王文静 高丹 高爱平 李松刚 杨子琴 周开兵

摘  要：為了探究叶面喷施混合钙镁肥克服‘三月红荔枝果皮“滞绿”现象的生理生化机制，以‘三月红荔枝的成年单株为试验材料，以叶面喷施混合钙镁肥为处理，以喷清水为对照（CK），观测其果皮色素、内源激素含量以及相关酶的活性。结果表明，处理与CK的色调角（h值）、叶绿素和生长素（IAA）等含量总体呈下降趋势;糖酸比和花色素苷、乙烯（Eth）、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA3）等含量及类黄酮糖基转移酶（UFGT）、叶绿素单加氧酶（PaO）、叶绿素酶（Chlase）等活性总体呈上升趋势;处理果实的h值在3月29日、4月5日和4月12日显著低于CK;花色素苷含量在4月5日至4月12日之间则显著高于CK;处理的叶绿素含量在4月5日和4月12日显著低于CK;处理的糖酸比在4月5日后显著高于CK;处理的Eth含量在3月29日及4月8日、15日显著高于CK;处理的果皮ABA含量在4月5日后显著高于CK;处理的IAA含量在4月1日显著低于CK，4月12日显著高于CK;处理的UFGT活性在3月29日显著低于CK，4月8、12日显著高于CK;处理的PaO活性在4月1日、8日、12日显著高于CK;UFGT活性与ABA、Eth含量极显著正相关;PaO活性与Eth含量极显著正相关;花色素苷含量与ABA、Eth含量和UFGT活性极显著正相关;叶绿素含量与Eth含量和UFGT、PaO活性分别极显著负相关，与ABA显著负相关;处理与CK的GA3含量、Chlase活性全程同期间均无显著差异。可见，喷施混合钙镁肥处理可促进着色而克服果皮“滞绿”现象，主要是通过提高Eth与ABA等含量、进而提高UFGT和PaO活性等促进花色素苷的合成和叶绿素降解，使得果皮在果肉糖酸比最高时提前着色，成功克服了果皮“滞绿”现象。

关键词：‘三月红荔枝;滞绿;混合钙镁肥;果皮色素

Abstract： In order to research the physiological and biochemical mechanism on overcoming the phenomenon of ‘Sanyuehong litchi “stagnation green” by applying foliar mixed fertilizer of calcium and magnesium， the adult fruit trees of ‘Sanyuehong litchi were used as the experimental materials， and the leaves were treated by spraying mixed fertilizer of calcium and magnesium， and the control （CK） was treated with clear water， then the contents of peel pigment， endogenous hormones and the activities of related enzymes were measured. The results showed that the h value， chlorophyll and IAA contents of treatment and CK were decreasing. The ratio of sugar/acid and the contents of anthocyanin， Eth， ABA， GA3 and the activities of UFGT， PaO， Chlase in the treatment and CK showed an overall rising trend. The h value of treatment fruit was significantly lower than that of CK on March 29， April 5 and 12. The content of anthocyanin was significantly higher than that of CK during the period from 5 April to 12 April. The content of chlorophyll in the treatment was significantly lower than that of CK on April 5 and 12. The ratio of sugar/acid of the treatment was significantly higher than that of CK after April 5. The content of Eth of the treatment was significantly higher than that of CK on March 29， April 8 and 15. The content of ABA of the treatment was significantly higher than that of CK after April 5. The content of IAA of the treatment was significantly lower and  higher than that of CK on April 1and 12 respectively. The activity of UFGT of the treatment was significantly lower than that of CK on March 29 and significantly higher than that of CK on April 8 and 12. The activity of PaO of the treatment was significantly higher than that of CK on April 1， 8 and 12. The activity of UFGT was extremely significantly positively correlated with the content of ABA and Eth. The activity of PaO was extremely significantly positively correlated with the content of Eth. The content of anthocyanin was extremely significantly positively correlated with ABA， Eth contents and UFGT activity. The content of chlorophyll was extremely significantly negatively correlated with Eth content， UFGT and PaO activity， and significantly negatively correlated with ABA content. There was no significant difference in GA3 content and Chlase activity between the treatment and CK. It could be seen that spraying mixed fertilizer of calcium and magnesium could ppromote coloring and overcome the phenomenon of “stagnation green” in peel， it mainly increased the Eth and ABA content， and then improved the UFGT and PaO activity， and then promoted the synthesis of anthocyanin and the degradation of chlorophyll， which making the peel coloration in advance when the pulp glycolic acid ratio was at its highest， and successfully overcomed the phenomenon of “stagnation green”. It could be used as a cultivation technique to overcome the phenomenon of Sanyuehong litchi peel “stagnation green” that applying foliar mixed fertilizer of calcium and magnesium.

Keywords： ‘Sanyuehong litchi; stagnation green; mixed fertilizer of calcium and magnesium; pigments in pericarp

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）为无患子科荔枝属的南亚热带多年生常绿果树。我国是世界第一大荔枝主产国，广泛分布于海南、广东、云南、广西、福建、四川、贵州和台湾等8个省（区），占世界总产量的70.5%[1-2]。‘三月红是我国著名的早熟荔枝品种，因成熟早，售价高而闻名。但是‘三月红荔枝成熟时果皮着色比较差，即呈现果皮“滯绿”现象，仅在果面出现红色斑块，影响了其商品价值[3]。

花色素苷是荔枝果皮呈现红色的主要成分，果皮花色素苷含量高，则着色就好[4]。前人研究表明，‘三月红荔枝的果肉变甜比果皮着色约提前6 d，其“滞绿”现象主要是由果皮花色素苷含量较低引起的[5]。也有报道表明，荔枝果皮着色不良问题，应归结到果皮叶绿素含量过高[6-8]。总之，荔枝果皮着色是花色苷积累和叶绿素降解的一个过程。

本课题组前期研究表明，对‘三月红荔枝的叶面喷施混合钙镁肥能够促进它的果皮提前着色，从而解决其果皮“滞绿”的问题，有助于果实的提前成熟和采收[9]。本试验基于此对‘三月红荔枝使用混合钙镁肥进行处理，探究其克服果皮“滞绿”现象的生理生化机制。

1  材料与方法

1.1  材料

试验地点为海南省农业科学院热带果树研究所永发科研示范基地，位于澄迈县的北部平原台地，属热带季风气候区，年均气温为23.8 ℃，年平均日照时数为2059 h，年平均降水量为1786.1 mm，且雨热同季，终年无霜;土壤是肥沃的砖红壤，土壤有机质含量为（23.37±0.87） g/kg，速效K含量为（125.63±2.38） mg/kg，有效Ca含量为（600.51±12.35） mg/kg，有效Mg的含量为（150.47±3.86） mg/kg。于该基地荔枝园选16年生、生长势一致和无任何不良表现的早熟荔枝品种‘大丁香荔枝砧嫁接树6株作为试验材料。

1.2  方法

1.2.1  试验设计  以叶面喷施清水为对照（CK），以叶面喷施混合钙镁肥（1.5% MgCl2和0.3% CaCl2混合水溶液）为处理，单株小区，重复3次。在‘三月红荔枝果实刚进入膨大期（即假种皮包满种子且果蒂开始出现红斑时）时，稳果后至成熟期之前进行喷施叶面肥处理，分别在2019年3月22、25、29日上午取样后各喷施1次，喷至叶面及叶背滴水。

1.2.2  取样及样品处理  在刚进入果实膨大期时，在每株树的树冠外围中部选取5个大小基本一致的果实作取样时的标准果，之后每次采样都采集与这些标准果大小一致的果实为材料，共取样8次，分别在2019年3月22、25、29日和4月1、5、8、12、15日各取样1次。先在田间测定果实的着色指标值，然后就地将果皮和果肉分离，并分别用液氮速冻带回实验室，储存在–80 ℃超低温冰箱里备用。

1.2.3  试验指标观测方法  选用日本产Minolta CR2300型全自动测色色差计测定荔枝果皮a、b值，换算出色调角（h），换算公式为h=tan–1（b/a），每株样树取30个样果果皮观测取其平均值作为观测值，每个果测定赤道面垂直方向4点和果蒂、顶2点，取6点平均值作为该果观测值。a值越高则越红，b值越高则越绿，h值越小则综合色泽越红。花色素苷含量采用张昭其等[10]的方法测定;叶绿素含量采用改良Arnon法测定[11];可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[12]，可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定并以柠檬酸为参照[13]，对每个果样换算糖酸比;乙烯依据庞学群等[14]优化的GC法来测定;脱落酸、赤霉素、生长素的含量均采用酶联免疫法测定[15]。类黄酮糖基转移酶（UFGT）参考魏海蓉等[16]的方法提取，活性则参考Lister等[17]的方法测定。叶绿素单加氧酶（PaO）的提取和活性测定参考Hortensteiner等[18]的方法。叶绿素酶（Chlase）活性采用甘志军等[19]的方法测定。

1.3  数据处理

采用SAS软件ANOVA过程对各指标动态变化作方差分析;采用Duncan法作各指标不同时期间的多重比较分析;采用TTEST过程作处理与CK差异显著性分析;采用CORR过程作一元线性相关性分析。

2  结果与分析

2.1  处理对果皮着色的影响

2.1.1  ‘三月红荔枝果皮色调角（h值）的动态变化  由图1可知，在果实发育过程中，处理与CK的h值变化总体呈下降趋势。3月29日至4月1日，处理显著升高而CK则下降;4月1日至4月5日，处理显著下降而CK则无显著变化;4月12日至4月15日，处理无显著变化而CK显著下降。3月22日、25日处理的h值与CK无显著差异;4月1日、8日处理显著高于CK，4月5日、12日处理显著低于CK，4月15日处理与CK无显著差异。处理在4月12日后无显著变化则说明其已经完全着色，而CK仍显著下降则说明其仍不断变红，说明叶面喷施混合钙镁肥能够促进果皮的提早着色。

2.1.2  果皮花色素苷的动态变化  由图2可知，在果实发育过程中，处理与CK的花色素苷含量均呈现上升趋势。在4月5日至4月12日，处理显著高于CK，说明在此期间叶面喷施混合钙镁肥对果皮花色素苷的积累有促进作用。处理在4月12日和15日无显著差异;CK在4月15日达到最大值，且与处理无显著差异;可见，处理提早达到最大值，即说明叶面喷施混合钙镁肥提前完成花色素苷的积累。

2.1.3  果皮叶绿素的动态变化  由图3可知，处理与CK的叶绿素含量都呈现下降趋势，但处理的叶绿素含量在4月12日至15日无显著变化，而对照则在此期间显著降低。除了4月5日和12日处理显著低于CK外，在其他时间里处理与CK并无显著差异。由此可见，叶面喷施混合钙镁肥在4月12日使果皮叶绿素含量提前降到最低。结合上述果皮综合着色和花色苷含量变化结果进行综合分析，说明叶面喷施混合钙镁肥通过提前积累花色素苷和降解叶绿素而促进果皮提前转红。

2.1.4  果肉糖酸比的动态变化  由图4可知，处理与CK的糖酸比均呈现先上升后下降的趨势。在4月5日后，处理的糖酸比均显著高于CK，但两者均在4月12日达到糖酸比的最大值。说明叶面喷施混合钙镁肥不能克服‘三月红荔枝果肉“褪糖”现象，但结合上述果皮综合着色变化结果分析，说明叶面喷施混合钙镁肥通过促进果皮提前着色而克服果皮“滞绿”现象，使果皮着色和果肉风味变甜的发育同步。

2.2  处理对果皮内源激素水平变化的影响

2.2.1  处理对乙烯（Eth）含量的影响  由图5可知，处理在3月29日至4月1日，以及4月12至4月15日两个阶段无显著变化，其他时间呈现上升趋势;CK持续上升至4月12日然后显著下降。3月29日以及4月8、4月15日，处理显著高于CK。这说明处理在果实的成熟期使果皮Eth含量保持相对较高水平，由于此时期是果皮快速转色的关键时期，因此叶面喷施混合钙镁肥克服果皮“滞绿”现象可能与果皮Eth含量的提高有关。

2.2.2  处理对脱落酸（ABA）含量的影响  由图6可知，处理和CK的ABA含量呈现先平缓上升后再急剧上升的相似变化趋势，都在4月15日达到最大值。处理与CK的果皮ABA含量在4月5日之前没有显著差异，此后处理均显著高于CK。

这说明处理在4月5日后使ABA快速积累，暗示喷施混合钙镁肥克服果皮“滞绿”现象可能与果皮ABA含量升高有关。

2.2.3  处理对赤霉素（GA3）含量的影响  由图7可知，处理与CK的GA3含量均在前期无显著变化，在4月12日后急剧上升达到最大值。二者同期间比较均无显著差异，可见处理对果皮GA3的积累动态变化基本无影响，即喷施混合钙镁肥克服果皮“滞绿”现象可能与果皮GA3含量的变化无关。

2.2.4  处理对生长素（IAA）含量的影响  由图8可知，处理与CK的IAA含量变化趋势均呈先升高、再降低、再升高、后降低的“M”型变化曲线。处理的IAA含量在4月1日显著低于CK;在4月12日显著高于CK;其他时间均无显著差异。总体来看，处理仅影响了IAA含量出现峰值的时间，但对于IAA含量总的积累基本无影响，即叶面喷施混合钙镁肥克服果皮“滞绿”现象可能与IAA含量变化无关。

2.3  处理对着色关键酶活性的影响

2.3.1  处理对类黄酮糖基转移酶（UFGT）活性的影响  由图9可知，处理与CK的UFGT活性均呈持续上升的趋势。处理在4月8、4月12日显著高于CK，且其在4月12日达到最大活性;而CK在4月15日才达到最大活性。说明喷施混合钙镁肥能够提升UFGT活性且使其提前达到最大值。由表1可见，处理与CK的UFGT活性与花色素苷、ABA、Eth等含量呈极显著正相关。经综合分析可得出推论，叶面喷施混合钙镁肥可以通过促进ABA、Eth的积累而使UFGT活性提前升高，从而使花色素苷含量提前积累，进而促使果皮提前转红。

2.3.2  处理对叶绿素单加氧酶（PaO）活性的影响  由图10可知，处理在4月12日之前呈现持续增长的趋势;而CK在3月25日—4月1日和4月5日—4月8日期间无显著变化，但总体上呈上升趋势;二者均在4月12日达到最强活性然后降低。处理的PaO活性在4月1、8、12日显著高于CK。由表1可见，处理和CK的叶绿素含量与PaO活性呈极显著负相关;处理和CK的叶绿素含量与Eth、ABA含量分别呈极显著或显著负相关。经综合分析可得出推论，叶面喷施混合钙镁肥通过促进Eth的积累而提升PaO活性，从而促使叶绿素降解，进而促使果皮转红。

2.3.3  处理对叶绿素酶（Chlase）活性的影响  由图11可知，处理与CK的Chlase活性均呈持续升高，至4月12日后降低的相似变化趋势，处理与CK在同时期间比较均无显著差异，说明喷施混合钙镁肥对果皮Chlase活性的动态变化基本无影响，即叶面喷施混合钙镁肥克服果皮的“滞绿”现象与Chlase活性变化基本无关。

3  讨论

3.1  喷施混合钙镁肥克服‘三月红荔枝果皮“滞绿”现象的应用价值

结合前述报道结果，说明叶面喷施混合钙镁肥能够克服‘三月红荔枝果皮的“滞绿”现象[20-21]，即该结果在多年多点的田间试验中具备良好的重演性和正确性，因而本处理可以作为克服‘三月红荔枝果皮“滞绿”现象的栽培技术加以推广应用。

3.2  叶面喷施混合钙镁肥克服果皮“滞绿”的生理生化机制

本试验结果显示，叶面喷施混合钙镁肥处理能够促使果皮h值和叶绿素含量在4月12日提前降低且显著低于CK，促使花色素苷和叶绿素含量在4月12日分别提前升高和降低且分别显著高于和低于CK，说明‘三月红荔枝果皮的着色主要是由花色素苷的积累和叶绿素的降解造成的。大量研究结果也表明，荔枝果皮着色主要是果皮花色素苷积累和叶绿素降解的过程[4， 7-8， 22]。

3.3  叶面喷施混合钙镁肥通过激素和酶调节果皮转色的生理生化机制

前人研究表明，荔枝果皮Eth和ABA含量升高能够提升荔枝果皮UFGT和PaO活性，进而促进荔枝果皮着色[20]，本研究结果与此相符;本试验结果还表明，UFGT、PaO的活性提升促使了花色素苷的积累和叶绿素的降解，这与前人在苹果中的结论一致[23-24]。因此，叶面喷施混合钙镁肥通过促进果皮Eth和ABA的积累而使果皮UFGT和PaO活性升高，进而加速了果皮中的花色素苷含量的升高和叶绿素的降解，这也与其他学者在葡萄上的研究结果一致[25-28]，也与本课题组报道过的‘妃子笑荔枝叶面喷施镁肥处理促进果皮着色的生理机理相似[29]。至于叶面喷施混合钙镁肥是如何促进了果皮Eth及ABA的积累，以及混合钙镁肥与激素的关系等问题还有待进一步研究。

4  结论

叶面喷施混合钙镁肥使‘三月红荔枝提前完成着色而克服果皮“滞绿”现象。处理通过提高Eth与ABA等含量而提高UFGT和PaO活性，从而分别促进花色素苷的合成和叶绿素降解，进而使果皮在果肉糖酸比最高时提前着色，成功克服了果皮“滞绿”现象，叶面喷施混合钙镁肥可以用作克服‘三月红荔枝果皮“滞绿”现象的栽培技术加以推广。

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责任编辑：沈德发