乙烯利与肥料复配处理对金弹类金柑果实着色进程和品质的影响

崔芸瑜,周歧伟,陈棕林,颜妙珍,李兰兰,赖家业,林 纬

(1 广西大学林学院,南宁,530004;2 广西大学农牧产业发展研究院,南宁,530004)

金柑(FortunellaSwingle)是一类果实皮甘、口味独特的小型柑果,果实含有糖类、维生素、氨基酸、类胡萝卜素、黄酮类及芳香油等物质成分,具有润肺、化痰、止咳等保健功效,因而有很高的营养价值和药用价值[1]。当前金柑市场需求日益增长,人们对金柑品质的要求也越来越高,但在生产中由于果农不注重科学管理而出现金柑树势衰弱、果实酸甜度差别较大、着色不均匀等现象,对果实品质以及商品价值影响甚大。在生产上,使用乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥是改善果实色泽和提高果实品质的常用方法。有研究表明,使用乙烯利能提高蓝莓果实可溶性糖、花色素苷、总酚等的含量[2]。对温州蜜柑喷施90 mg/L乙烯利能降低果实叶绿素含量,增加类胡萝卜含量,增加果实中的固形物和总糖[3]。含氨基酸水溶肥应用在柑桔上,既能提高品质,还能加深叶色,延迟叶片衰老黄化,增强树势[4]。含氨基酸水溶肥也能改善杨梅果实品质和复壮杨梅树势[5]。叶面喷施磷酸二氢钾溶液,可以显著提升枸杞果实花色苷、总糖、黄酮和类胡萝卜素含量[6]。同时,有研究发现,单独施用400 mg/L的乙烯利时,蜜柑会出现严重的落叶现象[7];金柑喷施乙烯利浓度过高会造成大量落叶落果,甚至会造成叶片偏黄、树势转弱等现象[8]。因此,寻找在促进果实着色和提高品质的同时不会对树体造成伤害的方法,已成为金柑生产者面临的重点课题之一。

目前,已有不少研究者利用乙烯利分别与噻苯隆、磷酸二氢钾和赤霉素等复配后在玉米、烟草等作物上使用,取得了良好的效果[9-11]。广西栽培的金柑主要为金弹类,金弹类金柑在广西常被称为金桔。为研发促进金柑果实着色和提高果实品质的技术,利用乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥的不同复配液喷施金弹类金柑树冠后,对果实着色进程和品质变化进行了监测。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验地位于广西桂林市阳朔县白沙镇蕉芭林村金桔种植基地(北纬24°50′07″,东经110°48′87″),白沙镇是阳朔金桔的中心产区。当地属中亚热带季风性气候,年均气温20 ℃,年均降水量1 700 mm,年均日照时数1 432.1 h。种植基地海拔450 m,坡度≤10%,土壤为硅质砂页岩,土层较厚。

1.2 试验材料供试植株:17年树龄的实生“阳朔1号”金桔,株行距4 m×4 m,长势一致,试验期间田间管理措施保持一致。

试剂:40%乙烯利水剂,由上海华谊集团华原化工有限公司生产;磷酸二氢钾,由成都金山化学试剂有限公司生产;含氨基酸水溶肥(主要成分:多肽复合氨基酸≥100 g/L,微量元素铁+锰+锌+硼≥20 g/L),由成都特普生物科技股份有限公司生产。

1.3 试验设计试验设乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥3个因素,每个因素3个水平,按L9(34)正交试验设计9个复配处理,因素水平设置见表1,L9(34)正交设计见表2,另外加设清水为空白对照,共设10个处理。每3株植株为1个小区,每个处理3次重复。施用方法为喷雾法,于2021年11月16日(金桔转色初期)和11月26日各施1次,喷施以叶片开始滴液为限。于2021年11月16日、11月26日、12月6日和12月16日分别测定并计算着色指数1次,共测4次。于第一次喷施30 d后(2021年12月16日)采样测定果皮叶绿素、类胡萝卜素等,叶片叶绿素,单果质量,果实可溶性固形物、可滴定酸、固酸比、可溶性糖和维生素C等。

表1 金弹类金柑乙烯利与肥料复配处理试验因素水平

表2 金弹类金柑乙烯利与肥料复配处理试验L9(34)正交设计

1.4 研究内容和测定方法果实着色指数测定:在每个植株的东、西、南、北4个方位,分别选取一个结果枝组挂牌标记,从第1次喷施开始(2021年11月16日)之后每隔10天(11月26日、12月6日、12月16日)各测定1次。果面着色程度分为4级:1级,着色面积<1/4;2级,着色面积为1/4～1/2;3级,着色面积为1/2～3/4;4级,着色面积≥3/4。着色指数/%={[∑(各级果数×该级级数)]/(最高级级数×总果数)}×100[12]。

果皮色素测定:在果实四周分别削取4片果皮,剪碎后进行测定,试验重复3次,每次重复10个果实。采用80%丙酮-95%乙醇混合溶液,黑暗避光浸提 24 h,提取果皮中的叶绿素和类胡萝卜素,并利用紫外分光光度计法[13]测定含量。

单果质量和果实品质的测定:单果质量用电子天平称量(精度0.01 g),然后将全果捣碎取汁用于品质指标测定。可溶性固形物用手持糖度计测定,可溶性糖采用蒽酮比色法测定,可滴定酸采用氢氧化钠滴定法测定,维生素C采用2,6-二氯靛酚钠溶液滴定法测定[13]。设3次重复,每次重复10个果实。

叶片叶绿素测定:在每株试验树的树冠中上部、外围,采集当年生春梢枝上,从上往下数第4-5片叶,每株取10片叶,将叶片剪碎,采用 80%丙酮-95%乙醇混合溶液,黑暗避光浸提 24 h,提取叶绿素,并利用紫外分光光度计法[13]测定其含量。

1.5 数据处理与分析采用SPSS 22.0统计软件进行方差分析、Duncan’s多重比较、回归分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 乙烯利与肥料复配处理对果实着色进程的影响总体来看,随着时间的推移,金柑果实着色指数都在不断上升。第一次喷施30 d后(12月16日),T1、T3、T5、T6、T7、T8和T9的着色指数显著高于CK,最高的是T3(达92.55%),T3的着色指数还显著高于T4和T2(见图1)。

注:同一日期的不同小写字母表示不同处理间差异显著(p<0.05)。图1 乙烯利与肥料复配处理对金柑果实着色指数的影响

对各处理金柑果实着色指数(y)与喷施后不同时间(x)的关系进行回归分析,得出回归方程如表3所示,由此可以计算金柑果实每天的着色进度以及达到采摘标准的所需天数。依照《金桔采收及商品化处理技术规程》[14]里的采摘要求,果实着色≥80%为采摘标准,所有复配处理都比CK提前达到采收标准,最快到达的是T8处理,比CK提前了12 d,在12月6日就达到采收标准。

表3 不同处理的金柑果实着色进度回归模型

2.2 乙烯利与肥料复配处理对果皮色素含量的影响第一次喷施30 d后,乙烯利与肥料复配各处理果皮叶绿素a和总叶绿素含量均显著低于CK,乙烯利与肥料复配各处理之间叶绿素a和总叶绿素含量均无显著差异;乙烯利与肥料复配各处理果皮叶绿素b含量与CK均无显著差异,T5显著高于T4、T6、T7和T8(见图2)。说明复配处理后的金柑果实褪绿转色的效果较明显。

注:同一物质不同小写字母表示不同处理间差异显著(p<0.05)。图2 乙烯利与肥料复配处理对金柑果皮叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的影响

由图3可知,类胡萝卜素含量最高的是T8,其次是T9,均显著高于CK,分别高出139.21%和84.01%,其他复配处理的类胡萝卜素含量与CK无显著差异。

注:不同小写字母表示不同处理间差异显著(p<0.05)。图3 乙烯利与肥料复配处理对金柑果皮类胡萝卜素含量的影响

2.3 乙烯利与肥料复配处理对果实品质的影响乙烯利与肥料复配处理对单果质量和果实可滴定酸含量无显著影响,对果实可溶性糖、可溶性固形物含量、固酸比和维生素C含量有显著影响。可溶性糖含量以T4和T7显著高于CK,分别高出29.07%和28.48%。固酸比以T9、T8和T4显著高于CK,最大的T9比CK高118.27%。可溶性固形物含量以T4最高,达14.63%,显著高于CK。维生素C含量最高的是T6,与CK相比显著高出81.4%(见表4)。

表4 乙烯利与肥料复配处理对金柑果实品质的影响

2.4 乙烯利与肥料复配处理对果实着色和品质影响的综合评价对金柑果实着色效果和品质相关指标进行了评价因子主成分分析,选出了特征值大于1的5个主成分,累计贡献值达到80.88%,具有一定的信息代表性(见表5)。第1个主成分主要由11月16日、11月26日、12月6日和12月16日所测定的果实着色指数、果皮叶绿素和果皮类胡萝卜素决定;第2个成分由单果质量、可滴定酸和固酸比决定;第3个成分、第4个成分和第5个成分分别由可溶性糖、可溶性固形物和维生素C决定。以分析出的方差作为权重,根据因子得分系数表与原始数据标准化值求解不同处理各因子得分,最后得到各处理的综合评价结果(见表6),表明促进金柑果实着色并提高果实品质综合效果最好的是T6处理(80 mg/L 乙烯利+0.3%磷酸二氢钾+含氨基酸水溶肥800倍液)。

表5 金柑果实着色及品质评价因子主成分分析结果

表6 乙烯利与肥料复配处理对金柑果实着色及品质影响的综合评价结果

2.5 乙烯利与肥料复配处理对叶片叶绿素的影响所有处理的叶片叶绿素a含量差异不显著;叶片叶绿素b含量最高的是T8处理,显著高于CK,相比CK提高了30.80%;叶片总叶绿素含量较高的是T8和T6处理,均显著高于CK,相比CK分别高出了25.36%和21.01%(见表7)。可见,一定配方的乙烯利与肥料复配处理能增加叶片叶绿素的含量,促进叶片浓绿。

表7 乙烯利与肥料复配处理对金柑叶片叶绿素的影响

3 讨论与结论

金柑果皮色素主要由类胡萝卜素和叶绿素构成,在发育过程中,果皮因类胡萝卜素叶绿素组成比例和含量的差异,从而呈现出由绿色、黄色到橙红色等不同颜色[15]。本研究结果表明,乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥复配处理均能加速金柑果实的着色进程,提前达到采摘要求;均能显著降低金柑果皮叶绿素含量;部分处理还能促进类胡萝卜素的积累。Huang等[16]利用乙烯利促进柑桔果实成熟的研究发现,乙烯利可以诱导增加柑桔果皮中总类胡萝卜素含量,使叶绿素总量急剧下降,且叶绿素a比叶绿素b下降更明显。本研究结果与上述研究结果一致。乙烯利能通过激活叶绿素降解酶基因表达,诱导叶绿素分解[17],且对柑桔果实总类胡萝卜素的积累有积极的促进作用,从而促进果实着色[18]。含氨基酸水溶肥会减缓叶绿素的降低,但在另一方面能促进果实中可溶性糖的增加,糖类是色素合成的基础原料[19],果皮色素含量提升很大可能与果实糖分的增加有关。本研究中,复配处理后的金柑植株叶片叶绿素增加,树体生长正常,含氨基酸水溶肥对叶片保绿的效果较明显[5]。因此,乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥复配可以综合各物质的效果,在共同促进果实着色和提高品质的同时,保持植株树势。

植物生长调节剂与肥料的复配一直是农业领域的研究热点,尤其是运用水溶性肥料的复配制剂提高果实品质成为新的研究方向[20]。植物生长调节剂与肥料复配处理能促进作物生产,改善品质,提高其吸收养分的效率[21,22]。卓春宣等[23]利用乙烯利和2,4-D复合处理能促进金柑着色,但对品质无显著影响。在本试验中,乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥复配处理对金柑果实单果质量和可滴定酸含量无显著影响,与上述试验结果一致;部分复配处理能增加果实可溶性固形物、可溶性糖、固酸比和维生素C,这与赵艳茹等[24]利用含氨基酸水溶肥对蜜柑的研究结果相似。含氨基酸水溶肥中具有氨基酸和微量元素,易于吸收利用,能为果实提供营养物质,从而提高果实品质;磷和钾既是果树营养生长必需元素,又是果实着色和增加含糖量最主要的元素,施用磷酸二氢钾能补充树体磷和钾,增强光合作用,促进营养物质的转化和积累。因此,一定配方的乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥复配能在一定程度上提高金柑果实的品质,提高果实中的糖分,改善果实风味。

综上所述,利用乙烯利、磷酸二氢钾和含氨基酸水溶肥复配能综合各自的作用,加速金柑果实着色进程,改善果实品质,其中,80 mg/L 乙烯利+0.3%磷酸二氢钾+含氨基酸水溶肥800倍液的效果最佳。需要指出的是,金柑果实各种营养物质的积累还会受到环境因素等影响,在不同地区的适用配方会存在一定差异。