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蜀脆枣果实发育规律及品质积累特性分析

2020-04-28邓群仙辛亚宁龙星雨张慧芬

浙江农业学报 2020年4期
关键词:罗江糖酸花后

邓 倩,王 羊,邓群仙,*,辛亚宁,李 雷,龙星雨,祝 进,张慧芬,夏 惠,梁 东

(1.四川农业大学 园艺学院,四川 成都 611130; 2.四川省广安市邻水县经果局,四川 广安 638500; 3.四川省园艺作物技术推广总站,四川 成都 610041; 4.四川农业大学 果蔬研究所,四川 成都 611130)

枣属于鼠李科(Rhammnaceae)枣属(ZizyphusMill.)植物,原产于中国,是中国最古老同时也是改革开放以来发展最快的果树之一[1]。枣具有很高的食疗价值和多种保健功效,研究结果表明:枣果实含有丰富的营养物质,如糖[2-4]、抗坏血酸[2,5]、粗纤维[6]、蛋白质[7]、脂肪[7]、矿物质[8]等;此外还含有一些特殊的生物活性成分,如黄酮类[9]、皂苷类[10]、环磷酸腺苷(cAMP)[11]、三萜类化合物[12]、多糖、生物碱以及8种人体必需氨基酸等[13-14]。近年来,枣树以其抗逆性强、早果速丰、管理容易、营养丰富及兼顾农民增收和改善生态环境双重效益等独特优势,成为我国山区精准扶贫中的一个重要树种[15]。

我国枣产区被分为北方产区和南方产区,北方产区以陕西、山西、河北、山东和河南等省为中心,产量占全国产量的75%~90%;南方产区以四川、湖北、安徽和浙江等省为中心,产量约占全国产量的5%左右[16]。南方各省枣种植面积小,以鲜食枣品种为主。随着设施(避雨)栽培措施的应用,南方鲜食枣种植面积正在逐年扩大、品种也逐渐丰富,已成为我国鲜食枣的重要组成部分,现有鲜食枣品种46个,例如重庆的武隆猪腰枣、江苏的泗洪大枣、四川的崭山米枣和罗江调元枣[17]。近年来,随着北方冬枣、金丝小枣等在四川、云南等地引种栽培[18],给南方的鲜食枣市场带来了一定的竞争压力。因此,选育质优、丰产的鲜食枣新品种是提高南方鲜食枣品种市场竞争力,丰富南方鲜食枣品种群的重要目标和任务。

蜀脆枣为川西南干热河谷地区攀枝花市米易县果农从鲁北冬枣中发现的无性系变异材料。树干性明显,树形半开张;无需环剥保果,坐果率高,丰产性和稳产性好;果实圆球形;果皮薄,肉质细脆,汁液丰富,酸甜爽口,风味浓郁,鲜食品质极佳。经四川农业大学枣课题组采用形态学标记和简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)分子标记鉴定其为鲁北冬枣的芽变优系,命名为蜀脆枣。近年来,四川盆地的成都市金堂县、德阳市罗江区以及绵阳市三台县等地果农先后从攀枝花市米易县引种栽培蜀脆枣。罗江调元枣又名贵妃枣,原产四川盆地寡日照高湿地区的德阳市罗江区,已有1 000余年的栽植历史,2006年通过四川省林木良种认定,2018年通过良种审定,种植面积超过600 hm2,是优良的鲜食枣品种。罗江调元枣果实脆熟期至完熟期在8月下旬至9月上中旬;果较大,果形美观;可食率高,果肉细脆,汁液中等,酸低味甜,鲜食品质优。本研究以罗江调元枣为对照品种,选取大棚栽培和露地栽培蜀脆枣为材料,比较分析了枣果实的发育动态、外观品质和营养品质,以期为罗江区枣新品系引进筛选及配套栽培措施提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验园位于四川省德阳市罗江区白马关镇万佛村五组(N 31°26′34′′,E 104°46′18′′),海拔约660 m,属于中亚热带湿润季风气候,气候温和,四季分明,年均气温16.5 ℃,最高气温36.6 ℃,最低气温-6.7 ℃;年均降水量910 mm,年无霜期278 d,年均日照时数1 260 h。

蜀脆枣原产地位于四川省攀枝花市米易县(N 26°42′至27°10′,E 101°44′至102°15′),当地平均海拔1 836.2 m,属南亚热带干热河谷立体气候,干雨季分明而四季不分明,河谷区全年无冬,年均气温19.9 ℃,年降雨量1 101.2 mm,无霜期307.5 d,年均日照时数2 397.4 h。

1.2 试验材料

试验树为3年生露地栽培高糖中酸鲜食枣品系蜀脆枣,嫁接苗,酸枣砧木,用SCZ(L)表示,株行距为1.5 m×2 m;3年生大棚栽培高糖中酸鲜食枣品系蜀脆枣,嫁接苗,酸枣砧木,用SCZ(D)表示,株行距为1.5 m×2 m;8年生露地栽培高糖低酸鲜食枣品种罗江调元枣,根蘖苗,用TYZ(L)表示,株行距为2 m×3 m,生长结果正常,树势健壮、栽培管理基本一致。大棚栽培试验树于1月20日施肥浇水后覆盖无滴天膜,4月上旬将边膜揭开通风透气。

1.3 试验材料

1.3.1 取样

挂牌:采用完全随机设计,每份材料分别选择3株树,单株为一小区,3次重复。于第一批花的盛花期,在树体东、南、西、北4个方向高度一致的外围枣吊(由枣股抽生)上挂牌。

采样:采样时,选择树体东、南、西、北4个方向高度一致、与挂牌枣吊(由枣股抽生)上大小相似的果实,置冰盒中带回实验室。对其外观(包括单果质量、纵横径、果皮着色指数等)进行测量后,将果实立即放入4 ℃冰箱中保存用于果实内在品质的测定。

材料皆于谢花后20 d开始采样,前期(幼果期)每隔14 d采样一次,中后期(果实膨大期至半红期)至果实成熟(果面至少有一半为赭红色)每隔7 d采样一次。每次采样每份材料约60个果实。

1.3.2 果实外观品质测定

从每份材料中取30个果实,用游标卡尺测量果实纵径、横径,并计算果形指数(果形指数=果实的纵径/果实的横径)。用电子天平(0.1 g)称量30个果实质量,计算单果质量。

从每份材料中选取20个果实,在每个果实赤道面上随机选取3个位点,用色差仪测定果实表皮着色指数[19-20]。采用CIEL*a*b*(1976)表色系统,其指标的含义如下:L*表示亮度(0=黑色,100=白色);a*(红绿色差值)表示红绿轴色品指数,正值愈大表示颜色愈偏向红色,负值愈大表示颜色愈偏向绿色;b*(黄蓝色差值)表示黄蓝轴色品指数,正值愈大表示颜色愈偏向黄色,负值愈大表示颜色愈偏向蓝色。H°为色相角,是对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色色调的描述。当a*>0,b*>0时,H°=arc tan(a*/b*);当a*<0,b*>0时,H°=180°+arc tan(a*/b*)。当H°为0°时,表示紫红色;H°为90°时表示黄色;H°为180°时表示蓝绿色;H°为270°时表示蓝色。色彩饱和度C是描述色彩的鲜艳程度,C值越大,颜色越深,C=(a*2+b*2)1∕2。

将样果剥去完整果肉,并用电子天平(0.1 g)称果核质量,计算单核质量及可食率。可食率(%)=(鲜果总质量-果核总质量)/鲜果总质量×100。

1.3.3 果实内在品质测定

采用蒽酮比色法测定果实中可溶性糖的含量[21];采用氢氧化钠滴定法测定果实中可滴定酸含量(以苹果酸计算可滴定酸百分比含量)[22];抗坏血酸含量的测定参照吴春艳[23]的方法,使用2,6-二氯酚靛酚法。

1.4 数据处理方法

运用Excel 2015进行数据处理,结合SPSS Statistics17.0统计分析软件,差异显著性分析采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 枣果实的发育动态

从图1-A果实单果质量的变化可以看出,露地栽培蜀脆枣、大棚栽培蜀脆枣和罗江调元枣的果实生长曲线皆为双S型,但不同材料果实发育速率的规律不一致。罗江调元枣果实在发育期间有2个快速生长期,1个缓慢生长期;快速生长期分别是花后20~69 d和83~90 d,缓慢生长期则为花后69~83 d。而蜀脆枣果实在发育期间有3个快速生长期,2个缓慢生长期;露地栽培蜀脆枣的快速生长期分别是花后20~48 d、55~62 d和76~90 d,缓慢生长期则为花后48~55 d和62~76 d。大棚栽培蜀脆枣的快速生长期分别是20~48 d、62~69 d和83~90 d,缓慢生长期则为花后48~62 d和69~83 d。由此可见,大棚栽培的蜀脆枣发育进程比露地栽培的蜀脆枣提前了约7 d。并且大棚栽培的蜀脆枣的单果质量在花后90 d达到了21.75 g,显著高于露地栽培的蜀脆枣和罗江调元枣。

从图1-B和C中可以看出,露地栽培蜀脆枣、大棚栽培蜀脆枣和罗江调元枣的果实纵径与横径变化趋势与各自单果质量的变化趋势相似。罗江调元枣果实纵径和横径在花后20~69 d和76~90 d迅速增大,花后69~76 d增大较为缓慢。露地栽培的蜀脆枣果实纵径和横径在花后20~48 d、55~62 d和76~90 d增大较为迅速,花后48~55 d和62~76 d增大较为缓慢。大棚栽培的蜀脆枣果实纵径和横径在花后20~34 d、55~69 d和83~90 d增大较为迅速,花后34~55 d和69~83 d增大较为缓慢。

TYZ(L),露地栽培罗江调元枣;SCZ(L),露地栽培蜀脆枣;SCZ(D),大棚栽培蜀脆枣。同一花后天数不同材料间没有相同小写字母表示差异显著(P <0.05)。下同。 TYZ(L), Luojiangtiaoyuanzao cultivated in open field; SCZ(L), Shucuizao cultivated in open field; SCZ(D), Shucuizao cultivated in greenhouse. The different lowercase letters among different materials in the same day after anthesis showed the significant difference at the level of 0.05. The same as below.图1 枣果实的发育动态Fig.1 Development dynamics of jujube fruit

从图1-D中可以看出,罗江调元枣的果形指数在花后20~48 d迅速下降,花后48 d之后则变化不大。露地栽培和大棚栽培的蜀脆枣果形指数均在花后20~34 d迅速下降,花后34 d后则缓慢下降。到花后90 d,罗江调元枣、露地栽培蜀脆枣和大棚栽培蜀脆枣的果形指数分别为1.531、1.026和1.015。根据李登科[24]的描述,罗江调元枣果实属于圆柱形,而露地栽培蜀脆枣和大棚栽培蜀脆枣的果实皆属于扁圆形。由此可见,不同的栽培方式可以改变枣果实的发育进程,但不会改变枣果实的形状。

从图1-E可以看出,罗江调元枣的可食率在花后48~55 d下降,花后55~76 d迅速上升,而花后76~90 d则变化不大。露地栽培蜀脆枣的可食率在花后34~48 d和55~90 d迅速上升,在花后48~55 d则下降。大棚栽培蜀脆枣的可食率在花后34~62 d和69~83 d迅速上升,花后62~69 d和83~90 d变化不大。

从图1-F可以看出,罗江调元枣的单核质量在花后48~55 d和83~90 d迅速上升,与可食率的变化相反;因此,花后48~55 d和83~90 d的罗江调元枣的果核生长速率大于果肉。露地栽培蜀脆枣的单核质量在花后34~55 d和83~90 d迅速上升,与可食率的变化相反,表明花后34~55 d和83~90 d期间,露地栽培蜀脆枣的果核生长速率大于果肉。大棚栽培蜀脆枣的可食率无下降阶段,其果肉生长速率一直大于果核。

2.2 枣果实表皮着色指数及颜色的动态变化

由图2可以看出,花后48~62 d三份材料的a*值为负值且在逐渐上升,b*和H°值则逐渐下降,说明在此期间果实表皮绿色逐渐变浅,呈浅绿色;花后62~76 d三份材料的a*值逐渐上升且在花后76 d接近0,H°值则逐渐下降,说明在此期间果实表皮颜色绿色逐渐变浅至无,整体呈现黄白色;花后76~90 d三份材料的a*值迅速上升至正值,L*、b*、C和H°值则迅速下降,说明在此期间果实表皮红色开始出现且颜色开始变深。

L*,亮度;a*,红绿色差值;b*,黄蓝色差值;C,色彩饱和度;H°,色相角。 L*, Lightness; a*, Green/red coordinate; b*, Blue/yellow coordinate; C, Chroma; H°, Hue angle.图2 枣果实表皮着色指数的动态变化Fig.2 Dynamic changes of color index of jujube fruit

花后90 d时H°值在50°~60°,说明此时果实表皮的色调接近橙黄色;而L*值则在40~50,说明果实表皮在花后90 d时的亮度为灰色;a*和b*值在花后90 d皆为正值,表明此时果实表皮的颜色偏向于红色与黄色;花后90 d时C值维持在30~40,表明此时果皮颜色较深。所以花后90 d三份材料果实的表皮颜色整体呈深红色。另外,除a*值外,罗江调元枣、露地栽培蜀脆枣和大棚栽培蜀脆枣在花后90 d的b*、C、L*和H°的大小顺序皆一致,为大棚栽培蜀脆枣>露地栽培蜀脆枣>罗江调元枣。表明在花后90 d果实着色最好的为罗江调元枣,最差的是大棚栽培蜀脆枣。

从图3看出,罗江调元枣、露地栽培蜀脆枣和大棚栽培蜀脆枣的果实皆在花后20~34 d表皮呈现绿色;花后34~62 d果实表皮绿色变浅,呈浅绿色;花后62~76 d果实表皮绿色继续退去,表皮呈现黄白色;而花后76~90 d果实表皮开始着红色,底色为黄白色,渐渐有赭红色覆盖其上。图3的结果与前文由着色指数的变化去推测果实表皮颜色得出的结果相符合,由此可见,着色指数可以很好地反映果实表皮颜色的变化。

2.3 枣果实营养品质的发育动态

从图4-A可以看出,在果实整个发育期,露地栽培蜀脆枣、大棚栽培蜀脆枣和罗江调元枣果实可溶性糖含量的增长动态曲线近似双S形。罗江调元枣的可溶性糖含量有2个快速增长期和2个缓慢增长期,快速增长期是花后34~55 d和62~90 d,缓慢增长期是花后20~34 d和55~62 d。而露地栽培蜀脆枣和大棚栽培蜀脆枣的可溶性糖含量变化较为一致,皆有2个快速增长期和1个缓慢下降期。快速增长期为花后20~48 d和62~90 d,缓慢下降期为花后48~62 d。花后90 d罗江调元枣和露地栽培蜀脆枣的可溶性糖含量显著高于大棚栽培蜀脆枣。

图4-B中罗江调元枣的可滴定酸含量在花后20~48 d迅速下降,花后48~76 d波动式上升,花后76~90 d再度下降。蜀脆枣大棚栽培和露地栽培果实的可滴定酸含量有所不同;露地栽培蜀脆枣花后20~55 d可滴定酸含量呈下降趋势,之后一直保持较低的水平;大棚栽培蜀脆枣花后20~34 d可滴定酸含量呈下降趋势,在花后48和76 d各有2个积累小高峰,但到成熟期其果实可滴定酸含量反低于露地栽培果实。

从图4-C中可看出,罗江调元枣、露地栽培蜀脆枣和大棚栽培蜀脆枣果实抗坏血酸含量的变化规律一致,皆在20~48 d上升,花后48~90 d逐渐下降。其中,在果实发育至白熟期前罗江调元枣的抗坏血酸显著高于蜀脆枣。

图3 枣果实表皮颜色的动态变化Fig.3 Dynamic changes of epidermal color of jujube fruit

图4 枣果实营养品质的发育动态Fig.4 Developmental dynamics of nutritional quality of jujube fruit

图4-D为罗江调元枣和蜀脆枣糖酸比的动态变化,随果实发育三份材料果实糖酸比变化整体均呈上升趋势。在果实发育整个时期,果实由幼果期发育至白熟期(花后34~62 d),罗江调元枣的糖酸比缓慢上升,但进入白熟期后,果实糖酸比急剧上升,至果实成熟时达到最高89.07,且显著高于蜀脆枣;罗江调元枣在花后48~62 d糖酸比下降,可能是由于在此期间可溶性糖的增幅小于可滴定酸的增幅。露地栽培和大棚栽培蜀脆枣均在果实迅速膨大时期至白熟期(花后48~62 d)糖酸比有一个下降幅度,之后糖酸比上升,至果实成熟期达到各自糖酸比的高峰值57.37和61.23;果树成熟时露地栽培和大棚栽培蜀脆枣果实糖酸比差异不显著,但显著低于罗江调元枣。

3 讨论

本试验结果表明,罗江调元枣成熟时期的单果质量显著低于大棚栽培蜀脆枣和露地栽培蜀脆枣,大棚栽培蜀脆枣成熟时期的单果质量又显著高于露地栽培蜀脆枣,说明大棚栽培方式可以提高蜀脆枣的单果质量,这与陈青英等[25]对枇杷的研究结果一致。这可能是因为大棚栽培方式可以很大程度上避免外界不利气候的干扰,并能合理调控水肥,从而提高了大棚栽培蜀脆枣成熟时期的单果质量。露地栽培蜀脆枣果实可食率在花后48~55 d下降,而大棚栽培蜀脆枣无此现象,这可能是由于大棚栽培方式提高了环境温度,而生长期较高的温度有利于枣果实为自身的生长提供更多的营养物质。根据李登科等[26]的试验观察,胚败育枣果实心室里的胚珠或胚均完全消失,或严重褐化、变黑,组织软化、明显萎缩皱缩、干瘪坏死,因此推测本试验所选三种材料的单核质量在生长发育期间出现下降是由胚败育所导致的,由此也可推测花后55~62 d和69~76 d是罗江调元枣和大棚栽培蜀脆枣的胚败育高峰,花后62~69 d是露地栽培蜀脆枣的胚败育高峰。壶瓶枣与六月鲜皆在花后28 d与49 d出现两个胚败育高峰[26],这与本试验材料罗江调元枣和大棚栽培蜀脆枣有两个胚败育高峰的结果相似;冷白玉则与本试验材料露地栽培蜀脆枣的结果相似,只有一个胚败育高峰[26]。

在果实逐渐成熟期间,a*、b*和H°的变化趋势与许玲等[27]的研究结果相似,说明通过测定果皮的着色指数,能较为直观地估测果实的成熟度。根据a*、b*、L*和H°的大小可以看出,露地栽培蜀脆枣果实的着色优于大棚栽培蜀脆枣。这可能是由于大棚设施遮挡、过滤了部分光线,导致大棚栽培的果实着色不如露地栽培的果实。这与魏志峰等[28]在葡萄上的研究结果一致。

在果实成熟期,露地栽培蜀脆枣的可溶性糖含量和可滴定酸含量皆高于大棚栽培蜀脆枣。这与韩志强等[29]的研究结果相反。露地栽培蜀脆枣的可溶性糖含量高于大棚栽培蜀脆枣可能是由于大棚设施减弱了大棚内的光照强度,降低了其光合速率,导致大棚栽培的蜀脆枣合成的碳水化合物较露地栽培的蜀脆枣少。露地栽培蜀脆枣的可滴定酸高于大棚栽培蜀脆枣则可能是由于在果实成熟期,大棚设施提高了果实的生长积温,增加了棚内果实的酸分解量,而露地栽培方式导致积温不足,果实内的酸降解量不足,最终导致了露地栽培蜀脆枣的可滴定酸含量高于大棚栽培蜀脆枣[30]。

本试验结果显示,大棚栽培蜀脆枣和露地栽培蜀脆枣的单果质量显著高于罗江调元枣,另外大棚栽培蜀脆枣的单果质量显著高于露地栽培蜀脆枣。露地栽培蜀脆枣的着色优于大棚栽培蜀脆枣。露地栽培蜀脆枣的可溶性糖含量和可滴定酸含量皆显著高于大棚栽培蜀脆枣,抗坏血酸含量显著低于大棚栽培蜀脆枣,两者的糖酸比和可食率各自之间差异不显著。根据试验期间观察得知,露地栽培蜀脆枣在7—8月降雨量大时,落果率约为60%~70%,而大棚栽培蜀脆枣在此期间的落果率远低于露地栽培蜀脆枣。大棚栽培蜀脆枣成熟期的裂果率低于露地栽培蜀脆枣,且大棚栽培蜀脆枣的成熟期比露地栽培蜀脆枣提前了7~14 d,而在可食率、糖酸比和综合口感方面差异不大。综上所述,蜀脆枣的果实风味酸甜,单果质量高,糖酸比适宜,品质极佳,在罗江区引种表现良好,为罗江区提供了良好的南方鲜食枣新品系引进材料。但在南方高湿地区种植蜀脆枣适宜采用的栽培方式还有待进一步的试验。

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