喷施不同钙肥以及钙肥混施激素对‘蜜脆’苹果果实的影响

杜英俊，杨 洁，张 琪，陈泽浩，毛 柯，马锋旺，李 超

(西北农林科技大学 园艺学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室，陕西 杨凌 712100)

苹果(Malusdomestica)是蔷薇科苹果属植物，是世界上栽培面积和产量最大的果树之一。中国是世界苹果生产的重要组成部分[1]。Ca2+是一种生物活性离子，如果植物组织中的钙浓度很高，则可能导致细胞毒性，细胞壁过硬或发育异常。当钙元素供应不足或运输受到干扰时，会导致局部钙缺乏。这可能会导致细胞膜破裂和细胞壁衰竭[2,3]。钙元素是影响苹果生长发育的重要矿质元素之一，缺钙会引起苹果果实细胞膜功能受损，细胞代谢失调，引起苹果果实的生理失调症，如苦痘病、水心病、痘斑病等，严重影响了果实品质。植物中钙通过蒸腾作用在木质部中进行长距离运输。幼嫩部位和果实的蒸腾作用比叶片弱，对钙元素的竞争比叶片弱，同时钙极少通过韧皮部运输，难以再运输和分配到新生部位及果实，因此果实容易发生缺钙现象[4]。何为华[5]等研究表明 ,幼果期喷施钙元素处理的苹果产量和果实钙含量显著高于生长后期喷施钙元素处理。苹果适宜补钙时期为幼果形成后1个月内，苹果果实幼果期果面喷钙是改善苹果果实钙素营养吸收的有效方法[6]。刘剑锋等[7]研究结果表明，树冠喷施IAA、GA3及其它们与氯化钙的混合物，都会增加 ‘黄花’梨果肉中的钙含量。毛节锜等[8]研究认为，外源植物生长调节剂及内源生长调节物质对钙素运输具有调控作用。果面喷施氨基酸钙能为果实补充钙素营养，同时改善果实的品质[9]。外源施用糖醇螯合钙提高了马铃薯各器官与全株的钙素累积量[10]。IAA和GA3与氯化钙混合处理有利于提高采收时库尔勒香梨果实中的钙含量[11]。但糖醇钙在苹果补钙上的应用较少，市场上销售钙肥混施激素应用于苹果补钙研究也较少。本试验以五年生和六年生‘蜜脆’苹果为试材，探究幼果期喷施不同钙肥以及钙肥混施激素处理对果实钙含量以及果实品质的影响，为生产上苹果果实补钙提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

2019年在西北农林科技大学咸阳市旬邑苹果试验站选取栽培管理条件一致的五年生‘蜜脆’，设置1个对照和8个处理，每个处理选取生长势一致的十棵树。通过分别喷施氨基酸钙和糖醇钙，同时配合施用不同浓度激素IAA和GA3。氨基酸钙浓度设置为800倍液，糖醇钙浓度设置为800倍液，IAA和GA3均设置为10 mg/L、20 mg/L和30 mg/L三个浓度梯度，处理如下：CK(清水)、糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液、氨基酸钙800倍液+10mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸钙800倍液+20mg/L IAA、氨基酸钙800倍液+30 mg/L IAA。分别按照配方浓度以及组合方案进行叶面和果面喷施，从盛花期后15 d，苹果坐果(4月下旬)开始，每隔10 d喷施一次，共喷施3次。2019年筛选出糖醇钙是补钙效果较好的一种钙肥，钙肥混施20mg/LIAA及GA3是较为适宜的激素浓度，2020年在西北农林科技大学咸阳市旬邑苹果试验站选取栽培管理条件一致的六年生‘蜜脆’，对最佳浓度进行了验证并设置4个新的处理，处理如下： CK(清水)、糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液、氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA、糖醇钙800倍液+20 mg/L GA3、糖醇钙800倍液+20 mg/L IAA 、0.5%硝酸钙和0.5%氯化钙。每个处理选取生长势一致的十棵树，处理方式同2019年。

1.2 试验方法

1.2.1 不同处理果实钙含量测定 试验前预估出果实中所测矿质元素以及总氮的大约含量范围配制标准溶液浓度梯度系列，配制好后，储存于4℃冰箱。每个处理设置4个生物学重复，采用HNO3-H2O2消煮，准确称取试验所用苹果果肉0.2 g，放入100 mL消煮管中，加入5ml硝酸。然后置于电炉上加热消解样品，室温下1.5h左右二氧化氮开始逸出，慢慢加入H2O2，将试样逐渐消解至澄清透亮，剩余约2 mL，取下冷却。过滤到100 mL容量瓶中，加入1 mL 0.5%氯化锶溶液，用dd水定容至100 mL，摇动至溶液均匀，用原子吸收分光光度计(ZA3000)火焰法测定果实钙含量。

1.2.2 不同处理果实品质测定 参照吕祚森[12](2019)的方法，每个处理选取30个‘蜜脆’苹果果实测定果实品质。

(1)果实单果质量：采用万分之一电子天平测定，取平均值。

(2)果形指数纵横径：用数显游标卡尺测量果实的最大纵径与最大横径，果形指数=纵径/横径。

(3)可溶性固形物：用PAL-1型手持折光仪测定。总酸：用GMK-835F 型果实酸度仪测定。糖酸比=可溶性固形物/总酸。

(4)苹果色差：用CHROMAMETER CR-400色差仪分别测苹果四个方位的 L、a、b 值，对苹果着色进行分数记录。

(5)果实质构：运用质构仪测定。

(6)可溶性糖与可溶性酸：用气质联用仪(ShimadzuGCMS-2010SE,日本)测定。

1.2.3 数据分析 运用SPSS 23.0对数据进行统计学分析，运用SigmaPlot14.0和Adobe Photoshop CC 2019作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对果实钙含量的影响

由图1可知，2019年‘蜜脆’苹果通过幼果期喷施3次钙肥，显著提高了果实中的钙含量。糖醇钙800倍液处理相比于CK钙含量增加了200%，氨基酸钙800倍液单独处理钙含量没有显著变化。氨基酸钙800倍液+10 mg/L GA3处理、氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理、氨基酸钙800倍液+30 mg/L GA3处理钙含量相比于对照分别增加了21%、58%、8%。氨基酸钙800倍液+20 mg/LIAA处理、氨基酸钙800倍液+30 mg/LIAA处理相比于CK钙含量分别增加了45%和44%。但氨基酸钙800倍液+10 mg/LIAA处理相比于对照钙含量降低了4%。所有处理中，糖醇钙800倍液处理的苹果果实的钙含量最高，补钙效果最好。氨基酸钙混施激素的处理中，氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理、氨基酸钙800倍液+20 mg/LIAA处理和氨基酸钙800倍液+30 mg/LIAA处理的苹果果实钙含量均显著高于对照与其他配施浓度激素处理，且以氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理效果最好。氨基酸钙800倍液+20 mg/LIAA处理与氨基酸钙800倍液+30 mg/LIAA处理差异不大，前者略高于后者。2020年处理中，氨基酸钙800倍液单独处理钙含量与CK没有显著性差异，其他钙肥以及钙肥混合施用激素处理均显著提高了‘蜜脆’果实的钙含量。其中糖醇钙800倍液、糖醇钙800倍液+20 mg/LGA3、糖醇钙800倍液+20 mg/LIAA补钙效果最好，钙含量分别相对于CK增加了95%、126%、121%。氨基酸钙800倍液+20 mg/LGA3、氨基酸钙800倍液+20 mg/LIAA处理果实钙含量相对于CK分别增加了30%、72%。0.5%硝酸钙和0.5%氯化钙处理钙含量相对于CK增加了45%、35%。

a：2019年处理；b：2020年处理

2.2 不同处理对果实单果重的影响

由图2可知，2019年不同处理均不同程度提高了‘蜜脆’苹果果实单果重，其中糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液混施20 mg/L IAA和30 mg/L IAA效果最好。

2020年处理中，0.5%氯化钙处理果实单果重与CK没有显著性差异。糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液、氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA糖醇钙800倍液+20 mg/L GA3、糖醇钙800倍液+20 mg/L IAA、0.5%硝酸钙处理均显著提高了‘蜜脆’果实的单果重，其中糖醇钙800倍液+20 mg/L GA3处理果实单果重最高，其他处理之间单果重没有显著性差异。

a：2019年处理；b：2020年处理

2.3 不同处理对果实纵径、横径、果型指数的影响

由表1可知，2019年所有处理果型指数与CK没有显著性差异。

表1 2019年不同处理果实纵径、横径、果型指数

由表2可知，2020年处理中，氨基酸钙800倍液+20mg/L IAA处理果型指数较高，其他处理果型指数与CK没有显著性差异。

表2 2020年不同处理果实纵径、横径、果型指数

2.4 不同处理对可溶性固形物、总酸、糖酸比的影响

由表3可知，2019年糖醇钙800倍液和氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理显著提高了‘蜜脆’果实的可溶性固形物含量，氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3和氨基酸钙800倍液+20mg/L IAA处理总酸含量相对于CK也显著提高。2019年处理中氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理糖酸比相对于CK有所下降，其他处理与CK没有显著性差异。

表3 2019年不同处理果实可溶性固形物、总酸、糖酸比

由表4可知，2020年糖醇钙800倍液+20 mg/L GA3显著提高了‘蜜脆’果实可溶性固形物含量。糖醇钙800倍液处理果实总酸含量相对于CK显著降低，其他处理总酸含量与CK没有显著性差异。糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液处理显著提高了‘蜜脆’果实的糖酸比。

表4 2020年不同处理果实可溶性固形物、总酸、糖酸比

2.5 不同处理对果实着色度的影响

由表5可知，2019年处理中，糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理显著提高了‘蜜脆’果实着色度，显著提高了果实的外观品质。

表5 2019年不同处理果实着色度

由表6可知，2020年不同处理L*(亮度)值相对于CK均有不同程度显著下降。氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理 a*(红绿)值相比于CK显著提高。不同处理b*(黄蓝)值相对于CK不同程度下降。糖醇钙800倍液+20mg/L IAA、氨基酸钙800倍液、氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理CI值相比于CK显著提高，喷施钙肥以及钙肥混施激素显著提高了‘蜜脆’苹果果实的着色度。

表6 2020年不同处理果实着色度

2.6 不同处理对果实质构的影响

由表7可知，2019年处理中，糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液、氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3和氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA处理果实的果皮硬度相对于CK显著增加。糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA和氨基酸钙800倍液+30 mg/L IAA处理果皮延展性相对于CK显著增加。氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理果肉硬度相对于CK显著提高。糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA和氨基酸钙800倍液+30 mg/L IAA处理果肉脆度相比于CK有不同程度显著提升。氨基酸钙800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA处理果肉紧实度相比于CK显著降低，其他处理与CK没有显著性差异。

表7 2019年不同处理对果实质构的影响

由表8可知，2020年不同处理均显著提高了果实的果皮硬度。不同处理除氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理外，果皮延展性相对于CK均有显著提升。不同处理果肉硬度没有显著性差异。糖醇钙800倍液+20 mg/L GA3处理果肉脆度显著提升。氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA处理果肉紧实度相对于CK有所降低。

表8 2020年不同处理对果实质构的影响

2.7 不同处理对果实可溶性糖、可溶性酸的影响

由表9可知，2019年不同处理果实苹果酸较CK不同程度降低，糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA处理较CK苹果酸降低幅度最大。不同处理果糖含量与CK没有显著性差异。氨基酸钙800倍液处理葡萄糖含量相对于CK没有显著性差异，其他处理葡萄糖含量相比于CK显著提高。氨基酸钙800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA和氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理果实半乳糖含量相比于CK显著提高。不同处理山梨醇含量相对于CK均显著降低，且不同处理之间没有显著性差异。氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理蔗糖含量与CK没有显著性差异，其他处理相比于CK蔗糖含量不同程度提高。

表9 2019年不同处理对果实可溶性糖、可溶性酸的影响

由表10可知，2020年糖醇钙800倍液处理苹果果实苹果酸含量相对于CK显著降低，糖醇钙800倍液+20 mg/L IAA处理苹果果实苹果酸含量相比于CK显著提高。0.5%氯化钙处理果实果糖、葡萄糖含量与CK没有显著性差异，其他处理果实果糖、葡萄糖含量显著提高。氨基酸钙800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+10 mg/L IAA和氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理半乳糖含量相比于CK显著提高，其他处理半乳糖含量相比CK没有显著性差异。不同处理山梨醇含量相比于CK均不同程度显著降低，与2019年处理一致。糖醇钙800倍液+20 mg/L GA3处理显著提高了‘蜜脆’果实的蔗糖含量，但其他处理相对于CK没有显著性差异。

表10 2020年不同处理对果实可溶性糖、可溶性酸的影响

3 讨论

钙元素在植物生长发育和应对环境胁迫中处于中心调控地位[12]。本试验通过2019和2020年两年喷施不同钙肥以及钙肥混合施用不同浓度激素处理，筛选出较好的补钙方案。人工补施糖醇钙能为酿酒葡萄补充钙素[13]。氨基酸钙和糖醇钙均能提高‘寒富’苹果品质，糖醇钙处理在提高果实单果重、硬度方面最好[14]。氨基酸和糖醇两种小分子有机物质与钙肥螯合具有较好的补钙效果，能补充小白菜钙素，同时提高小白菜产量，改善小白菜品质[15]。2019年，在幼果期通过喷施氨基酸钙、糖醇钙，同时氨基酸钙配合施用不同浓度激素(10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L) IAA和GA3。测定不同处理果实钙含量发现，糖醇钙800倍液补钙效果最好，糖醇钙800倍液处理果实钙含量相对于CK提升了200%，是补钙效果较好的一种钙肥。氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理、氨基酸钙800倍液+20mg/LIAA处理和氨基酸钙800倍液+30mg/LIAA处理的苹果果实钙含量均显著高于CK与其他配施浓度激素处理，且以氨基酸钙800倍液+20 mg/LGA3处理效果最好，钙肥混合施用20 mg/L IAA、20 mg/L GA3显著提高了补钙效果。在2019年基础上，2020年设置糖醇钙800倍液混施激素处理，糖醇钙800倍液、糖醇钙800倍液+20 mg/L GA3、糖醇钙800倍液+20 mg/LIAA补钙效果最好，钙含量分别相对于CK增加了95%、126%、121%。氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+20 mg/LIAA处理果实钙含量相对于CK分别增加了30%、72%。0.5%硝酸钙和0.5%氯化钙处理钙含量相对于CK增加了45%、35%，喷施糖醇钙处理‘蜜脆’果实钙含量明显高于氨基酸钙、0.5%硝酸钙和0.5%氯化钙，这与前人研究结果一致。Ca2+运输与生长素运输具有逆向性，生长素含量越高的部位对Ca2+吸收竞争能力越强[16]。GA促进Ca2+通过质外体途径在幼果中运输，IAA促进幼果中Ca2+的共质体运输[17]。

2019年不同处理均不同程度提高了‘蜜脆’果实单果重，其中糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液混施20 mg/L IAA和30 mg/L IAA效果最好。2020年处理中，0.5%氯化钙处理果实单果重与CK没有显著性差异，其处理均显著提高了‘蜜脆’果实的单果重。这与前人研究结果一致[14，15，18，19]。关军锋等[18]研究表明，喷施钙肥后葡萄果实的单粒重与横纵径显著提高，从而提升葡萄产量和质量。施糖醇螯合钙显著提高了茄子的产量[19]。

2020年处理中，糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液处理显著提高了‘蜜脆’果实的糖酸比。氨基酸和糖醇促进生物体的构建[20～21]。但糖醇钙和氨基酸钙混施激素处理糖酸比与CK没有显著性差异，其中的机理还需要进一步研究。

2019年处理中，糖醇钙800倍液、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理显著提高了‘蜜脆’果实着色度。2020年处理中，糖醇钙800倍液+20 mg/L IAA、氨基酸钙800倍液、氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸钙800倍液+20 mg/L IAA处理显著提高了‘蜜脆’苹果果实的着色度。

2020年不同处理均显著提高了果实的果皮硬度，不同处理除氨基酸钙800倍液+20 mg/L GA3处理外，果皮延展性相对于CK均有显著提升，果皮硬度和延展性的提高有利于苹果果实的耐运输性。

水心病发病趋势与果实中山梨醇含量存在显著关系[22]。苹果的果梗中含有较多的草酸，在植株钙充足的条件下两者形成草酸钙沉淀减缓或阻止山梨醇向果实内部的输送，而在缺钙条件下果柄不存在这种运输障碍[23]。‘岳冠’苹果果实低钙或缺钙条件下，山梨醇在果实内大量积累，导致水心病发生。植株喷施钙肥后，促进了果实内山梨醇转运代谢，降低果实水心病发生[24]。

本研究发现2019年和2020年喷施钙肥以及钙肥混施激素处理山梨醇含量相对于CK显著降低，可能减少了‘蜜脆’苹果果实的缺钙症状。

4 结论

本试验通过幼果期喷施不同钙肥以及钙肥混施激素处理，发现糖醇钙是补钙效果较好的种钙肥，且钙肥混合施用20mg/LIAA和GA3显著提高了补钙效果，且不同钙肥以及钙肥混施激素处理均不同程度提高了‘蜜脆’果实单果重，糖醇钙800倍液处理果实糖酸比有所增加，果实着色度有所提高。不同处理果皮硬度和果皮延展性显著提高，山梨醇含量显著降低，果实品质有一定程度的提升。