营养平衡的角度研究N、P、K、Ca、Mn 和Fe对骏枣裂果的影响机制有着重要的意义。目前为止，有关裂果机理研究及其相关因子分析的研究均采用浸水诱裂方法人工导致果实开裂[6,11-16,32-33]，虽然此种试验方法可重复性强、操作简便，果实表面均匀吸水，不会受到自然条件空间因素干扰。但是，将试验材料浸水处理方法中有可能存在果实无法正常呼吸而影响裂果的因素，在减少此因素的干扰下，研究影响裂果的不同营养元素间的交叉作用机理需进一步探索。

4 结 论

骏枣脆熟期，果实中干物质积累率增高，尤其是可溶性固形物含量增加，提高了骏枣裂果率，通过果实表面色差值可以较准确地判断骏枣果实裂果敏感期。骏枣生产中为了有效降低果实裂果率，在脆熟期前段时间要适当多施用含有N、Ca和Mn 养分的叶面肥和肥料，一方面延迟果实生长发育，另一方面提高果皮弹性和机械韧性，同时避免过量使用含有P、K和Fe养分的叶面肥和肥料，造成果实过早进入成熟期及导致果实可溶性固形物含量增加。