噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖酸積累的影響

黃 艷，文 露，龐亞卓，黃本義，王 進(jìn)，呂秀蘭

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)果蔬研究所，四川 成都 611130）

‘夏黑’葡萄為早熟品種，原產(chǎn)于日本，屬歐美雜交種三倍體品種，該品種香味濃郁，抗病能力強(qiáng)，具有成熟期早、品質(zhì)優(yōu)良、豐產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，深得消費(fèi)者喜愛［1］。但近年來人們?cè)谄咸焉a(chǎn)施肥上，對(duì)氮、磷、鉀肥的施用較為重視，而忽略了鈣肥的施用，導(dǎo)致葡萄果實(shí)缺鈣，果實(shí)品質(zhì)變差，病害嚴(yán)重。研究表明，鈣不僅是植物生長發(fā)育所必需的中量營養(yǎng)元素，更重要的是鈣作為第二信使，在植物許多生理過程中起著重要作用，鈣可維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，保持果實(shí)硬度，減輕貯藏期腐爛，控制果樹生理性病害［2-3］。施鈣對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響研究［4-5］結(jié)果顯示，施鈣可以提高糖度和Vc含量，增加硬度和光澤度，延緩衰老等。施鈣后油桃果實(shí)可溶性糖含量顯著增加，可溶性固形物明顯增加，貯藏期明顯延長［6］。施鈣對(duì)果實(shí)色澤產(chǎn)生影響，李正國等［7］研究表明，鈣處理對(duì)提高臍橙果實(shí)色澤有明顯效果。第2次生理落果后，葉面噴施0.5%的硝酸鈣溶液，鈣處理的果皮顏色與對(duì)照相比達(dá)到極顯著差異。前人研究表明，果樹根系吸收Ca2+的凈內(nèi)流很小，上運(yùn)速率更小，最終只有很小一部分的鈣能到達(dá)果實(shí)［8］。葡萄是喜鈣果樹，對(duì)鈣的需求遠(yuǎn)高于蘋果、梨、柑橘［9］。為解決葡萄果實(shí)生理性缺鈣及由于缺鈣導(dǎo)致果實(shí)病害嚴(yán)重，品質(zhì)下降的問題，可在果實(shí)采收前對(duì)果實(shí)噴施鈣肥［10］。雖然近幾年有較多關(guān)于根外噴鈣對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)及貯藏性的試驗(yàn)研究，但關(guān)于鈣對(duì)葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期糖酸積累的影響研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)通過果實(shí)轉(zhuǎn)色期對(duì)葡萄果穗噴施不同濃度的硝酸鈣和氨基酸鈣，研究其對(duì)葡萄果實(shí)發(fā)育過程中糖酸含量變化及其它果實(shí)品質(zhì)的影響，這對(duì)調(diào)節(jié)葡萄生長發(fā)育、提高果實(shí)品質(zhì)具有重要的實(shí)踐意義，通過試驗(yàn)篩選出最佳的鈣肥處理，可為葡萄高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)園位于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地崇州市，土壤質(zhì)地為砂壤土，pH值7.85，有機(jī)質(zhì)含量2.38%，堿解氮含量65.22 mg/kg，有效磷含量25.69 mg/kg，速效鉀含量105.95 mg/kg，有效鈣含量364.85 mg/kg。園區(qū)均為大棚避雨栽培。

1.2 供試材料

植物材料：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地葡萄園內(nèi)樹勢(shì)一致，田間土肥水管理一致，無病蟲害，生長健壯的3年生早熟品種‘夏黑’葡萄，株行距1.5 m×3.0 m，每公頃栽2 250株。

肥料：過磷酸鈣（鈣含量≥17%），硝酸鈣（鈣含量23.4%）；氨基酸鈣（鈣含量≥30 g/L）。

藥品與試劑：色譜純磷酸（四川瑞進(jìn)特科技有限公司）；色譜純乙腈和甲醇（Fisher Scientific 公司）；標(biāo)準(zhǔn)樣品葡萄糖、果糖、蔗糖、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸（Sigma公司）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，于10月中旬基施鈣肥，過磷酸鈣施用量為1 500 kg/hm2，離主干60 cm開深20 cm條溝，隨有機(jī)肥施入。硝酸鈣噴施濃度設(shè)置為0.3%、0.5%。氨基酸鈣噴施濃度設(shè)置為0.1%、0.08%。于花后50 d（轉(zhuǎn)色初期）噴施果穗1次，隔10 d再噴施1次。以噴清水作為對(duì)照（CK）。試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置3株葡萄，3次重復(fù)，3株樹為一重復(fù)，共45株葡萄。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下表所示。

表1 外源鈣肥試驗(yàn)設(shè)置表

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1果實(shí)糖酸組分的提取和測(cè)定

果實(shí)糖、酸組分提取與測(cè)定參照胡志群等［11］和Chen等［12］的方法，略有修改。

糖組分的測(cè)定方法及色譜條件：將冷凍的果肉樣品在液氮中磨成粉末狀，精確稱取樣品粉末2.0 g，加入4 mL超純水，80℃水浴15 min，9 000 r/min，4℃離心15 min，取上清液，轉(zhuǎn)移到10 mL容量瓶。殘?jiān)谕瑯訔l件下離心15 min，超純水定容到10 mL。用一次性注射器抽取1 mL提取樣液，經(jīng)0.45 μ m 微孔濾膜過濾后以備上機(jī)進(jìn)樣分析。每個(gè)樣品均重復(fù) 3 次。糖檢測(cè)使用的色譜柱為 Thermo（4.6 mm×250 mm），0.5 μ m 的 NH2柱，檢測(cè)器：RID，以乙腈∶水=75∶25 為流動(dòng)相，流速為1.0 mL/min，等度洗脫，柱溫為40℃，進(jìn)樣量 20 μ L。

酸組分的測(cè)定方法及色譜條件：將冷凍的果肉樣品在液氮中磨成粉末狀，準(zhǔn)確稱取樣品1.00 g，用5 mL 0.2%磷酸冰浴研磨，轉(zhuǎn)入三角瓶，加入15 mL超純水，超聲提取30 min，定容至25 mL，8 000 r/min離心10 min，用一次性注射器抽取1 mL提取樣液，經(jīng)0.45μ m 微孔濾膜過濾后以備上機(jī)進(jìn)樣分析。每個(gè)樣品均重復(fù)3次。色譜柱為C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μ m），流動(dòng)相為甲醇∶0.2%磷酸溶液（3∶97），流速 1.0 mL/min，檢測(cè)波長210 nm，柱溫30℃，進(jìn)樣量 20 μL。

1.4.2 其他果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

待果實(shí)成熟時(shí)，從果穗的各個(gè)方向采取大小相同、沒有病蟲害的樣果，快速放入備好的冰盒中，并帶回實(shí)驗(yàn)室。以手持式果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定‘夏黑’葡萄果實(shí)的硬度；采用手持式糖度計(jì)測(cè)定葡萄的可溶性固形物（TSS）含量；用酸堿中和滴定法測(cè)定其可滴定酸含量（TA）［13］；用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量［14］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SigmaPlot軟件進(jìn)行處理并繪制相關(guān)圖表，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖積累的影響

通過高效液相色譜法（HPLC）分析‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期果實(shí)內(nèi)果糖，葡萄糖，蔗糖 3 個(gè)主要組分的變化，結(jié)果顯示葡萄果實(shí)的果糖和葡萄糖含量最高，蔗糖含量最低（圖1，2）?！暮凇咸压麑?shí)轉(zhuǎn)色期，葡萄糖、果糖和蔗糖含量呈增加趨勢(shì)。花后60～80 d，‘夏黑’葡萄果實(shí)的果糖、葡萄糖增加緩慢，花后80～90 d，果實(shí)中果糖和葡萄糖增加幅度較大。果實(shí)中的蔗糖含量在葡萄整個(gè)轉(zhuǎn)色期至成熟期變化不大。

由圖1可知，葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣溶液后，花后90 d（果實(shí)成熟期）H1處理葡萄果實(shí)中的果糖含量最大，達(dá)53.30 mg/g，高于對(duì)照，但差異不顯著；H2處理葡萄果實(shí)中的果糖含量最低，僅為43.55 mg/g，顯著低于H1處理和對(duì)照。H1和H2處理、對(duì)照葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量在花后60～70 d均無顯著變化，花后80 d，H1處理葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量顯著低于H2處理和對(duì)照，但花后90 d，H1處理葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量迅速增加，由29.75 mg/g增加到50.96 mg/g，顯著高于H2處理和對(duì)照。花后80～90 d，H1和H2處理的葡萄果實(shí)中的蔗糖含量均低于對(duì)照。 由圖2可知，葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施硝酸鈣溶液后，花后90 d（果實(shí)成熟期）葡萄果實(shí)中的果糖含量迅速增加，Y1和Y2處理的葡萄果實(shí)中的果糖含量均顯著高于對(duì)照，其中Y2處理葡萄果實(shí)中的果糖含量最大，高達(dá)66.05 mg/g，較對(duì)照提高了23.33%。Y1和Y2處理與對(duì)照葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量在花后60～80 d均無顯著性差異，花后90 d，葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量迅速增加，Y1和Y2處理的葡萄果實(shí)中的葡萄糖含量顯著高于對(duì)照，Y2處理的葡萄糖含量最高，達(dá)64.02 mg/g，較對(duì)照提高了31.77%?；ê?0 d，Y2處理的蔗糖含量顯著高于Y1處理和對(duì)照，Y2處理的蔗糖含量較CK增加了10.69%。綜上，‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣和硝酸鈣溶液均可促進(jìn)葡萄果實(shí)中的糖的積累，其中噴施0.1%氨基酸鈣溶液、0.5%硝酸鈣溶液效果更佳。

圖1 氨基酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖積累的影響

圖2 硝酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)糖積累的影響

2.2 噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響

采用 HPLC 法對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)中檸檬酸、草酸、酒石酸和蘋果酸 4 個(gè)有機(jī)酸主要組分含量進(jìn)行測(cè)定，隨著葡萄果實(shí)的發(fā)育和成熟，有機(jī)酸的含量總體呈下降趨勢(shì)（圖3、4）。不同濃度的氨基酸鈣和硝酸鈣處理對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響具有差異。

圖3 氨基酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響

由圖3可知，葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣溶液后，花后60～70 d，H1和H2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量顯著低于對(duì)照；花后80 d，H1和H2處理與對(duì)照葡萄果實(shí)的酒石酸含量無顯著性差異；花后90 d，H1和H2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量顯著高于對(duì)照，較對(duì)照分別增加了9.94%，10.20%。就蘋果酸而言，花后60 d，H1和H2處理葡萄果實(shí)的蘋果酸含量顯著低于對(duì)照，較對(duì)照分別降低了9.81%，39.37%；花后70 d，葡萄果實(shí)的蘋果酸含量迅速下降，H1處理葡萄果實(shí)中的蘋果酸含量顯著高于H2處理和對(duì)照；花后80～90 d，H1和H2處理與對(duì)照的蘋果酸含量無顯著性差異?；ê?0～70 d，H2處理葡萄果實(shí)中的草酸含量都顯著高于H1處理和對(duì)照；花后80 d，H1處理葡萄果實(shí)中的草酸含量都顯著低于H2處理和對(duì)照；花后90 d，H1和H2處理葡萄果實(shí)中的草酸含量均顯著高于對(duì)照。在葡萄果實(shí)成熟過程中，H2處理葡萄果實(shí)中的檸檬酸含量都顯著低于H1處理和對(duì)照。

由圖4可知，葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施硝酸鈣溶液后，花后60～70 d，Y1和Y2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量顯著低于對(duì)照；花后80 d，Y2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量低于Y1處理和對(duì)照；花后90 d，Y2處理葡萄果實(shí)的酒石酸含量與Y1處理和對(duì)照相比顯著下降，分別降低了38.24%、29.93%。花后60 d，Y1處理葡萄果實(shí)的蘋果酸含量顯著低于Y2處理和對(duì)照；花后70 d，葡萄果實(shí)的蘋果酸含量迅速下降，Y1和Y2處理葡萄果實(shí)的蘋果酸含量顯著高于對(duì)照；花后80～90 d，Y1、Y2處理和對(duì)照的蘋果酸含量無顯著性差異?！暮凇咸压麑?shí)經(jīng)不同濃度硝酸鈣處理均可增加葡萄果實(shí)的草酸含量。Y1處理葡萄果實(shí)的檸檬酸含量在果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期都顯著低于Y2處理和對(duì)照。

綜上所述，‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗噴施氨基酸鈣和硝酸鈣均可影響葡萄果實(shí)有機(jī)酸的積累。噴施0.1%、0.08%氨基酸鈣均抑制了果實(shí)成熟期酒石酸和草酸的降解，而噴施0.5%的硝酸鈣可促進(jìn)果實(shí)成熟期葡萄中的酒石酸和檸檬酸的降解，增加草酸含量。

圖4 硝酸鈣對(duì)‘夏黑’葡萄果實(shí)有機(jī)酸積累的影響

2.3 噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄其它果實(shí)品質(zhì)的影響

由表2可知，外源噴施鈣肥可增加葡萄果實(shí)硬度、可溶性固形物和可溶性糖含量，降低可滴定酸含量。果實(shí)噴施氨基酸鈣溶液后H1和H2處理葡萄果實(shí)的硬度較對(duì)照顯著增加，分別增加了35.71%和27.68%；H1和H2處理葡萄果實(shí)的可溶性固形物較對(duì)照顯著增加，H1處理葡萄果實(shí)的可溶性糖含量與對(duì)照相比差異顯著；H1和H2處理葡萄果實(shí)的可滴定酸含量較對(duì)照顯著下降，分別降低了30.17%和16.00%。果實(shí)噴施硝酸鈣溶液后Y2處理顯著提高了‘夏黑’葡萄的果實(shí)硬度，較對(duì)照增加了47.90%；Y1和Y2處理的葡萄果實(shí)可溶性固形物含量較對(duì)照顯著增加；Y2處理的可溶性糖含量與對(duì)照相比顯著增加；外源噴施硝酸鈣溶液降低了葡萄果實(shí)的可滴定酸含量，其中Y2處理葡萄果實(shí)的可滴定酸含量與對(duì)照相比顯著降低，較對(duì)照降低28.89%。綜上所述，‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期外源噴施0.1%氨基酸鈣溶液、0.5%硝酸鈣溶液能較好提升葡萄果實(shí)品質(zhì)。

表2 外源噴施鈣肥對(duì)‘夏黑’葡萄其它果實(shí)品質(zhì)的影響

3 討論

可溶性糖和有機(jī)酸既是水果的重要營養(yǎng)成分，也是水果的重要風(fēng)味物質(zhì)，其構(gòu)成和含量水平是決定水果甜酸風(fēng)味的關(guān)鍵因素［15］。葡萄果實(shí)中最主要的可溶性糖是葡萄糖和果糖，蔗糖含量較低［16］。葡萄果實(shí)中最主要的有機(jī)酸是酒石酸和蘋果酸，約占總酸含量的90%，同時(shí)還有少許檸檬酸以及一些其它不含氮的有機(jī)酸［17］。鈣在植物生長發(fā)育過程中，不僅是營養(yǎng)物質(zhì)，而且對(duì)植物的生理生化過程有很重要的調(diào)節(jié)作用［18］。研究表明，鈣能夠促進(jìn)果實(shí)糖的積累，對(duì)有機(jī)酸的積累也有一定影響，Ca2+可與有機(jī)酸結(jié)合為不溶性的鈣鹽［19］。李天來等［20］研究表明，葉面噴施0.5%硝酸鈣增加了果實(shí)發(fā)育中后期蔗糖含量，具有改善嫁接厚皮甜瓜果實(shí)品質(zhì)的作用。和銀霞等［21］研究表明，采前噴鈣降低了貯藏期歐李果實(shí)的腐爛率，顯著增加了果實(shí)中的蔗糖、葡萄糖、山梨糖醇、蘋果酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸和草酸含量以及糖酸比。沙守峰等［22］研究表明，葉面噴鈣提高了梨果果糖、葡萄糖含量，降低了檸檬酸含量，進(jìn)而提高果實(shí)總糖含量、減少總酸含量，提高‘早金酥’梨果實(shí)品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，‘夏黑’葡萄外源噴施0.1%氨基酸鈣溶液可增加果實(shí)成熟期葡萄糖、果糖、酒石酸和草酸的含量；外源噴施0.5%硝酸鈣溶液可增加果實(shí)成熟期果糖、葡萄糖、蔗糖的含量，降低酒石酸、檸檬酸的含量，這可能是由于Ca2+與有機(jī)酸結(jié)合成了不溶性的鈣鹽，從而降低了有機(jī)酸的含量。

鈣對(duì)果實(shí)品質(zhì)具有重要的作用，尤其是在果實(shí)發(fā)育的后期，果實(shí)中鈣含量的多少影響著果實(shí)的品質(zhì)及儲(chǔ)存和運(yùn)輸。翟忠琴［23］研究表明，施鈣可以提高葡萄糖度和延長貯藏期。徐興林等［24］關(guān)于高效鈣在葡萄上的應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明，果實(shí)補(bǔ)鈣后，可使葡萄含糖量增加。管學(xué)強(qiáng)等［25］研究了噴鈣對(duì)紅地球葡萄果實(shí)鈣含量和品質(zhì)的影響，研究結(jié)果表明，果穗噴施硝酸鈣顯著增加了果實(shí)可溶性固形物含量。劉鑫銘等［26］研究表明，噴施鈣肥能顯著提高夏黑葡萄果實(shí)中可溶性固形物、總糖及維生素C含量，降低果實(shí)酸度，延長采后貯藏時(shí)間。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，‘夏黑’葡萄外源噴施鈣肥可顯著影響果實(shí)品質(zhì)，外源噴施不同濃度的氨基酸鈣和硝酸鈣溶液均能提高葡萄的果實(shí)硬度、可溶性固形物和可溶性糖含量，降低可滴定酸含量，其中噴施0.1%氨基酸鈣溶液、0.5%硝酸鈣溶液的效果更佳。

4 結(jié)論

‘夏黑’葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期果穗進(jìn)行外源噴施鈣肥處理可影響葡萄果實(shí)的糖酸積累以及其他果實(shí)品質(zhì)。外源噴施0.1%氨基酸鈣溶液可促進(jìn)果實(shí)成熟期果糖和葡萄糖的積累，抑制酒石酸和草酸的降解，顯著增加果實(shí)硬度和可溶性糖含量，并顯著降低可滴定酸含量。外源噴施0.5%硝酸鈣溶液可促進(jìn)果實(shí)成熟期果糖、葡萄糖、蔗糖和草酸的積累，促進(jìn)酒石酸、檸檬酸的降解，顯著增加果實(shí)硬度、可溶性固形物和可溶性糖含量，降低可滴定酸含量。綜合糖酸組分和其它果實(shí)品質(zhì)，葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期，外源噴施0.5%硝酸鈣溶液提升‘夏黑’葡萄果實(shí)品質(zhì)效果更佳。