楊文麗 , 張浩宇 , 楊亞麗 , 張光弟 ,2 , 萬仲武 , 劉慧燕 ,4,柳璇璇, 謝玉芬, 尹 晶
(1.寧夏大學 農(nóng)學院,寧夏銀川 750021;2.寧夏設施園藝(寧夏大學)技術(shù)創(chuàng)新中心,寧夏 銀川 750002;3.靈武市大泉林場,寧夏 靈武 750400;4.寧夏食品微生物應用技術(shù)與安全控制重點實驗室,寧夏銀川 750021)
棗樹原產(chǎn)于我國[1],因其耐干旱、耐貧瘠、經(jīng)濟效益高等特點,成為理想的林糧間作發(fā)展立體農(nóng)業(yè)的優(yōu)良樹種[2]。靈武長棗(Zizphus jujube Mill cv.Lingwu Changzao)是寧夏特色優(yōu)質(zhì)鮮食棗品種之一[3]。但因其易失水皺縮,軟化較快,鮮食期短,嚴重影響了其商業(yè)價值[4]。因此,研究提高靈武長棗果實品質(zhì)及貯藏保鮮技術(shù)具有非常重要的意義。
棗樹的生長發(fā)育狀況決定了棗果實的品質(zhì),對棗樹進行系統(tǒng)的培育、必要的修剪、施用復合肥、噴灑環(huán)保安全的農(nóng)藥并進行病蟲害防治,對保證果樹正常生長和果實品質(zhì)尤為重要[5]?,F(xiàn)有的靈武長棗貯藏保鮮方法有低溫貯藏、減壓貯藏、自發(fā)氣調(diào)包裝等[6-8]。目前市面上廣泛應用的是低溫結(jié)合氣調(diào)包裝的保鮮方法,但一般的低溫結(jié)合氣調(diào)包裝的保鮮期只能達到35 d[9],仍不能滿足市場需要。而其他方法或破壞果實組織結(jié)構(gòu)或?qū)麑嵲斐苫瘜W污染,均未能進入實際應用。
低壓靜電場[10]是一種新興的高新技術(shù),其可對果蔬貯藏環(huán)境調(diào)控起到十分顯著的效果。該技術(shù)安全、高效,可彌補現(xiàn)有技術(shù)不足,應用于果蔬貯藏,可以達到超長保鮮效果[12],具有廣闊的應用前景[11]。近年來,國內(nèi)外關(guān)于低壓靜電場應用的研究主要集中在其對植株生長發(fā)育的影響[13]。本試驗通過研究定向施肥結(jié)合采后低溫、低壓靜電場(LEVF)處理對棗果實各項理化指標的影響,旨在為提高果實品質(zhì)、延長棗果保鮮期提供理論依據(jù)。
1.1.1 樹體材料 試驗地點為寧夏靈武市大泉林場,選擇樹齡8 年、樹體生長勢基本一致、水肥管理條件相同的38 株大田栽培棗樹,其中試驗區(qū)周圍的14 棵棗樹為保護行。
1.1.2 土壤施肥 于2019 年4 月29 日(棗樹萌芽前)進行定向施基肥處理。根據(jù)前期Azomite(微量礦物粉)和灌中寶(氨基酸水溶肥)篩選試驗優(yōu)化劑量,本試驗中施肥處理為750 g Azomite 兌7.5 L 清水,75 g 灌中寶兌7.5 L 清水,以7.5 L 清水作為對照(CK)。每個處理選取大小相近的8 株棗樹,在圍繞樹體主干周圍,直徑60 cm、深30 cm 的環(huán)形坑內(nèi)進行施肥。
1.1.3 指標測定 棗吊長度:在各處理8 株棗樹的四個方位(前后左右)用不同顏色毛線各標記3 條棗吊,用塑料軟尺測量棗吊長度,每隔10 d 測量1 次,每處理測定32 條棗吊,共測定7 次。果實縱橫徑:用塑料軟尺測量標記棗吊上的果實縱橫徑。單果質(zhì)量:稱量后計算平均值作為單果質(zhì)量。單株產(chǎn)量:在果實成熟期,計數(shù)每株棗樹觀測樣株的單株結(jié)實數(shù),根據(jù)單果質(zhì)量計算單株產(chǎn)量。
1.1.4 采后處理 2019 年9 月18 日采收定向施肥的棗果,人工采摘帶果柄、大小相近、無病蟲害的果實。將每處理8 株棗樹的果實混合打包,當日運回實驗室。進一步篩選果面綠色≤1/3 的棗果,采用市售針刺 PE 保鮮袋包裝,每袋(300±10)g,每個處理3 次重復,放入周轉(zhuǎn)箱后入低溫LEVF 保鮮庫存放。保鮮庫溫度為(0±0.5)℃、RH=(90±3)%。電場設備為DENBA + 鮮度保持電場裝置(日本AGUA 商事株式會社,尺寸為 125 mm×175 mm×100 mm),200~300 mV,擺放位置電場強度依據(jù)實地測定。每隔15 d取樣測量相關(guān)指標,當某處理棗果腐爛率達到45%即終止試驗。
1.2.1 棗吊凈生長量、果實縱橫徑、單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量 棗吊凈生長量:將棗吊長度后一次測量值減去前一次測量值作為棗吊凈生長量。果實縱橫徑:用長度作為果實的縱徑,寬度作為果實橫徑。單果質(zhì)量:稱量果實質(zhì)量,以平均值作為單果質(zhì)量。單株產(chǎn)量計算公式:單株產(chǎn)量(kg)=單株結(jié)果數(shù)×單果質(zhì)量。
1.2.2 坐果率 坐果率采用人工統(tǒng)計法,選取各處理棗樹大小、長短相近的棗吊,掛牌編號標記,統(tǒng)計總花數(shù)和坐果數(shù)計算坐果率:坐果率(%)=坐果數(shù) / 總花數(shù)×100。
1.2.3 棗果理化指標的測定 硬度:采用GY-2 型硬度計[14],參考張瑞等[14]的方法并稍作修改,將探針用橡皮固定以進入果肉3 mm 為標準,將插頭插入棗果軸對稱的兩個部位并記錄數(shù)值,重復測定10 個棗果,取平均值作為棗果硬度。VC質(zhì)量比:2,6-二氯酚靛酚滴定法[15]。可滴定酸(TA)質(zhì)量分數(shù):酸堿滴定法[16]??扇苄怨绦挝铮═SS)質(zhì)量分數(shù):采用手持式折光儀[17],參考朱鈺等[17]的方法并稍作修改,將棗果去核可食部分切碎,取30 g 用紗布包裹后放入壓汁器中壓取濾液進行測定。
1.2.4 失重率的計算:失重率(%)=(貯藏時質(zhì)量-測量時質(zhì)量)/ 貯藏時質(zhì)量×100。
1.2.5 好果率的計算:好果率(%)=(棗果總數(shù)-腐爛果數(shù))/ 棗果總數(shù)×100。
1.2.6 感官品質(zhì)評價 評價指標參照張繼明等[18]和王頡[19]的方法并作適當修改,通過外觀新鮮程度、果肉顏色、脆性等指標的變化對棗果進行感官評價,滿分10 分。評測小組由10 名本專業(yè)人員組成,去掉一個最高分和一個最低分得到平均值即為最終得分。進行感官評價時,每個處理取5 個棗果實,每個果實2 等分,然后放入隨機編碼的白色水果盤中,每人一份,評價一個樣品后漱口再評價下一個樣品。
利用Excel 和Origin 8.0 制圖,采用Spss 20.0進行數(shù)據(jù)處理及方差分析。
2.1.1 土壤施肥對棗果果形指數(shù)的影響 根據(jù)圖1,棗果的果形指數(shù)隨著生長時間的延長呈逐漸增長趨勢,當棗果生長期到6 月26 日以后,果形指數(shù)變化幅度減小,說明棗果基本停止生長。由圖1 可知,施用Azomite 和灌中寶處理的果形指數(shù)顯著高于CK,其中Azomite 處理的果實生長優(yōu)于灌中寶處理。
2.1.2 土壤施肥對棗吊長度和產(chǎn)量的影響 由圖2(A)可知,隨著時間的延長,施用Azomite、灌中寶處理的棗吊長度與對照組相比存在顯著差異 (P<0.05)。測量末期(8 月 6 日),施用 Azomite、灌中寶處理和清水對照的棗吊長度分別為44.81、43.81 和37.96 cm,與測量初期(5 月 7 日)相比,Azomite 處理的棗吊長度增幅最大,達到20.48 cm;CK 棗吊長度增幅最小, 為 17.18 cm; Azomite 處理的棗吊長度高于CK3. 30 cm, 棗吊凈生長量較 CK 增加16. 11%。綜上所述, 土壤施肥處理可促進棗吊長度增長,其中 Azomite 處理的效果最好。
由圖 2(B)可知,經(jīng)土壤施用 Azomite 和灌中寶,均能不同程度提高棗果坐果率、單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量。 土壤施用Azomite 和灌中寶處理的坐果率和單果質(zhì)量與CK 相比差異顯著(P<0.05),而單株產(chǎn)量的差異不顯著。 其中灌中寶處理的坐果率、單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量最高,分別為2.983%、24.66g 和7.65 kg, 較 CK 分別提高 72.16%、62.97%和46.93%;CK 的坐果率、 單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量較低, 分別為1.79%、9.17g 和 4.06 kg。 由此可知, 土壤施用 A-zomite 和灌中寶處理均能不同程度提高棗樹坐果率、單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量。
2.2.1 采前定向施肥結(jié)合采后低溫LEVF 對棗果硬度和VC質(zhì)量比的影響 由圖3(A)可知,棗果硬度隨著貯藏時間延長而降低。 在貯藏過程中,A-zomite 和灌中寶處理的果實硬度均顯著高于CK(P<0.05)。貯藏初期,灌中寶和 Azomite 處理與 CK 的硬度分別為 5.75、5.72 和 5.61 kg/cm2。 貯藏至 75 d時, 灌中寶處理的硬度為4.98 kg/cm2, 僅下降了13.39%,果實硬度保持較好,效果明顯;而CK 的果實硬度下降明顯,貯藏75 d 時下降了30.30%。 由此可知,采前定向施肥結(jié)合低溫LEVF 處理可以延緩棗果后熟,保持棗果硬度,延長貯藏期。
圖2 土壤施肥對棗果實棗吊長度、產(chǎn)量和坐果率的影響
圖3 不同處理對棗果實硬度和VC 質(zhì)量分數(shù)的影響
由圖3(B)可知,果實VC質(zhì)量分數(shù)隨著貯藏時間的延長均呈下降趨勢, 其中施肥處理組的VC質(zhì)量分數(shù)始終高于CK, 說明施肥處理提高了棗果的VC質(zhì)量分數(shù)。 貯藏45 d 后,施肥處理組果實VC質(zhì)量分數(shù)與 CK 相比差異顯著(P<0.05)。 貯藏 75 d,灌中寶、Azomite 處理和CK 的果實VC質(zhì)量分數(shù)分別為 305.00、298.32 和 269 mg/100 g, 與貯藏初期相比分別下降了14.53%、15.46%和22.89%。 說明采前定向施肥結(jié)合采后低溫LEVF 處理可以抑制棗果的氧化代謝,抑制VC消解,有效減少貯藏期棗果品質(zhì)和營養(yǎng)價值的流失。
2.2.2 采前定向施肥結(jié)合低溫LEVF 對棗果總酸(TA)和可溶性固形物(TSS)質(zhì)量分數(shù)的影響 棗果TA 質(zhì)量分數(shù)如圖 4(A)所示,貯藏期內(nèi)棗果TA 質(zhì)量分數(shù)呈先上升后降低的趨勢。 貯藏15 d,CK 的TA 質(zhì)量分數(shù)達到了最大值,隨后急劇降低。 Azomite和灌中寶處理的果實TA 質(zhì)量分數(shù)在30 d 時達到了最大值。 貯藏初期各處理果實TA 質(zhì)量分數(shù)大小依次為Azomite、灌中寶、CK,貯藏45 d 后依次為灌中寶、Azomite、CK。 貯藏 75 d,灌中寶處理與 CK 的TA 質(zhì)量分數(shù)差異顯著(P<0.05),Azomite 與灌中寶處理間差異不顯著。說明采前定向施肥結(jié)合采后低溫LEVF 處理可以延緩棗果TA 的消解,保持了棗果新鮮度,對棗果的貯藏保鮮產(chǎn)生積極的作用。
根據(jù)圖4(B),各處理棗果的TSS 質(zhì)量分數(shù)均呈先上升后下降的趨勢,說明棗果在貯藏前期不斷成熟,到了后期由于棗果的呼吸作用消耗了TSS 使其質(zhì)量分數(shù)降低。CK 在貯藏15 d 時TSS 質(zhì)量分數(shù)達到最高值,而Azomite 和灌中寶處理在貯藏30 d時TSS 質(zhì)量分數(shù)達到最高值,說明低溫LEVF 處理可以延緩棗果成熟。 貯藏75 d,Azomite、灌中寶處理和CK 的TSS 質(zhì)量分數(shù)分別為16.17%、16.32%和13.89%,與貯藏初期相比,棗果的TSS 質(zhì)量分數(shù)分別下降了1.67%、2.32%和10.79%。 在貯藏過程中, 施肥處理棗果的TSS 質(zhì)量分數(shù)均顯著高于CK(P<0.05),說明采前處理可以提高棗果TSS 質(zhì)量分數(shù),而采前處理結(jié)合低溫LEVF 處理可以抑制棗果的呼吸作用, 有效緩解貯藏期內(nèi)棗果TSS 的消耗,使TSS 質(zhì)量分數(shù)保持在較高水平。
2.2.3 采前定向施肥結(jié)合采后低溫LEVF 對棗果失重率和好果率的影響 由圖5(A)可知,隨著貯藏時間的延長,棗果的失重率呈直線上升趨勢。 在貯藏期內(nèi),施肥處理的失重率均低于CK。 貯藏45 d 后,Azomite 和灌中寶處理的棗果失重率顯著低于 CK。 貯藏 75 d,灌中寶、Azomite 處理和 CK 的失重率分別5.15%、4.21%和7.76%, 其中灌中寶處理顯著低于 CK(P<0.05)。 表明低溫 LEVF 抑制了果實的呼吸作用和蒸騰失水, 延緩了失重率的增長。 水分損失達到 5%時,果實就會萎蔫,失去了新鮮外觀而降低其商品性[20],而灌中寶處理結(jié)合采后低溫LEVF 處理可以將棗果貯藏75 d 時的失重率控制在可繼續(xù)銷售水平。
圖4 不同處理對棗果實TA 和TSS 質(zhì)量分數(shù)的影響
由圖5(B)可知,隨著貯藏時間延長,棗果好果率均呈直線下降趨勢, 貯藏30 d 后,CK 與施肥處理之間差異顯著(P<0.05)。CK 的好果率在貯藏30 d后急劇下降, 至貯藏80 d 時好果率僅為28.16%;而Azomite 和灌中寶處理的好果率在貯藏60 d 后開始迅速下降,至貯藏80 d 后,灌中寶和Azomite處理的好果率分別為53.08%和42.21%,與貯藏初期相比分別下降了46.92%和57.79%。 由此可知,采前定向施肥結(jié)合低溫LEVF 處理維持棗果好果率的效果明顯。
2.2.4 采前定向施肥結(jié)合低溫LEVF 對棗果實感官評價的影響 由圖6 可知,棗果的感官評價分數(shù)隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢,其中各處理的感官評價分數(shù)始終高于CK。 貯藏30 d 后,施肥處理的分數(shù)與對 CK 差異顯著(P<0.05)。 CK 在貯藏 15 d 后感官評價分數(shù)開始迅速下降; 而Azomite 和灌中寶處理的感官評價分數(shù)在45 d 后開始迅速下降。 隨著貯藏時間延長,棗果的呼吸和蒸騰作用加強,使果實的TA 和TSS 被分解消耗,硬度和脆性降低,特有風味變淡,與貯藏初期相比,貯藏75 d時灌中寶、Azomite 處理和CK 的棗果感官評價分數(shù)分別下降了28.28%、35.71%和64.13%。 由此可知,各處理均能不同程度地維持棗果品質(zhì),其中A-zomite 處理的效果更明顯。
圖6 不同處理對棗果實感官評價的影響
如表1 所示,棗吊長度與單果鮮質(zhì)量、果形指數(shù)和失重率呈極顯著正相關(guān)(0.619~0.852),與坐果率和VC質(zhì)量分數(shù)呈極顯著負相關(guān), 與硬度、好果率和感官評價呈顯著負相關(guān)(0.482~0.492);果形指數(shù)與坐果率、VC質(zhì)量分數(shù)、 硬度和感官評價呈極顯著負相關(guān)(0.773~0.832),與失重率呈極顯著負相關(guān),與單果鮮質(zhì)量呈正相關(guān),與好果率呈負相關(guān); 坐果率與單果鮮質(zhì)量和失重率呈極顯著負相關(guān),與VC質(zhì)量分數(shù)、硬度、好果率和感官評價呈極顯著正相關(guān)(0.757~0.897);單果鮮質(zhì)量與失重率呈極顯著正相關(guān);TSS 質(zhì)量分數(shù)、TA 質(zhì)量分數(shù)和VC質(zhì)量分數(shù)與硬度、好果率及感官評價呈極顯著正相關(guān)(0.655~0.900),與失重率呈極顯著負相關(guān);硬度與失重率呈極顯著負相關(guān),與好果率和感官評價呈極顯著正相關(guān);失重率與好果率、感官評價呈極顯著負相關(guān); 好果率與感官評價呈極顯著正相關(guān)。
表2 棗果各指標的相關(guān)分析
在靈武長棗生產(chǎn)中,與經(jīng)濟和環(huán)境效益密切相關(guān)的主要因素是施肥,合理施肥可以促進果實生長發(fā)育,改善果實品質(zhì)[21]。多年來,靈武長棗種植者盲目追求高產(chǎn),投入了過量的化學肥料,非但沒有獲得產(chǎn)量的增長,反而造成了環(huán)境污染,因此如何平衡施肥投入與果品品質(zhì)以及產(chǎn)量輸出,以達到生產(chǎn)高效且可持續(xù)發(fā)展的目的,是當前靈武長棗生產(chǎn)中必須關(guān)注和研究的課題。
含氨基酸水溶肥作為一種新型肥料,不僅能夠提高作物產(chǎn)量,還能改善作物品質(zhì)[22]。 植物果實的礦質(zhì)營養(yǎng)與果實品質(zhì)密切相關(guān),有研究發(fā)現(xiàn)果實中Mn 和 Cu 含量低則肉質(zhì)更好,耐貯藏,且具有更好的風味。 尹同波的試驗表明[23],葉面噴施 “植寶素” 含氨基酸水溶肥可以改善葡萄葉色、 果實著色等生育性狀, 并促進葡萄果實發(fā)育, 有效提升坐果率、 單穗粒數(shù)、 百粒質(zhì)量等指標, 同時有明顯的增產(chǎn)效果。 許會會等[24]研究發(fā)現(xiàn),在葡萄坐果期開始噴施不同濃度的含氨基酸水溶肥對葡萄品質(zhì)、經(jīng)濟效益和增產(chǎn)有顯著影響。 楊暢等[25]發(fā)現(xiàn),葉面噴施“沃得天”新型微肥( 新型微量元素水溶肥) 可以促進陜西“秦美”獼猴桃的生長發(fā)育,并且能在一定程度上調(diào)控葉片和果實中必需微量元素的累積,在提高果實品質(zhì)和增產(chǎn)增收及優(yōu)化獼猴桃肥料管理方面效果顯著。 車金鑫等[26]研究表明,噴施不同濃度的復合氨基酸鐵肥,不僅可以有效提高獼猴桃葉片的鐵素含量,為植株生長提供足夠養(yǎng)分,而且還可以提高果實糖酸比,改善果實風味。
本試驗通過定向施肥,研究氨基酸水溶肥(灌中寶)與微量礦物粉(Azomite)對靈武長棗生長、產(chǎn)量和果實品質(zhì)的影響。 結(jié)果表明,氨基酸水溶肥和微量礦物粉能夠顯著增加棗果縱、橫徑,促進棗吊生長,提高單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量,這與前人的有關(guān)試驗結(jié)果相符。 由此可知,定向施用灌中寶、Azomite可以有效提高果實品質(zhì)和產(chǎn)量。 本試驗由于條件所限, 未能明確棗果中不同礦質(zhì)營養(yǎng)之間以及礦質(zhì)營養(yǎng)與其他風味指標之間的關(guān)系, 還有待進一步研究。
低壓靜電場作為一種新興的保鮮技術(shù),可以通過空間放電在冷藏庫內(nèi)形成負離子氛圍,避免了物料與放電板的直接接觸,安全性明顯提升,同時也能發(fā)揮保鮮效果,近幾年來受到了廣泛關(guān)注。因此,低壓靜電場技術(shù)結(jié)合低溫可作為靈武長棗保鮮技術(shù)的一種革新思路。 李海波等[27]研究發(fā)現(xiàn),低壓(輸出電壓為2 500 V、輸出電流為5 mA)靜電場協(xié)同低溫(0~2 ℃)可以提高楊梅果實硬度,降低腐爛指數(shù)和失重率,提高果實品質(zhì),貯藏至60 d 時仍具有食用價值,顯著延長了楊梅貨架期。 周英杰等[28]研究表明,采用低壓靜電場技術(shù)可顯著減緩水蜜桃失重率和腐爛率的變化,一定程度上保持水蜜桃的硬度和水分,保鮮時間可達到 120 d 以上,能夠有效延長水蜜桃的保鮮貯藏期。
本試驗以靈武長棗為材料, 在采前定向施肥(Azomite 和灌中寶)的基礎(chǔ)上,研究低溫結(jié)合LEVF對棗果采后貯藏過程中物理指標及貯藏品質(zhì)變化的影響。 貯藏初期,灌中寶、Azomite 處理和 CK 的VC質(zhì)量分數(shù)分別為 356.83、352.86 和 348.86 mg/100 g,TSS 質(zhì) 量 分 數(shù) 分 別 為 16.86% 、16.45% 和15.58%, 硬度分別為 5.75、5.72 和 5.61 kg/cm2,說明采前處理可以提高棗果的VC質(zhì)量分數(shù)、TSS 質(zhì)量分數(shù)和硬度, 有效提高棗果品質(zhì)。 在低溫LEVF條件下, 灌中寶和Azomite 處理的棗果貯藏75 d,TA 總降幅分別為11.36%和24.49%,TSS 質(zhì)量分數(shù)分別減少 4.75%和 4.96%,VC質(zhì)量分數(shù)降低了15.92%和18.01%,且在貯藏過程中棗果能夠保持良好的感官性狀,好果率達到 72%和68%,失重率僅為CK 的54.53%和44.38%。與CK 相比,各處理組較好保持了棗果的品質(zhì), 顯著延長了棗果貯藏期。 其中灌中寶處理組的棗果貯藏保鮮效果優(yōu)于Azomite 處理組。
本試驗結(jié)果表明, 定向施用灌中寶和Azomite處理對靈武長棗棗吊長度、單果質(zhì)量、坐果率和可溶性固形物與維生素C 質(zhì)量分數(shù)有顯著的促進作用。Azomite 處理對棗吊長度的促進作用最大,灌中寶處理的增產(chǎn)效果最顯著,可顯著提高果實可溶性固形物和維生素C 質(zhì)量分數(shù)。 同時,定向施肥(灌中寶和Azomite)對靈武長棗生長、果實品質(zhì)、產(chǎn)量等方面都有一定的影響,研究結(jié)果可為靈武長棗貯藏保鮮提供理論依據(jù)。 此外,低壓靜電場處理操作方便,易于控制,適合大批量靈武長棗的處理,可以工廠化推廣,以調(diào)節(jié)市場供應,降低種植和銷售風險,具有廣闊的市場應用前景。