羅莎莎,王如月,甄紫怡,吳嘉龍,徐業(yè)勇,巴合提牙兒·克熱木,孫雅麗,虎海防,*

(1.新疆農業(yè)大學 林學與風景園林學院,新疆 烏魯木齊 830052; 2.新疆佳木果樹學國家長期科研基地,新疆 溫宿 843100; 3.塔里木大學 園藝與林學學院,新疆 阿拉爾 843300; 4.新疆林業(yè)科學院,新疆 烏魯木齊 830063)

杏李(Prunusdomestica×armeniaca),是杏、李多代雜交后選育出來的新興水果[1]。杏李品種味帝的果肉為鮮紅色,果肉細膩,粗纖維少,汁多味甜,香氣濃郁,品質極佳[2],具有較強的市場潛力[3]。杏李于2004年首次進入新疆溫宿縣引種栽培,目前,新疆栽種面積近1.4萬hm2,阿克蘇地區(qū)的栽植面積約2 000 hm2,其中,味帝品種的種植面積近200 hm2。

近年來,部分地區(qū)杏李裂果現(xiàn)象不斷增多,挫傷了種植戶的信心,阻礙了杏李種植業(yè)的發(fā)展。觀察發(fā)現(xiàn),杏李的裂果主要為縱裂,大部分從果頂開始縱裂,少部分從梗洼開始縱裂,裂口部位易受到細菌感染而引起果實腐爛[4]。裂果現(xiàn)象在荔枝、杧果、柑橘、石榴、柿子、棗、葡萄、杏、李、梨、蘋果等果樹上均較為常見[5-8],是果實內部生長與外界環(huán)境條件不平衡的反饋[9],大多與水分供應不均、氣候陰晴變化、品種特性等有關。暴雨或連陰雨后突然轉晴,由于氣溫驟升、根系供水不足,或土壤長期干旱后灌水,均易引起裂果[10]。前人對棗、荔枝、石榴、蘋果等果樹的裂果現(xiàn)象已進行了較為深入的研究,認為水分、細胞結構、鈣質營養(yǎng)、土壤質地等因素是導致裂果的主要原因,其中,水分的影響極為重要。然而,目前關于杏李裂果問題的研究尚存在空白,生產(chǎn)上也急需科學的指導。為此,特以杏李品種味帝為研究對象,以灌溉時間和灌溉量為著手點,探究其對杏李果實裂果率和品質的影響,旨在篩選出較為適宜的灌水模式,為完善新疆杏李的科學高效栽培技術提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣新疆佳木果樹學國家長期科研基地內,地理坐標為41°15′N、80°32′E,海拔1 103.80 m。當?shù)貙俅箨懶耘瘻貛Ц珊禋夂?四季分明,晝夜溫差大,多晴少雨,光照充足,空氣干燥,年平均氣溫10.10 ℃,年平均降水量65.40 mm,年平均無霜期185 d[11]。試驗地土壤為砂壤土,土層深厚,腐殖質和有機質含量較高,有機質含量為30.29 g·kg-1,堿解氮含量為17.77 mg·kg-1,速效磷含量為80.34 mg·kg-1,速效鉀含量為82.17 mg·kg-1,pH值為7.93。

1.2 試驗材料

挑選樹高、地徑、冠幅一致,生長發(fā)育良好且無病蟲害的5年生的杏李品種味帝作為試驗材料,株行距3 m×4 m。

1.3 試驗設計

采用隨機區(qū)組試驗設計,設灌溉時間和灌溉量2個因素,灌溉時間分別設定為轉色期(6月16日,簡記為D1)、始熟期(6月23日,簡記為D2)、成熟期(6月30日,簡記為D3)供水,灌溉量(以小區(qū)計)分設80 m3(W1)、120 m3(W2)兩個水平,兩個因素相互組合共形成6個處理,另加一個不灌水的對照(CK)。

對試驗地劃分小區(qū),每小區(qū)面積0.06 hm2,在小區(qū)間挖高40 cm、寬40 cm的防水埂,小區(qū)內均栽種同一品種,選取小區(qū)內中心的3株樹為試驗樹。6月3日全園灌水(每小區(qū)灌溉量為60 m3)一次,之后,只按試驗設計的日期和灌溉量灌一次水,直到7月10日果實成熟采摘,其間,CK始終不灌水。每個處理設置3個重復,每個重復對應于一個試驗小區(qū)。試驗期間無降水,可排除降水對裂果的影響。

1.4 指標測定

果實采摘后,統(tǒng)計裂果率[12]。

于果實采收的當天11:00,取0～20 cm土層的土樣,采用烘干法測定土壤含水率[13]。

果實成熟采收后,每個重復取3個果實,切取適量果肉混合作為樣品,采用烘干法測定果實含水量[14],采用咔唑硫酸比色法測定細胞壁含量[15],采用磺基水楊酸法測定游離脯氨酸含量[15],采用SW-32A型折光式糖度計(廣州廣電計量檢測集團股份有限公司)測定可溶性固形物含量[16],采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[14],采用氫氧化鈉滴定法測定可滴定酸含量[14],采用蒽酮比色法測定纖維素含量[15],采用火焰光度計法(FP6410型火焰光度計,杭州旌斐儀器科技有限公司)測定鉀含量[14],采用2.6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C(VC)含量,采用咔唑比色法測定果膠含量[14]。

果實成熟采收后,采用7230G型原子吸收分光光度計(上海德誠化工有限公司)分別測定果皮、果肉,以及果實整體的鈣含量[14],利用JY-4型果實硬度計(山東方科儀器有限公司)測定果實硬度[14]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù),制作圖表。利用SPSS 24.0軟件進行方差分析和相關性分析,對有顯著(P<0.05)差異的,采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進行多重比較。利用R4.2.1軟件進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 灌溉時間和灌溉量對杏李裂果的影響

各處理中,D3W2的裂果率最高(47.00%),顯著高于D1W1(20.00%)和D1W2(22.00%),但與其他處理差異不顯著(表1)。D1W1的裂果率最低,顯著低于D3W1和D3W2處理?？偟膩砜?越臨近果實成熟時澆水,果實裂果率越高。相同灌溉時間,本試驗設置的2個灌水量水平下杏李的裂果率并無顯著差異。

在果實含水量上,D3W2處理最高,顯著高于D1W1、D1W2、D2W1、D2W2和CK處理。同一灌溉時間下,2個灌溉量水平下的果實含水量并無顯著差異。除D3W2處理外,其余處理的果實細胞壁含量均顯著高于CK;除CK外的各處理在果實細胞壁含量上均無顯著差異。D3W2處理的土壤含水量最高(18.33%),顯著高于D1W1、D1W2、D2W1和CK處理?？偟膩砜?灌溉時間越早,成熟時土壤含水率越低,但同一灌溉時間下2個灌溉量水平的土壤含水率并無顯著差異。不同處理的果皮鈣含量表現(xiàn)出較明顯的差異,D1W1處理的果皮鈣含量最高(1 124.30 μg·mL-1),顯著高于除同一灌溉時間(D1W2)外的其他處理。總的來看,灌溉時間越早的,果皮鈣含量越高。在轉色期和始熟期灌溉的,兩個灌溉量水平下的果皮鈣含量并無顯著差異;但在成熟期灌溉的,高灌溉量水平(D3W2)的果皮鈣含量反而顯著低于低灌溉量水平(D3W1)。與CK相比,僅D1W1、D1W2和D2W1處理的果皮鈣含量顯著更高,D3W2處理的果皮鈣含量甚至顯著低于CK。果肉鈣含量同樣以D1W1處理最高(1 089.77 μg·mL-1),顯著高于除D1W2外的其他處理。與CK相比,D1W1、D1W2和D2W1處理的果肉鈣含量顯著更高,但其他處理的果肉鈣含量與CK均無顯著差異。

對上述指標開展相關性分析(表2),結果顯示,裂果率與果皮鈣含量呈極顯著(P<0.01)負相關,與果肉鈣含量呈顯著負相關。土壤含水率與果實含水量呈極顯著正相關。果皮鈣含量與果肉鈣含量呈顯著正相關。

2.2 灌溉時間和灌溉量對杏李果實品質的影響

各處理相比,D1W1和D1W2的果實可溶性固形物含量最高,顯著高于除D2W1和D3W1外的其余處理(表3)。這表明,相較于臨近成熟期灌溉,在轉色期就進行灌溉更有利于果實中可溶性固形物含量的提高。CK的果實硬度最大,且顯著高于D2W2和D3W2處理。D1W2處理的果實維生素C含量最高,且顯著高于其他處理。除CK和D1W2外,其他處理的果實維生素C含量均無顯著差異;但D1W1與D2W2的果實維生素C含量顯著高于CK。D1W1處理的果實可溶性糖含量最高,顯著高于D2W2、D3W1、D3W2、CK處理,但與D2W1、D1W2處理沒有顯著差異?？偟膩砜?隨著灌溉時間的推遲,果實中的可溶性糖含量呈降低趨勢;但同一灌溉時間下,2個灌溉量水平的果實可溶性糖含量并無顯著差異。據(jù)此推測,隨著土壤水分含量的降低,果實可溶性糖含量會增加。D1W1和D1W2處理的果實可滴定酸含量最高,顯著高于D3W1和CK處理,但與其他處理并無顯著差異。總的來看,相同灌溉量水平下,隨著灌溉時間推遲,果實的可滴定酸含量呈下降趨勢。D1W1處理的果實鈣含量最高(1 171.00 μg·mL-1),顯著高于其余處理?？偟膩砜?越臨近成熟期灌水,灌溉量越大,果實鈣含量越低。D1W2處理的果實鉀含量最高(2 067.27 mg·L-1),顯著高于其他處理;CK的果實鉀含量顯著低于除D1W1、D3W1外的其他處理。D3W1處理的果實纖維素含量最高(12.30 mg·g-1),顯著高于CK,但這兩個處理與其他處理單獨相比時均無顯著差異。除D2W2和D3W2處理的果實果膠含量顯著低于CK外,其他處理與CK均無顯著差異。D3W2和D1W1處理的果實游離脯氨酸含量最高(二者無顯著差異,分別為61.94、59.84 μg·g-1),除D2W1外,其余處理的果實游離脯氨酸含量均顯著高于CK。

表3 灌溉時間和灌溉量對果實品質指標的影響

選取果實可溶性固形物含量、硬度、維生素C含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、鈣含量、鉀含量、纖維素含量、果膠含量、游離脯氨酸含量共10項指標進行主成分分析(圖1),果實硬度、可溶性糖含量、果膠含量距離圓心最遠,說明其貢獻最大;纖維素含量離圓心最近,說明該指標的貢獻最小,在各處理的占比最小。

H1,果膠含量;H2,硬度;H3,鈣含量;H4,可溶性糖含量;H5,可溶性固形物含量;H6,可滴定酸含量;H7,維生素C含量;H8,游離脯氨酸含量;H9,鉀含量;H10,纖維素含量。H1, Pectin content; H2, Hardness; H3, Calcium content; H4, Soluble sugar content; H5, Soluble solids content; H6, Titratable acid content; H7, Vitamin C content; H8, Free proline content; H9, Potassium content; H10, Cellulose content.

對第一主成分貢獻率較大的指標為維生素C含量、可滴定酸含量、游離脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性固形物含量;對第二主成分貢獻率較大的指標為硬度、果膠含量、鈣含量、可溶性固形物含量;對第三主成分貢獻率較大的指標為纖維素含量、鉀含量、可滴定酸含量。第一、第二、第三主成分的特征值分別為4.58、2.87和1.51,貢獻率分別為45.77%、28.74%和15.08%,前3個主成分的累積貢獻率已達89.59%,可以反映大部分信息,所以提取前3個主成分進行綜合評價(表4)。綜合得分的高低可以反映不同處理下杏李果實品質的優(yōu)劣,綜合得分越高,表明相應處理下的果實品質越優(yōu)良[17]。各處理的綜合得分排序從高到低依次為D1W1>D1W2>D2W1>D2W2>D3W1>D3W2>CK。這說明,在本試驗條件下,D1W1處理的果實品質最好。

表4 基于主成分分析的各處理綜合得分和排序

3 討論

科學合理的灌溉方法是保證果樹健康生長和提升果實品質不可或缺的外部條件。在果樹的種植過程中,盲目的灌溉不僅不能促進果實的生長或提高果實品質,反而會導致壞果,給廣大果農造成經(jīng)濟損失;因此,確定合理的灌溉時間和灌溉量在果樹生產(chǎn)上具有現(xiàn)實意義。前人研究了荔枝[5]、柚[18]、油桃[9]生產(chǎn)中水分與裂果的關系,認為水分是影響裂果的主要原因之一,過多或過少的灌水量均會對果實品質造成負面影響,如水分過高易導致植株莖葉徒長,增加裂果率[19]。本研究發(fā)現(xiàn),在杏李的轉色期灌水,當灌水量為80 m3時,果實裂果率最低,灌溉量過大的處理,其裂果率更高,越臨近成熟時灌溉,裂果率越高。這有可能是因為,在果實成熟期,果實內同化產(chǎn)物的積累速率減慢,果肉的滲透勢下降,若吸水增多,表皮細胞承受的壓力將明顯增大,當膨壓超過果皮承受能力時,果實就會開裂。

以往的研究顯示,礦質元素對裂果的發(fā)生也有著重要的影響[20],其中,鉀、鈣、氮、磷、鎂、硼等元素對裂果的影響較大[21]。不同土壤含水量處理下,果實含水量隨著土壤含水量的升高而增大,果皮和果肉的鈣含量隨著果實水分的增加而減少[22]。前人研究表明,果實的表皮厚度、果皮鈣含量與裂果率密切相關[23],缺鈣容易引起裂果[24]。本研究發(fā)現(xiàn),在試驗條件下,灌溉量越大,土壤含水量越大,果實含水量越高,果皮和果肉的鈣含量越低。這與王森等[25]在蘋果上的研究結果一致。本研究對果實含水量、細胞壁含量、土壤含水率、果皮鈣含量、果肉鈣含量和裂果率6項指標進行相關性分析,發(fā)現(xiàn)果皮鈣含量和果肉鈣含量均與裂果率呈顯著負相關,土壤含水率與果實含水量呈極顯著正相關。這表明,過量的水分供給可能會降低果實和果皮的鈣含量,從而引起裂果。但是,高水條件如何影響礦質元素的富集特征還有待進一步探究。

杏李的品質與果實中的可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C、纖維素,及礦質元素含量等密切相關[26-28]。糖、酸不僅是水果中重要的營養(yǎng)物質,也是重要的風味物質。果實的甜酸風味是可溶性糖和有機酸共同作用的結果[29]。糖作為光合作用的主要產(chǎn)物之一,既為植物生長發(fā)育提供能量,也作為植物體內的一種信號分子參與并調控植物的生長發(fā)育進程[30]?；|水分變化顯著影響紅富士蘋果果實的硬度和可溶性固形物含量,含水量越低,果實硬度和可溶性固形物含量越高[31-33]。本研究中,果實硬度和可溶性固形物含量隨著灌溉量的增大而降低。這可能是由于過多的水分不利于糖分的積累。杏李果實的可滴定酸含量隨著灌溉量的減少而降低[34]。越臨近成熟期灌溉,果實中的可滴定酸含量越低。這與王靜等[35]的研究結果一致。本研究發(fā)現(xiàn),果實中的鈣含量和可溶性糖含量隨著灌溉量的增加而降低,這與曲兆鳴[36]的研究結果一致。不同處理對成熟果實中各礦質元素含量的影響是不均一的,其中,鉀元素含量隨灌溉量的升高而升高[22]。這可能是因為鉀元素有多方面的抗逆功能,能增強水果的抗性。

本研究通過對比不同灌溉處理對杏李果實成熟后裂果率的影響,發(fā)現(xiàn)D1W1處理(轉色期灌水,灌水量為80 m3)的裂果率最低?；谥鞒煞址治鰧Ω魈幚淼墓麑嵠焚|進行綜合評價,結果顯示,同樣以D1W1處理的果實品質最優(yōu)。與以往研究相比,本研究同時考查了灌溉時間和灌溉量對果實裂果率和果實品質的影響,拓展了相關認識,但鑒于不同灌溉模式對果實品質的影響尚無較統(tǒng)一的認識,相關研究仍需繼續(xù)深入。