外源钙和硅对‘瑞阳’苹果钙含量和果实品质的影响

王乐幸 刘世红 魏静 姚磊 马永涛 裴琳娜 李智锋 高华

摘 要 旨在探究生长期叶面喷施钙、硅和钙＋硅对‘瑞阳苹果果实品质、总钙含量、钙组分含量和组成比例的影响，为生产上科学补钙，改善‘瑞阳苹果果实品质提供科学依据。以5 a生‘瑞阳为试验材料，分别喷施清水、氯化钙、硝酸钙、糖醇钙、硅、氯化钙＋硅、硝酸钙＋硅、糖醇钙＋硅，在幼果期每隔15 d喷施1次，共喷2次；在果实膨大期每隔20 d喷施1次，共喷2次；在果实成熟期喷施1次；生长期共计喷施5次。于花后120 d采样，测定果实单果质量、横纵径、果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸、果皮色泽等果实品质指标，以及果实总钙含量和不同钙组分含量和所占比例。结果表明，钙、硅和钙＋硅处理均可以提高果实总钙含量，且钙＋硅处理的效果优于钙或硅处理，其中糖醇钙＋硅处理的总钙含量最高。各处理均能提高果实中的水溶性钙、果胶酸钙以及草酸钙含量和比例，降低磷酸钙的含量和比例。果实中总钙与钙组分中水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量呈正相关，且它们均与磷酸钙在含量呈负相关。在提升果实品质方面，糖醇钙＋硅的处理效果最好，与对照相比，在单果质量、硬度、可溶性固形物、固酸比和a*均显著提高4.73%、20.29%、13.11% 、37.33%和24.77%，可滴定酸显著降低17.65%。总钙、水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量与单果质量、果实硬度、可溶性固形物含量和固酸比显著相关，而磷酸钙与果实品质的相关性与此相反。生产中建议可以通过喷施糖醇钙和硅来提高果实钙含量，改变钙组分含量和比例，改善‘瑞阳苹果果实品质。

关键词 ‘瑞阳苹果；钙；硅；果实品质；总钙；钙组分

‘瑞阳苹果是西北农林科技大学赵政阳教授团队历时十余年自主研发出的优质红色晚熟苹果新品种，是由‘秦冠和‘长富2号杂交选育而来，具有早果、丰产、抗性强、易栽培、果实耐贮藏等特点[1]。作为中国黄土高原优质新品种，推广势头强劲，为农民创造了巨大的经济效益。随着人民生活水平的日益提高，人们对苹果果实品质也有了更高的要求[2]，同时苹果新品种对人们的吸引力也越来越强，因此如何提高‘瑞阳苹果的果实品质，迎合人们的消费需求成为重要的研究方向。由于‘瑞阳苹果种植规模的不断扩大，果农管理技术的缺失，导致在实际生产中，广大果农过度施用氮肥等大量元素，而不重视钙、硅等中微量元素的施用，对‘瑞阳苹果的生长造成了一定的影响，甚至因缺钙引起了苦痘病的发生[3]。

钙是植物生长发育所必需的矿物质元素，不仅参与树体生长发育和信息传导，而且也在果实品质形成过程中起到重要作用[4-6]。研究表明，钙对果实品质的影响远超过镁、钾、氮、磷[7]，如果钙素营养失调，将影响植物的产量与果实品质；同时钙在植物体内属于难移动元素[4]，果实对土壤中钙素的吸收主要集中在生长前期，随着钙素的积累，果柄中积累的草酸钙会阻塞钙向果实运输，导致果实钙素积累困难[8]。与根部土壤施肥相比，叶面喷施可以直接将钙肥喷施于叶片和果实，前人研究表明，叶面喷施与土施相比能更有效地提高果实中的钙含量[9]，从而提高果实硬度、可溶性固形物含量，促进着色，并有效避免苦痘病的发生[9-10]。果实中的钙主要由4种不同的钙组分组成，分别为水溶性钙、果胶酸钙、磷酸钙、草酸钙[11] ，水溶性钙和果胶酸钙具有较强的活性，可以维持细胞壁强度，提高果实硬度[12]；磷酸钙和草酸钙主要沉积在液泡当中，性质相对稳定[13]，其中草酸钙对维持稳定的胞质钙浓度，以及提高植物的抗逆性具有重要作用[14]。硅被称为植物有益元素，具有加强细胞壁机械强度及稳定性[15]，提高植物的抗逆性[16]，促进植物光合等作用[17]；同时在影响果实品质方面，可以提高果实硬度，促进果实着色[18-20]。前人对硅、钙的研究主要集中在施用种类[6，8]、次数[3，10]、浓度[10]和时期[10，18]，而对小分子有机物螯合形成的有机钙肥，以及在生长期进行钙硅同施的研究很少；同时在钙素研究上也仅局限在对总钙含量的研究，对不同钙组分以及不同钙组分与果实品质的相关性研究较少。

因此，本试验通过生长期叶面喷施钙、硅以及钙＋硅，研究其对‘瑞阳苹果果实品质和钙含量的影响，以便通过喷施不同钙、硅肥，调控果实中总钙及不同钙组分含量和比例，进而实现改善‘瑞阳苹果果实品质的目的，为‘瑞阳苹果钙、硅肥在生产上的合理施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年3月—12月在西北农林科技大学白水苹果试验站（北纬35°12′25.6″，东经109°32′49.59″）进行，以5 a生‘瑞阳为试验材料，M26自根砧，株行距 2 m×4 m，果实不套袋。苹果果园土质为沙壤土，pH 8.27，土壤孔隙度54.6%，土壤含水量9.13%，有機质含量 1.43%，硝态氮21.52 mg/kg，铵态氮0.34 mg/kg，有效磷46 mg/kg，速效钾64 mg/kg。

1.2 试验设计

供试叶面肥为氯化钙（CaCl2，分析纯）、硝酸钙（Ca（NO3）2·4H2O，分析纯）、糖醇钙[Sugar Alcohol Calcium（S-A-Ca），钙盐与有机小分子糖醇螯合]、硅酸（H2SiO3）。

试验共设8个处理 （表1）。每个处理选取长势一致的植株 3株，单株重复，共3次重复；各处理间隔3棵保护株。在幼果期每隔15 d喷施1次，共喷2次；在果实膨大期每隔20 d喷施1次，共喷2次；在果实成熟期喷施1次；生长期共计喷施5次。喷施前将所用钙制剂用清水稀释，使钙离子浓度为0.3%，将硅酸用清水稀释为7 mmol/L。喷施时间为上午10：00之前，或下午17：00之后。喷施效果以叶片或果实表面滴水为度。喷施钙＋硅处理时，钙、硅应逐一喷施，待叶片干燥后再喷第2种。其他管理水平为常规管理。

1.3 样品采集及测定

1.3.1 果实钙含量测定 总钙含量测定：于花后120 d取样，每个处理随机选取树冠中部外围，大小均匀，无病虫害的果实10个，将10个果实沿果肩到萼洼对角线取楔形块的果心线以外的果肉，洗净切片混匀，105 ℃杀青，70 ℃烘干至恒量，研磨粉碎后过80目筛（孔径为0.178 mm），经HNO3-HClO4消煮后，用原子吸收分光光度计（ZEEnit700P，德国） 测定总钙（Total Ca）含量。

钙组分含量测定：于花后120 d取样，每个处理随机选取树冠中部外围，大小均匀，无病虫害的果实10个，将10个果实取与测定总钙含量相同部位的果肉，洗净切片混匀，经液氮冷冻后于  -80 ℃冰箱中保存；采用逐级提取法提取[6]果实中不同钙组分，浸提液依次为去离子水、1  mol/L氯化钠、2%（体积分数）冰醋酸和5%（体积分数）盐酸，分别提取水溶性钙 （H2O-Ca）、果胶酸钙（NaCl-Ca）、磷酸钙 （HAc-Ca）、草酸钙 （HCl-Ca）。原子吸收分光光度计测定各提取液中钙组分含量。

1.3.2 果实品质测定 于花后120 d取样，在各处理的3棵单株均按东、南、西、北4个方位随机采集树冠外围中部大小均匀的果实各1个，每棵单株采集的4个果实为一个重复，共3次重复，最终测定数值取3次重复的平均值。采用精确度为0.01 g的电子天平测量单果质量。采用精确度为2 mm的数显游标卡尺测量果实纵径、横径，纵径与横径的比值即为果形指数。采用GS-15型水果质地分析仪，探头直径5 mm测定果实去皮硬度。采用手持ATAGO数显糖度仪（日本ATAGO公司）测定可溶性固形物含量；采用GMK-835F型苹果酸度计（韩国G-won公司），蒸馏水调零后稀释果汁直接测定可滴定酸含量。 采用CR-400手持色差计（Konica Minolta，日本）测定每个果实赤道（中纬线）处3面的L*、a*和b*值，其中L*代表果皮亮度，a*代表红绿色差，b*代表黄蓝色差。

1.4 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 2019进行汇总、处理和绘图；使用IBM SPSS Statistics 29.0软件对数据进行多重差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同钙、硅处理对果实总钙含量的影响

从图1中可以看出，各处理钙含量与对照相比均有不同程度提高，其中糖醇钙＋硅处理的果实总钙含量最高，比对照显著提高30.15%。在钙处理中，糖醇钙处理效果最好，果实中总钙含量与对照相比显著提高13.82%；其次是硝酸钙处理，与对照相比显著提高12.54%。硝酸钙＋硅处理以及氯化钙＋硅处理也均与对照存在显著差异，与对照相比分别显著提高27.31%和  21.26%。对比钙、硅处理和钙＋硅处理在钙含量上的差异发现，糖醇钙+硅处理比糖醇钙处理、硅处理在钙含量上分别显著提高14.35%和  27.32%；硝酸钙＋硅处理比硝酸钙处理、硅处理在总钙含量上分别显著提高13.12%和24.53%；氯化钙＋硅处理比氯化钙处理、硅处理在钙含量上分别显著提高12.70%和18.62%。由此可见，在提高钙含量方面，糖醇钙＋硅的处理效果最好，且钙＋硅处理的效果整体要优于钙、硅处理。

2.2 不同钙、硅处理对果实中钙组分含量的影响

从图2中可以看出，钙、硅和钙＋硅处理均可以影响果实中不同钙组分的含量。其中糖醇钙＋硅处理的果实中水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量最高，分别与对照相比显著提高48.80%、  20.44%和25.40%；硝酸钙＋硅的果实中磷酸钙含量最低，磷酸钙含量比对照显著降低了13.05%。

H2O-Ca 含量在钙处理中，硝酸钙处理的果实中水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量最高，其中水溶性钙和果胶酸钙与对照相比显著提高  31.81%和17.44%；糖醇钙处理的果实磷酸钙含量最低。在硅处理中，果胶酸钙含量与对照相比显著提高8.58%。硝酸钙＋硅的果实中磷酸钙含量最低，磷酸钙含量比对照显著降低13.05%。对比钙、硅和钙＋硅处理中钙组分含量上的差异发现，糖醇钙＋硅处理比糖醇钙处理的果实在水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量上显著提高  26.21%、4.30%和13.62%；比硅处理的果实在水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量上显著提高  40.70%、10.92%和21.80%。氯化钙＋硅处理比氯化钙处理的果实在草酸钙含量上显著提高13.99%；比硅处理的果实在草酸钙含量上显著提高16.14%。硝酸钙＋硅处理比硅处理的果实在水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量上显著提高35.93%、9.63%和20.96%。因此，糖醇钙＋硅处理在提高果实水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量上效果最好；硝酸钙＋硅处理在降低果实磷酸钙含量效果最好。在改变果实中钙组分的含量上，钙＋硅处理效果要优于钙、硅处理。

2.3 不同钙、硅处理对果实中不同钙组分所占比例的影响

从图3中可以看出，鈣、硅和硅＋钙处理均可以影响果实中不同钙组分的组成比例。各处理均能提高水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙所占比例，降低磷酸钙所占比例。其中糖醇钙＋硅处理在提高水溶性钙所占比例上效果最好，与对照相比提高6.29%；硝酸钙＋硅处理在提高草酸钙和降低磷酸钙所占比例上效果最好，与对照相比分别提高1.25%、降低7.99%；糖醇钙处理在提高果胶酸钙所占比例上效果最好，与对照相比提高2.28%。

在钙处理中，硝酸钙处理在提高水溶性钙和降低磷酸钙所占比例上效果最好；糖醇钙处理在提高果胶酸钙和草酸钙所占比例上效果最好。在钙＋硅处理中，糖醇钙＋硅处理在提高水溶性钙所占比例上效果最好；硝酸钙＋硅在提高果胶钙和草酸钙所占比例，以及降低磷酸钙所占比例上效果最好。对比钙、硅和钙＋硅处理中钙组分所占比例发现，钙＋硅处理会提高钙、硅处理的水溶性钙、草酸钙所占比例，降低了果胶酸钙和磷酸钙所占比例。

2.4 不同钙、硅处理对果实品质的影响

果实品质可以分为外观品质和内在品质（表2）。在外观品质上，各处理均能不同程度的提高单果质量和a*值，其中糖醇钙＋硅处理效果最好，单果质量和a*值与对照相比显著提高  4.73%和  24.77%。在内在品质上，各处理均能不同程度地提高果实硬度、可溶性固形物和固酸比，降低可滴定酸，其中糖醇钙＋硅处理效果最好，在硬度、可溶性固形物和固酸比上与对照相比均显著提高20.29%、13.11%和37.33%，相反可滴定酸与对照相比显著降低17.65%。

在钙处理中，糖醇钙处理在固酸比上显著高于其他处理；硝酸钙处理在a*值上显著低于其他处理；氯化钙处理在单果质量上显著低于其他处理。在钙＋硅处理中，糖醇钙＋硅处理在单果质量、固酸比和a*值上显著高于其他处理。对比钙、硅和钙＋硅处理的果实品质差异发现，糖醇  钙＋硅处理与糖醇钙处理相比，在单果质量、固酸比和a*值上分别显著提高2.26%、12.21%和  12.85%；与硅处理相比在单果质量、可溶性固形物、固酸比和a*值上分别显著提高4.13%、  12.37%、20.39%和8.62%。硝酸钙＋硅处理与硝酸钙处理相比在单果质量和a*值上显著提高  1.13%、15.97%；与硅处理相比，在单果质量、可溶性固形物和固酸比上显著提高2.81%、8.19%和5.48%。氯化钙＋硅处理与氯化钙处理在单果质量上显著提高2.03%，与硅处理相比在单果质量和可溶性固形物上显著提高2.51%和  6.88%。

2.5 果实总钙与不同钙组分含量的相关性

从表3中可以看出，果实中水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量均与总钙含量呈正相关。其中水溶性钙和草酸钙含量与总钙含量呈极显著的正相关，相关系数分别为0.932和0.992，果胶酸钙含量与总钙含量呈现显著正相关，相关系数为  0.826；相反果实中磷酸钙含量与总钙含量呈现负相关，相关系数为-0.552。不同的钙组分之间也存在一定的相关性，其中水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙三者在含量呈显著正相关，相关系数为0.912、0.953和0.813；而磷酸钙则与其他3种钙组分均呈现负相关，其中与果胶酸钙含量呈现极显著的负相关，相关系数为-0.854。

2.6 果实总钙及不同钙组分含量与果实品质的相关性

由表4中可以看出，总钙和不同钙组分含量均与部分果实品质指标存在相关性。其中总钙含量与单果质量、果实硬度和可溶性固形物呈极显著的相关，相关系数为0.979 、0.859和0.948；与可滴定酸和固酸比呈显著相关，相关系数为  -0.714和0.829。水溶性钙与单果质量、果实硬度和可溶性固形物呈极显著相关，相关系数为  0.926、0.845和0.880；与果形指数、可滴定酸和固酸比呈显著相关，相关系数为0.777、-0.719和0.801。果胶酸钙与单果质量、果实硬度、可溶性固形物和固酸比呈极显著相关，相关系数为  0.861、0.900、0.843和0.847；与果形指数和可滴定酸呈显著正相关，相关系数为0.778和  -0.829。磷酸钙与果形指数、硬度和可滴定酸呈显著相关，相关系数为-0.798、-0.716和  0.812。草酸钙与单果质量、硬度和可溶性固形物均呈极显著相关，相关系数为0.966、0.850和  0.905，与固酸比存在显著相关，相关系数为0.789。

3 讨  论

3.1 不同钙、硅处理对果实总钙和不同钙组分含量的影响

钙、硅和钙＋硅处理均可以提高果实钙含量[3，6，18]，改变果实钙组分含量 [21-22]。在本研究中，钙＋硅处理对苹果果实总钙含量的提高效果要显著优于钙或硅处理，这与张亚建等[23]在不同硅肥处理对苹果树硅及其他中微量元素吸收的影响中研究结果相一致，可能是喷施硅肥提高了树体中硅元素的含量，而硅可以影响树体对钙元素的吸收和转运，从而提高了果实中钙的含量。水溶性钙和果胶酸钙为游离态的钙，在细胞中活性较高，有利于钙离子的吸收和利用；而磷酸钙和草酸钙属于结合态的钙盐，相对较为稳定，一旦被固定就很难移动[13]。细胞在供钙充足的条件下，游离态的钙可以和结合态的钙盐相互转化[22]；本试验也发现了这种现象，各处理与对照相比草酸鈣占总钙比例上升了，而果胶酸钙占总钙比例却下降了，分析认为这可能是由于果实内钙组分发生了互相转换，果胶酸钙转化为更稳定草酸钙[24]，使得果胶酸钙比例下降，草酸钙比例上升。草酸钙所占比例上升，可以有效避免苦痘病的发生[25]，对维持胞质钙浓度的稳定，提高植物抗逆性具有重要意义[14]。此外，通过分析总钙和不同钙组分之间的相关性发现，总钙含量与水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量呈显著正相关；各处理果实中水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙含量随总钙含量的提升而增加，验证了水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙在果实总钙积累过程中发挥着重要作用[11，26]。

3.2 不同钙、硅处理对果实品质的影响

钙是一种植物生长所必要的矿质营养，且作为第二信使参与植物体一系列生理生化反应，在植物生长发育和果实品质形成起着关键的作用[4-5]。前人研究结果表明，对苹果进行采前钙处理可以显著提高果实单果质量、硬度和可溶性固形物含量，同时降低了可滴定酸含量[8-10]。本试验的研究结果与其相似，喷施钙肥可以提高‘瑞阳苹果单果质量和果皮红色度等外观品质，以及硬度、可溶性固形物含量和固酸比等内在品质。此外，不同钙肥对果实品质的影响方面及程度也不同，前人在寒富和蜜脆苹果上的研究结果表明叶面喷施糖醇钙与其他钙肥相比在果实硬度、糖酸比和果皮红色度的提高最为明显[6，27]，本研究也发现喷施糖醇钙在提高果实品质如单果质量、硬度、可溶性固形物和固酸比上优于硝酸钙和氯化钙处理（无机钙），这可能是因为糖醇钙属于小分子有机螯合钙，由小分子有机物糖醇和钙螯合而形成，这类天然小分子有机物如糖醇、氨基酸和海藻酸等，既能促进植物生长，改善果实品质，同时还能螯合中微量元素，促进矿质养分在植物体中运输 [28]。因此，糖醇钙较其他两种无机钙肥，可能更容易被树体吸收，从而达到更好的补钙效果，提高果实品质。硅被称为植物有益元素，是细胞壁的重要组成成分，有助于提高细胞壁机械强度和稳定性[17]。前人研究表明硅可以促进植物对矿质元素的吸收平衡，提高植物茎秆强度、果实硬度、果皮红色度[18-20]。本研究也发现，硅处理可以提高果实硬度、固酸比和果皮红色度，并降低可滴定酸含量；但不同处理果实中的硅元素含量，以及硅在其他果树上是否也具有相同的效应，还有待进一步研究。目前，在钙和硅的复合喷施上研究还相对较少，叶素银等[29]和苏敬等[19]研究结果发现，钙肥和硅肥可以增加果实硬度。在本试验中钙＋硅处理可以提高果实单果质量、硬度、可溶性固形物、固酸比和果皮红色度，尤其是在提高果实硬度上，效果优于钙、硅处理，分析认为钙、硅均可以影响细胞壁物质含量以及与细胞壁物质代谢有关的酶活，且钙组分中的果胶酸钙可以影响细胞壁刚性，保持果实硬度[11]，但它们是否具有协同作用，还有待进一步研究。

3.3 总钙和不同钙组分与果实品质指标的关系

果实中适宜的钙有利于提高果实品质，如单果质量、果实硬度、可溶性固形物和糖酸比等指标 [8-10]。本研究发现：果实内总钙含量与单果质量、果实硬度、可溶性固形物含量、固酸比等果实品质指标之间表现出高度相关性。同时不同钙组分在果实品质形成过程中也起着重要作用，如水溶性钙在细胞内以游离态的Ca2+形式存在，能够维持细胞膜结构完整，同时可以预防局部草酸、柠檬酸过多而导致的苦痘病[30]。果胶酸钙是由钙与细胞壁中的果胶质结合形成的，能够维持细胞壁的稳定，进而提高了果实的硬度[12]。草酸钙是由Ca2+和草酸形成的钙盐，可以平衡植物体内钙的运输，调节植物钙库水平和正常生命活动有序进行[14]。根据钙组分和果实品质的相关性分析发现，水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙在影响果实品质指标上表现出一致性，对果实单果质量、果形指数、硬度、可溶性固形物和固酸比等均起到促进作用，对可滴定酸、果皮亮度等有抑制作用。磷酸钙的形成与ATP的能量代谢有关，当果实中磷酸钙过多时，会影响磷酸基的代谢速率，影响植物体内能量的代谢[31]，不利于树体的生长发育和果实品质的形成；因此磷酸钙的作用与另外3种钙组分相反，不利于大部分果实品质的提高。本试验通过对比不同钙组分与果实品质的相关性可以看出：果胶酸钙与大部分果实品质指标都具有较强的相关性，如单果质量、可溶性固形物、固酸比和可滴定酸等；分析认为，当植物体供钙充足时，吸收的钙会优先转化为活性较强的钙组分，如果胶酸钙，从而更好地被细胞利用；同时果胶酸钙和总钙在含量上呈现显著正相关；因此果实中含量高的果胶酸钙标志着果实中钙含量和活性均处于较高水平，从而使得果胶酸钙成为与果实品质相关性最强的钙组分。总钙和钙组分与大部分果实品质均存在显著相关性，要想获得各项果实品质指标比较均衡的苹果果实，今后需要对不同钙和硅处理下果实内总钙和不同钙组分与果实品质的关系进行更加深入地研究，通过搭配喷施不同的钙和硅肥，调控总钙含量和不同钙组分的含量及组成比例，进而达到提高果实品质的最终目的。

4 结  论

在钙含量上，各处理均可增加果实中总钙含量，提高水溶性钙、果胶酸钙以及草酸钙含量和所占比例，降低磷酸钙含量和所占比例；果实中总钙、水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙这四者在含量上呈正相关，且均与磷酸钙含量呈负相关；在果实品质上，各处理均能不同程度的提高单果质量、果实硬度、可溶性固形物、固酸比和果皮红色度，降低可滴定酸含量，其中钙＋硅处理的效果优于钙、硅处理；各处理中糖醇钙＋硅处理效果最好，此时单果质量、硬度、可溶性固形物含量、固酸比、果皮红色度都均处在最高水平，且可滴定酸含量最低。在钙素与果实品质相关性上，总钙、水溶性钙、果胶酸钙和草酸钙与果实品质如单果质量、果实硬度、可溶性固形物和固酸比均显著相关，而磷酸钙与以上果实品质的相关性则相反。综合考虑生产中建议可以通过喷施糖醇钙和硅肥来提高果实钙含量，调节钙组分含量和比例，从而改善‘瑞阳苹果果实品质。另外，本研究仅针对新品种‘瑞阳苹果在黄土高原地区进行了施肥研究，考虑到品种、气候、土壤等因素的影响，以上结果具有一定的局限性，对其他品种是否适用，后续还会开展相关的试验验证。

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Effects of Exogenous Calcium and Silicon on Calcium Content and Fruit Quality of ‘Ruiyang Apple

Abstract This study explored the effects of foliar spraying with calcium，silicon and their compound spraying on fruit quality，total calcium，calcium component content and composition ratio of ‘Ruiyang apple. The objective is to provide a scientific basis for calcium supplementation in production and improve fruit quality of ‘Ruiyang apple. The experimental material consisted of five-year-old ‘Ruiyang  apple trees，and eight spraying treatments were applied，including clean water，calcium chloride，calcium nitrate，sugar alcohol calcium，silicon fertilizer，calcium chloride and silicon fertilizer，calcium nitrate and silicon fertilizer，sugar alcohol calcium and silicon fertilizer.Spaying of five times was conducted during the growth period，with  two applications at the young fruit stage every 15 days，one application every 20 days at the fruit expansion stage and one application at fruit maturity stage. Samples were collected 120 days after full bloom to determine fruit quality indexes，such as fruit mass，transverse and longitudinal diameter，fruit hardness，soluble solids，titratable acid，peel color，total calcium content and different calcium components. The results showed that application of calcium，silicon fertilizer and their combination increased the total calcium content of fruits，and the combined application had better effect compared to single calcium or silicon fertilizer treatment. Among them，the treatment of calcium sorbitol and silicon fertilizer had the highest total calcium content. All treatments increased the content and proportion of water-soluble calcium，calcium pectinate and calcium oxalate，and reduced the content and proportion of calcium phosphate in fruits. The total calcium in fruit was positively correlated with the contents of water-soluble calcium，calcium pectinate and calcium oxalate，but negatively correlated with the contents of calcium phosphate. In terms of fruit quality improvement，sugar alcohol calcium and silicon fertilizer treatment had the best effect，with fruit mass，hardness，soluble solids，a value and solid acid ratio significantly increased by 4.73%，  20.29%，13.11%，37.33% and  24.77%，respectively，compared with the clean water，and titratable acid significantly decreased by 17.65%. The contents of total calcium，water-soluble calcium，calcium pectinate and calcium oxalate were significantly correlated with fruit mass，fruit hardness，soluble solid content and solid-acid ratio，while the correlation between calcium phosphate and fruit quality was opposite. In production，it is suggested that the calcium content of fruit can be increased by spraying sugar alcohol calcium and silicon fertilizer，and the content and proportion of calcium component can be changed to improve the fruit quality of ‘Ruiyang apple.

Key words ‘Ruiyang  apple;Calcium;Silicon;Fruit quality;Total calcium;Calcium components