殘次果發(fā)酵液的組分及其對梨果品質(zhì)的影響

周家一，汪曉謙，杜國棟

（沈陽農(nóng)業(yè)大學園藝學院，沈陽 110866）

秋子梨在我國北方地區(qū)有著廣泛的分布與種植，如‘南果梨’為遼寧鞍山地區(qū)重要的特色園藝商品。隨著‘南果梨’栽培面積和產(chǎn)量逐年增加，果園中產(chǎn)出一定數(shù)量的生理落果、病蟲害果、鳥啄果等低品質(zhì)果。殘次果實中養(yǎng)分豐富，從資源角度考慮，如果將殘次果實丟棄，會導致果園中可利用養(yǎng)分的流失，這種流失往往需要大量的化肥來補充；從病蟲害角度考慮，殘次果中往往攜帶著蟲卵和病菌，如果不及時清理，會為病蟲提供繁殖或越冬的場所，增大果園病蟲害的防控壓力[1]。因此，殘次果實循環(huán)再利用成為梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的緊迫問題之一。

通過收集梨園中的自然落果、疏掉的果等殘次果實，經(jīng)發(fā)酵后施入果園，可有效提高土壤肥力，增加土壤中有益菌的豐度，使果樹與土壤之間達到良性的能量循環(huán)[2]。施用液體肥還減少了化肥的施用量，實現(xiàn)節(jié)本增效；同時殘次果處理后降低了病蟲害發(fā)生的風險，減少農(nóng)藥的施用[3]。有研究表明，植物源發(fā)酵液既能一定程度改善果園土壤環(huán)境，同時又對植物具有良好的營養(yǎng)和生理調(diào)節(jié)作用[4]。尹成苗等人研究表明，澆灌不同濃度的有機物料發(fā)酵液均不同程度地提高連作土壤的有機質(zhì)、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷和速效鉀含量[5]；聶松青等研究表明，以大豆為原料制成的發(fā)酵液能夠顯著提升‘玫瑰香’葡萄的還原糖、單寧及總酚含量[6]。植物源發(fā)酵液在發(fā)酵過程中，pH值最終會穩(wěn)定在3.3～3.5，發(fā)酵液中富含氨基酸等，易于植物吸收[7]。在低pH值的環(huán)境下，發(fā)酵液本身不會存在大量繁殖的致病菌，合理施用可以抑制病、蟲的發(fā)生為害。同時可以緩解一些地區(qū)的土壤鹽堿，增加微生物豐度，提高植物的根系活力。目前，以梨果實為原料制作的殘次果發(fā)酵工藝及施用方式，發(fā)酵液的氨基酸種類含量尚不明確。因此，本試驗擬通過將發(fā)酵液與現(xiàn)有菌肥的氨基酸種類及含量進行比較分析，結(jié)合梨園土壤追肥，明確發(fā)酵液對果實品質(zhì)的影響，探尋一條殘次果實的資源化利用途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年在沈陽農(nóng)業(yè)大學秋子梨試驗園進行。以7年生‘寒香’梨為試材，選取長勢一致、負載量大致相同的7 株，用于施發(fā)酵液試驗。殘次果實為果園中收集的生理落果、病蟲害果、畸形果及鳥啄果。

將收集的各類殘次果實切成直徑＜5 cm 的小塊備用。在果園附近挖長、寬、深為10 m×1.5 m×0.8 m 的發(fā)酵池，用塑料薄膜墊底（防液體滲漏）。以殘次果實∶糖蜜∶水為6∶1∶10 的比例，在有氧條件下進行發(fā)酵，定期攪拌放氣，發(fā)酵液pH 值穩(wěn)定在3.4 時制成殘次果發(fā)酵液。

1.2 試驗處理

試驗設置殘次果發(fā)酵液體肥、BMC 液體肥、紅茶菌液體肥和不施肥（CK）4 個處理。其中，BMC 液體肥為日本進口發(fā)酵液體肥，紅茶菌液體肥是以馬齒莧為植物源制成的液體肥。在果實采收前30 d 分2 次施入發(fā)酵液，間隔7 d。使用時將母液稀釋1 000 倍，采用環(huán)狀溝方法，株施發(fā)酵液2 000 mL，重復7 次。環(huán)狀溝寬0.2 m、深0.2 m，內(nèi)圈距樹干0.2 m。

于9月28日采集果實，每個處理隨機采摘50 個大小大致相同、成熟度較為一致、無病蟲害的梨果，用于后續(xù)的指標測定。

1.3 測定項目與方法

發(fā)酵液中氨基酸的種類與含量的測定采用高效液相色譜法。

果實品質(zhì)的測定，用千分之一天平測樣品的質(zhì)量并記錄，GY-4 水果硬度計測量樣品的硬度，游標卡尺測樣品的橫徑、縱徑，手持折光儀測定果實的可溶性固形物，蒽酮比色法測定還原糖，酸堿滴定法測定可滴定酸含量，TCA 比色法測定抗壞血酸（Vc）含量，DPPH-自由基消除法測定抗氧化性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵液中氨基酸的種類與含量

表1數(shù)據(jù)顯示，發(fā)酵液體肥中的氨基酸種類多，含量豐富。殘次果發(fā)酵液檢測到氨基酸種類為20種，紅茶菌發(fā)酵液為16種，BMC發(fā)酵液為13種。殘次果發(fā)酵液含量較高的有丙氨酸（含量高達124.08 μg·mL-1，占氨基酸總含量17.6%）和甘氨酸（含量高達104.17 μg·mL-1，占氨基酸總含量14.8%）；其次為與植物能量代謝密切相關(guān)的絲氨酸族氨基酸（占氨基酸總含量3.4%）、天門冬氨基酸族氨基酸（占氨基酸總含量10.7%）和谷氨酸族氨基酸（占氨基酸總含量8.6%），這3 類氨基酸都可以通過與植物呼吸代謝的中間產(chǎn)物進行轉(zhuǎn)化，為果樹的生長發(fā)育提供能量。

表1 不同發(fā)酵液的氨基酸種類及含量 μg·mL-1

2.2 施用不同發(fā)酵液對果實外觀品質(zhì)的影響

表2數(shù)據(jù)顯示，施用BMC 液體肥與紅茶菌液體肥后的果實大小及單果重較對照并無顯著差異。施用紅茶菌發(fā)酵液的果實硬度最高，顯著高于其他處理。施用殘次果發(fā)酵液的果實硬度、橫縱徑、單果重均顯著高于其他處理。

表2 不同發(fā)酵液處理對果實硬度、單果重、橫縱徑的影響

2.3 施用不同發(fā)酵液對果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

表3數(shù)據(jù)顯示，各發(fā)酵液處理的可溶性固形物含量、可溶性糖、抗壞血酸含量均顯著高于對照，其中殘次果發(fā)酵液可溶性固形物、可溶性糖含量顯著高于另兩種液體肥，依次達到12.58%、11.83%。而可滴定酸含量低于對照。殘次果發(fā)酵液處理的糖酸比高于其他處理，為35.84，呈現(xiàn)較好的風味。然而，對照與BMC 發(fā)酵液處理的有較高水平的抗氧化性，均達到14.74，顯著高于另外兩種液體肥處理的。

表3 不同發(fā)酵液處理對果實品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

利用植物源物質(zhì)制作營養(yǎng)制劑有較多研究，比如發(fā)酵飲料[8]、發(fā)酵食物[9]、藥品等[10]。而用于制作液體肥料的相關(guān)研究較少[11，12]。蘋果果實發(fā)酵液能夠增加Fe2+的鰲合能力，進而促進蘋果樹吸收鐵離子[13]，在果實坐果后追施，可增加蘋果果實的可溶性固形物含量。在櫻桃發(fā)酵液和蘋果發(fā)酵液中，均測出較高的氨基酸含量，但氨基酸的種類和含量有所不同[14，15]。

已知梨果實與梨汁中均有豐富的氨基酸[16]。在本試驗中，梨殘次果發(fā)酵液中的氨基酸種類與含量，丙氨酸、甘氨酸含量較高，前者能提高果樹的抗病能力，后者則能促進植物生長，并且對光合作用有獨特的促進作用，進而增加果實的糖含量和維生素C 含量。與植物代謝相關(guān)的絲氨酸族氨基酸、天門冬氨基酸族氨基酸、谷氨酸族氨基酸占較高比例，這3 類氨基酸都可以通過與植物呼吸代謝的中間產(chǎn)物進行轉(zhuǎn)化，為果樹的生長發(fā)育提供能量。氨基酸相對于其他氮源能被植物優(yōu)先吸收，從而降低植物在吸收同化氮源時所消耗的能量，為果樹代謝供氮、供碳和供能，從而促進增產(chǎn)。本研究中，富含氨基酸的殘次果發(fā)酵液能夠提升果實品質(zhì)，這一結(jié)果與黃偉菁等的研究相似，可能是發(fā)酵液中的氨基酸基團等主要活性物質(zhì)發(fā)揮作用。

羅蕊等葉面噴施利用‘黃金梨’制作的發(fā)酵液，發(fā)現(xiàn)提高成齡梨樹果實的單果重、果型指數(shù)、硬度、可溶性固形物含量[17]；木薯淀粉發(fā)酵液會提升香蕉的果實品質(zhì)和產(chǎn)量[18]。本試驗中，環(huán)狀溝施發(fā)酵液后的梨果實單果重、橫縱徑、可溶性固形物、可溶性糖、抗壞血酸含量均顯著高于對照，且果實的可滴定酸含量有較低水平。內(nèi)在果實品質(zhì)的提升意味著風味更佳，果實發(fā)酵液處理對果實風味的提升效果優(yōu)于已有的紅茶菌液體肥與BMC 液體肥處理，這與前人的研究結(jié)論相似。