杜英俊，楊 潔，張 琪，陳澤浩，毛 柯，馬鋒旺，李 超

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院/旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點實驗室，陜西 楊凌 712100)

蘋果(Malusdomestica)是薔薇科蘋果屬植物，是世界上栽培面積和產(chǎn)量最大的果樹之一。中國是世界蘋果生產(chǎn)的重要組成部分[1]。Ca2+是一種生物活性離子，如果植物組織中的鈣濃度很高，則可能導(dǎo)致細胞毒性，細胞壁過硬或發(fā)育異常。當(dāng)鈣元素供應(yīng)不足或運輸受到干擾時，會導(dǎo)致局部鈣缺乏。這可能會導(dǎo)致細胞膜破裂和細胞壁衰竭[2,3]。鈣元素是影響蘋果生長發(fā)育的重要礦質(zhì)元素之一，缺鈣會引起蘋果果實細胞膜功能受損，細胞代謝失調(diào)，引起蘋果果實的生理失調(diào)癥，如苦痘病、水心病、痘斑病等，嚴重影響了果實品質(zhì)。植物中鈣通過蒸騰作用在木質(zhì)部中進行長距離運輸。幼嫩部位和果實的蒸騰作用比葉片弱，對鈣元素的競爭比葉片弱，同時鈣極少通過韌皮部運輸，難以再運輸和分配到新生部位及果實，因此果實容易發(fā)生缺鈣現(xiàn)象[4]。何為華[5]等研究表明 ,幼果期噴施鈣元素處理的蘋果產(chǎn)量和果實鈣含量顯著高于生長后期噴施鈣元素處理。蘋果適宜補鈣時期為幼果形成后1個月內(nèi)，蘋果果實幼果期果面噴鈣是改善蘋果果實鈣素營養(yǎng)吸收的有效方法[6]。劉劍鋒等[7]研究結(jié)果表明，樹冠噴施IAA、GA3及其它們與氯化鈣的混合物，都會增加 ‘黃花’梨果肉中的鈣含量。毛節(jié)锜等[8]研究認為，外源植物生長調(diào)節(jié)劑及內(nèi)源生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對鈣素運輸具有調(diào)控作用。果面噴施氨基酸鈣能為果實補充鈣素營養(yǎng)，同時改善果實的品質(zhì)[9]。外源施用糖醇螯合鈣提高了馬鈴薯各器官與全株的鈣素累積量[10]。IAA和GA3與氯化鈣混合處理有利于提高采收時庫爾勒香梨果實中的鈣含量[11]。但糖醇鈣在蘋果補鈣上的應(yīng)用較少，市場上銷售鈣肥混施激素應(yīng)用于蘋果補鈣研究也較少。本試驗以五年生和六年生‘蜜脆’蘋果為試材，探究幼果期噴施不同鈣肥以及鈣肥混施激素處理對果實鈣含量以及果實品質(zhì)的影響，為生產(chǎn)上蘋果果實補鈣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

2019年在西北農(nóng)林科技大學(xué)咸陽市旬邑蘋果試驗站選取栽培管理條件一致的五年生‘蜜脆’，設(shè)置1個對照和8個處理，每個處理選取生長勢一致的十棵樹。通過分別噴施氨基酸鈣和糖醇鈣，同時配合施用不同濃度激素IAA和GA3。氨基酸鈣濃度設(shè)置為800倍液，糖醇鈣濃度設(shè)置為800倍液，IAA和GA3均設(shè)置為10 mg/L、20 mg/L和30 mg/L三個濃度梯度，處理如下：CK(清水)、糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+10mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸鈣800倍液+20mg/L IAA、氨基酸鈣800倍液+30 mg/L IAA。分別按照配方濃度以及組合方案進行葉面和果面噴施，從盛花期后15 d，蘋果坐果(4月下旬)開始，每隔10 d噴施一次，共噴施3次。2019年篩選出糖醇鈣是補鈣效果較好的一種鈣肥，鈣肥混施20mg/LIAA及GA3是較為適宜的激素濃度，2020年在西北農(nóng)林科技大學(xué)咸陽市旬邑蘋果試驗站選取栽培管理條件一致的六年生‘蜜脆’，對最佳濃度進行了驗證并設(shè)置4個新的處理，處理如下： CK(清水)、糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA、糖醇鈣800倍液+20 mg/L GA3、糖醇鈣800倍液+20 mg/L IAA 、0.5%硝酸鈣和0.5%氯化鈣。每個處理選取生長勢一致的十棵樹，處理方式同2019年。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同處理果實鈣含量測定 試驗前預(yù)估出果實中所測礦質(zhì)元素以及總氮的大約含量范圍配制標準溶液濃度梯度系列，配制好后，儲存于4℃冰箱。每個處理設(shè)置4個生物學(xué)重復(fù)，采用HNO3-H2O2消煮，準確稱取試驗所用蘋果果肉0.2 g，放入100 mL消煮管中，加入5ml硝酸。然后置于電爐上加熱消解樣品，室溫下1.5h左右二氧化氮開始逸出，慢慢加入H2O2，將試樣逐漸消解至澄清透亮，剩余約2 mL，取下冷卻。過濾到100 mL容量瓶中，加入1 mL 0.5%氯化鍶溶液，用dd水定容至100 mL，搖動至溶液均勻，用原子吸收分光光度計(ZA3000)火焰法測定果實鈣含量。

1.2.2 不同處理果實品質(zhì)測定 參照呂祚森[12](2019)的方法，每個處理選取30個‘蜜脆’蘋果果實測定果實品質(zhì)。

(1)果實單果質(zhì)量：采用萬分之一電子天平測定，取平均值。

(2)果形指數(shù)縱橫徑：用數(shù)顯游標卡尺測量果實的最大縱徑與最大橫徑，果形指數(shù)=縱徑/橫徑。

(3)可溶性固形物：用PAL-1型手持折光儀測定?？偹幔河肎MK-835F 型果實酸度儀測定。糖酸比=可溶性固形物/總酸。

(4)蘋果色差：用CHROMAMETER CR-400色差儀分別測蘋果四個方位的 L、a、b 值，對蘋果著色進行分數(shù)記錄。

(5)果實質(zhì)構(gòu)：運用質(zhì)構(gòu)儀測定。

(6)可溶性糖與可溶性酸：用氣質(zhì)聯(lián)用儀(ShimadzuGCMS-2010SE,日本)測定。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 運用SPSS 23.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，運用SigmaPlot14.0和Adobe Photoshop CC 2019作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對果實鈣含量的影響

由圖1可知，2019年‘蜜脆’蘋果通過幼果期噴施3次鈣肥，顯著提高了果實中的鈣含量。糖醇鈣800倍液處理相比于CK鈣含量增加了200%，氨基酸鈣800倍液單獨處理鈣含量沒有顯著變化。氨基酸鈣800倍液+10 mg/L GA3處理、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理、氨基酸鈣800倍液+30 mg/L GA3處理鈣含量相比于對照分別增加了21%、58%、8%。氨基酸鈣800倍液+20 mg/LIAA處理、氨基酸鈣800倍液+30 mg/LIAA處理相比于CK鈣含量分別增加了45%和44%。但氨基酸鈣800倍液+10 mg/LIAA處理相比于對照鈣含量降低了4%。所有處理中，糖醇鈣800倍液處理的蘋果果實的鈣含量最高，補鈣效果最好。氨基酸鈣混施激素的處理中，氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理、氨基酸鈣800倍液+20 mg/LIAA處理和氨基酸鈣800倍液+30 mg/LIAA處理的蘋果果實鈣含量均顯著高于對照與其他配施濃度激素處理，且以氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理效果最好。氨基酸鈣800倍液+20 mg/LIAA處理與氨基酸鈣800倍液+30 mg/LIAA處理差異不大，前者略高于后者。2020年處理中，氨基酸鈣800倍液單獨處理鈣含量與CK沒有顯著性差異，其他鈣肥以及鈣肥混合施用激素處理均顯著提高了‘蜜脆’果實的鈣含量。其中糖醇鈣800倍液、糖醇鈣800倍液+20 mg/LGA3、糖醇鈣800倍液+20 mg/LIAA補鈣效果最好，鈣含量分別相對于CK增加了95%、126%、121%。氨基酸鈣800倍液+20 mg/LGA3、氨基酸鈣800倍液+20 mg/LIAA處理果實鈣含量相對于CK分別增加了30%、72%。0.5%硝酸鈣和0.5%氯化鈣處理鈣含量相對于CK增加了45%、35%。

a：2019年處理；b：2020年處理

2.2 不同處理對果實單果重的影響

由圖2可知，2019年不同處理均不同程度提高了‘蜜脆’蘋果果實單果重，其中糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液混施20 mg/L IAA和30 mg/L IAA效果最好。

2020年處理中，0.5%氯化鈣處理果實單果重與CK沒有顯著性差異。糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA糖醇鈣800倍液+20 mg/L GA3、糖醇鈣800倍液+20 mg/L IAA、0.5%硝酸鈣處理均顯著提高了‘蜜脆’果實的單果重，其中糖醇鈣800倍液+20 mg/L GA3處理果實單果重最高，其他處理之間單果重沒有顯著性差異。

a：2019年處理；b：2020年處理

2.3 不同處理對果實縱徑、橫徑、果型指數(shù)的影響

由表1可知，2019年所有處理果型指數(shù)與CK沒有顯著性差異。

表1 2019年不同處理果實縱徑、橫徑、果型指數(shù)

由表2可知，2020年處理中，氨基酸鈣800倍液+20mg/L IAA處理果型指數(shù)較高，其他處理果型指數(shù)與CK沒有顯著性差異。

表2 2020年不同處理果實縱徑、橫徑、果型指數(shù)

2.4 不同處理對可溶性固形物、總酸、糖酸比的影響

由表3可知，2019年糖醇鈣800倍液和氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理顯著提高了‘蜜脆’果實的可溶性固形物含量，氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3和氨基酸鈣800倍液+20mg/L IAA處理總酸含量相對于CK也顯著提高。2019年處理中氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理糖酸比相對于CK有所下降，其他處理與CK沒有顯著性差異。

表3 2019年不同處理果實可溶性固形物、總酸、糖酸比

由表4可知，2020年糖醇鈣800倍液+20 mg/L GA3顯著提高了‘蜜脆’果實可溶性固形物含量。糖醇鈣800倍液處理果實總酸含量相對于CK顯著降低，其他處理總酸含量與CK沒有顯著性差異。糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液處理顯著提高了‘蜜脆’果實的糖酸比。

表4 2020年不同處理果實可溶性固形物、總酸、糖酸比

2.5 不同處理對果實著色度的影響

由表5可知，2019年處理中，糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理顯著提高了‘蜜脆’果實著色度，顯著提高了果實的外觀品質(zhì)。

表5 2019年不同處理果實著色度

由表6可知，2020年不同處理L*(亮度)值相對于CK均有不同程度顯著下降。氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理 a*(紅綠)值相比于CK顯著提高。不同處理b*(黃藍)值相對于CK不同程度下降。糖醇鈣800倍液+20mg/L IAA、氨基酸鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理CI值相比于CK顯著提高，噴施鈣肥以及鈣肥混施激素顯著提高了‘蜜脆’蘋果果實的著色度。

表6 2020年不同處理果實著色度

2.6 不同處理對果實質(zhì)構(gòu)的影響

由表7可知，2019年處理中，糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3和氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA處理果實的果皮硬度相對于CK顯著增加。糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA和氨基酸鈣800倍液+30 mg/L IAA處理果皮延展性相對于CK顯著增加。氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理果肉硬度相對于CK顯著提高。糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA和氨基酸鈣800倍液+30 mg/L IAA處理果肉脆度相比于CK有不同程度顯著提升。氨基酸鈣800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA處理果肉緊實度相比于CK顯著降低，其他處理與CK沒有顯著性差異。

表7 2019年不同處理對果實質(zhì)構(gòu)的影響

由表8可知，2020年不同處理均顯著提高了果實的果皮硬度。不同處理除氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理外，果皮延展性相對于CK均有顯著提升。不同處理果肉硬度沒有顯著性差異。糖醇鈣800倍液+20 mg/L GA3處理果肉脆度顯著提升。氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA處理果肉緊實度相對于CK有所降低。

表8 2020年不同處理對果實質(zhì)構(gòu)的影響

2.7 不同處理對果實可溶性糖、可溶性酸的影響

由表9可知，2019年不同處理果實蘋果酸較CK不同程度降低，糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA處理較CK蘋果酸降低幅度最大。不同處理果糖含量與CK沒有顯著性差異。氨基酸鈣800倍液處理葡萄糖含量相對于CK沒有顯著性差異，其他處理葡萄糖含量相比于CK顯著提高。氨基酸鈣800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA和氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理果實半乳糖含量相比于CK顯著提高。不同處理山梨醇含量相對于CK均顯著降低，且不同處理之間沒有顯著性差異。氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理蔗糖含量與CK沒有顯著性差異，其他處理相比于CK蔗糖含量不同程度提高。

表9 2019年不同處理對果實可溶性糖、可溶性酸的影響

由表10可知，2020年糖醇鈣800倍液處理蘋果果實蘋果酸含量相對于CK顯著降低，糖醇鈣800倍液+20 mg/L IAA處理蘋果果實蘋果酸含量相比于CK顯著提高。0.5%氯化鈣處理果實果糖、葡萄糖含量與CK沒有顯著性差異，其他處理果實果糖、葡萄糖含量顯著提高。氨基酸鈣800倍液+30 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+10 mg/L IAA和氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理半乳糖含量相比于CK顯著提高，其他處理半乳糖含量相比CK沒有顯著性差異。不同處理山梨醇含量相比于CK均不同程度顯著降低，與2019年處理一致。糖醇鈣800倍液+20 mg/L GA3處理顯著提高了‘蜜脆’果實的蔗糖含量，但其他處理相對于CK沒有顯著性差異。

表10 2020年不同處理對果實可溶性糖、可溶性酸的影響

3 討論

鈣元素在植物生長發(fā)育和應(yīng)對環(huán)境脅迫中處于中心調(diào)控地位[12]。本試驗通過2019和2020年兩年噴施不同鈣肥以及鈣肥混合施用不同濃度激素處理，篩選出較好的補鈣方案。人工補施糖醇鈣能為釀酒葡萄補充鈣素[13]。氨基酸鈣和糖醇鈣均能提高‘寒富’蘋果品質(zhì)，糖醇鈣處理在提高果實單果重、硬度方面最好[14]。氨基酸和糖醇兩種小分子有機物質(zhì)與鈣肥螯合具有較好的補鈣效果，能補充小白菜鈣素，同時提高小白菜產(chǎn)量，改善小白菜品質(zhì)[15]。2019年，在幼果期通過噴施氨基酸鈣、糖醇鈣，同時氨基酸鈣配合施用不同濃度激素(10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L) IAA和GA3。測定不同處理果實鈣含量發(fā)現(xiàn)，糖醇鈣800倍液補鈣效果最好，糖醇鈣800倍液處理果實鈣含量相對于CK提升了200%，是補鈣效果較好的一種鈣肥。氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理、氨基酸鈣800倍液+20mg/LIAA處理和氨基酸鈣800倍液+30mg/LIAA處理的蘋果果實鈣含量均顯著高于CK與其他配施濃度激素處理，且以氨基酸鈣800倍液+20 mg/LGA3處理效果最好，鈣肥混合施用20 mg/L IAA、20 mg/L GA3顯著提高了補鈣效果。在2019年基礎(chǔ)上，2020年設(shè)置糖醇鈣800倍液混施激素處理，糖醇鈣800倍液、糖醇鈣800倍液+20 mg/L GA3、糖醇鈣800倍液+20 mg/LIAA補鈣效果最好，鈣含量分別相對于CK增加了95%、126%、121%。氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+20 mg/LIAA處理果實鈣含量相對于CK分別增加了30%、72%。0.5%硝酸鈣和0.5%氯化鈣處理鈣含量相對于CK增加了45%、35%，噴施糖醇鈣處理‘蜜脆’果實鈣含量明顯高于氨基酸鈣、0.5%硝酸鈣和0.5%氯化鈣，這與前人研究結(jié)果一致。Ca2+運輸與生長素運輸具有逆向性，生長素含量越高的部位對Ca2+吸收競爭能力越強[16]。GA促進Ca2+通過質(zhì)外體途徑在幼果中運輸，IAA促進幼果中Ca2+的共質(zhì)體運輸[17]。

2019年不同處理均不同程度提高了‘蜜脆’果實單果重，其中糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液混施20 mg/L IAA和30 mg/L IAA效果最好。2020年處理中，0.5%氯化鈣處理果實單果重與CK沒有顯著性差異，其處理均顯著提高了‘蜜脆’果實的單果重。這與前人研究結(jié)果一致[14，15，18，19]。關(guān)軍鋒等[18]研究表明，噴施鈣肥后葡萄果實的單粒重與橫縱徑顯著提高，從而提升葡萄產(chǎn)量和質(zhì)量。施糖醇螯合鈣顯著提高了茄子的產(chǎn)量[19]。

2020年處理中，糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液處理顯著提高了‘蜜脆’果實的糖酸比。氨基酸和糖醇促進生物體的構(gòu)建[20～21]。但糖醇鈣和氨基酸鈣混施激素處理糖酸比與CK沒有顯著性差異，其中的機理還需要進一步研究。

2019年處理中，糖醇鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理顯著提高了‘蜜脆’果實著色度。2020年處理中，糖醇鈣800倍液+20 mg/L IAA、氨基酸鈣800倍液、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3、氨基酸鈣800倍液+20 mg/L IAA處理顯著提高了‘蜜脆’蘋果果實的著色度。

2020年不同處理均顯著提高了果實的果皮硬度，不同處理除氨基酸鈣800倍液+20 mg/L GA3處理外，果皮延展性相對于CK均有顯著提升，果皮硬度和延展性的提高有利于蘋果果實的耐運輸性。

水心病發(fā)病趨勢與果實中山梨醇含量存在顯著關(guān)系[22]。蘋果的果梗中含有較多的草酸，在植株鈣充足的條件下兩者形成草酸鈣沉淀減緩或阻止山梨醇向果實內(nèi)部的輸送，而在缺鈣條件下果柄不存在這種運輸障礙[23]?！拦凇O果果實低鈣或缺鈣條件下，山梨醇在果實內(nèi)大量積累，導(dǎo)致水心病發(fā)生。植株噴施鈣肥后，促進了果實內(nèi)山梨醇轉(zhuǎn)運代謝，降低果實水心病發(fā)生[24]。

本研究發(fā)現(xiàn)2019年和2020年噴施鈣肥以及鈣肥混施激素處理山梨醇含量相對于CK顯著降低，可能減少了‘蜜脆’蘋果果實的缺鈣癥狀。

4 結(jié)論

本試驗通過幼果期噴施不同鈣肥以及鈣肥混施激素處理，發(fā)現(xiàn)糖醇鈣是補鈣效果較好的種鈣肥，且鈣肥混合施用20mg/LIAA和GA3顯著提高了補鈣效果，且不同鈣肥以及鈣肥混施激素處理均不同程度提高了‘蜜脆’果實單果重，糖醇鈣800倍液處理果實糖酸比有所增加，果實著色度有所提高。不同處理果皮硬度和果皮延展性顯著提高，山梨醇含量顯著降低，果實品質(zhì)有一定程度的提升。