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葡萄补钙的生理效应

2015-03-23孙聪伟魏建国牛帅科杨丽丽

河北林业科技 2015年4期
关键词:巨峰补钙外源

孙聪伟,陈 展,魏建国,牛帅科,杨丽丽

(石家庄果树研究所,河北 石家庄 050061)

钙不仅是植物生长发育所必需的大量营养元素,更重要的是钙作为偶联胞外信号与胞内生理生化反应的第二信使,在植物许多生理过程中起着重要作用。葡萄是喜钙果树,对钙的需求远高于苹果、梨、柑橘。葡萄缺钙时其根的末梢会变为褐色,枝叶徒长、质地变软,新梢成熟不良,树势变弱。叶子小、黄、薄、卷,光合作用效率低,从而影响果实糖分的积累,果粉少,香味淡。钙对葡萄果实品质的影响远远超过镁、钾、氮、磷,一旦营养缺乏或失衡就会造成营养不良,不但坐果率低而且免疫力下降,易受各种细菌侵害,大小粒严重,成熟期易裂果,最终使果品质量下降。因此,外源钙处理能够在葡萄生长发育等多方面产生效应。

1 外源钙对葡萄叶片生理特性的影响

钙是植物生长发育的必需元素,与植株体内生理反应和细胞组织结构发育有关。Ca2+的存在有利于光合电子传递,可影响叶绿素的含量和组成,维持较高的PSⅡ活性,提高光合速率并保护叶片免遭光破坏。适当的钙素处理可显著提高森田尼无核葡萄叶片叶绿素含量。曹慕明等在冬巨峰葡萄上喷施不同钙质肥料试验表明:叶面喷施不同钙肥后冬巨峰的黄叶率均比对照低,叶片POD和CAT酶活性均比对照高,这对于果实的成熟、着色、糖分等指标及植株抗寒性都有积极作用,其中以硝酸钙处理的效果最为明显。杨阳在贵妃玫瑰上的研究也发现,不同钙素的喷施,均可显著提高叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,抗氧化酶SOD、POD、和CAT的活性,并有一定的持续效果。

2 外源钙对葡萄果实品质的影响

葡萄挂果期亦需要大量的钙。研究表明:成熟期葡萄浆果内钙离子含量减少了50%。管雪强等对红地球葡萄的补钙效果进行了研究,结果表明:外源喷钙能显著提高红地球葡萄叶柄和果实各部位的钙含量。刘松忠认为,红地球葡萄花后1~2周是需钙高峰期,用浸蘸果穗法补钙可提高果实的含钙量。

不同补钙方式对果实品质的影响不一。徐建国在无核白鸡心葡萄坐果期、膨果期、糖分积累期叶面喷施果蔬钙1500倍液后,与对照相比,葡萄品质好,外观鲜艳、光洁,果肉细腻饱满,口感好,脆甜,味浓香,且对霜霉病有一定防效。车俊峰等进行了不同叶面肥在个别葡萄品种上的应用试验。结果表明:红地球葡萄和木纳格葡萄喷施螯合氨基酸钙液肥效果最好,产量增幅分别达8.5%和17.15%。徐兴林等关于高效钙在葡萄上的应用试验结果表明:果实补钙后,可使葡萄增产8%~12%,含糖量提高1~2度,色泽变好,病害率下降到5%左右。苏学德发现,中度供钙可显著提高‘森田尼无核’葡萄果实Vc、可滴定酸含量及果实硬度,降低可溶性固形物含量。刘鑫铭等对夏黑葡萄喷施不同钙肥,发现能显著提高夏黑葡萄果实中可溶性固形物、总糖及维生素C含量,降低果实酸度。采果前喷钙,还可减轻腐烂。

3 外源钙对葡萄贮藏生理的影响

钙是植物细胞壁、细胞膜的重要成分,它以果胶酸钙和磷脂的形式加强细胞壁、细胞膜的稳定性和机械强度。钙处理可以明显增加果实中的钙含量,从而提高果实硬度和可溶性固形物含量,抑制果实内单宁、VC等物质的转化降解和果实内部褐变,提高果实中的糖酸比,降低果实中的游离果胶酸含量,使果胶酸钙含量增加,减少果实膜透性变化,最终增强果实的抗腐能力和耐贮性。浆果含钙水平是影响浆果耐藏力的一个直接原因。

车玉红等采前喷钙处理使红地球葡萄贮藏过程中果梗表皮细胞排列紧密,果梗木质化增强,减缓了韧皮部和木质部的失水收缩,使红地球葡萄果梗保持鲜绿和饱满状态;外源钙的喷施还减缓了红地球葡萄果实内在品质的变化幅度,延长果实保鲜时间。这与刘鑫铭等采前喷钙处理明显改善了贮藏过程中夏黑葡萄品质、延长果实保鲜时间的结论相一致。翟忠琴通过对几个葡萄品种根外追施钙肥的连续2a研究及测定也认为施钙对提高果实含糖量、延长贮藏时间效果明显。

汉瑞峰对红地球葡萄进行采前喷施过磷酸钙处理,有效降低了贮藏期间果实水分的散失,减少了果实的腐烂率,降低了果实的呼吸速率,抑制了贮藏期间可滴定酸含量的下降。同时可抑制红地球葡萄在贮藏期间H2O2和O2-的积累,降低果实中POD、PPO和SOD活性,从而在一定程度上降低活性氧对贮藏期间果实的危害,延缓果实的衰老进程。可有效降低贮藏期间果实中MDA含量,较对照降低25.4%,还可提高果实中AsA含量,并延缓其下降趋势。

4 外源钙对葡萄抗病性的影响

有研究表明:葡萄果实中钙含量与葡萄抗病性相关,钙含量增加,抗病性也随之增强。由于钙对果实抗病性的影响是间接的,果蔬缺钙可导致许多生理性病害和非生理性病害。

孙其宝等通过不同补钙措施研究了其对葡萄黑痘病抗性的效应。相关性分析表明:葡萄果实中的钙含量与葡萄发病率、病情指数呈负相关,氮钙比与葡萄的发病率和病情指数呈正相关,即葡萄果实中钙含量的增加,能有效的增强对葡萄黑痘病的抗性。周咏梅等对巨峰葡萄夏果进行钙制剂处理,能显著降低巨峰葡萄夏果日灼病发生率,增加果实风味和品质,提高果实商品价值。王文举等研究了外援抗氧化剂对高温胁迫下红地球葡萄果实日灼的影响。结果表明:在高温胁迫下,施用钙制剂后能显著和极显著地降低膜脂过氧化产物MDA的含量,从而提高了果实抗日灼的能力。刘玲和张振文对酿酒葡萄的病害进行了研究,结果表明霜霉病在位于海拔较高、土壤含钙量较高的葡萄园发病最轻,而在海拔较低土壤含钙量较少的葡萄园发病严重,果实白腐病也表现出相似的变化。

5 外源钙对葡萄抗逆性的影响

钙能够稳定和保护细胞质膜结构和功能,还可作为第二信使,调节植物的多种代谢过程。许多研究表明:外源钙能减轻环境胁迫,如:干旱、盐、低温等对植物细胞膜的伤害,提高植物的抗逆性。

张鑫荣等通过巨峰扦插苗根部处理,研究了氯化镉(CdCl2)处理下氯化钙(CaCl2)对其叶片的保护作用。结果表明:根系钙处理能够缓解镉对葡萄叶片造成的伤害。这是由于Cd2+和Ca2+能通过共同通道进入细胞,两者在吸收和运输时会存在竞争。Ca2+能够抑制Cd2+的吸收和运输,从而降低叶片的Cd2+浓度,所以,叶片因Cd2+的积累量下降而使受到的损伤减轻。

王丽对不同品种葡萄喷施外源CaCl2,能够使茎中可溶性糖含量增加,显著提高葡萄细胞膜的稳定性,使茎中Pro含量增加、MDA含量降低、SOD、POD活性增强并维持较高酶活性,缓解了低温对葡萄的伤害,增强了葡萄的抗寒性。

在植物耐受高温胁迫研究方面,许多学者认为:钙处理有利于保护细胞膜结构,减缓高温胁迫对植物幼苗的伤害。郑秋玲等研究了钙对高温下巨峰葡萄叶片光合作用和叶绿素荧光的影响,结果表明:喷施氯化钙有效缓解了高温对葡萄叶片光合作用的抑制及对PSⅡ系统的损害。

总之,钙充足可提高葡萄叶片光合强度,促进碳水化合物和蛋白质的合成,可降低原生质水合度,提高树体抗寒、抗热能力,可避免或减轻日灼病、苦痘病等病害的发生,从而促进果实生长发育,提高果实品质和耐藏力。同时,生产上还要注意合理适度补钙,以保证优质果品的生产。

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