王新茹,劉洪沖,余庭庭,姚 悅,周會玲
(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
蘋果營養(yǎng)價(jià)值很高,富含礦物質(zhì)和維生素,尤其鈣含量豐富,有助于代謝體內(nèi)多余鹽分,且果中營養(yǎng)成分可溶性高,容易被人體吸收,深受消費(fèi)者的喜愛。蘋果在生產(chǎn)過程中,肥水管理和病蟲害防治尤為重要,其中過量施肥和濫用農(nóng)藥是目前種植過程中存在的最主要問題。過量施肥會使蘋果品質(zhì)下降,導(dǎo)致蘋果表面的農(nóng)藥殘留超標(biāo)[1],且會加大采后腐爛損失,降低蘋果的耐貯性,嚴(yán)重影響蘋果的經(jīng)濟(jì)效益。微量元素水溶肥是指由銅、鐵、錳、鋅和鉬等微量元素按適宜作物生長的比例絡(luò)合而成的液體或固體水溶性肥料[2],具有水肥同施、以水調(diào)肥和快速為作物生長提供所需微量元素的特點(diǎn),微量元素肥料用量少,增產(chǎn)作用大,對于改善當(dāng)前的土壤污染和農(nóng)作物品質(zhì)具有重要作用。
我國幅員遼闊,中草藥資源豐富,其中具有抗菌作用的中草藥達(dá)上千種[3]。而中草藥提取物作為天然抗菌劑,以其高效、低毒、無污染和廣譜抗菌性等優(yōu)點(diǎn),除了代替化學(xué)防腐劑廣泛應(yīng)用于食品保鮮中[3],很多研究表明,中草藥提取液還可與微量元素結(jié)合形成新型綠色水溶肥,不僅補(bǔ)充樹體所需的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì),增強(qiáng)樹勢,積累更多的有機(jī)質(zhì),同時(shí)也為果樹提供保健和病蟲害防治,增強(qiáng)果樹的抗逆性。方凱等[4]研究表明:葉面噴施微量元素水溶肥料能促進(jìn)蘋果生長發(fā)育,使果樹葉色明顯變綠、新梢生長健壯、促進(jìn)果樹提前進(jìn)入著色期,坐果率高、果大、均勻、著色好、含糖量高。栗麗萍等[5]發(fā)現(xiàn):利用丁香、黃連、甘草、肉桂、大黃提取液對巨峰葡萄進(jìn)行涂膜處理,均可減少果實(shí)的失重率和腐爛率,延緩還原糖、可滴定酸、可溶性固形物含量的下降。朱立成等[6]指出:丁香和虎杖的丙酮提取液對小麥紋枯病菌和紋枯病菌均有很好的抑制效果,抑制率分別可達(dá)到100%和80%以上,根部提取物也表現(xiàn)出較好的抗小麥紋枯病菌作用。
辰奇素是經(jīng)20 多種中藥材提煉,再濃縮配制成的生物制劑,包含多糖、小肽類有機(jī)物質(zhì)以及多種微量元素,是集“抗逆、高產(chǎn)、無污染”為一體的生物水溶肥。目前已在許多大田作物上試驗(yàn),能明顯增強(qiáng)樹勢,提高產(chǎn)量,但是對果實(shí)采后貯藏品質(zhì)及耐貯性的影響尚未見報(bào)道。因此,通過田間辰奇素處理,探究其對蘋果果實(shí)采后品質(zhì)及耐貯性的影響,以期為辰奇素的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考,為綠色果品發(fā)展提供依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
以西北農(nóng)林科技大學(xué)千陽試驗(yàn)站立體條件一致、樹勢中庸、長勢良好的“蜜脆”蘋果和“富士”蘋果為材料。
辰奇素原液由陜西乾龍高科生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)。
1.1.2 儀器與設(shè)備
GS-15 型果實(shí)質(zhì)地分析儀,愛宕PAL-1 型數(shù)顯糖度計(jì)GMK-835F 型酸度計(jì),CR-400 型色差儀,TEL-7001型紅外CO2分析儀,Trace GC Ultra 氣相色譜儀。
1.2.1 處理方法
試驗(yàn)設(shè)單株小區(qū),每個(gè)品種選擇6 棵樹,其中3棵作為處理組,另外3 棵作為對照組,共設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。將辰奇素原液稀釋500 倍,于5 月14 日套袋前、6月4 日果實(shí)生長期對果樹進(jìn)行辰奇素灌根處理,每棵樹的使用量為5 L,同時(shí)在5 月21 日、6 月11 日、6月31 日(即每次灌根后的第7 天和第20 天)進(jìn)行同濃度的辰奇素溶液葉面噴施。對照組果樹在此期間只按照常規(guī)病蟲防治管理,不進(jìn)行辰奇素灌根和液面噴施處理。果實(shí)成熟時(shí)采摘,用發(fā)泡網(wǎng)包裝后裝箱,當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,散去田間熱。挑選大小一致、果形端正、無病蟲害、無機(jī)械傷果實(shí),每個(gè)處理各240 個(gè)(包括貯藏試驗(yàn)果實(shí)160 個(gè)、病果率觀測果實(shí)50 個(gè)、失重率測定果實(shí)30 個(gè)),置于(1±0.5)℃冷庫中貯藏,貯藏期間,每25 d 從貯藏果實(shí)中的每個(gè)處理各隨機(jī)選取3個(gè)果實(shí)進(jìn)行3 次重復(fù)(共9 個(gè)果實(shí))測定果實(shí)的色澤(L 值)、硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量,每30 d對固定果實(shí)進(jìn)行失重率的測量,每15 d 對果實(shí)進(jìn)行呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率的測定,在貯藏期結(jié)束(180 d)時(shí)觀察果實(shí)的病果情況。
1.2.2 測定項(xiàng)目與方法
1.2.2.1 果實(shí)硬度
使用GS-15 型水果質(zhì)地分析儀測定果實(shí)硬度,具體參數(shù)設(shè)定為:選用P/5(半徑5 mm)探頭;觸發(fā)閾值0.10 kg;探頭下降速率10 mm·s-1;探頭返回速率10 mm·s-1;測量速率5 mm·s-1;測量距離10.0 mm。各處理隨機(jī)挑選3 個(gè)果實(shí),在果實(shí)赤道部位選2 個(gè)點(diǎn)削皮,測定果肉硬度,重復(fù)測定3 次,結(jié)果取平均值,單位為kg·cm-2。
1.2.2.2 可溶性固形物含量
使用愛宕PAL-1 型數(shù)顯糖度計(jì)測定。各處理隨機(jī)挑選3 個(gè)果實(shí),每個(gè)處理重復(fù)測定3 次,將每個(gè)蘋果去皮用榨汁器榨汁后,用4 層紗布過濾,分別取濾液500 μL 測定,結(jié)果取平均值,單位為%。
1.2.2.3 可滴定酸含量
使用GMK-835F 型酸度計(jì)測定。各處理隨機(jī)挑選3 個(gè)果實(shí),每個(gè)處理重復(fù)測定3 次,用榨汁器將去皮蘋果榨汁后,用4 層紗布過濾,用蒸餾水稀釋100倍后,分別取稀釋后的濾液200 μL 測定,結(jié)果取其平均值,單位為%。
1.2.2.4 果皮色澤
各處理組隨機(jī)挑選3 個(gè)果實(shí),每個(gè)處理重復(fù)測定3次,在果實(shí)赤道附近對稱選取3 點(diǎn)使用CR-400 型色差儀測定果實(shí)表皮的色澤明亮度(L 值),結(jié)果取平均值。
1.2.2.5 呼吸強(qiáng)度
使用TEL-7001 型紅外二氧化碳分析儀測定。選取用于測定呼吸強(qiáng)度的果實(shí),各處理3 個(gè)果實(shí),稱取質(zhì)量、體積后放入9.7 L 呼吸室內(nèi),并放進(jìn)紅外二氧化碳分析儀密封,溫度與冷庫貯藏溫度相同。30 min 后讀取二氧化碳分析儀數(shù)據(jù),重復(fù)測定3 次,結(jié)果取平均值。呼吸強(qiáng)度計(jì)算公式如下:
式中:V1為呼吸缸體積,mL;V2為樣品體積,mL;V3為紅外分析儀體積,mL;t 為測定時(shí)間,h;m 為樣品質(zhì)量,kg。
1.2.2.6 乙烯生成速率
參考Pristijono 等[7]的方法測定,略有改動(dòng)。乙烯取樣方法:將用于測定乙烯生成速率的蘋果放入蓋上有隔膜密封的9.7 L 呼吸室內(nèi),溫度與冷庫貯藏溫度相同。1 h 后,用注射器采集氣體樣本(1 mL),并分析乙烯含量。重復(fù)測定3 次,結(jié)果取平均值。
乙烯釋放速率的測定方法:將氣體樣品注入火焰離子化氣相色譜儀,檢測器、色譜柱、進(jìn)樣器的工作溫度分別為110、90、70 ℃,通過氣相色譜儀測出乙烯峰面積,代入公式求得乙烯釋放速率,單位為μL·kg-1·h-1。
1.2.2.7 病果率
每個(gè)處理隨機(jī)選取大小一致、果形端正、無病蟲害、無機(jī)械傷的50 個(gè)果實(shí),貯藏于冷庫中,待貯藏期結(jié)束(貯藏180 d)時(shí),觀察并記錄果實(shí)的病果類型及數(shù)量,記算病果率。
1.2.2.8 失重率
每個(gè)處理隨機(jī)選取大小一致、果形端正、無病蟲害、無機(jī)械傷的30 個(gè)果實(shí),貯藏于冷庫內(nèi),測定初始質(zhì)量。貯藏期間,30 d 測定1 次該筐果實(shí)的質(zhì)量,并記錄數(shù)值,計(jì)算失重率。計(jì)算公式如下:
式中:m0為入庫前果實(shí)質(zhì)量,kg;m1為調(diào)查時(shí)果實(shí)質(zhì)量,kg。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
使用SPSS 23.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,Excel 2019 作圖。所有指標(biāo)在ANOVA 下用LSD 分析法,P<0.05 表示兩組數(shù)據(jù)之間有顯著性差異,P<0.01 表示有極顯著性差異。
硬度可用來判斷果實(shí)的軟化程度[8]。由圖1 可以看出,在整個(gè)貯藏期間,“蜜脆”和“富士”果實(shí)硬度均呈現(xiàn)下降趨勢,但辰奇素處理對兩個(gè)品種果實(shí)硬度影響略有不同?!懊鄞唷碧O果貯藏前期,處理組和對照組果實(shí)硬度幾乎相同,貯藏25~50 d 時(shí)對照組果實(shí)硬度快速下降,而處理組下降較慢,50 d 后處理組果實(shí)硬度高于對照組,但差異不顯著,貯藏150 d 時(shí),處理組和對照組果實(shí)硬度快速下降,且對照組下降較快,在貯藏175 d 時(shí)兩組之間差異顯著(P<0.05),且處理組和對照組果實(shí)硬度較初值分別下降15.86%和19.02%,即貯藏期間對照組果實(shí)硬度下降幅度較大。
圖1 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果貯藏期間果實(shí)硬度的變化Fig.1 The fruits hardness changes of ‘Micui’(A)and‘Fushi’(B)apples during storage
“富士”果實(shí)在貯藏前期(0~50 d)時(shí),對照組果實(shí)硬度高于處理組,且兩者之間差異顯著(P<0.05),50 d 后處理組和對照組硬度差異不大,均呈緩慢下降趨勢,貯藏175 d 時(shí)處理組和對照組果實(shí)硬度較初值分別下降了14.3%和17.8%,即貯藏期間對照組果實(shí)硬度下降速度較快。
可溶性固形物是指液體或流體食品中所有溶解于水的化合物的總稱,包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等[9],其含量變化可以反映出果實(shí)的成熟度、品質(zhì)波動(dòng)及代謝活動(dòng)[8]。
由圖2 可知,在整個(gè)貯藏期間,“蜜脆”和“富士”兩個(gè)品種的可溶性固形物含量總體均呈先上升后下降的變化趨勢。在整個(gè)貯藏期,“蜜脆”對照組果實(shí)的可溶性固形物含量一直高于處理組,125~150 d 二者間差異顯著(P<0.05),在貯藏75 d 時(shí)處理組和對照組果實(shí)的可溶性固形物含量均出現(xiàn)最高值(14.28%和14.68%),在貯藏175 d 時(shí),處理組果實(shí)可溶性固形物含量較初值下降0.59 個(gè)百分點(diǎn),對照組較初值下降0.78 個(gè)百分點(diǎn)。在貯藏0~50 d,“富士”果實(shí)兩組均呈現(xiàn)上升趨勢,且處理組一直高于對照組,但二者間差異不顯著。貯藏75 d 時(shí),對照組果實(shí)可溶性固形物含量達(dá)到最高值13.46%,隨后開始下降;處理組則上升較快,在100 d 時(shí)達(dá)到最高值13.79%,處理組可溶性固形物含量顯著高于對照組(P<0.05)。在貯藏175 d 時(shí),對照組和處理組果實(shí)可溶性固形物含量較初值分別上升0.11 個(gè)百分點(diǎn)和下降0.48 個(gè)百分點(diǎn)。
圖2 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果貯藏期間果實(shí)可溶性固形物含量的變化Fig.2 The fruits soluble solid contents changes of ‘Micui’(A)and ‘Fushi’(B)apples during storage
由圖3 可知,在整個(gè)貯藏期間,“蜜脆”和“富士”的可滴定酸含量均呈現(xiàn)下降趨勢,但兩品種之間有一定差異。“蜜脆”果實(shí)在貯藏前期處理組高于對照組,但二者間差異不顯著;在貯藏25 d 時(shí),處理組果實(shí)的可滴定酸含量下降較快,對照組下降較為平緩;在貯藏175 d 時(shí),處理組果實(shí)可滴定酸含量顯著高于對照組(P<0.05),且對照組和處理組較初值分別下降0.29 個(gè)百分點(diǎn)和0.26 個(gè)百分點(diǎn)。貯藏前期(0~50 d)“富士”對照組果實(shí)可滴定酸含量一直高于處理組,且二者間差異顯著(P<0.05);貯藏25 d時(shí),處理組可滴定酸含量下降較快,50 d 時(shí)對照組下降趨勢增大,75 d 后兩組下降均平緩,且無明顯差異。至貯藏期175 d 時(shí),處理組和對照組果實(shí)的可滴定酸含量較初值分別下降0.21 個(gè)百分點(diǎn)和0.27個(gè)百分點(diǎn)。
圖3 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果貯藏期間果實(shí)可滴定酸含量的變化Fig.3 The fruits titratable acids contents changes of ‘Micui’(A)and ‘Fushi’(B)apples during storage
由圖4 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,處理組和對照組果面光澤度逐漸下降,但辰奇素處理的“蜜脆”和“富士”蘋果果面光澤度始終低于對照組,“富士”果實(shí)的L 值在整個(gè)貯藏期間極顯著低于對照組(P<0.01)?!懊鄞唷碧O果在貯藏前125 天,果面L 值下降比較平緩,對照組大于處理組;貯藏125 d 后,由于果實(shí)果面出現(xiàn)油膩化,果面光澤度反而升高;貯藏結(jié)束時(shí),對照組果實(shí)果面光澤度明顯高于處理組。貯藏0~75 d 和175 d 時(shí),“蜜脆”蘋果的處理組和對照組之間差異顯著(P<0.05)。
圖4 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果貯藏期間果實(shí)色澤的變化Fig.4 The fruits color changes of ‘Micui’(A)and ‘Fushi’(B)apples during storage
由圖5 可知,在整個(gè)貯藏期間,“蜜脆”和“富士”蘋果均出現(xiàn)了呼吸高峰,且辰奇素處理對兩個(gè)品種果實(shí)的呼吸強(qiáng)度影響不同?!懊鄞唷惫麑?shí)貯藏前期處理組和對照組均有所下降,且無明顯差異,這可能是由于果實(shí)采收后進(jìn)入冷庫,低溫環(huán)境抑制了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度。對照組果實(shí)于貯藏45 d 時(shí)達(dá)到呼吸高峰,為3.513 mL·kg-1·h-1,處理組果實(shí)則于貯藏期75 d 時(shí)達(dá)到呼吸高峰,為5.295 mL·kg-1·h-1,兩者之間存在顯著性差異(P<0.05)。在整個(gè)貯藏期,“富士”果實(shí)的對照組和處理組的呼吸強(qiáng)度變化趨勢基本一致,貯藏90 d時(shí)均達(dá)到了呼吸高峰值,兩組分別為5.234 mL·kg-1·h-1和4.273 mL·kg-1·h-1。由上述可知,辰奇素田間處理可以推遲“蜜脆”果實(shí)呼吸高峰值的出現(xiàn),而對“富士”果實(shí)呼吸高峰的出現(xiàn)時(shí)間沒有影響,但降低了其呼吸高峰值。
圖5 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果貯藏期間果實(shí)呼吸強(qiáng)度的變化Fig.5 The fruits respiration intensity changes of ‘Micui’(A)and‘Fushi’(B)apples during storage
由圖6 可知,辰奇素處理對“蜜脆”和“富士”蘋果乙烯釋放速率的整體變化趨勢影響相同,均存在一個(gè)乙烯釋放高峰值,但乙烯高峰值的出現(xiàn)時(shí)間以及大小不同?!懊鄞唷睂φ战M果實(shí)在貯藏45 d 時(shí)出現(xiàn)乙烯釋放高峰,并且顯著高于處理組(P<0.05),處理組則在貯藏75 d 時(shí)出現(xiàn)乙烯釋放高峰,對照組果實(shí)乙烯釋放峰值出現(xiàn)較早,可能會使其果實(shí)在貯藏期間品質(zhì)下降較快?!案皇俊惫麑?shí)的對照組和處理組在貯藏90 d時(shí)均出現(xiàn)了一個(gè)乙烯釋放高峰,且對照組乙烯釋放高峰值略高于處理組,但兩者之間差異不顯著。
圖6 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果貯藏期間果實(shí)乙烯釋放速率的變化Fig.6 The fruits ethylene release rates changes of ‘Micui’(A)and ‘Fushi’(B)apples during storage
辰奇素處理對“蜜脆”和“富士”蘋果貯藏期間發(fā)病情況的影響不同。由圖7 可以看出,貯藏180 d 時(shí),“蜜脆”處理組發(fā)病情況總體高于對照組,其中苦痘病的病果率為43.33%,對照組苦痘病的病果率為33.33%,處理組霉變率為6.67%,而對照組為10%。對于“富士”蘋果來說,辰奇素處理組的苦痘病病果率和對照組相同,均為23.3%,而處理組果實(shí)未發(fā)生霉變現(xiàn)象,但對照組霉變率為3.33%。
圖7 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果果實(shí)的腐爛率情況Fig.7 The decay rates of ‘Micui’(A)and ‘Fushi’(B)apples
失重率是反映果蔬貯藏過程中品質(zhì)變化的重要指標(biāo)[10]。貯藏期間,蘋果果實(shí)隨著水分散失,失重率逐漸增加。由圖8 可以看出,辰奇素處理對“蜜脆”和“富士”蘋果失重率影響不同?!懊鄞唷碧幚斫M果實(shí)失重率一直高于對照組,150 d 時(shí),處理組和對照之間差異顯著(P<0.05);貯藏180 d 時(shí),對照組果實(shí)失重率為3.8%,處理組為4.2%。對于“富士”蘋果,在整個(gè)貯藏期,對照組的失重率始終高于處理組;貯藏120 d 時(shí)兩組開始出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05);貯藏180 d 時(shí),對照組果實(shí)失重率為2.8%,處理組為2.1%。
圖8 “蜜脆”(A)和“富士”(B)蘋果果實(shí)的失重率情況Fig.8 The weight loss rates of ‘Micui’(A)and ‘Fushi’(B)apples
本研究通過對蘋果貯藏期品質(zhì)變化來確定辰奇素處理對蘋果耐貯性的影響。蘋果屬于呼吸躍變型果實(shí),貯藏期間出現(xiàn)明顯的呼吸高峰,辰奇素處理延緩了“蜜脆”果實(shí)呼吸高峰值的出現(xiàn)時(shí)間,降低了“富士”果實(shí)的呼吸高峰值。呼吸高峰過后,果實(shí)品質(zhì)迅速劣變[11],其硬度、可滴定酸以及可溶性固形物含量的變化也與果實(shí)呼吸作用息息相關(guān)。
在整個(gè)貯藏期間,“蜜脆”和“富士”果實(shí)硬度隨著貯藏時(shí)間的延長而不斷下降,這與冉婭琳等[12]的研究相似,且辰奇素處理后均延緩了供試蘋果果實(shí)硬度的下降。果實(shí)硬度下降與蘋果采后呼吸強(qiáng)度升高、果實(shí)逐漸軟化有關(guān),隨著貯藏時(shí)間的延長,果膠物質(zhì)降解,造成細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[13]。Zhou 等[14]研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞膨壓降低和細(xì)胞壁內(nèi)物質(zhì)水解是果實(shí)硬度和脆度降低的主要原因。貯藏期間,呼吸作用是果實(shí)采后主要的新陳代謝途徑[12],可滴定酸是蘋果呼吸作用的底物之一,而且由于可滴定酸中含氧量較多,首先會被呼吸作用所利用,從而導(dǎo)致蘋果酸的消耗[15]。“蜜脆”和“富士”果實(shí)的可滴定酸含量始終呈下降趨勢,這與王志華等[16]的研究結(jié)果一致。由于試驗(yàn)果在可采成熟度時(shí)采收,果實(shí)尚未完全成熟,存在較多淀粉,貯藏期間在后熟作用下,由于果實(shí)內(nèi)淀粉酶、轉(zhuǎn)化酶等的作用,淀粉水解為可溶性糖致使可溶性固形物含量出現(xiàn)高峰值,貯藏后期由于果實(shí)自身呼吸作用消耗而導(dǎo)致可溶性固形物含量下降[17]。因此,貯藏期間兩個(gè)品種的可溶性固形物含量總體均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,辰奇素處理后有效地延緩了兩個(gè)品種可溶性固形物含量的下降。同時(shí),辰奇素處理降低了兩品種蘋果的果面光澤度,但是對整個(gè)貯藏期“富士”和“蜜脆”果實(shí)果面光澤度變化的影響較小,并且在貯藏后期由于果實(shí)果面出現(xiàn)油膩化導(dǎo)致果面光澤度變化較大。由此可知,辰奇素處理有效抑制了貯藏期間“蜜脆”和“富士”蘋果的硬度、可滴定酸以及可溶性固形物含量的下降,提高了果實(shí)貯藏期間的品質(zhì),顯著降低了“富士”蘋果的呼吸高峰值,減少果實(shí)失重和果實(shí)發(fā)病,延遲了“蜜脆”蘋果的呼吸高峰的出現(xiàn)時(shí)間,但是對其失重率和病果率無顯著影響。綜合分析可得,辰奇素處理可提高這兩個(gè)品種果實(shí)采后貯藏性,且對“富士”蘋果的效果更為明顯。