植物生长调节剂对壶瓶枣果实品质的影响研究

李双双,潘忠成,2*,张鹏飞,张心心,郑鹏飞,田利明,李蒲民

(1.陕西麦可罗生物科技有限公司,陕西 渭南 714200,2.哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院/教育部超轻材料与表面技术重点实验室,哈尔滨 150001,3.山西农业大学园艺学院,山西 晋中 030600)

枣(ZiziphusjujubaMill.)是鼠李科枣属的果树,是中国栽培历史长达3000多年最古老的栽培果树之一。由于枣树抗逆性、适应能力强,经济、生态效益显著等优势,于我国大部分地区广泛栽培,属于优势树种。枣功能成分含量丰富,同时又为补中益气、养血安神、缓和药性的常用中药,是集营养与医疗保健于一体的优质滋补品[1]。我国是世界枣树栽培大国,目前,总栽培面积近200×104hm2,年产量约540×105t,约占全世界的99%[2]。壶瓶枣作为山西十大名枣之一,被誉为红枣中的上品[3],也是滋补身体的佳品。山西省太谷县被国家林业局授予“中国枣乡”之名,同时也是国内第一批现代农业示范区,其名优特产壶瓶枣作为国家地理标志产品,是中国最好的枣品种之一[4]。近些年,随着壶瓶枣的种植面积不断增加,其产量也随之不断提高[5]。关于枣果实常规品质研究的报道有很多。蒋卉等[6]在对新疆地区引进的不同鲜食枣品种的主要品质进行分析时研究发现不同鲜食枣:单果重7.9～35.6g,果形指数1.04～1.97,可食率93.97%～97.47%,可溶性固形物的含量25.55%～39.48%,可滴定酸含量0.22%～0.59%。

植物生长调节剂用来调节果树在不同的生育期内生长发育,有吸收迅速、效率高、用量省、作用大等优点,被广泛用于果树营养的补充,改善品质,提高产量,预防早衰的重要栽培技术之一[7]。目前,我国农业生产中使用简便、应用广泛的是生长素与GA类的化合物,被广泛的应用于蔬菜、棉花、果树等作物提高产量方面。果实档次及其价格是取决于果实的外观品质[8],包括果实单果重、纵横径、风味、颜色等常规品质,而且果实的大小与其单果重呈现极显著的正相关关系[9],同时也是作为重要的指标来衡量果实的外观品质。其中果品的优劣是消费者选择的关键,而果品的价格又是果农关注的重心,为了提高果品的价格并满足消费者的购买理念,便需提高果实品质来实现。很多学者为提高果品的外观品质曾做过大量研究,周艳孔[10]研究发现喷施叶面肥能够有效促进草莓的生长发育,对果实品质、单株产量和单果重均有提高。宋柏权等[11]通过研究发现调节剂能够提高百粒重、株粒数、生物产量等,改善了大豆籽粒的品质。张峰等[12]的研究发现叶面施用钙能够提高库尔勒梨果实的单果重和果实硬度。周进华[13]研究认为喷施GA能够保证各品种的葡萄果粒膨大较显著,且可滴定酸的含量和果皮厚度有所增加。说明调节剂、叶面肥等对草莓、大豆、梨、葡萄等果实的外观品质有提高的作用。

本课题选定了GA、克裂一号、ABA和α-萘乙酸钠调节剂,对枣果进行不同调节剂处理,并测定不同生长时期果实常规品质,并进行动态分析调节剂对枣果实常规品质的影响。并通过对枣果实常规品质指标含量变化分析比较植物生长调节剂对壶瓶枣果实常规品质的影响,为枣果实提高常规品质技术的研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于山西省太谷县壶瓶枣示范园,园区树形为小冠疏层形,树龄15年,株行距4m×6m,采用一般露地栽培的常规管理模式。

在2019年幼果生长开始进行试验处理,同时采样测定各试验指标。本试验4个处理:试验组为赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、克裂一号(实验室自配)、α-萘乙酸钠,以喷施清水为空白对照组(CK)。选择生长良好,树势强健、枝叶繁茂且管理水平基本一致的壶瓶枣树,采用完全随机区组设计方法,每个处理5个重复,每小区两株。

1.2 试验方法

1.2.1 喷施处理及采样 试验所用的GA、ABA、克裂一号和α-萘乙酸钠分别配制适宜得浓度。在2019年8月初开始喷施,10 d喷施1次,共6次。第1次采样在喷药的前10 d,之后均在每次喷药之前采样,共7次。采样时在每株果树4个方向均进行采样,每个方向5粒左右。采样果实要求果形饱满、发育良好、无病虫害、无机械损伤、成熟度一致。试验中指标的测定均采用鲜枣试样进行测定。

1.2.2 成熟度判定 根据果皮颜色以及果肉质地等的变化情况差异,枣果实成熟过程划分为白熟期、脆熟期和完熟期3个阶段。白熟期:能达到固有形状及大小,此期间果皮由绿转为绿白色或乳白色,质地比较疏松,果汁少。脆熟期:果皮增厚,自梗、果肩逐渐着色,直至全红,果肉质地发脆,汁液增多,具备了果实特有风味。完熟期:脆熟期之后15 d左右,果皮颜色进一步加深,出现微皱,近果柄端开始转黄,近核处转变成黄褐色,质地从近核处开始逐渐向外变软,果实开始出现自然落地现象。

根据实地采样时观察可判断试验过程中果实在7月21日和8月1日采样时为幼果期,8月11日、8月21日以及9月1日采样时为白熟期、9月11日采样时为脆熟期,9月21日和9月29日采样时为完熟期。

1.2.3 测定方法 ①单果重:用电子分析天平测定,并作好数据记录。②果形指数:用数显游标卡尺对枣果实的纵径和横径进行测定,并作好数据记录。果形指数是纵径与横径的比值。③含水量:用ADAM水分测定仪测定。取切薄后的果肉1.0g,仪器调零,将果肉平铺放置于铁盘表面,进行含水量测定。④可溶性固形物:用数显折光仪测定。⑤可滴定酸:采用氢氧化钠滴定法,参照高俊凤等[14]的方法,稍作修改。其中计算可滴定酸的含量,以苹果酸克数为换算系数。

1.2.4 数据处理 试验所得数据使用Excel进行整理,并利用SPSS 21.0软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对单果重的影响

果实单果重动态变化如图1所示。随着壶瓶枣果实的生长发育,单果重总体呈现先上升后下降的趋势。方差分析表明:白熟期8月21日,α-萘乙酸钠处理的果实单果重显著高于CK、GA、ABA和克裂一号处理(P<0.05),分别高出15.41%、16.16%、28.55%和15.59%。脆熟期9月11日,克裂一号处理后单果重显著高于GA、ABA处理,分别高出17.83%和12.13%。完熟期GA、ABA、克裂一号和α-萘乙酸钠处理单果重与CK相比差异均不显著(P>0.05)。

图1 不同处理对壶瓶枣单果重的影响注:数据为平均数±标准误,小写英文字母表示0.05水平差异显著性。下同。

2.2 不同处理对果形指数的影响

果实果形指数动态变化如图2所示。随着壶瓶枣果实的生长发育,果实的果形指数总体上波动很小。方差分析表明:在果实生长发育的前期,不同处理间均没有表现出显著性差异(P>0.05);脆熟期9月11日和完熟期9月21日,GA、ABA、克裂一号和α-萘乙酸钠处理的果实果形指数与CK相比均无显著差异(P>0.05),其中9月11日GA和α-萘乙酸钠处理的果形指数显著高于ABA处理的(P<0.05),分别高出6.92%和7.27%,9月21日α-萘

图2 不同处理对壶瓶枣果形指数的影响

乙酸钠处理的显著高于克裂一号处理的(P<0.05),高了6.69%。

2.3 不同处理对含水量的影响

果实含水量动态变化如图3所示。果实含水量百分数总体上呈现从平缓到下降的过程。方差分析表明:在果实生长发育前期,不同处理间均没有表现出显著性差异(P>0.05);白熟期9月1日,CK和GA处理的果实含水量与ABA处理相比有显著差异(P<0.05);脆熟期9月11日,克裂一号处理的果实含水量与CK、GA、ABA和α-萘乙酸钠处理相比有显著增加(P<0.05),分别增加了10.48%、9.34%、16.76%和10.08%;完熟期9月21日,与CK相比,ABA处理含水量显著降低(P<0.05)。

图3 不同处理对壶瓶枣含水量的影响

2.4 不同处理对可溶性固形物的影响

果实可溶性固形物含量动态变化如图4所示。可溶性固形物含量在壶瓶枣果实整个的发育过程中是不断积累增加的,总体上呈现一个平缓上升到快速上升的过程。方差分析表明:在果实生长发育的前期,不同处理间均没有表现出显著性差异(P>0.05);白熟期9月1日,α-萘乙酸钠处理的果实的可溶性固形物的含量显著高于GA和克裂一号处理的(P<0.05),分别高出19.61%和22.17%;脆熟期9月11日,ABA、α-萘乙酸钠处理显著高于CK、GA、克裂一号处理的(P<0.05)。完熟期9月21日,ABA处理显著高于CK、α-萘乙酸钠处理(P<0.05)分别高出25.11%和32.57%。

2.5 不同处理对可滴定酸的影响

果实可滴定酸含量动态变化如图5所示。果实可滴定酸含量总体上呈现先下降后上升的趋势。方差分析表明:白熟期8月11日,ABA处理的果实可滴定酸含量显著高于CK、克裂一号和α-萘乙酸钠处理的(P<0.05),其中ABA处理极显著高于CK和α-萘乙酸钠处理(P<0.01),且ABA处理高于其他四个处理,高出CK、GA、克裂一号和α-萘乙酸钠处理分别为23.23%、4.49%、9.08%和23.14%。脆熟期GA、ABA、克裂一号和α-萘乙酸钠处理的果实可滴定酸含量与CK相比差异均不显著(P>0.05)。完熟期α-萘乙酸钠处理显著高于GA处理的,同时也高于其他处理,高出CK、GA、ABA和克裂一号分别为11.83%、17.18%、5.57%和9.31%。

图4 不同处理对壶瓶枣可溶性固形物含量的影响

图5 不同处理对壶瓶枣可滴定酸含量的影响

3 讨论

壶瓶枣在整个发育过程中不仅会受到光照、温度、水肥以及气体环境等多种环境因素的影响,还会受到品种、土壤等因素的限制。本试验致力于相同的外界环境对壶瓶枣进行植物生长调节剂的处理,对壶瓶枣果实品质的动态变化讨论如下。

3.1 α-萘乙酸钠处理对不同时期的果实的单果重有促进作用

白熟期α-萘乙酸钠处理使果实单果重增加,此结论与刘世红等[15]通过喷施萘乙酸对果实的单果质量显著增加的研究结果一致。这可能源于α-萘乙酸钠具有一定的生长素的活性,并被作为膨大素来提高果实的单果质量。米淑玲[16]研究结果发现喷施赤霉酸药液也可以显著提高沧州的金丝小枣果实的单果质量以及单位面积的产量,本试验GA处理对枣果单果重有增大作用但并不显著,与米淑玲研究结果存在部分差异,可能是由于研究区的地理环境以及气候环境不同造成的。

3.2 α-萘乙酸钠处理对不同时期的果实的果形指数有促进作用

GA和α-萘乙酸钠处理果形指数显著高于ABA处理的,分别高出6.92%和7.27%,且完熟期α-萘乙酸钠处理的显著高于克裂一号处理的,高了6.69%。此结果与张慧等[17]研究发现喷施α-萘乙酸钠的处理能使果实的果形指数有明显的增加的结果保持一致;而杨斌[18]和吴伟民等[19]研究结果与本试验喷施GA后的壶瓶枣果实的果形指数与CK相比无显著差异这一结果有略微的差别,这可能与样品的栽培设施有关,魏可葡萄是采用的温室栽培技术,而壶瓶枣采用的是露天栽培,不同的设施栽培对果实的生长发育所起到的作用不甚相同。

3.3 克裂一号处理能有效增大枣果的含水量利于鲜枣提高品质,ABA处理能有效降低枣果含水量利于制干

脆熟期枣果含水量克裂一号处理与CK、GA、ABA和α-萘乙酸钠处理相比有显著增加,分别增加了10.48%、9.34%、16.76%和10.08%;完熟期与CK相比,ABA处理含水量出现显著降低,且制干枣果,最佳采收期是完熟期,此时含水量少,制干率高。

3.4 ABA、α-萘乙酸钠处理对果实的可溶性固形物的含量有促进作用

白熟期到脆熟期是果实营养不断积累的过程,在白熟期α-萘乙酸钠处理果实的可溶性固形物含量显著高于GA和克裂一号处理,同时也高于其他处理,此结果与张慧[17]和李红卫等[20]的研究结果相同。赵金凤等[21]研究喷施GA对欧李果实品质的影响时发现,GA可显著增加果实的可溶性固形物含量,与本试验研究结果相反,这可能与成熟期的不同有关,其中欧李果实在七八月便开始陆续的成熟,此期间有较强的光照以及较高的温度,使欧李果实的品质优化,而枣果实的成熟期较欧李果实晚。杨斌[18]和吴伟民等[19]研究发现,喷施GA能够降低可溶性固形物的含量,此研究结果与本试验一致。

3.5 GA处理可降低枣果可滴定酸的含量,在一定程度上改善口感,提高果实风味

白熟期8月11日到完熟期果实的可滴定酸的含量处于一个上升的过程,白熟期ABA处理显著高于CK、克裂一号和α-萘乙酸钠处理的,其中ABA处理极显著高于CK和α-萘乙酸钠处理,高出CK、克裂一号和α-萘乙酸钠处理分别为23.23%、9.08%和23.14%;完熟期α-萘乙酸钠处理显著高于GA处理的,同时也高于其他处理。马文瑶[22]研究发现,喷施ABA降低了葡萄果实的可滴定酸含量,可知本试验的研究结果与马文瑶[22]喷施ABA降低了葡萄果实的可滴定酸含量这一结论一致。与李红卫等[20]喷施ABA所得结论相反,这可能与调节剂处理的时期有关,即采收前和采收后调节剂处理产生的结果存在差异。

4 结论

喷施赤霉素、脱落酸、克裂一号、α-萘乙酸钠等处理不会降低壶瓶枣果实的品质。不同生长调节剂在枣果的不同生长发育期间起到的作用不尽相同,但可以根据所需枣果的成熟程度来选定不同生长调节剂进行处理达到需要的效果。