李國鵬,林景新,吳銘涎,李甜子,喬 健

(1 廣東海洋大學(xué)濱海農(nóng)業(yè)學(xué)院,廣東湛江,524088;2 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所,廣東湛江,524091)

番石榴PsidiumguajavaL.,又名芭樂,是桃金娘科番石榴屬常綠小喬木或灌木,原產(chǎn)于墨西哥等美洲熱帶國家,在我國已有300多年的栽培歷史,目前廣泛種植于我國海南、廣東、廣西、福建、云南及臺灣等熱帶亞熱帶地區(qū)。番石榴果實富含維生素C、維生素A及多種多酚類物質(zhì),具有較高的食用和藥用價值,不僅可鮮食,還可以加工成果醬、果粉、果汁、果脯等產(chǎn)品[1]。廣東省2019年番石榴種植面積達1.35萬hm2,總產(chǎn)量46.95萬t,番石榴已成為我國南方重要的優(yōu)稀熱帶水果[2]。

果園生草技術(shù)起源于美國,并于20世紀80年代引入我國。盡管果園生草技術(shù)是一種能夠減少人力投入、降低果園成本、增加收入的栽培模式,但我國尚未較好地推廣與應(yīng)用[3]。果園生草通過改善土壤環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候、抑制雜草生長和減少田間害蟲數(shù)量進而達到提高果實產(chǎn)量及果實品質(zhì)的目的[4-7]。生草蘋果園在整個生產(chǎn)周期內(nèi)累計收益和累計凈現(xiàn)值分別是清耕果園的2.16倍和4.26倍[8]。生草技術(shù)研究多集中于生草對果園土壤及土壤環(huán)境的影響,對于果實品質(zhì)方面的研究較少。覆草能顯著提高火龍果果實中維生素C與花青素含量,并且果園覆草的火龍果單果質(zhì)量、株產(chǎn)及產(chǎn)量均高于對照[8-9]。果園生草能明顯提高“南豐蜜桔”果實可溶性糖、可溶性固形物及維生素C含量[10]。柱花草屬豆科植物,具有耐割、固氮、耐旱和適應(yīng)性強等特征。柱花草作為生草品種已廣泛地應(yīng)用于南方多種果園。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院已證實了杧果園種植柱花草能提高其果實品質(zhì)[11]。盡管已有豆科牧草在番石榴園套種取得顯著經(jīng)濟效益及生態(tài)效益的報道[12],但生草栽培模式對番石榴果實品質(zhì)的影響鮮見報道?；诖?本文對番石榴果園兩個品種進行生草栽培,比較生草栽培對不同發(fā)育階段番石榴果實生理變化以及品質(zhì)的影響,為番石榴果園生草技術(shù)的推廣及番石榴產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供參考與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶植物園6年生番石榴基地,選擇“珍珠”和“紅寶石”兩個品種,均人工種植柱花草2年,以裸地栽培為對照,于番石榴成熟前2周、成熟前1周和成熟時3個時期分別選擇大小一致,無病蟲害、無機械損傷的果實,采摘果實當(dāng)天送回實驗室,洗凈晾干后四分法取樣,混合,每5個果實為1個重復(fù),重復(fù)3次,測定果實色澤等相關(guān)指標,樣品液氮冷凍并放置-40 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 指標測定方法

果實色澤采用CR-400色彩色差計(日本柯尼卡美能達公司產(chǎn))測量不同品種不同時期番石榴果皮色差值,沿著果實赤道面測量相對兩個部位的色差值,以色度h、亮度L、紅綠值a和黃藍值b等4個指標分析果實表皮色差。在果實赤道面取樣后采用便攜式糖度計(PR-101,日本Atago產(chǎn))測定可溶性固形物含量;可溶性總糖采用蒽酮比色法測定[13];可滴定酸按照GB/T 12293—90利用酸堿滴定法測定,結(jié)果以檸檬酸進行換算。維生素C含量采用磷鉬藍分光光度法測定[14],采用高效液相色譜法測定果實糖[15]和有機酸[16]的組成及含量。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Origin 2016軟件和SPSS 18.0軟件ANOVA過程對數(shù)據(jù)進行方差分析,采用LSD法作多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對果實果皮色澤的影響

從圖1可以看出,不同品種不同處理的番石榴果實成熟過程中果實的亮度 L值呈上升趨勢,但差異不顯著。3個時期裸地“紅寶石”果皮L值無顯著性差異,生草處理亦無顯著性差異。對于“珍珠”番荔枝,隨成熟時間延長,其果皮L值呈緩慢上升的趨勢;成熟前2周,裸地處理果皮L值高于生草處理;伴隨著果實成熟,生草處理果皮L值逐漸升高,成熟時,裸地和生草處理果皮L值無差異。果實成熟過程中,“珍珠”果皮L值較“紅寶石”高,說明“珍珠”果實成熟時果皮亮度較亮。

圖1 生草與裸地栽培對“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實果皮色差a值、b值、h值、L值的影響

色差a值隨著果實成熟而上升,表明番石榴果實成熟是一個褪綠的過程,“紅寶石” 果皮a值增加較“珍珠”要大。成熟過程中,不同品種不同處理果實果皮色度b值變化不顯著,而h值呈降低的變化趨勢。盡管“紅寶石”果實成熟時h值有顯著降低,但生草與裸地處理間差異不顯著,“珍珠”果實成熟過程中生草與裸地處理間h值亦無顯著性差異。

2.2 對果實可溶性固形物和維生素C含量的影響

從圖2可以看出,隨果實成熟,番石榴果實可溶性固形物含量呈上升趨勢;有的時期生草處理較裸地處理顯著提高“紅寶石”和“珍珠”果實可溶性固形物含量。果實成熟前1周,生草處理顯著提高“紅寶石”果實可溶性固形物含量;成熟前兩周時,裸地和生草處理的可溶性固形物分別為9.38%±0.82%和9.98%±0.70%,成熟前1周時分別為9.02%±0.42%和10.56%±0.85%,這兩個時期兩個處理差異不顯著。成熟時,裸地處理“珍珠”果實可溶性固形物含量僅為10.03%±0.69%,而生草處理達到11.91%±0.53%,兩者差異顯著。

圖2 生草與裸地栽培對“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實可溶性固形物和維生素C含量的影響

番石榴果實維生素C含量隨著果實成熟升高。在成熟前2周和成熟時,生草處理“紅寶石”果實維生素C含量分別為(88.84±0.73)和(111.15±0.34) mg·(100 g FW)-1,而裸地處理果實維生素C含量分別為(83.98±0.12)和(101.92±0.13) mg·(100 g FW)-1,生草處理顯著提高果實維生素C含量。3個時期,生草處理的“珍珠”果實維生素C含量分別為(36.02±0.39)、(42.92±0.26)和(45.92±0. 45) mg·(100 g FW)-1,而裸地處理分別為(31.15±0.12)、(29.79±1.27)和(40.06±0.24) mg·(100 g FW)-1,生草處理顯著提高3個時期“珍珠”果實維生素C含量。

2.3 對果實可溶性糖及其組分的影響

從表1可以看出,番石榴果實可溶性總糖含量因品種和處理不同而不同。裸地處理“紅寶石”果實可溶性總糖含量在成熟時為0.43%,顯著低于成熟前兩周的含量0.54%,而成熟時生草處理較裸地處理及成熟前兩周生草處理顯著提高果實可溶性總糖含量0.63%。生草處理較裸地處理顯著降低成熟時“珍珠”果實可溶性總糖含量。番石榴果實中的糖組分主要有果糖、蔗糖和葡萄糖。在成熟時,生草處理較裸地處理分別顯著提高“紅寶石”和“珍珠”果實果糖、蔗糖和葡萄含量;總體上,葡萄糖的含量較果糖和蔗糖低,三者變化相似,隨果實成熟逐漸升高。

表1 生草與裸地栽培對“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實可溶性總糖和其組分含量的影響

2.4 對果實可滴定酸及其組分含量的影響

從表2和表3可以看出,不同品種不同栽培處理的番石榴果實可滴定酸及有機酸組分含量不同。3個時期,“紅寶石”均表現(xiàn)為生草處理較裸地處理顯著提高果實可滴定酸含量;而生草與裸地處理的“珍珠”果實的可滴定酸含量差異不顯著。說明生草處理對不同品種果實可滴定酸含量影響不同。成熟時,生草處理較裸地處理降低“珍珠”果實乙酸含量,顯著降低富馬酸含量,顯著提高草酸、乳酸、蘋果酸、奎寧酸、抗壞血酸、檸檬酸、酒石酸和α-酮戊二酸含量。成熟時,生草處理與裸地處理的“紅寶石”乙酸、草酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸、奎寧酸、抗壞血酸、富馬酸、α-酮戊二酸無顯著性差異,生草處理顯著降低檸檬酸含量,顯著提高酒石酸含量。

表2 生草與裸地栽培對“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實可滴定酸和有機酸組分含量的影響

表3 生草與裸地栽培對“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實有機酸組分含量的影響

3 討論與結(jié)論

果園生草作為一種高效的果園土壤管理方法,其能通過改善果園的肥水氣熱等條件,進而在一定程度上促進果實生長發(fā)育,提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)[17]。陳久紅等研究發(fā)現(xiàn),在“庫爾勒”香梨果園內(nèi)生草能改善果園生態(tài)環(huán)境及提高葉片的光合效率,果實品質(zhì)得到改善;并且果園生草種類不同,對于改善果實品質(zhì)的方向也不同,如自然生草能夠增加葡萄等可溶性糖含量,黑麥草能夠增加維生素C含量[18]。本試驗結(jié)果表明,生草處理顯著提高番石榴果實可溶性固形物含量,與史進[19]在蘋果園的研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn),生草處理能夠明顯提升“紅寶石”番石榴果實可滴定酸含量,但對于“珍珠”番石榴果實作用不顯著;而霍珊珊[20]發(fā)現(xiàn)自然生草能降低梨果實中可滴定酸含量。這表明生草處理對果實酸的影響因樹種和品種而不同。段衛(wèi)鵬等[21]研究表明,行間生草能夠改變葡萄物候期與果實品質(zhì),致使果實轉(zhuǎn)色期推遲,果實總糖含量升高,有機酸含量降低。本研究中比較了生草和裸地處理間番石榴果實成熟過程中的色澤變化,發(fā)現(xiàn)生草對于供試兩個品種的番石榴亮度影響不顯著,成熟時生草處理一定程度能夠減少“紅寶石”果實變紅;與段衛(wèi)朋等[21]研究結(jié)果類似。在成熟過程中,對于“珍珠”番石榴,生草處理比裸地處理果實表皮要黃,更顯成熟。生草處理能提高“紅寶石”番石榴可溶性總糖含量,與顏曉捷等[22]在楊梅上研究結(jié)果一致。生草處理未顯著提高“紅寶石”番石榴維生素C含量,與史進[19]在蘋果上的研究結(jié)果一致;而生草處理能夠提前將“珍珠”番石榴果實中維生素C含量增加并維持到一定水平,但成熟時未顯著提高“珍珠”番石榴果實中維生素C含量。生草處理能提高“紅寶石”和“珍珠”番石榴果實中果糖、蔗糖和葡萄糖含量;而對番石榴果實中有機酸組分含量則因發(fā)育期與品種不同而不同,生草處理對“珍珠”番石榴果實有機酸組分含量影響較對“紅寶石”影響顯著。綜上所述,果園生草能夠提高番石榴果實品質(zhì),但因番石榴品種不同,對果實品質(zhì)影響具體情況和程度不同。