復(fù)合肥與納米幾丁質(zhì)混合噴施對(duì)圓黃梨品質(zhì)的影響

呂珍珍，郭獻(xiàn)平，吳中營(yíng)，韓永平，王東升

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，河南鄭州 450002)

水果的風(fēng)味與果實(shí)的可溶性糖和有機(jī)酸含量及其比例緊密相關(guān)[1,2]。目前，多數(shù)梨園生產(chǎn)管理中普遍存在重施化肥、輕施有機(jī)肥，果實(shí)品質(zhì)差的問題，迫切需要一種新型的功能性肥料來(lái)解決此類問題。幾丁質(zhì)是一種六碳糖多聚體，化學(xué)結(jié)構(gòu)與植物纖維素相似，性質(zhì)穩(wěn)定，廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲等的甲殼以及高等真菌的外壁和細(xì)胞壁內(nèi)，在自然界中的蘊(yùn)藏量非常大。納米幾丁質(zhì)是由幾丁質(zhì)原材料經(jīng)酸水解制備所

得。近些年，納米材料已在多種植物上被研究其施用效應(yīng)，例如氮肥中添加納米氫醌和納米茶多酚處理小白菜[3]，納米劑包膜氮肥處理早稻[4]，納米材料水澆灌玉米植株[5]，納米膠片水培育生菜[6]均可增加植株對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收量，使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)得到提升。研究證實(shí)，納米幾丁質(zhì)能夠通過影響光合作用和礦質(zhì)元素含量達(dá)到改善小麥質(zhì)量的效果[7]。Cheng等[8]發(fā)現(xiàn)納米幾丁質(zhì)參與調(diào)節(jié)小麥花期和灌漿期碳氮代謝途徑，增加干物質(zhì)積累，提高產(chǎn)量和粗蛋白含量。對(duì)生長(zhǎng)在砂質(zhì)土壤中的小麥?zhǔn)┯眉{米肥料能夠顯著提高產(chǎn)量[9]。因此，筆者試用納米幾丁質(zhì)做助劑與水溶性復(fù)合肥混合噴施圓黃梨樹，研究對(duì)梨果品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)園概況

試驗(yàn)于2019年在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地國(guó)家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系鄭州綜合試驗(yàn)站示范梨園內(nèi)進(jìn)行。園地平坦，砂壤土，土層深厚，含有機(jī)質(zhì)0.68%，全氮0.03%，速效氮62.52 mg/kg，有效磷148.47 mg/kg，速效鉀419.1 mg/kg，pH值8.3，有灌溉條件，管理水平良好。當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?4.4 ℃，日照1938 h，降水量656.3 mm，無(wú)霜期224 d。栽植圓黃梨，株行距2 m×4 m，南北行向，紡錘形樹形，10年生，樹勢(shì)中庸(圖1)。行間自然生草。

圖1 圓黃梨紡錘形樹形

1.2 試驗(yàn)材料

①氮磷鉀復(fù)合肥 (20%-20%-20%)水溶肥，購(gòu)自史丹利化肥股份有限公司，A為0.2%氮磷鉀復(fù)合肥(20%-20%-20%)水溶肥。②幾丁質(zhì)原材料，購(gòu)自Sigma公司。納米幾丁質(zhì)水懸浮液是經(jīng)XUE[7]等人改良的酸水解法制得，B為0.003%納米幾丁質(zhì)(圖2)。

圖2 納米幾丁質(zhì)水懸浮液

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)以0.2%氮磷鉀復(fù)合肥液A與0.003%納米幾丁質(zhì)液水懸浮液B按3個(gè)不同比例(1∶1、0.75∶1、0.25∶1)混合后噴施，即處理T1(A+B)、T2(0.75A+B)、T3(0.5A+B)，另設(shè)單噴0.003%納米幾丁質(zhì)T4(B)、單噴0.2%復(fù)合肥T5(A)，設(shè)空白對(duì)照CK(清水)。

選取生長(zhǎng)勢(shì)和負(fù)載量一致的圓黃梨植株，每個(gè)處理設(shè)為單株小區(qū)，重復(fù)3次，隨機(jī)排列，計(jì)18株樹。分別于幼果期(盛花期后20 d即4月17日和盛花期后30 d即4月27日)2次全樹噴施。果實(shí)成熟時(shí)(8月13日)，各處理在樹冠中部四周隨機(jī)分散摘取梨果10個(gè)，每處理共取30個(gè)，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

果實(shí)縱橫徑測(cè)量用游標(biāo)卡尺，單果重用電子天平，果實(shí)硬度用數(shù)顯硬度計(jì)GY-4。

各處理每重復(fù)分別取1個(gè)果，去除果皮，果肉切碎，充分混合后放入-80 ℃冰箱液氮速凍(保持蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶酶活性)待測(cè)。測(cè)定可溶性固形物含量用數(shù)顯糖度計(jì)(Atago，PAL-1，日本)，可溶性糖含量用蒽酮比色法，可滴定酸含量用NaOH中和滴定法，糖組分(葡萄糖、果糖、蔗糖、山梨醇)用高效液相色譜法(Waters e2695)，蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性用酶試劑盒(北京索萊寶生物科技公司)法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖，SPSS 20.0進(jìn)行差異顯著性分析，新復(fù)極差法(Duncan)檢測(cè)不同數(shù)據(jù)組間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)圓黃梨果實(shí)品質(zhì)的影響

如表1，0.2%氮磷鉀復(fù)合肥液與0.003%納米幾丁質(zhì)液按不同比例配施，可改善圓黃梨外觀品質(zhì)。以T2(0.75A+B)處理的整體效果為佳。單果重(480.8 g)，縱徑(85.5 mm)、橫徑(97.7 mm)均顯著大于其他處理；僅果實(shí)硬度(2.99 kg/cm2)顯著低于處理T4-B(3.51 kg/cm2)，而與其他所有處理無(wú)顯著差異；可溶性固形物含量最高，與處理T1(A+B)、T3(0.5A+B)無(wú)顯著差異而顯著高于處理T4(B)；T5(A)，CK；可滴定酸含量最低但與其它所有處理無(wú)顯著差異。

觀察果實(shí)發(fā)現(xiàn)，T2(0.75A+B)處理比T5(A)處理的果皮顏色整體偏黃，成熟度較好(圖3)?？梢?，在梨果生產(chǎn)中，將納米幾丁質(zhì)作為一種肥料輔助劑施用有望改善果品質(zhì)量。

表1 不同處理對(duì)圓黃梨果實(shí)品質(zhì)的影響

圖3 復(fù)合肥與納米幾丁質(zhì)配合噴施的果實(shí)外觀狀

2.2 不同處理對(duì)圓黃梨果實(shí)糖組分含量的影響

由圖4可知，處理T2(0.75A+B)與常規(guī)施肥量T5(A)相比，梨果實(shí)中蔗糖含量分別為69.1 mg/g和48.6 mg/g，前者比后者提高了42.2%，差異顯著；另3種糖組分葡萄糖、果糖和山梨醇含量差異都不顯著。處理T2(0.75A+B)對(duì)梨果實(shí)蔗糖的增幅顯著，推測(cè)與蔗糖代謝兩種相關(guān)酶活性(SS和SPS)有關(guān)。

圖4 復(fù)合肥與納米幾丁質(zhì)配合噴施對(duì)圓黃梨糖組分含量的影響

2.3 不同處理對(duì)圓黃梨果實(shí)糖代謝相關(guān)酶的影響

據(jù)圖5可知，T2(0.75A+B)和T5(A) 處理比較，SS酶活性分別為2.1 μmol·min-1·g-1·FW和1.0 μmol·min-1·g-1·FW，前者比后者提高了1.1倍，差異顯著；SPS酶活性分別為13.33 μmol·min-1·g-1·FW和6.4 μmol·min-1·g-1·FW，差異顯著。推測(cè)納米幾丁質(zhì)是通過參與SS和SPS酶代謝調(diào)節(jié)過程，調(diào)控了果實(shí)糖分含量與轉(zhuǎn)化分配，進(jìn)而影響果實(shí)品質(zhì)。

圖5 復(fù)合肥與納米幾丁質(zhì)配合噴施對(duì)圓黃梨SS酶和SPS酶活性的影響

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)所用0.2%水溶復(fù)合肥(20%-20%-20%)與0.003%納米幾丁質(zhì)水懸浮液以0.75∶1混配比例噴施幼果期圓黃梨樹，比噴施其他混配比例、單噴復(fù)合肥、單噴納米幾丁質(zhì)時(shí)，果實(shí)綜合品質(zhì)指標(biāo)均佳。其中與單噴0.2%的水溶復(fù)合肥相比，單果重(480.8 g、429.3 g)提高12%；果實(shí)中蔗糖含量(69.1 mg/g、48.6 mg/g)提高了42.2%；蔗糖合成酶(SS)活性(2.1 μmol·min-1·g-1·FW和1.0 μmol·min-1·g-1·FW)，提高1.1倍；蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性(13.33 μmol·min-1·g-1·FW、6.4 μmol·min-1·g-1·FW)，提高1.08倍。這些指標(biāo)均差異顯著，說明納米幾丁質(zhì)與肥料配施具有協(xié)同增效的作用，起到改善果實(shí)品質(zhì)的效果。并且比常規(guī)施肥量節(jié)肥，達(dá)到優(yōu)化果園肥水管理的效果，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較好的應(yīng)用前景。

梨果實(shí)中的蔗糖、葡萄糖和果糖是主要的可溶性糖, 其含量對(duì)果實(shí)品質(zhì)起重要作用。蔗糖可作為調(diào)節(jié)草莓果實(shí)發(fā)育和成熟的信號(hào)[10]，蔗糖代謝又是糖積累的重要環(huán)節(jié)[11]。許多學(xué)者在蘋果、葡萄、桃、獼猴桃、草莓、芒果和柑桔中發(fā)現(xiàn)蔗糖代謝相關(guān)酶與果實(shí)糖積累之間存在密切聯(lián)系[12,13]。肥料與納米幾丁質(zhì)配施，后者通過參與蔗糖代謝途徑調(diào)節(jié)蔗糖代謝相關(guān)酶活性來(lái)影響果實(shí)內(nèi)不同糖組分含量，尤其是蔗糖。