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‘克瑞森无核’葡萄留叶量对果实品质及抗氧化活性物质的影响

时间:2024-05-25

董畅,覃杨,王倩,张颖

(西昌学院农业科学学院/攀西特色作物研究与利用四川省重点实验室, 四川凉山 615000)

葡萄为世界四大水果之一,也是我国四大果树之一,深受广大消费者喜爱[1]。四川省西昌地区气候条件独特,属于高原季风气候,年温差小、日温差较大,雨量充沛、降雨集中,日照充足、光热资源丰富,独特的气候环境条件适宜于葡萄种植[2]。2019年西昌葡萄种植面积近7000 hm2,其中‘克瑞森无核’超过5300 hm2[3]。‘克瑞森无核’葡萄属于高产、极晚熟品种,在西昌地区采收期为10—12月,目前该地已成为我国著名的“晚熟葡萄之乡”。

果实品质是影响葡萄商品价值的最重要因素之一,随着人们生活水平的提高,市场对鲜食葡萄的品质要求越来越高。叶片通过光合作用为果实生长发育提供营养来源[4],并通过调整光合产物的多少及分布,影响果实产量与品质[5]。葡萄结果枝合理的留叶量,不仅可以提供葡萄生长发育所需要的养分,还可以有效改善树体通风透光条件,提高果实品质[6-7]。在西昌‘克瑞森无核’种植区,目前还缺乏科学合理的栽培技术规范,结果枝叶片留量相差很大,果实品质参差不齐,影响了葡萄产业的持续性发展。本试验针对本地区主栽品种‘克瑞森无核’,开展适宜留叶量的优化筛选调查,为该地区葡萄夏季修剪提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试材和处理

试验于2021年在西昌市安宁镇土坊村葡萄种植园进行(27°59′3"N,102°9′5"E,海拔1499.7 m),以避雨栽培的3年生‘克瑞森无核’为试材,架形小“厂”形,南北走向,株行距为1 m×2 m。结果枝展开15片叶时(2021-05-07),进行叶片留量的5个处理,同时将枝条上的果穗整形为每穗约120粒。

1.2 试验方法

选取果穗大小、结果枝粗度(1.1 cm)一致的植株,每个结果枝保留中部的1个果穗,每枝叶片保留数量设置5个处理:9片、11片、12片、13片和15片叶,副梢反复摘心,每处理5个重复。在果实转色期(2021-07-30)开始取样,每13 d取样1次,至果实完全成熟采样结束(2021-10-03)。

每次选取果穗中上部不同部位果实3粒,每处理15粒,测定粒质量、单果体积、果形指数、果实硬度、穗质量等。然后流水冲洗葡萄果粒,吸水纸吸干后榨汁,放入-20 ℃冰箱保存用于测定生理指标,以及花青素、总酚和抗氧化活性物质含量。

粒质量和穗质量采用称重法;果实体积采用排水法;果实纵径、横径用游标卡尺测量法;可溶性固形物含量用ATAGO折光测糖仪测定;果粒硬度用艾德堡数显水果硬度计GY-4测定;果汁pH值用pH仪测定;Vc含量采用紫外-可见分光光度法[8-9];可滴定酸含量采用氢氧化钠滴定法[10];总酚含量测定参照福林-肖卡法[11-12];单宁含量测定采用福林-丹尼斯法[13-14];花青素含量采用紫外分光光度法[15-16];花色苷含量测定采用pH示差法[17];过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法[18];超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法[19]。

采用Excel和SPSS 22对数据进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 留叶量对果实性状的影响

由表1所示,13片叶处理的粒质量、单果体积、果形指数和穗质量最高,分别为7.23 g、5.79 cm3、1.55、715.68 g。13叶处理粒质量和单果体积与其余4个处理呈显著性差异;果形指数13片叶处理比15片叶稍高,但两者之间差异不显著,但与9片、11片和12片叶处理差异显著;穗质量方面,13片叶处理最高,但与12片叶和15片叶处理差异不显著。因此,综合果实多种性状表明,结果枝保留13片叶时,果实的性状指标最好。

表1 结果枝不同留叶量对果实性状的影响Table 1 Effects on berry characteristics of leaf amount on bearing branch

2.2 留叶量对葡萄果实理化指标的影响

理化指标数据表明(表2),5个处理中,13片叶处理的果实可溶性固形物含量最高,为19.5%;其次是15片叶处理,为19.0%;两个处理之间没有显著差异性,9片、11片和12片叶处理的可溶性固形物在17.5%~18.0%,与13片和15片叶处理呈显著性差异。果实硬度表明,保留13片叶的处理硬度最高,为4.33 kg·cm-2,与12片叶处理的差异不显著,但与其他处理差异显著。Vc含量在13片叶时为260.74 mg·kg-1,在5个处理中最高,与15片叶、12片叶处理无显著性差异,与9片和11片叶呈现显著性差异。果实酸度表明,5个处理的可滴定酸均在0.20%~0.22%,未呈现显著性差异,且果汁pH值间也未呈现显著性差异,但13片叶处理的果实酸度相对较低。因此,综合果实理化指标来看,结果枝保留13片叶时,可溶性固形物含量高,硬度好,酸度低,Vc含量也较高。

表2 结果枝留叶量对果实理化指标的影响Table 2 Effects on berry physicochemical index of leaf amount on bearing branch

2.3 留叶量对果实着色的影响

从果实转色期开始,每13 d采样观察果实着色情况及测定花色苷和花青素含量。发现13片叶和15片叶处理,果皮着色较早,着色均匀,颜色鲜亮,外观较好;9片叶的处理着色不均,外观较差,在果实完全成熟期也未发生好转。花色苷测定结果表明(表3),13片和15片叶处理从转色期(7月30日)开始果实的花色苷含量逐渐升高,到完全成熟期15片叶的处理其果皮的花色苷含量达2.20 mg·L-1,13片叶达1.87 mg·L-1,分别比转色期增加679.17%和566.67%,两个处理之间未呈现显著性差异,但与其他3个处理均呈现显著性和极显著性差异。9片、11片和12片叶的处理从转色期开始,花色苷含量缓慢增加,完全成熟时果实花色苷含量比转色期分别增加312.50 %、106.25%和231.25%,其中9片和11片叶处理花色苷含量较低,完全成熟期花苷含量为0.33 mg·L-1。

表3 结果枝留叶量对葡萄果实花色苷和花青素含量的影响Table 3 Effects on anthocyanin content and cyanidin content of berry of leaf amount on bearing branch mg·L-1

花青素含量的结果与花色苷含量变化出现类似趋势(表3),但13片叶处理的花青素含量在完全成熟时最高,达2.64 mg·L-1,与其它4个处理呈现极显著性差异;15片叶的为1.95 mg·L-1,12片叶的为1.70 mg·L-1,两者之间没有差异显著性,但与9片叶和11片叶处理呈现极显著性差异。

2.4 结果枝留叶量对果实总酚的影响

随着果实发育,总酚含量不断增加。在转色期,9片叶处理与其他处理差异显著,其他4个处理的果实总酚含量之间未呈现显著性差异(表4)。着色约1个月后,13片和15片叶处理总酚含量增加较快,到完全成熟期,两处理的果实总酚含量分别为0.68、0.55 mg·kg-1,两处理之间未呈现显著性差异,但13片叶处理与其他3个处理之间呈现显著性差异。因此,13片叶留量处理最利于果实总酚含量的积累。

表4 结果枝留叶量对葡萄果实总酚含量的影响Table 4 Effects on total phenol content of berry of leaf amount on bearing branch mg·kg-1

2.5 结果枝留叶量对果实SOD、POD含量的影响

转色期到完全成熟期不同处理果实的SOD、POD活性测定结果表明,SOD、POD含量随着果实成熟逐渐升高(图1、图2),从9片增加到13片时,随着叶片保留数增加,果实的SOD、POD活性相应增加,当叶片数量到15片时,活性反而降低。其中13片叶处理的果实,在采收前两周果实中的SOD含量最高,与其他处理呈现显著性差异。POD含量也得到类似的变化趋势,但12片、13片和15片叶处理比9片和11片叶的处理POD含量成倍增长,13片叶处理在采收前9月21日急剧上升,与其余处理呈现显著性增长。在果实完全成熟采收期,13片叶处理的SOD平缓上升,而POD则急剧上升,但均与其它处理呈现显著性增长。因此‘克瑞森无核’葡萄在西昌地区栽培时结果枝保留13片叶时利于果实SOD、POD的累积。

图1 结果枝留叶量对果实SOD含量变化的影响Figure 1 Effects on berry SOD activities of leaf amount on bearing branch

图2 结果枝留叶量对果实POD含量变化的影响Figure 2 Effects on berry POD activities of leaf amount on bearing branch

3 结论与讨论

结果枝不同叶片留量对‘克瑞森无核’葡萄果实的粒质量、单粒体积、穗质量、果实硬度、可溶性固形物、Vc、花色苷和花青素含量、以及总酚、SOD、POD等物质含量均有明显影响,同时对果实外观品相也有影响。本试验中,‘克瑞森无核’葡萄在果实发育期,结果枝保留13片叶时有利于果实膨大,提高果品的可溶性固形物和Vc含量,增加总酚、SOD和POD等抗氧化活性物质含量,还可促进着色,提高果皮硬度,提升果品的耐贮运能力。

叶果比是衡量植物库源关系的重要指标[20],调节叶果比,可提高光合利用效率[21]。生产中,结果枝的留叶量过少,会影响光合产物积累[22],容易造成果实品质下降[23]。本试验中‘克瑞森无核’葡萄的留叶量为9片时,果实着色不好,营养成分和抗氧化活性物质含量低,果实品质一般;当叶果比达13时,果实颜色艳丽、外形规整、甜度增加酸度下降,总酚、SOD和POD等抗氧化活性物质含量上升,品质最好;但叶果比增加至15时,果实各方面的品质指标开始下降。这与和雅妮等[6]在‘巨玫瑰’葡萄上的研究结果一致。不同品种在不同区域有其适宜的叶果比,孟鑫等[24]在‘北红’葡萄上的研究表明,增加叶果比,可提高植株单位叶面积,提高花青素和总酚含量。本试验也表明,适当增大叶果比能提高花青素和总酚的含量。

抗氧化酶SOD、POD是与植物抗逆性密切相关的保护酶,能够清除体内的过氧化氢,消除自由基对器官组织的伤害。本试验表明,随着果实发育,果实的SOD、POD活性逐渐升高,在完全成熟期达到峰值,其中13片和15片叶留量利于SOD和POD活性的提高。果实较高的SOD活性利于葡萄果实保鲜效果和贮藏特性的稳定[25]。本试验果实硬度表明,13片叶留量处理的果实硬度最高,所以SOD、POD等抗氧化物质活性的提高增强了果实的硬度,提升了果品的保鲜和耐贮运性能。

本试验结果还表明,叶果比不是越大越好,‘克瑞森无核’葡萄留叶量从9片增大到13片时可以提高果实花青素、总酚等含量,但增大到15片叶时开始出现下降趋势,这可能与植株营养生长与生殖生长平衡有关。Pastore等[26]的研究也证实一定比例的叶果比利于葡萄果实花青素和酚类物质含量的提高,但不同基因型品种其最佳的叶果比不同。

葡萄生产栽培中,提高葡萄的果实品质,不但要考虑结果枝留叶数量,还要设置合理的植株负载量以及科学的肥水管理等。西昌地区‘克瑞森无核’葡萄产量每667 m2超过3500 kg以上时,极易出现果实不着色或着色不均匀的现象,同时生理性病害加剧。因此合理控产,采用配套的叶果比和控产提质栽培技术,才能达到提升果实商品性并增加经济效益的目的。

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