白糖罌荔枝果皮鉀、鈣、鎂含量的動(dòng)態(tài)變化及其與著色的關(guān)系

張 銳，蘇 陽，周曉超，周開兵

(海南大學(xué) 園藝園林學(xué)院，熱帶作物種質(zhì)資源保護(hù)與開發(fā)利用教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室， 海南 ?？?570228)

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白糖罌荔枝果皮鉀、鈣、鎂含量的動(dòng)態(tài)變化及其與著色的關(guān)系

張 銳，蘇 陽，周曉超，周開兵

(海南大學(xué) 園藝園林學(xué)院，熱帶作物種質(zhì)資源保護(hù)與開發(fā)利用教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室， 海南 ?？?570228)

以白糖罌荔枝(Litchi chinensisSonn.‘Baitangying’)果皮為試驗(yàn)材料，探討了果皮K、Ca、Mg含量的動(dòng)態(tài)變化及其與著色的關(guān)系，結(jié)果表明，在果皮著色發(fā)育過程中，全K和水溶性K含量在總體上均呈下降趨勢(shì)，全Ca、全Mg、水溶性Ca和水溶性Mg含量在總體上均呈上升趨勢(shì)；葉綠素含量和 h 值呈顯著下降趨勢(shì)，花色素苷含量和 a 值呈顯著上升趨勢(shì).果皮花色素苷含量與果皮全K、全Ca和水溶性K等含量分別呈負(fù)、正和負(fù)相關(guān)一元指數(shù)函數(shù)回歸關(guān)系，果皮葉綠素含量與果皮全K、全Ca和水溶性K等含量分別呈正、負(fù)和正相關(guān)一元指數(shù)函數(shù)回歸關(guān)系.

白糖罌荔枝； 鉀； 鈣； 鎂； 著色

荔枝(Litchi chinensisSonn.)是海南重要特產(chǎn)果樹之一，其在海南表現(xiàn)為極早熟，一般品種成熟期比其在廣東產(chǎn)區(qū)提早約1個(gè)月，因此，早熟荔枝品種在海南產(chǎn)區(qū)頗具優(yōu)勢(shì)[1-3].白糖罌荔枝是引自廣東產(chǎn)區(qū)的早熟品種，一般在5月成熟[2]，自2006年以來，其成為海南荔枝出口到澳大利亞和歐盟的荔枝品種[3].其主要特點(diǎn)是：果實(shí)品質(zhì)上乘，色澤鮮紅，肉質(zhì)爽脆，味清甜[4]，其中外觀艷麗和果形勻整是其重要特色.由于荔枝果皮著色與果皮礦質(zhì)營養(yǎng)代謝的關(guān)系鮮見報(bào)道，因此，鑒于白糖罌荔枝果皮著色上佳，本文嘗試就其果皮著色發(fā)育與果皮鉀鈣鎂含量變化關(guān)系問題開展研究，既指導(dǎo)制定合理的施肥技術(shù)措施來確保其自身保持良好著色的特性，又為少數(shù)著色不良品種如三月紅和妃子笑荔枝等[5-7]制定促進(jìn)著色的施肥技術(shù)措施提供借鑒.

1 材料與方法

1.1 材 料 試驗(yàn)地點(diǎn)為海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶果樹研究所永發(fā)科研示范基地，其位于澄邁縣北部平原臺(tái)地，屬于熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫23.8 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)2059h，年均降雨量1786.1mm，且熱雨同季，終年無霜；土壤為磚紅壤且肥沃.選16年生、生長(zhǎng)勢(shì)一致和無任何不良表現(xiàn)的白糖罌荔枝本砧樹 5株，單株小區(qū).穩(wěn)果后在每株樣樹樹冠中部外圍選5個(gè)不同方位且大小基本一致的果實(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)果，并掛牌標(biāo)記，此后在不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期采樣均參照這5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)果平均果徑大小來采集樣果.從穩(wěn)果(假種皮剛包滿種子之時(shí)，即本文2013年5月5日)開始，到果皮全紅時(shí)(2013年5月26日)為止，前兩次取樣間隔 1 周，此后每隔 3 或 4d取一次果樣，在每株樣樹上采果實(shí)30個(gè).在田間將對(duì)樣果檢測(cè)果皮色澤指標(biāo)，然后就地剝皮，并及時(shí)用液氮速凍，帶回實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)存于-80 ℃超低溫冰箱中備用.

1.2 方 法

1.2.1 果皮著色指標(biāo)測(cè)定 采用日本產(chǎn)MinoltaCR2300型全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)測(cè)定果皮a、b值，換算出色度角(h)，公式為h=tan-1(b/a)，a、b和h值與顏色的關(guān)系如圖1所示.對(duì)每株樣樹 30 個(gè)樣果一一測(cè)定果頂、果基和果胴部對(duì)稱4點(diǎn)的 a 和 b 值，計(jì)算這6個(gè)點(diǎn)平均值作為該樣果色澤指標(biāo)值，然后以每株樹全部樣果的平均值作為該重復(fù)的觀測(cè)值.每重復(fù)制備3個(gè)測(cè)樣，采用改良Arnon法測(cè)定果皮葉綠素含量[8]；采用PirieA和Mullins[9]、張昭其等[10]等提出的方法測(cè)定果皮花色素苷含量.

1.2.1K、Ca、Mg含量測(cè)定 將果皮樣品自然化凍后，用自來水沖洗干凈后，再用去離子水漂洗2～3次，放入烘箱，在110 ℃ 下殺青15min，接著在65 ℃ 下烘干至恒重，取出研磨成粉末.粉末過60目篩后放入封口塑料袋，置于干燥器中保存?zhèn)溆?稱取0.05g左右干粉，用1mol·L-1分析純鹽酸震蕩 24h，測(cè)定果皮全K、Ca和Mg含量；稱取0.1g左右干粉，用去離子水震蕩 24h，測(cè)定果皮水溶性K、Ca和Mg含量；兩種樣品溶液過濾后收集濾液.采用原子吸收分光光度法測(cè)定果皮 3 種營養(yǎng)元素各相應(yīng)的含量，原子吸收分光光度計(jì)為德國進(jìn)口的耶拿NOVAA400P.

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 采用SAS軟件ANOVA過程作方差分析；采用LSD法作多重比較分析；采用REG過程作一元指數(shù)函數(shù)回歸分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 果皮K、Ca和Mg含量的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)

2.1.1 果皮全K、Ca和Mg含量動(dòng)態(tài)變化 全K、Ca和Mg含量的動(dòng)態(tài)變化如圖2所示.全K含量在總體上發(fā)生下降；在5月12日前極顯著下降，在5月26日又極顯著上升，但5月26日顯著低于5月5日；從5月12日至5月22日則無顯著變化，且顯著低于5月5日和5月26日.全Ca含量在總體上是上升的；即在5月15日前急劇上升，至5月19日下降，此后持續(xù)上升，且在5月22日后極顯著上升；盡管5月19日和5月22日顯著低于5月15日，但5月26日極顯著高于5月15日.全Mg含量在總體上呈上升趨勢(shì)，即在5月19日前無顯著變化，此后則顯著上升.

2.1.2 果皮水溶性K、Ca、Mg含量動(dòng)態(tài)變化 水溶性K、Ca、Mg含量的動(dòng)態(tài)變化如圖3所示.水溶性K含量動(dòng)態(tài)變化曲線呈“W”型，且在總體上下降；雖然在5月19日和5月26日各有一個(gè)顯著上升，但5月26日顯著低于5月5日.水溶性Ca含量則總體上呈上升趨勢(shì)，盡管在5月15日前顯著下降，但此后至5月19日和自5月22日至5月26日分別顯著和極顯著上升.水溶性Mg含量在總體上呈上升趨勢(shì)，即在5月19日前無顯著變化，自5月19日至5月22日顯著上升，此后又無顯著變化.

2.2 果皮色素與著色指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)

2.2.1 果皮主要色素含量動(dòng)態(tài)變化 果皮主要色素含量的動(dòng)態(tài)變化如圖 4 所示.葉綠素含量呈持續(xù)顯著下降趨勢(shì).花色素苷含量呈持續(xù)上升趨勢(shì)，除 5月 12 日和 5 月 15 日差異不顯著外，其余各時(shí)間點(diǎn)相互間差異顯著或極顯著.

2.2.2 果皮著色指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化 果皮 h 值和 a 值動(dòng)態(tài)變化如圖 5所示.a值由負(fù)值轉(zhuǎn)為正值，并且持續(xù)顯著上升，在 5月 12 日前和 5 月 19日后均急劇上升，表明荔枝果皮顏色由綠不斷轉(zhuǎn)紅，并且果皮單純紅色快速轉(zhuǎn)化發(fā)生在果實(shí)剛開始膨大后 1 周和果皮全紅前 1 周左右.h 值呈持續(xù)下降趨勢(shì)，在5 月 19 日前持續(xù)急劇下降，此后下降趨緩，表明果皮著色主要發(fā)生在果皮全紅前的 1 周之前.

2.3 果皮色素含量與果皮K、Ca和Mg含量的一元指數(shù)函數(shù)回歸分析 對(duì)花色素苷、葉綠素含量與果皮K、Ca和Mg全量及其水溶性含量分別作一元指數(shù)函數(shù)回歸分析，具有顯著性差異的一元指數(shù)函數(shù)回歸方程如表 1 所示.可見，花色素苷含量與全K、全Ca和水溶性K含量分別呈負(fù)、正和負(fù)相關(guān)一元指數(shù)函數(shù)回歸關(guān)系.葉綠素含量則與全K、全Ca和水溶性K含量分別呈正、負(fù)和正相關(guān)一元指數(shù)函數(shù)回歸關(guān)系.

表1 一元指數(shù)函數(shù)回歸分析

x(DW)/(mg·g-1)回歸方程相關(guān)指數(shù)顯著性全Ky=10.0740e-1.339x0.4983*全Cay=0.0009e0.9493x0.2203*水溶性Ky=1.5258e-1.5098x0.4288*全Kz=0.0239e0.2160x0.2023*全Caz=0.15316e-3.066x0.3558*水溶性Kz=0.0287e0.7800x0.2284*

注： y 和 z 分別表示花色素苷和葉綠素含量(FW)(mg·g-1).*表示顯著性水平 p<0.05.

3 討 論

花色素苷含量與全Ca含量呈正相關(guān)一元指數(shù)函數(shù)回歸關(guān)系，全Ca含量動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)與花色素苷含量動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)均總體上上升.其可能的機(jī)理是，植物花色素苷的生物合成過程受植物內(nèi)部信號(hào)和環(huán)境信號(hào)間的復(fù)雜互作調(diào)節(jié)[11]，糖作為植物內(nèi)部信號(hào)之一參與花色素苷的生物合成[12]，糖對(duì)花色素苷生物合成的調(diào)節(jié)是通過蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[13]，而已經(jīng)證實(shí)植物Ca含量是刺激蛋白激酶表達(dá)的重要因素[14].另外，在三月紅荔枝、山楂、紅櫻桃果實(shí)成熟前經(jīng)葉面噴布CaCl2后，顯著提高 3 種水果果皮花色素苷含量，從而促進(jìn) 3 種水果果皮著色[15-17]，從施肥實(shí)踐上為本試驗(yàn)結(jié)果提供證據(jù)支持.

花色素苷含量與全K和水溶性K含量均呈負(fù)相關(guān)一元指數(shù)函數(shù)回歸關(guān)系，全K和水溶性K含量動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)均在總體上與花色素苷含量動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)相反，說明果皮K含量較高不利于果皮轉(zhuǎn)紅.前人在蘋果[18]和李果實(shí)[19]上也取得同樣的結(jié)論.

總之，應(yīng)以提高果皮全Ca和降低果皮K含量為中心來開展白糖罌荔枝測(cè)土配方施肥技術(shù)的創(chuàng)新研究，從而達(dá)到促進(jìn)白糖罌荔枝果皮著色的目的.同時(shí)，在荔枝果實(shí)常規(guī)管理中倡導(dǎo)在果實(shí)膨大期增施K肥，那么施K后是否會(huì)引起果皮K含量升高而不利于果皮著色呢？這個(gè)問題也一樣值得關(guān)注.

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Relationships Between the Changes of the Contents of K, Ca and Mg in Pericarp of Baitangying Litchi and the Pericarp's Coloration

ZhangRui,SuYang,ZhouXiaochao,ZhouKaibing

(KeyLaboratoryofProtectionandDevelopmentUtilizationofTropicalCropGermplasmResources(HainanUniversity),MinistryofEducation,Haikou570228,China)

Inthereport,thepericarpsofBaitangyinglitchiwasusedtoanalyzetherelationshipbetweenthechangesofthecontentsofK,CaandMginpericarpandthepericarp’scolorationofBaitangyinglitchi(Litchi chinensisSonn.cvBaitangying).TheresultsshowedthatthecontentsofthetotalKandthewater-solubleKdecreased,thecontentsofthetotalCa,thetotalMg,thewater-solubleCaandthewater-solubleMgincreased;thecontentsofchlorophyllandthehvaluesdecreasedsignificantly,whilethecontentsofanthocyaninandtheavaluesincreasedsignificantly;theexponentialregressionequationsofthecontentofanthocyanintothecontentsofthetotalK,thetotalCaandthewater-solubleKwereallsignificant,andthecorrelationindexeswerenegative,positiveandnegative,respectively.TheexponentialregressionequationsofthecontentofchlorophylltothecontentsofthetotalK,thetotalCaandthewater-solubleKwereallsignificant,andthecorrelationindexeswerepositive,negativeandpositive,respectively.

Baitangyinglitchi;K;Ca;Mg;coloration

2015-02-11

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31160383).

張銳(1988-)，女，河南鄭州人，海南大學(xué)園藝園林學(xué)院2011級(jí)碩士研究生，E-mail：442610036@qq.com

周開兵(1969-)，男，湖北浠水人，教授，博士研究生導(dǎo)師，研究方向：果樹栽培生理研究，E-mail：kaibingzhou0528@163.com

1004-1729(2015)03-0241-05

S

ADOl：10.15886/j.cnki.hdxbzkb.2015.0044