湖北三峽庫(kù)區(qū)晚熟臍橙不同海拔果實(shí)品質(zhì)變化及枯水防控技術(shù)研究

吳黎明，何利剛，王志靜，宋 放，王 策，蔣迎春，劉繼紅，彭抒昂，鮑江峰，吳述勇，廖勝才，向 進(jìn)

(1 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)茶葉研究所/湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心果樹(shù)茶葉研究分中心，武漢，430064；2 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，武漢，430070；3 湖北省果茶辦公室，武漢，430064；4 湖北省秭歸縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖北秭歸，443699)

臍橙為我國(guó)優(yōu)良的柑桔種類，晚熟臍橙是指自然成熟期較晚的一類臍橙品種。如：倫晚臍橙，果實(shí)生長(zhǎng)期長(zhǎng)，掛樹(shù)時(shí)間在11個(gè)月以上，成熟期在第二年的3月下旬，可晚采至5月上旬，花果同樹(shù)。倫晚臍橙果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良，兼有晚熟特性，可以填補(bǔ)夏季優(yōu)質(zhì)柑桔鮮果的空缺[1-2]。我國(guó)三峽庫(kù)區(qū)“冬暖夏涼”，具備發(fā)展晚熟臍橙的優(yōu)越氣候條件，目前在湖北的秭歸、興山、巴東，重慶的巫山、奉節(jié)、云陽(yáng)等地已經(jīng)規(guī)模化種植。晚熟臍橙的發(fā)展，在優(yōu)化我國(guó)柑桔品種結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)鮮果供應(yīng)期等方面發(fā)揮著重要作用。但近年來(lái)，在三峽庫(kù)區(qū)晚熟臍橙生產(chǎn)中，部分區(qū)域和果園臍橙果實(shí)出現(xiàn)枯水現(xiàn)象(見(jiàn)圖1)。柑桔果實(shí)枯水是果肉汁胞的生理失調(diào)癥，是一種生理性病害，常常發(fā)生在果實(shí)成熟和采后貯藏過(guò)程中，導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)貯藏性能嚴(yán)重下降。枯水的果實(shí)出現(xiàn)含水量減少、質(zhì)量明顯減輕、果實(shí)“發(fā)泡”等特征，初期果肉表現(xiàn)出汁胞顏色變淺、囊瓣變厚變硬、汁胞?；痊F(xiàn)象，后期嚴(yán)重時(shí)果肉汁胞皺縮、變癟變干、果皮果肉分離、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量損失、果汁減少、果實(shí)風(fēng)味寡淡、失去食用價(jià)值和商品價(jià)值[3-6]。湖北三峽庫(kù)區(qū)晚熟臍橙果實(shí)的“枯水”生理病害，通常先從果實(shí)中心柱附近果肉汁胞開(kāi)始，后漸向兩邊發(fā)展，枯水汁胞顏色變淡，初期形成膠粒狀，后期汁泡皺縮，出汁率減少，單果質(zhì)量明顯減輕，果實(shí)密度減小，內(nèi)質(zhì)低劣，但從果實(shí)外觀看無(wú)明顯癥狀。

圖1 倫晚臍橙枯水果實(shí)和正常果實(shí)

已有的研究表明，氣象因子、地理位置、海拔、土壤等生態(tài)條件是柑桔品質(zhì)形成的重要基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)中柑桔種植區(qū)域規(guī)劃和柑桔品種適地適栽的重要依據(jù)，其中海拔和氣象因子如光、溫、水等是影響柑桔品質(zhì)形成的重要生態(tài)條件[7]。在柑桔種植地選擇時(shí)，品種的栽培地理位置尤其海拔對(duì)果實(shí)品質(zhì)有較大影響。海拔通過(guò)溫度的變化來(lái)影響柑桔的品質(zhì)，尤其對(duì)含酸量的變化有顯著影響。柑桔含酸量與海拔呈現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系，而決定柑桔風(fēng)味的糖酸比值和固酸比值則與海拔呈現(xiàn)出極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系[8-9]。晚熟臍橙果實(shí)生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，果實(shí)需要越冬栽培。通過(guò)前期研究工作，證實(shí)湖北三峽庫(kù)區(qū)晚熟臍橙采前果實(shí)枯水主要由冬季低溫引起[10]。海拔與溫度緊密相關(guān)，兩者是限制湖北三峽庫(kù)區(qū)晚熟臍橙栽培的重要因子。

本試驗(yàn)以倫晚臍橙為材料，一是研究調(diào)查不同海拔晚熟臍橙果實(shí)枯水和品質(zhì)情況，評(píng)價(jià)晚熟臍橙不同海拔栽培的果實(shí)品質(zhì)表現(xiàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，確定湖北三峽庫(kù)區(qū)晚熟臍橙的區(qū)域化布局和適宜栽培區(qū)域，對(duì)湖北晚熟柑桔安全優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)和枯水防控具有重要指導(dǎo)意義；二是研究冬季果實(shí)套袋和覆膜(地面覆膜和樹(shù)冠覆膜)對(duì)果實(shí)枯水及品質(zhì)的影響，為采前果實(shí)枯水的栽培防控技術(shù)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

(1)用于晚熟臍橙區(qū)域(海拔)布局研究的供試材料采自湖北省秭歸縣郭家壩鎮(zhèn)鄧家坡村、王家?guī)X村(長(zhǎng)江南面)及歸州鎮(zhèn)屈原廟村(長(zhǎng)江北面)的倫晚臍橙果園，果園均采用常規(guī)管理。

(2)用于套袋和覆膜的供試材料來(lái)自秭歸縣郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X村海拔520 m的果園，以倫晚臍橙品種果實(shí)為試材。試驗(yàn)果屬于典型的山地果園，土質(zhì)為砂壤土，pH值6.5左右，常規(guī)管理，肥力中等。由成年柑桔樹(shù)通過(guò)高接換種嫁接倫晚臍橙，高接樹(shù)樹(shù)齡8年生，處于結(jié)果盛期，年產(chǎn)量40～80 kg/株。栽植株行距2 m × 4 m，基砧為紅桔，中間砧為羅伯遜臍橙。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和采樣方法

1.2.1 海拔布局研究 于2016年和2018年的春季(4月中上旬開(kāi)花期)分別采摘種植海拔200～500 m的果實(shí)。同一側(cè)種植山體，GPS定位，海拔300～400 m范圍增加采樣密度，每隔15 m高度進(jìn)行采樣，采收后盡快運(yùn)送回實(shí)驗(yàn)室(湖北省農(nóng)科院果樹(shù)茶葉研究所科技大樓)。每個(gè)采樣海拔隨機(jī)選取30個(gè)果樣進(jìn)行試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)枯水率，計(jì)算枯水指數(shù)，測(cè)定果實(shí)品質(zhì)(可溶性固形物、可滴定酸、維生素C、水分、果肉顏色等)。

1.2.2 冬季套袋與樹(shù)冠覆膜防枯水研究 以倫晚臍橙品種為試材，在海拔520 m處選擇具有代表性的高接換種結(jié)果樹(shù)，以單株為試驗(yàn)小區(qū)，3次重復(fù)。套袋處理為2013年12月19日采用淺黃色單層牛皮袋(大小為150 mm×180 mm，山東萊陽(yáng)市新臺(tái)果袋廠生產(chǎn))進(jìn)行單果套袋，一直套袋至采摘結(jié)束，每株樹(shù)套袋50個(gè)果，以不套袋的作為對(duì)照。同時(shí)分開(kāi)進(jìn)行覆膜試驗(yàn)，采用樹(shù)冠覆膜方式，以不覆膜作對(duì)照，3株樹(shù)作為一小區(qū)，重復(fù)3次，覆膜自12月19日起至翌年2月4日(立春)揭膜。聚乙烯薄膜，厚度為0.02 cm，覆蓋整個(gè)樹(shù)冠。2014年3月上旬調(diào)查果實(shí)落果率，4月中下旬檢測(cè)果實(shí)枯水情況，計(jì)算果實(shí)枯水率。果實(shí)品質(zhì)分析取樣時(shí)間為4月24日。覆膜試驗(yàn)進(jìn)行取樣時(shí)，每株樹(shù)于東、西、南、北、中5個(gè)方位隨機(jī)取5個(gè)果實(shí)，每個(gè)小區(qū)合計(jì)15個(gè)果實(shí)，覆膜處理和對(duì)照均采集45個(gè)果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)分析。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 果實(shí)枯水等級(jí)測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[11-13]的方法，并稍作修改，對(duì)果實(shí)枯水級(jí)別進(jìn)行評(píng)估分級(jí)。將果實(shí)在赤道平面上切成相等的兩半，通過(guò)測(cè)量每個(gè)汁胞的飽滿程度和干枯情況來(lái)評(píng)估枯水程度：未枯水，正常，0級(jí)；枯水面積低于25%，輕度，1級(jí)；枯水面積25%～50%，中度，2級(jí)；枯水面積超過(guò)50%，嚴(yán)重，3級(jí)。果實(shí)枯水指數(shù)=[∑(果實(shí)枯水級(jí)值×該級(jí)別果數(shù))]/(總果數(shù)×最高級(jí)值)。

1.3.2 果實(shí)水分測(cè)定 果實(shí)組織含水量測(cè)定采用烘干稱量法和糖液浸提法，自由水的量可根據(jù)所加糖液濃度的降低量來(lái)計(jì)算，由組織的總含水量減去自由水量求得束縛水量。果實(shí)出汁率為采用榨汁機(jī)榨取汁液所得果汁質(zhì)量與果實(shí)質(zhì)量之比。

1.3.3 果實(shí)品質(zhì)分析 單果質(zhì)量采用電子天平測(cè)量。果汁采用榨汁機(jī)進(jìn)行制備，用于測(cè)定相關(guān)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)?？扇苄怨绦挝锖坎捎脭?shù)顯式測(cè)糖儀(Atago，PAL-1，東京，日本)測(cè)定，可滴定酸含量采用NaOH法測(cè)定[14]，維生素C含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法測(cè)定[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 海拔布局研究

2.1.1 不同海拔枯水率和枯水程度 2016年春季調(diào)查郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X村12個(gè)不同海拔倫晚臍橙果實(shí)枯水情況的結(jié)果表明，總體上，隨海拔升高，枯水率逐漸升高；海拔在360 m以下時(shí)，果實(shí)枯水率大多在20%以下，且枯水程度輕微；海拔高于360 m，海拔接近500 m時(shí)枯水率在80%以上，且枯水程度中等至嚴(yán)重(見(jiàn)圖2)。2018年春季調(diào)查郭家壩鎮(zhèn)鄧家坡村、郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X村、歸州鎮(zhèn)屈原廟村等不同海拔倫晚臍橙果實(shí)枯水情況的結(jié)果(見(jiàn)圖3至圖5)，與2016年春季調(diào)查結(jié)果類似。相關(guān)性分析結(jié)果表明，海拔與果實(shí)枯水指數(shù)和枯水率的相關(guān)性均達(dá)到了顯著水平，其中，歸州鎮(zhèn)屈原廟村海拔與果實(shí)枯水指數(shù)和枯水率的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平。即，湖北省秭歸縣倫晚臍橙果實(shí)枯水與海拔密切相關(guān)，在一定區(qū)域范圍內(nèi)呈顯著或極顯著正相關(guān)。以2018年3個(gè)區(qū)域不同海拔調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了果實(shí)枯水率(y)與海拔(x)的回歸方程，即y=0.340 8x-81.79(r=0.895**)；同時(shí)，建立了果實(shí)枯水指數(shù)(y)與海拔(x)與的回歸方程，即y=0.008x-2.063 3(r=0.821*)。

圖2 2016年春季秭歸王家?guī)X村不同海拔倫晚臍橙果實(shí)枯水率和枯水程度

2.1.2 不同海拔果實(shí)水分、干物質(zhì)含量及果實(shí)品質(zhì) 2016年春季在郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X村取樣分析結(jié)果表明，在海拔200～320 m范圍內(nèi)，在果實(shí)成熟期間，倫晚臍橙果實(shí)含水量以及內(nèi)在物質(zhì)含量比較穩(wěn)定，其含量差異較小，波動(dòng)較??；海拔在320 m 以上，隨海拔升高，果肉和果皮水分(自由水)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，而干物質(zhì)含量有所上升，與果實(shí)枯水存在一定相關(guān)性(見(jiàn)圖6)。隨海拔增加，可溶性固形物含量降低，酸含量升高，維生素C含量呈下降趨勢(shì)，品質(zhì)下降(見(jiàn)圖7)。

圖3 2018年春季秭歸鄧家坡村不同海拔倫晚臍橙果實(shí)枯水率和枯水程度

圖4 2018年春季秭歸王家?guī)X村不同海拔倫晚臍橙果實(shí)枯水率和枯水程度

圖5 2018年春季秭歸屈原廟村不同海拔倫晚臍橙果實(shí)枯水率和枯水程度

圖6 不同海拔倫晚臍橙果實(shí)水分和干物質(zhì)含量

圖7 不同海拔倫晚臍橙果實(shí)品質(zhì)

2.1.3 不同海拔果汁色澤 2018年春季在郭家壩鎮(zhèn)鄧家坡村、郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X村、歸州鎮(zhèn)屈原廟村取樣分析結(jié)果表明，果汁色澤隨海拔變化呈現(xiàn)出相似規(guī)律，果汁亮度(L值)隨海拔升高變化較小，但有增加的趨勢(shì)；果汁黃色度(b值)隨海拔升高變化也較小，但到海拔400 m以上出現(xiàn)下降趨勢(shì)；果汁紅色度(a值)先是隨海拔升高逐漸升高，當(dāng)海拔上升至350 m或360 m以上后出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，紅色度急劇下降，數(shù)值甚至轉(zhuǎn)為負(fù)值，果汁顏色偏淡，果實(shí)品質(zhì)相應(yīng)下降(見(jiàn)圖8至圖10)。

圖8 2018年春季秭歸鄧家坡村不同海拔倫晚臍橙果實(shí)果汁色澤

圖9 2018年春季秭歸王家?guī)X村倫晚臍橙不同海拔果實(shí)果汁色澤

圖10 2018年春季秭歸屈原廟村倫晚臍橙不同海拔果實(shí)果汁色澤

2.2 冬季套袋與樹(shù)冠覆膜防枯水研究

2.2.1 冬季套袋對(duì)果實(shí)枯水發(fā)生和品質(zhì)的影響 在郭家壩鎮(zhèn)王家?guī)X村海拔520 m的果園進(jìn)行果實(shí)套袋的試驗(yàn)結(jié)果表明，套袋顯著改善了海拔520 m處果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)枯水狀況，果實(shí)枯水率顯著減少，枯水率由26.7%降至6.0%，可食率、果汁率和可溶性固形物含量較對(duì)照顯著增加，可滴定酸含量保持較高水平，固酸比值處于合適范圍，風(fēng)味濃郁，甜酸化渣，果實(shí)品質(zhì)得到極大提高(見(jiàn)表1)。

表1 海拔520 m處倫晚臍橙套袋后果實(shí)品質(zhì)

2.2.2 冬季樹(shù)冠覆膜對(duì)果實(shí)枯水發(fā)生和品質(zhì)的影響 冬季對(duì)海拔520 m處倫晚臍橙樹(shù)進(jìn)行樹(shù)冠覆膜處理，翌年春季進(jìn)行果實(shí)枯水和品質(zhì)檢測(cè)。結(jié)果表明，樹(shù)冠覆膜顯著改善了果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)枯水狀況，果實(shí)枯水發(fā)生率顯著減少，由對(duì)照的40.9%降至15.7%，且保證了果實(shí)品質(zhì)，可食率、果汁率和可溶性固形物含量較對(duì)照顯著增加，固酸比值適宜，風(fēng)味濃郁，甜酸化渣(見(jiàn)表2)。

表2 海拔520 m處倫晚臍橙樹(shù)冠覆膜后果實(shí)品質(zhì)

3 討論

3.1 湖北三峽庫(kù)區(qū)晚熟臍橙區(qū)域化布局

有研究者，在重慶奉節(jié)晚熟臍橙(鳳晚和鮑威爾臍橙)上的研究結(jié)果認(rèn)為，果實(shí)枯水果率和枯水指數(shù)均與海拔呈負(fù)相關(guān)，但多數(shù)未達(dá)到顯著水平，且相關(guān)系數(shù)的年際變化較大[16]。本試驗(yàn)在湖北省秭歸縣晚熟臍橙(倫晚)上的研究結(jié)果表明，倫晚臍橙果實(shí)枯水與海拔密切關(guān)聯(lián)，在一定區(qū)域范圍內(nèi)呈顯著或極顯著正相關(guān)，即海拔越高，氣溫較低，容易造成果實(shí)枯水，枯水率和枯水指數(shù)增加，品質(zhì)下降，與上述結(jié)果不同。這可能與各試驗(yàn)?zāi)攴荽髿夂驐l件及品種不同有關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)，在湖北省秭歸縣冬季氣溫較低的年份，翌年春季晚熟臍橙發(fā)生果實(shí)枯水(如最近的2018年和2016年春季)，在試驗(yàn)區(qū)域長(zhǎng)江北面海拔200～350 m(長(zhǎng)江南面200～360 m)種植范圍內(nèi)，倫晚臍橙果實(shí)枯水率在20%以下，且果實(shí)枯水輕微，果實(shí)品質(zhì)較優(yōu)；海拔大于350 m(或360 m)，果實(shí)枯水率明顯增加，枯水程度中等至嚴(yán)重，海拔450 m以上的枯水率超過(guò)了80%以上，果實(shí)品質(zhì)顯著降低。由此認(rèn)為，在湖北三峽庫(kù)區(qū)，長(zhǎng)江南面晚熟臍橙適宜區(qū)域化種植在海拔360 m以下，長(zhǎng)江北面在海拔350 m以下，如種植海拔高于相應(yīng)區(qū)域，則存在較高的果實(shí)枯水風(fēng)險(xiǎn)，需要采取相應(yīng)栽培技術(shù)措施規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 冬季果實(shí)套袋和樹(shù)冠覆膜對(duì)晚熟臍橙果實(shí)枯水和品質(zhì)的影響

冬季果實(shí)套袋在有些年份可以避免低溫寒害對(duì)果實(shí)的傷害，使果實(shí)正常進(jìn)行新陳代謝。有研究者在重慶長(zhǎng)壽區(qū)開(kāi)展了晚熟柑桔果實(shí)防凍栽培研究，認(rèn)為氣象站天氣預(yù)報(bào)最低溫<1.6 ℃，果園高海拔處或低洼處的臍橙樹(shù)冠溫度將低至-2～-4 ℃，使晚熟臍橙果實(shí)出現(xiàn)凍害，應(yīng)進(jìn)行防凍栽培；采用果實(shí)套袋或樹(shù)冠覆膜能略微提高果面日平均溫度和日平均最低溫度，對(duì)減輕果實(shí)凍害起了一定作用，可降低果實(shí)枯水指數(shù)[17]。這一觀點(diǎn)與我們研究的結(jié)果一致。本試驗(yàn)初步認(rèn)為，冬季果實(shí)套袋和樹(shù)冠覆膜有助于減輕或防止晚熟臍橙果實(shí)枯水，降低枯水率和枯水指數(shù)，可以提高果實(shí)含水量、可溶性固形物含量和可滴定酸含量，明顯改善果實(shí)品質(zhì)。

本研究發(fā)現(xiàn)，冬季套袋的果實(shí)枯水率6%，低于樹(shù)冠覆膜的15.7%，防止果實(shí)枯水的效果更好。冬季樹(shù)冠覆膜對(duì)防止落果效果十分顯著，落果率控制在4%左右，對(duì)防止果實(shí)枯水也有較好的效果，而且該方式簡(jiǎn)便、勞動(dòng)量小且成本較低，可以在大規(guī)模生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，地面覆膜可以提高地溫，對(duì)樹(shù)體和根系起到一定防寒保暖作用。建議，在存在低溫寒害風(fēng)險(xiǎn)的晚熟臍橙生產(chǎn)區(qū)域開(kāi)展試驗(yàn)，對(duì)采用冬季地面覆膜+樹(shù)冠覆膜措施防止果實(shí)枯水的效果進(jìn)行驗(yàn)證后，加以推廣應(yīng)用。生產(chǎn)精品晚熟臍橙的果園，提倡在冬季進(jìn)行單果套袋，以提升果實(shí)外觀和內(nèi)在品質(zhì)。

近年，晚熟臍橙在湖北(秭歸、興山和巴東)三峽庫(kù)區(qū)發(fā)展較快，目前已發(fā)展1.07萬(wàn)hm2(16萬(wàn)畝)。由于種植效益高，部分果農(nóng)不遵循區(qū)域規(guī)劃，盲目種植，甚至在海拔550 m以上進(jìn)行種植。由于年份間氣候有差異，異常低溫和高海拔形成的低溫及霜凍可以使晚熟臍橙果實(shí)品質(zhì)嚴(yán)重下降，可食率、果汁率降低，酸下降快，化渣性差，甚至果實(shí)發(fā)生枯水。在冬季容易出現(xiàn)低溫霜凍的高海拔地區(qū)或者低洼、北風(fēng)口、陰坡等處，不宜盲目發(fā)展晚熟臍橙。這些地區(qū)已建的果園，為避免低溫冷害，應(yīng)根據(jù)氣象部門或者實(shí)測(cè)果園溫度，在低溫霜凍來(lái)臨之前做好防凍工作，通過(guò)采取果實(shí)套袋、樹(shù)冠覆膜等技術(shù)措施，防止或減輕果實(shí)枯水，提高果實(shí)品質(zhì)。