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不同物候期人工誘導(dǎo)葡萄果實(shí)日灼的相關(guān)研究

2023-09-21 13:01范旭園黃泳碧譚茗月白揚(yáng)韓佳宇張延暉廖原白先進(jìn)王博
中外葡萄與葡萄酒 2023年5期
關(guān)鍵詞:發(fā)育期總酚玫瑰

范旭園,黃泳碧,譚茗月,白揚(yáng),韓佳宇,張延暉,廖原,白先進(jìn),王博*

( 1. 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院,廣西南寧 530004;2. 廣西真誠(chéng)農(nóng)業(yè)有限公司,廣西南寧 530007;3. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,廣西南寧 530007 )

‘陽光玫瑰’為深受消費(fèi)者喜愛的葡萄品種,果肉脆甜,香味濃郁[1],近年來在我國(guó)廣西、云南、廣東、福建、陜西、北京等[2-7]多地推廣成功,成為目前我國(guó)高檔優(yōu)質(zhì)葡萄種植面積最大的品種之一[8]。但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),‘陽光玫瑰’葡萄在多地栽培易出現(xiàn)果實(shí)日灼現(xiàn)象[9-11],尤以高溫強(qiáng)光天氣較多的地區(qū)更為嚴(yán)重[12]。葡萄發(fā)生日灼后,果實(shí)表面出現(xiàn)褐色斑點(diǎn),嚴(yán)重時(shí)果實(shí)皺縮萎蔫,極大地降低了果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量[13]。

葡萄果實(shí)日灼的發(fā)生與強(qiáng)光直射、紫外線輻射及高溫等環(huán)境因素有關(guān),較高的空氣濕度、較小的風(fēng)速、較低的土壤水分等因素在一定程度上會(huì)加劇日灼癥狀[13]。研究表明,高溫是引起果實(shí)日灼的主要原因,而果實(shí)表面的高溫一方面來自氣溫的熱交換,另一方面來自光輻射的部分光能轉(zhuǎn)化的熱能,使果實(shí)表面達(dá)到閾值溫度[14-15],蒯傳化等[16]研究發(fā)現(xiàn),葡萄發(fā)生日灼的果表溫度閾值范圍為42.0~42.8 ℃。葡萄果實(shí)日灼的發(fā)生具有品種特異性,如‘紅地球’‘美人指’和‘溫克’等品種較易發(fā)生日灼[17-19],‘夏黑’‘巨玫瑰’‘巨峰’等品種不易發(fā)生日灼[20]。此外,葡萄果實(shí)日灼的發(fā)生也與果實(shí)發(fā)育期有關(guān),在果實(shí)幼果期、膨大期、硬核期、轉(zhuǎn)色期均可能發(fā)生日灼,但一般以果實(shí)快速膨大期發(fā)生較多[21-22]。

在正常的葡萄果實(shí)細(xì)胞中,活性氧的產(chǎn)生和消除處于動(dòng)態(tài)平衡[23]。而遭受日灼侵害的果實(shí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞,細(xì)胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)與超氧陰離子自由基代謝平衡被打破,細(xì)胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)不足以消除其危害,導(dǎo)致酚類物質(zhì)被氧化變褐,葡萄果實(shí)出現(xiàn)褐化、萎蔫的日灼癥狀[24]。

很多研究報(bào)道了‘陽光玫瑰’葡萄易發(fā)生日灼的時(shí)期,但結(jié)論不一,如廣西桂林5月下旬至6月中旬為易發(fā)期[25]、江蘇淮安的易發(fā)期為7月下旬到8月上旬以及第一次果實(shí)膨大期、大幼果期至封穗期以及幼果期等[26-29]。黃小云[21]調(diào)查了一年兩收栽培‘陽光玫瑰’葡萄冬果的日灼發(fā)生情況,發(fā)現(xiàn)冬果較易發(fā)生日灼的時(shí)期為果實(shí)膨大期和軟化期,并發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)含量與果實(shí)日灼密切相關(guān)。為進(jìn)一步明確葡萄果實(shí)發(fā)生日灼的相關(guān)規(guī)律,本文以易發(fā)生日灼的‘陽光玫瑰’葡萄和不易發(fā)生日灼的‘巨玫瑰’葡萄為試驗(yàn)對(duì)象,研究不同物候期人工誘導(dǎo)日灼處理下兩個(gè)品種的日灼發(fā)生情況和變化規(guī)律,以及不同發(fā)育期和不同日灼進(jìn)程葡萄果實(shí)的總酚含量差異,探索葡萄果實(shí)日灼發(fā)生的表面閾值溫度、敏感時(shí)期以及日灼與果實(shí)總酚含量的關(guān)系,為生產(chǎn)上防治日灼、提質(zhì)增效提供理論指導(dǎo)。

1 試材與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2022年4—7月在廣西南寧廣西真誠(chéng)農(nóng)業(yè)有限公司葡萄種植基地(108°8′33″E,23°11′48″N)進(jìn)行。以4年生‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄為試材,避雨栽培,平棚架,樹形為H形,南北行向,株行距為4 m×6 m,常規(guī)栽培管理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別在‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄種植區(qū)隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)健壯、無病蟲害的10株葡萄。參照Coombe[30]進(jìn)行物候期分類:E-L31(漿果豌豆大小,直徑約7 mm)、E-L32(開始封穗,若為緊穗品種,漿果開始相互接觸)、E-L33(漿果仍為綠色,硬)、E-L34(漿果開始變軟轉(zhuǎn)色,糖度開始提高)、E-L36(漿果完全轉(zhuǎn)色,糖度達(dá)到中等值)和E-L38(漿果成熟度達(dá)到采收要求)。在以上6個(gè)時(shí)期分別選取‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄樹10株,每株隨機(jī)選取15穗果實(shí)進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理。參考張建光等[31]的人工誘導(dǎo)果實(shí)日灼處理方法,在距離果穗15 cm處用強(qiáng)光高溫加熱燈(275 W,220 V,4.5萬Lx,嘉興藍(lán)巨星電器科技有限公司生產(chǎn))對(duì)果穗進(jìn)行加熱照射,營(yíng)造一個(gè)穩(wěn)定的“高溫”小氣候,在果穗表面出現(xiàn)日灼癥狀時(shí)停止誘導(dǎo)處理。其中3穗果實(shí)用于日灼發(fā)生閾值溫度的測(cè)定,5穗果實(shí)用于人工誘導(dǎo)日灼處理10 min和20 min時(shí)日灼發(fā)生率的測(cè)定,7穗果實(shí)用于人工誘導(dǎo)日灼處理后果實(shí)總酚含量的測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 葡萄果實(shí)日灼閾值溫度的測(cè)定

于‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’的上述6個(gè)時(shí)期各選取3穗果實(shí)進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理。處理過程中每穗果上、中、下隨機(jī)選取5個(gè)果粒,用德力西872紅外線測(cè)溫儀(德力西電器公司生產(chǎn))測(cè)定果粒表面溫度,記錄果粒剛開始出現(xiàn)日灼癥狀,即果實(shí)表面失綠出現(xiàn)白色水漬狀時(shí)的溫度,每粒果為一個(gè)重復(fù),共15個(gè)重復(fù)。

1.3.2 葡萄果實(shí)日灼發(fā)生率的測(cè)定

于‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’的上述6個(gè)時(shí)期各選取5穗果進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理,在處理后10 min和20 min時(shí)分別記錄每穗果上日灼果粒發(fā)生的數(shù)量,并統(tǒng)計(jì)果實(shí)的日灼發(fā)生率。計(jì)算公式為:日灼發(fā)生率(%)=(日灼果粒/總果粒數(shù))×100。每穗果為一個(gè)重復(fù),共5個(gè)重復(fù)。

1.3.3 葡萄果實(shí)總酚含量的測(cè)定

于上述6個(gè)時(shí)期,分別在隨機(jī)選取的‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄7穗果實(shí)上進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理。在人工誘導(dǎo)日灼處理的不同階段分別采集正常果(SB-0)、日灼誘導(dǎo)處理3 min的果實(shí)(SB-1)、日灼面積占果粒總面積1/4的果實(shí)(SB-2)和日灼面積占果??偯娣e3/4的果實(shí)(SB-3),用于總酚含量測(cè)定。各階段的采樣標(biāo)準(zhǔn)如下:

SB-0:在人工誘導(dǎo)日灼處理前,于每穗果的上、中、下各隨機(jī)采1~2粒果實(shí),共40粒;SB-1:在人工誘導(dǎo)日灼處理3 min時(shí),于每穗果日灼誘導(dǎo)面的上、中、下各隨機(jī)采集1~2粒果實(shí),共40粒;SB-2:繼續(xù)進(jìn)行日灼誘導(dǎo),每穗果上待果粒出現(xiàn)日灼且日灼表面積占果實(shí)總面積1/4時(shí)采樣,每穗果共隨機(jī)采集5~6粒,共40粒;SB-3:繼續(xù)進(jìn)行日灼誘導(dǎo),每穗果上待果粒出現(xiàn)日灼且日灼表面積占果實(shí)總面積3/4時(shí)采樣,每穗果共隨機(jī)采集5~6粒,其后停止人工誘導(dǎo)日灼處理,共采集果粒40粒。

果實(shí)總酚含量的測(cè)定采用福林酚(F o l i n-Ciocalteau)法[32-33]并加以改動(dòng),結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量(GAE)表示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實(shí)的日灼閾值溫度

人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實(shí)發(fā)生日灼的果面閾值溫度反映出不同發(fā)育期兩個(gè)品種果實(shí)發(fā)生日灼的敏感程度。圖1所示,人工誘導(dǎo)日灼處理下,‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31至E-L38時(shí)期果實(shí)發(fā)生日灼時(shí)的表面閾值溫度為39.43~60.10 ℃,在E-L31~E-L33時(shí)期果實(shí)發(fā)生日灼的表面閾值溫度較低,為39.43~43.89 ℃,其中E-L33時(shí)期果實(shí)表面發(fā)生日灼的閾值溫度最低;在E-L34時(shí)期果實(shí)發(fā)生日灼的表面閾值溫度顯著高于前3個(gè)時(shí)期,其后各時(shí)期閾值溫度逐漸升高,在E-L38時(shí)期為最高,說明‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31~E-L33時(shí)期對(duì)日灼較敏感,且在E-L33時(shí)期最為敏感?!廾倒濉咸言谡麄€(gè)發(fā)育期果實(shí)發(fā)生日灼時(shí)的表面閾值溫度為40.05~62.56 ℃,整體高于‘陽光玫瑰’,在除E-L31、E-L32和E-L34外的各個(gè)時(shí)期果實(shí)發(fā)生日灼時(shí)的表面閾值溫度均顯著高于‘陽光玫瑰’葡萄?!廾倒濉咸言贓-L31和E-L32兩個(gè)時(shí)期發(fā)生日灼時(shí)的果實(shí)表面閾值溫度較低,分別為42.99 ℃和40.05 ℃,且以E-L32時(shí)期為最低,在E-L33時(shí)期果實(shí)發(fā)生日灼的表面閾值溫度顯著高于前兩個(gè)時(shí)期,其后各時(shí)期閾值溫度逐漸升高,在E-L38時(shí)期最高。說明‘巨玫瑰’葡萄也是在果實(shí)發(fā)育前期(E-L31和E-L32)對(duì)日灼較敏感,最敏感時(shí)期為E-L32時(shí)期。

2.2 人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實(shí)的日灼發(fā)生率

不同時(shí)長(zhǎng)人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實(shí)的日灼發(fā)生率進(jìn)一步反映出不同發(fā)育期兩個(gè)品種果實(shí)發(fā)生日灼的敏感程度。表1所示,在人工誘導(dǎo)日灼處理10 min時(shí),‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31時(shí)期的日灼發(fā)生率最高為18.69%,E-L32時(shí)期略有降低,在E-L33時(shí)期再次上升至15.19%,在E-L34、E-L36、E-L38時(shí)期果實(shí)日灼發(fā)生率顯著下降,降至10%及以下,在E-L38時(shí)最低。人工誘導(dǎo)日灼處理10 min時(shí),‘巨玫瑰’葡萄在E-L31時(shí)期日灼發(fā)生率最高,達(dá)16.02%,但E-L33時(shí)降至8.71%,其后逐漸下降,到E-L38時(shí)為0。人工誘導(dǎo)日灼處理20 min時(shí),兩品種各物候期日灼率發(fā)生趨勢(shì)與處理10 min的類似,‘陽光玫瑰’葡萄日灼發(fā)生率由E-L31時(shí)期的84.47%下降到E-L38時(shí)期的31.25%,‘巨玫瑰’葡萄日灼發(fā)生率由E-L31時(shí)期的70.34%持續(xù)降低到E-L38時(shí)期的15.52%。在整個(gè)發(fā)育期(除E-L32),‘巨玫瑰’葡萄人工誘導(dǎo)日灼處理10 min和20 min的果實(shí)日灼發(fā)生率均顯著低于‘陽光玫瑰’。

表1 ‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄不同發(fā)育期果實(shí)的日灼發(fā)生率Table 1 The sunburn incidence of 'Shine Muscat' and 'Jumeigui' grapes at different developmental stages%

2.3 葡萄果實(shí)日灼進(jìn)程中總酚含量的變化

表2為‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄在人工誘導(dǎo)日灼處理下果實(shí)的總酚含量變化。其中,‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31、E-L32和E-L38時(shí)期,誘導(dǎo)果實(shí)發(fā)生日灼的過程中,總酚含量均先下降,在果實(shí)表面開始發(fā)生日灼時(shí)(SB-2或SB-3)上升;E-L33、E-L34和E-L36時(shí)期果實(shí)總酚含量均在日灼誘導(dǎo)3 min時(shí)(SB-1)上升,然后下降?!廾倒濉咸袳-L31時(shí)期在誘導(dǎo)果實(shí)發(fā)生日灼過程中,果實(shí)總酚含量持續(xù)下降;E-L33時(shí)期在日灼誘導(dǎo)3 min時(shí)(SB-1)果實(shí)總酚含量開始顯著上升,隨后下降;而E-L32、E-L34、E-L36和E-L38時(shí)期總酚含量在果實(shí)表面出現(xiàn)日灼時(shí)(SB-2)開始顯著上升,隨后下降。此外,從表2中各時(shí)期‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄正常果(SB-0)的總酚含量變化可以看出,‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31至E-L36時(shí)期果實(shí)的總酚含量持續(xù)下降,在E-L38時(shí)期總酚含量有小幅度上升;‘巨玫瑰’葡萄在E-L31~E-L33時(shí)期果實(shí)總酚含量持續(xù)下降,在E-L34和E-L36時(shí)期轉(zhuǎn)而上升,在E-L38時(shí)期又下降至最低。同時(shí),‘陽光玫瑰’葡萄正常果果實(shí)的總酚含量在各果實(shí)發(fā)育期均顯著低于‘巨玫瑰’葡萄。

表2 ‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄不同發(fā)育期果實(shí)日灼進(jìn)程中總酚含量的變化Table 2 Changes of total phenolic contents in sunburnt fruits of 'Shine Muscat' and 'Jumeigui' grapes at different developmental stages mg·g-1

3 討論與結(jié)論

葡萄果實(shí)日灼的發(fā)生與發(fā)育期有關(guān)。前人對(duì)‘陽光玫瑰’葡萄果實(shí)易發(fā)生日灼的時(shí)期有很多不同的報(bào)道,在果實(shí)快速膨大期[10]、幼果期[29]或大幼果期至封穗期均有發(fā)生。本研究中,在人工誘導(dǎo)日灼處理下‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31~E-L33時(shí)期、‘巨玫瑰’葡萄在E-L31和E-L32時(shí)期果實(shí)發(fā)生日灼時(shí)的表面閾值溫度較低且日灼發(fā)生率較高,表明‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31~E-L33時(shí)期容易發(fā)生日灼,‘巨玫瑰’葡萄在E-L31和E-L32時(shí)期易發(fā)生日灼。本研究中‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄在E-L31時(shí)期人工誘導(dǎo)日灼處理較易發(fā)生日灼,與一些研究報(bào)道不同[10,28-29],這可能與大多研究是基于生產(chǎn)的調(diào)查結(jié)果有關(guān)。因?yàn)樯a(chǎn)中葡萄E-L31時(shí)期一般氣溫較低,達(dá)不到果實(shí)發(fā)生日灼的閾值溫度,因此自然條件下,‘陽光玫瑰’日灼敏感期應(yīng)為E-L33時(shí)期,‘巨玫瑰’日灼敏感期應(yīng)為E-L32時(shí)期。本研究中‘陽光玫瑰’的E-L34~E-L38時(shí)期及‘巨玫瑰’的E-L33~E-L38時(shí)期,果實(shí)日灼發(fā)生的表面閾值溫度均顯著高于其他時(shí)期且日灼發(fā)生率較低,表明‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄在果實(shí)發(fā)育期后期不易發(fā)生日灼。

葡萄果實(shí)日灼的發(fā)生具有品種特異性。蒯傳化等[23]研究表明,中晚熟葡萄品種日灼發(fā)生嚴(yán)重,而早熟葡萄品種日灼發(fā)生較輕;大粒葡萄品種日灼發(fā)生較早且嚴(yán)重,而小粒葡萄品種日灼發(fā)生較晚且輕。本研究中,‘陽光玫瑰’在E-L33、E-L36與E-L38時(shí)期果實(shí)日灼發(fā)生的表面閾值溫度均顯著低于‘巨玫瑰’,在E-L31、E-L33至E-L38時(shí)期果實(shí)日灼發(fā)生率均顯著高于‘巨玫瑰’,表明‘陽光玫瑰’較‘巨玫瑰’易發(fā)生日灼。同時(shí),人工誘導(dǎo)日灼處理下,‘陽光玫瑰’葡萄在果實(shí)發(fā)育的前3個(gè)時(shí)期(E-L31~E-L33)均較容易發(fā)生日灼,而‘巨玫瑰’葡萄僅在果實(shí)發(fā)育的前兩個(gè)時(shí)期(E-L31和E-L32)較容易發(fā)生日灼,表明‘陽光玫瑰’葡萄易發(fā)生日灼的持續(xù)時(shí)間較‘巨玫瑰’長(zhǎng)。

葡萄果實(shí)日灼發(fā)生可能與果實(shí)總酚含量有關(guān)。黃小云[21]在研究一年兩收栽培模式下冬果發(fā)育期的‘陽光玫瑰’時(shí)發(fā)現(xiàn),正常果與日灼果的非花色苷單體酚類物質(zhì)的總量無顯著性差異,但是單體酚類物質(zhì)含量有差異。本研究中‘陽光玫瑰’正常果中的總酚含量在各發(fā)育期均顯著低于‘巨玫瑰’,表明葡萄果實(shí)總酚含量高,抗氧化能力強(qiáng),則不易發(fā)生日灼。并且在果實(shí)發(fā)生日灼進(jìn)程中,‘陽光玫瑰’全發(fā)育期(除SB-1)及‘巨玫瑰’的E-L32~E-L38時(shí)期果實(shí)總酚含量均有一個(gè)上升的變化,Liu等[34]在研究不同日灼狀態(tài)下石榴果皮中總酚含量的變化時(shí)發(fā)現(xiàn),總酚含量隨日灼程度的增加而增加,表明果實(shí)日灼過程中的抗氧化反應(yīng)可能與活性氧清除和脂質(zhì)過氧化抑制有關(guān),是果實(shí)的應(yīng)激反應(yīng)。本研究中,‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄正常果中,均表現(xiàn)為E-L31時(shí)期總酚含量最高,然后下降又上升,雖然在E-L31時(shí)果實(shí)總酚含量高,但抵抗日灼能力弱,較容易發(fā)生日灼,這表明總酚不是影響葡萄果實(shí)日灼的唯一因素,還有其他物質(zhì)影響著果實(shí)日灼的發(fā)生[35]。

綜上所述,在廣西南寧的避雨栽培模式下,人工誘導(dǎo)日灼處理下‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31~E-L33時(shí)期均較容易發(fā)生日灼,在E-L33時(shí)期對(duì)日灼最敏感;‘巨玫瑰’葡萄在E-L31與E-L32時(shí)期較容易發(fā)生日灼,在E-L32時(shí)期對(duì)日灼最敏感。整個(gè)果實(shí)發(fā)育期‘陽光玫瑰’葡萄均較‘巨玫瑰’葡萄易發(fā)生日灼。兩品種在日灼發(fā)生進(jìn)程中果實(shí)總酚含量均有顯著變化,且‘陽光玫瑰’葡萄正常果果實(shí)中總酚含量在各個(gè)發(fā)育期均顯著低于‘巨玫瑰’葡萄,總酚含量與果實(shí)日灼發(fā)生有一定相關(guān)性,但根據(jù)E-L31時(shí)期的總酚含量與日灼率,說明還有其他因素共同影響葡萄果實(shí)日灼的發(fā)生。

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