杜麗清 姚艷麗 孫光明 張秀梅
摘 要 以‘巴厘菠蘿品種為試材,葉面噴施不同濃度的IAA和L-色氨酸,探討對菠蘿果實產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,50 mg/L IAA和200 mg/L L-色氨酸可增加果實縱徑,提高單果重,并可提高果實可溶性固形物、可溶性糖含量和Vc含量,降低有機酸含量,從而改善果實品質(zhì),提高商品率。
關(guān)鍵詞 菠蘿;IAA;L-色氨酸;果實品質(zhì)
中圖分類號 TS201.2 文獻標識碼 A
菠蘿(Ananas comosus)學(xué)名鳳梨,屬鳳梨科(Bromeliaceae)鳳梨屬(Ananas)多年生單子葉常綠草本果樹,是中國熱帶、南亞熱帶地區(qū)最具特色和優(yōu)勢的熱帶水果品種之一,與香蕉、椰子、芒果并列為四大熱帶名果。菠蘿含有豐富的維生素C、碳水化合物、多種有機酸,風(fēng)味獨特,深受國內(nèi)外消費者的青睞。
目前,全國約80%以上面積的品種是巴厘種 (菲律賓種),約20%的面積是卡因和傳統(tǒng)品種神灣種(臺灣種)、土種等。由于菠蘿種植技術(shù)落后,生產(chǎn)管理水平低,中國菠蘿單產(chǎn)僅達世界平均水平,維持在20 t/hm2,是高產(chǎn)國家平均單產(chǎn)的1/2,為高產(chǎn)菠蘿田的1/3[1]。同國外菠蘿高產(chǎn)國家相比,中國的平均單產(chǎn)還有很大差距。如何通過栽培措施提高菠蘿的單產(chǎn)和質(zhì)量已成為研究焦點。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上合理使用植物生長調(diào)節(jié)劑提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)的報道并不鮮見。生長素是發(fā)現(xiàn)最早的一種植物激素,現(xiàn)已能進行人工合成并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。色氨酸是植物體內(nèi)吲哚乙酸(IAA)生物合成的前體[2]。齊振宇等[3]研究表明,施用外源IAA可以減輕和延緩網(wǎng)紋甜瓜植株早衰,提升果實品質(zhì)并增加產(chǎn)量。陳梅[4]研究表明,200~300 mg/L IAA噴施處理蓖麻,對其果穗長、種子千粒重影響不大,但種子含油率分別提高5.9%。也有研究表明,柑橘和鱷梨有將色氨酸轉(zhuǎn)化成IAA 并加以利用的能力。草莓葉面噴施300~400 mg/L的L-色氨酸,使株高、莖粗、葉片厚度、單株葉數(shù)、單株葉面積和產(chǎn)量得到不同程度的提高,改善果實品質(zhì)[5],但這2種植物調(diào)節(jié)劑在菠蘿上的應(yīng)用國內(nèi)尚未見相關(guān)報道。本研究通過對菠蘿葉片噴施不同濃度的IAA和L-色氨酸,以探討其對菠蘿果實生長發(fā)育及品質(zhì)的影響,為IAA和L-色氨酸在菠蘿生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
試驗材料為菠蘿品種‘巴厘(Ananas comosusr cv. Comte de paris),于2011年8~10月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所菠蘿圃進行。
1.2 試驗設(shè)計
試驗共設(shè)4個處理:20 mg/L IAA、50 mg/L IAA、200 mg/L L-色氨酸、600 mg/L L-色氨酸;1個對照;于謝花后20 d和30 d 分別進行噴施處理,噴施量以葉面有水滴下滴為準。每處理200株。噴施后每隔10 d取樣1次,直至成熟。對果實的經(jīng)濟性狀和品質(zhì)指標進行測定。
果實大小采用游標卡尺進行測量;單果重采用稱重法;Vc含量測定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[6];可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[7];有機酸含量的測定采用NaOH溶液滴定法[8]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
所有數(shù)據(jù)均取3次重復(fù)的平均值,采用Microsoft Excel 2003和SAS統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)分析及差異顯著性檢驗。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同處理對菠蘿果實主要經(jīng)濟性狀的影響
2.1.1 對菠蘿果實橫徑的影響 不同濃度激素處理對菠蘿果實橫徑的影響見表1。由表1可以看出,不同處理在果實發(fā)育期間對果實橫徑影響不同,各處理均不同程度地增加了果實橫徑,其中20 mg/L IAA處理增加的幅度最大為2.82%;其次為600 mg/L L-色氨酸處理較對照增加了2.07%;50 mg/L IAA和200 mg/L L-色氨酸處理菠蘿果實橫徑比對照略有增加。方差分析表明,果實發(fā)育60 d不同處理果實橫徑在5%水平上差異顯著(p<0.05)外,其他時期不同處理間差異不顯著(p>0.05)。
2.1.2 對菠蘿果實縱徑的影響 不同處理菠蘿果實縱徑變化見表2。由表2可以看出,不同濃度的IAA和L-色氨酸處理對菠蘿果實縱徑的影響不同。20 mg/L IAA處理果實縱徑在果實發(fā)育期間均極顯著高于對照,至果實成熟,縱徑較對照增加了7.89%;200 mg/L L-色氨酸處理在果實發(fā)育前期縱徑明顯高于對照,但低于20 mg/L IAA處理;在果實發(fā)育后期增長速度最快,至果實成熟較對照增加了8.23%;50 mg/L IAA處理和600 mg/L L-色氨酸處理菠蘿果實發(fā)育期間與對照相比也有明顯提高,但提高的幅度不大,方差分析表明,在5%水平上差異不顯著(p>0.05)。
2.1.3 對菠蘿果實單果重的影響 不同處理單果重的變化規(guī)律與縱徑的基本一致(表3),20 mg/L IAA處理和200 mg/L L-色氨酸處理均顯著提高了單果重,分別較對照提高了12.6%和12.5%。50 mg/L IAA處理和 600 mg/L L-色氨酸處理單果重分別較對照提高了5.2%和12.0%。其中,以50 mg/L IAA處理的菠蘿單果重提高的幅度最小。由表3進一步可知,低濃度的IAA和L-色氨酸噴施處理,菠蘿單果重提高的幅度大于其高濃度處理的。
2.2 不同處理對菠蘿果實品質(zhì)發(fā)育的影響
2.2.1 對可溶性固形物的影響 可溶性固形物是衡量果實口感的主要指標之一。不同處理菠蘿果實可溶性固形物的變化見表4。由表4可以看出,不同處理對菠蘿果實可溶性固形物的影響不同。20 mg/L IAA處理的可溶性固形物含量在菠蘿果實發(fā)育前期(30~50 d)低于對照;在果實發(fā)育后期(60~68 d)明顯高于對照,較對照可溶性固形物提高了7.07%,方差分析表明在5%水平上沒有顯著差異(p>0.05)。50 mg/L IAA處理菠蘿果實在整個發(fā)育過程中可溶性固形物均明顯高于對照,至成熟時較對照提高了14.63%,且在5%水平上差異顯著。200 mg/L L-色氨酸處理菠蘿果實可溶性固形物較對照也提高了5.47%;而600 mg/L L-色氨酸處理較對照略有降低,但在5%水平上差異不顯著。
2.2.2 對可溶性糖含量的影響 不同濃度激素處理對菠蘿果實可溶性糖含量的影響見表5。由表5可以看出,不同處理對可溶性糖含量的影響不同。20 mg/L IAA處理菠蘿果實可溶性糖含量較對照下降,且在5%水平上差異顯著。50 mg/L IAA處理菠蘿果實可溶性糖含量較對照提高了21.1%,其次為200 mg/L L-色氨酸處理較對照提高了9.4%,600 mg/L L-色氨酸處理可溶性糖含量略低于對照,但在5%水平上差異不顯著(p>0.05)。
2.2.3 對有機酸含量的影響 不同處理菠蘿果實有機酸含量的變化見表6。由表6可以看出,不同處理對菠蘿果實有機酸含量的影響不同,在果實發(fā)育期間,不同處理與對照相比都增加了果實的有機酸含量。果實成熟時,20 mg/L和50 mg/L的IAA處理以及200 mg/L的L-色氨酸處理與對照相比,均降低了有機酸含量,方差分析表明,50 mg/L IAA處理和200 mg/L L-色氨酸處理與對照存在顯著差異(p<0.05)。600 mg/L L-色氨酸處理的有機酸含量略高于對照的,方差分析表明,在5%水平上差異不顯著。
2.2.4 對Vc含量的影響 不同處理菠蘿果實Vc含量的變化見表7。由表7可以看出,菠蘿果實發(fā)育期間Vc含量呈下降的趨勢,植物激素處理后能普遍提高菠蘿果實Vc含量,不同處理間存在顯著差異。至果實成熟,20 mg/L IAA處理Vc含量較對照提高了167.2%,50 mg/L IAA處理與對照相比提高了57.8%,200 mg/L和600 mg/L L-色氨酸處理較對照分別提高了18.4%和55.5%。方差分析表明,除200 mg/L L-色氨酸處理與對照不存在顯著差異外,其他3個處理在5%水平上均達到了顯著水平。
3 討論與結(jié)論
不同濃度的IAA和L-色氨酸均可促進菠蘿果實的縱徑,使果實長度與對照相比顯著增加,但果實橫徑并沒有明顯變化,單果重也顯著增加,說明這2種外源植物調(diào)節(jié)劑的作用方式可能是相同的,IAA和L-色氨酸對細胞的縱向伸長有促進作用。而生長素控制果實細胞體積增大的機制至今仍不清楚。有人認為,外源IAA可提高一些作物體內(nèi)的CaM含量,Ca2+與CaM結(jié)合可調(diào)節(jié)細胞內(nèi)多種重要酶的活性和代謝過程,IAA、CaM、Ca2+三者在植物生長過程中可互相調(diào)控[9-10]。謝永紅[11]研究也得到了同樣的結(jié)論,即錦橙采前噴施Ca和IAA,通過IAA來調(diào)節(jié)Ca向果實內(nèi)部的主動運輸和轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致高濃度Ca促進果實內(nèi)部糖分累積,抑制Vc分解,中和部分果酸,并加強膜的穩(wěn)定性,減少果實內(nèi)部Ca和養(yǎng)分的外滲,從而達到提高果實品質(zhì)和延長果實壽命的目的。
色氨酸是植物體內(nèi)IAA生物合成的前體,但目前還沒有直接的證據(jù)證明所有高等植物具有將外源色氨酸轉(zhuǎn)化成IAA并加以利用的報道。肖浪濤曾證實柑橘和鱷梨有此能力。而有文獻報道[12],噴施色氨酸調(diào)控植物的生長發(fā)育是通過色氨酸影響植物體內(nèi)的激素平衡和促進營養(yǎng)物質(zhì)如N、P、K等吸收的結(jié)果。
本研究表明,菠蘿葉面噴施50 mg/LIAA和200 mg/L L-色氨酸后,有效地提高了產(chǎn)量,使果實內(nèi)可溶性固形物、可溶性糖含量和Vc含量提高,使可滴定酸含量降低,增大糖酸比,從而改善果實口感,提高了果品質(zhì)量。但其作用機理還需以后做進一步的研究。
參考文獻
[1] 石偉琦, 孫偉生, 習(xí)金根, 等. 我國菠蘿產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, (3): 181-186.
[2] 黃衛(wèi)東主編. 植物生長調(diào)節(jié)劑在果樹上的應(yīng)用[M]. 北京: 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 1993.
[3] 齊振宇, 虞慧芳, 李必元. 外源 IAA與整枝方式對網(wǎng)紋甜瓜栽培后期的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008(1): 22-25.
[4] 陳 梅. 外源激素對蓖麻營養(yǎng)生長及開花結(jié)實的影響[D]. 長沙: 中南林業(yè)科技大學(xué), 2012.
[5] 鐘曉紅, 石雪暉, 馬定渭, 等. IAA色氨酸處理對索非亞草莓營養(yǎng)生長和果實品質(zhì)的調(diào)控[J]. 果樹學(xué)報, 2004, 21(6): 565-568.
[6] GB 6195-86. 中華人民共和國國家標準《水果、 蔬菜制品維生素C含量的測定》[S].
[7] 韓雅珊. 食品化學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 北京: 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 1996: 19-22.
[8] GB 12293-90. 中華人民共和國國家標準《水果、 蔬菜制品可滴定酸度的測定》[S].
[9] 毛節(jié)琦, 繆 穎. 鈣處理對水蜜桃和梨果實中鈣含量, 細胞膜透性和代謝產(chǎn)物的影響[J].植物生理學(xué)通訊, 1991, 27(3): 184-186.
[10] 饒景萍. 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對果實生長發(fā)育的調(diào)控[J]. 西北植物學(xué)報, 1998, 18(1): 147-154.
[11] 謝永紅, 歐 毅. 采用噴鈣和IAA對錦橙果實品質(zhì)的影響[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1992, 14(6): 543-545.
[12] 陳震德, 黃俊杰, 何金明, 等. 土施L-色氨酸對甘藍產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響[J]. 土壤學(xué)報, 1997, 34(2): 200-205.