孫聰偉,陳 展,魏建國,牛帥科,楊麗麗
(石家莊果樹研究所,河北 石家莊 050061)
鈣不僅是植物生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素,更重要的是鈣作為偶聯(lián)胞外信號與胞內(nèi)生理生化反應(yīng)的第二信使,在植物許多生理過程中起著重要作用。葡萄是喜鈣果樹,對鈣的需求遠(yuǎn)高于蘋果、梨、柑橘。葡萄缺鈣時其根的末梢會變?yōu)楹稚?,枝葉徒長、質(zhì)地變軟,新梢成熟不良,樹勢變?nèi)?。葉子小、黃、薄、卷,光合作用效率低,從而影響果實(shí)糖分的積累,果粉少,香味淡。鈣對葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鎂、鉀、氮、磷,一旦營養(yǎng)缺乏或失衡就會造成營養(yǎng)不良,不但坐果率低而且免疫力下降,易受各種細(xì)菌侵害,大小粒嚴(yán)重,成熟期易裂果,最終使果品質(zhì)量下降。因此,外源鈣處理能夠在葡萄生長發(fā)育等多方面產(chǎn)生效應(yīng)。
鈣是植物生長發(fā)育的必需元素,與植株體內(nèi)生理反應(yīng)和細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)發(fā)育有關(guān)。Ca2+的存在有利于光合電子傳遞,可影響葉綠素的含量和組成,維持較高的PSⅡ活性,提高光合速率并保護(hù)葉片免遭光破壞。適當(dāng)?shù)拟}素處理可顯著提高森田尼無核葡萄葉片葉綠素含量。曹慕明等在冬巨峰葡萄上噴施不同鈣質(zhì)肥料試驗(yàn)表明:葉面噴施不同鈣肥后冬巨峰的黃葉率均比對照低,葉片POD和CAT酶活性均比對照高,這對于果實(shí)的成熟、著色、糖分等指標(biāo)及植株抗寒性都有積極作用,其中以硝酸鈣處理的效果最為明顯。楊陽在貴妃玫瑰上的研究也發(fā)現(xiàn),不同鈣素的噴施,均可顯著提高葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度,抗氧化酶SOD、POD、和CAT的活性,并有一定的持續(xù)效果。
葡萄掛果期亦需要大量的鈣。研究表明:成熟期葡萄漿果內(nèi)鈣離子含量減少了50%。管雪強(qiáng)等對紅地球葡萄的補(bǔ)鈣效果進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:外源噴鈣能顯著提高紅地球葡萄葉柄和果實(shí)各部位的鈣含量。劉松忠認(rèn)為,紅地球葡萄花后1~2周是需鈣高峰期,用浸蘸果穗法補(bǔ)鈣可提高果實(shí)的含鈣量。
不同補(bǔ)鈣方式對果實(shí)品質(zhì)的影響不一。徐建國在無核白雞心葡萄坐果期、膨果期、糖分積累期葉面噴施果蔬鈣1500倍液后,與對照相比,葡萄品質(zhì)好,外觀鮮艷、光潔,果肉細(xì)膩飽滿,口感好,脆甜,味濃香,且對霜霉病有一定防效。車俊峰等進(jìn)行了不同葉面肥在個別葡萄品種上的應(yīng)用試驗(yàn)。結(jié)果表明:紅地球葡萄和木納格葡萄噴施螯合氨基酸鈣液肥效果最好,產(chǎn)量增幅分別達(dá)8.5%和17.15%。徐興林等關(guān)于高效鈣在葡萄上的應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明:果實(shí)補(bǔ)鈣后,可使葡萄增產(chǎn)8%~12%,含糖量提高1~2度,色澤變好,病害率下降到5%左右。蘇學(xué)德發(fā)現(xiàn),中度供鈣可顯著提高‘森田尼無核’葡萄果實(shí)Vc、可滴定酸含量及果實(shí)硬度,降低可溶性固形物含量。劉鑫銘等對夏黑葡萄噴施不同鈣肥,發(fā)現(xiàn)能顯著提高夏黑葡萄果實(shí)中可溶性固形物、總糖及維生素C含量,降低果實(shí)酸度。采果前噴鈣,還可減輕腐爛。
鈣是植物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的重要成分,它以果膠酸鈣和磷脂的形式加強(qiáng)細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。鈣處理可以明顯增加果實(shí)中的鈣含量,從而提高果實(shí)硬度和可溶性固形物含量,抑制果實(shí)內(nèi)單寧、VC等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化降解和果實(shí)內(nèi)部褐變,提高果實(shí)中的糖酸比,降低果實(shí)中的游離果膠酸含量,使果膠酸鈣含量增加,減少果實(shí)膜透性變化,最終增強(qiáng)果實(shí)的抗腐能力和耐貯性。漿果含鈣水平是影響漿果耐藏力的一個直接原因。
車玉紅等采前噴鈣處理使紅地球葡萄貯藏過程中果梗表皮細(xì)胞排列緊密,果梗木質(zhì)化增強(qiáng),減緩了韌皮部和木質(zhì)部的失水收縮,使紅地球葡萄果梗保持鮮綠和飽滿狀態(tài);外源鈣的噴施還減緩了紅地球葡萄果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的變化幅度,延長果實(shí)保鮮時間。這與劉鑫銘等采前噴鈣處理明顯改善了貯藏過程中夏黑葡萄品質(zhì)、延長果實(shí)保鮮時間的結(jié)論相一致。翟忠琴通過對幾個葡萄品種根外追施鈣肥的連續(xù)2a研究及測定也認(rèn)為施鈣對提高果實(shí)含糖量、延長貯藏時間效果明顯。
漢瑞峰對紅地球葡萄進(jìn)行采前噴施過磷酸鈣處理,有效降低了貯藏期間果實(shí)水分的散失,減少了果實(shí)的腐爛率,降低了果實(shí)的呼吸速率,抑制了貯藏期間可滴定酸含量的下降。同時可抑制紅地球葡萄在貯藏期間H2O2和O2-的積累,降低果實(shí)中POD、PPO和SOD活性,從而在一定程度上降低活性氧對貯藏期間果實(shí)的危害,延緩果實(shí)的衰老進(jìn)程。可有效降低貯藏期間果實(shí)中MDA含量,較對照降低25.4%,還可提高果實(shí)中AsA含量,并延緩其下降趨勢。
有研究表明:葡萄果實(shí)中鈣含量與葡萄抗病性相關(guān),鈣含量增加,抗病性也隨之增強(qiáng)。由于鈣對果實(shí)抗病性的影響是間接的,果蔬缺鈣可導(dǎo)致許多生理性病害和非生理性病害。
孫其寶等通過不同補(bǔ)鈣措施研究了其對葡萄黑痘病抗性的效應(yīng)。相關(guān)性分析表明:葡萄果實(shí)中的鈣含量與葡萄發(fā)病率、病情指數(shù)呈負(fù)相關(guān),氮鈣比與葡萄的發(fā)病率和病情指數(shù)呈正相關(guān),即葡萄果實(shí)中鈣含量的增加,能有效的增強(qiáng)對葡萄黑痘病的抗性。周詠梅等對巨峰葡萄夏果進(jìn)行鈣制劑處理,能顯著降低巨峰葡萄夏果日灼病發(fā)生率,增加果實(shí)風(fēng)味和品質(zhì),提高果實(shí)商品價(jià)值。王文舉等研究了外援抗氧化劑對高溫脅迫下紅地球葡萄果實(shí)日灼的影響。結(jié)果表明:在高溫脅迫下,施用鈣制劑后能顯著和極顯著地降低膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的含量,從而提高了果實(shí)抗日灼的能力。劉玲和張振文對釀酒葡萄的病害進(jìn)行了研究,結(jié)果表明霜霉病在位于海拔較高、土壤含鈣量較高的葡萄園發(fā)病最輕,而在海拔較低土壤含鈣量較少的葡萄園發(fā)病嚴(yán)重,果實(shí)白腐病也表現(xiàn)出相似的變化。
鈣能夠穩(wěn)定和保護(hù)細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能,還可作為第二信使,調(diào)節(jié)植物的多種代謝過程。許多研究表明:外源鈣能減輕環(huán)境脅迫,如:干旱、鹽、低溫等對植物細(xì)胞膜的傷害,提高植物的抗逆性。
張鑫榮等通過巨峰扦插苗根部處理,研究了氯化鎘(CdCl2)處理下氯化鈣(CaCl2)對其葉片的保護(hù)作用。結(jié)果表明:根系鈣處理能夠緩解鎘對葡萄葉片造成的傷害。這是由于Cd2+和Ca2+能通過共同通道進(jìn)入細(xì)胞,兩者在吸收和運(yùn)輸時會存在競爭。Ca2+能夠抑制Cd2+的吸收和運(yùn)輸,從而降低葉片的Cd2+濃度,所以,葉片因Cd2+的積累量下降而使受到的損傷減輕。
王麗對不同品種葡萄噴施外源CaCl2,能夠使莖中可溶性糖含量增加,顯著提高葡萄細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,使莖中Pro含量增加、MDA含量降低、SOD、POD活性增強(qiáng)并維持較高酶活性,緩解了低溫對葡萄的傷害,增強(qiáng)了葡萄的抗寒性。
在植物耐受高溫脅迫研究方面,許多學(xué)者認(rèn)為:鈣處理有利于保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),減緩高溫脅迫對植物幼苗的傷害。鄭秋玲等研究了鈣對高溫下巨峰葡萄葉片光合作用和葉綠素?zé)晒獾挠绊懀Y(jié)果表明:噴施氯化鈣有效緩解了高溫對葡萄葉片光合作用的抑制及對PSⅡ系統(tǒng)的損害。
總之,鈣充足可提高葡萄葉片光合強(qiáng)度,促進(jìn)碳水化合物和蛋白質(zhì)的合成,可降低原生質(zhì)水合度,提高樹體抗寒、抗熱能力,可避免或減輕日灼病、苦痘病等病害的發(fā)生,從而促進(jìn)果實(shí)生長發(fā)育,提高果實(shí)品質(zhì)和耐藏力。同時,生產(chǎn)上還要注意合理適度補(bǔ)鈣,以保證優(yōu)質(zhì)果品的生產(chǎn)。
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