黃腐酸對陽光玫瑰葡萄果實品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

朱會調(diào)，高登濤，白茹*，馮建榮，魏志峰，劉麗

(1石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/特色果蔬栽培生理與種質(zhì)資源利用兵團重點實驗室，新疆 石河子 832003；2中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所，河南 鄭州 450009)

黃腐酸(Fulvic acid，F(xiàn)A)是腐植酸(HA)中的一個組分，是一種從天然腐殖質(zhì)中提取的能溶于酸、堿和水的芳香族類物質(zhì)[1]。研究表明黃腐酸分子可以通過植物根系吸收進(jìn)入植物體，提高細(xì)胞膜的通透性[2]、刺激植物的生長[3]和提高產(chǎn)量[4]，并已在多種作物上廣泛應(yīng)用[5-7]?；卣颀埖萚8]研究表明黃腐酸能提高薯類的Vc和可溶性蛋白的含量，減輕連作障礙、促進(jìn)早結(jié)實和提高產(chǎn)量；張麗麗等[9]研究發(fā)現(xiàn)黃腐酸在促進(jìn)植物生長的同時還能提高植物對氮、磷、鐵、銅元素的吸收能力，緩解植物的缺素癥狀。另外，劉增照等[10]研究發(fā)現(xiàn)獼猴桃果實優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的最佳黃腐酸濃度為0.3～0.4 g/L，李志鵬等[11]試驗研究表明施用化肥配施1 800 kg/hm2黃腐酸的處理對土壤肥力的提升和提高煙草的品質(zhì)效果最好，這表明黃腐酸濃度過高或過低均不能使植物增產(chǎn)，而且黃腐酸對不同植物的濃度效應(yīng)也不同，因此，有必要對不同植物最適的黃腐酸用量進(jìn)行研究，從而為生產(chǎn)提供依據(jù)。

陽光玫瑰葡萄VitislabruscanaBailey×V.viniferaL.是日本果樹研究所用安蕓津21號與白南雜交獲得的品種，屬歐美雜種，2009年引入我國。該品種完熟后呈綠黃色，肉質(zhì)脆硬，玫瑰香味濃郁，其外觀優(yōu)美，抗病性強，不易裂果，鮮食品質(zhì)優(yōu)良，耐貯運，無脫粒現(xiàn)象，有較高的經(jīng)濟價值，市場前景廣闊[12]。目前陽光玫瑰葡萄栽培產(chǎn)量不穩(wěn)定，土壤施肥依然以傳統(tǒng)施肥方式為主，肥料利用率低，而黃腐酸能對肥料中的氮、磷、鉀等元素起到一定的控釋作用，使其緩慢釋放，減少營養(yǎng)物質(zhì)的浪費[13-14]，促進(jìn)作物吸收較多的水分和養(yǎng)料，提高作物產(chǎn)量，實踐證明黃腐酸的抗逆增產(chǎn)效果穩(wěn)定可靠，但是黃腐酸在陽光玫瑰上的應(yīng)用鮮見研究文獻(xiàn)，為此，本文試驗以陽光玫瑰葡萄為試材，通過在葡萄關(guān)鍵生育期施黃腐酸肥，研究其對陽光玫瑰葉片養(yǎng)分、葉綠素含量、凈光合速率、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，探索黃腐酸的用量，為黃腐酸在陽光玫瑰葡萄上的使用和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年3月至8月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所栽培試驗園進(jìn)行，試驗園面積0.67公頃，土壤為砂壤土，有機質(zhì)22.32 g/kg，硝態(tài)氮11.36 mg/kg，氨態(tài)氮20.26 mg/kg，速效磷108.33 mg/kg，速效鉀537.67 mg/kg，pH值7.03。氣候條件為大陸性季風(fēng)氣候，年降雨量為640.9 mm，年平均氣溫14.4 ℃。

1.2 試驗材料

試驗材料為四年生陽光玫瑰葡萄樹，生長結(jié)果正常一致，疏果時每株選留大小一致的10穗果，每3棵樹為1個處理，3次重復(fù)。

1.3 試驗處理

分別在2019年4月20日、5月20日、6月25日、7月30日的早晨7:30—9:00進(jìn)行根施黃腐酸肥。試驗用黃腐酸水溶性肥，黃腐酸含量≥20.0%。各處理按照所需的黃腐酸肥濃度配置成270 kg水溶液，在離樹干30 cm的地方挖30 cm深環(huán)溝進(jìn)行施肥，每棵樹施30 kg。T0至T5每次施黃腐酸肥量分別為0、2.5、5、11、33、100 g/株。所有處理后續(xù)化肥和有機肥施用量相同，病蟲害防治及除草等日常管理按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行；最后一次處理后5天(即8月4日)進(jìn)行光合指標(biāo)測定，并分別采集各處理的葉片烘干后進(jìn)行氮磷鉀養(yǎng)分測定，8月15日葡萄漿果完全成熟時進(jìn)行果實品質(zhì)和產(chǎn)量的測定。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 葉片養(yǎng)分含量測定

從每棵樹上中下部隨機選取5支一年生枝條，采集中部健康葉片5或6片，用0.1%中性洗滌劑清洗后，再用清水沖洗，最后用無菌離子水沖洗5次，用濾紙吸干水分后放在105 ℃烘箱中殺青30 min，然后在65 ℃烘4 h至恒重，最后用電磨粉機磨碎后裝入自封袋保存。

采用H2SO4-H2O2消煮進(jìn)行樣品消煮，用全自動間斷化學(xué)分析儀(Clever Chem 380，德國)測定葉片N和P含量，火焰光度計測定葉片K含量[15]。

1.4.2 葉片光合指標(biāo)測定

8月4日上午8:00—10:00，從每棵葡萄樹東西南北方位各選一支健康的枝條，每條枝上選3片健康完整的葉片(枝頂端往下3至5片)，用美國PP System公司的CIRAS-3便攜式光合儀測定凈光合速率，用SPAD-502葉綠素儀測定相對葉綠素含量。

1.4.3 單株產(chǎn)量測定

果實成熟后，采集各處理的30穗果，稱重，求平均值，即單株產(chǎn)量，3次重復(fù)。

1.4.4 果實品質(zhì)指標(biāo)的測定

用手持?jǐn)?shù)字折射儀(PR-101，Atago，日本)測定可溶性固形物含量，采用NaOH滴定法[16]檢測可滴定酸含量，以可溶性固形物與可滴定酸含量的比值表示固酸比，采用2,6-二氯靛酚滴定法測定Vc含量[17]。

1.4.5 果實香氣物質(zhì)測定

儀器與試劑。固相微萃取頭65 um PDMS/DVB，美國Supleco公司；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀7890-5975C GC/MS，美國Agilent公司；色譜柱DB-225MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)?；瘜W(xué)試劑均為色譜純。

香氣物質(zhì)的提取。參照曹錳等[18]的方法，各處理取葡萄果肉150 g，破碎至勻漿后取50 g果漿，以6 000 r/min的速度離心15 min，然后用4層紗布過濾，取8 mL上清液于15 mL 的樣品瓶中，在60 ℃條件下水浴15 min后，加入3 g NaCl，封口。插入萃取頭，在105 ℃的條件下吸附40 min，并用磁力攪拌器攪拌(轉(zhuǎn)速為950 r/min)。吸附完成后，將萃取頭插入氣相色譜進(jìn)樣口，在250 ℃的條件下解吸附10 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

質(zhì)譜條件。電離方式EI，電離能量70 eV，離子源溫度250 ℃，掃描質(zhì)量范圍為50～550 amu。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，用SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較。質(zhì)譜圖采用NIST/WILEY繪制，按峰面積歸一化法[19]計算各種化合物的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同用量黃腐酸對葡萄葉片養(yǎng)分含量的影響

由表1可知：與對照T0相比，施用黃腐酸肥葉片的全氮含量均顯著提高，T1至T5分別提高了25.97%、36.97%、42.08%、57.20%、37.22%，其中T4處理的葉片全氮含量最高；超過一定濃度后，葉片全氮含量出現(xiàn)下降(T5處理)。相較于對照T0處理，黃腐酸肥可以顯著提高陽光玫瑰葡萄葉片的全磷含量，各處理較對照分別提高了16.17%、5.6%、14.22%、23.86%、15.99%，T4的葉片全磷含量最高，T5處理葉片全磷含量較T4出現(xiàn)了下降。施用黃腐酸也可以顯著提高葡萄葉片的全鉀含量，隨著黃腐酸施用量的增加，全鉀含量積累的越多，T4、T5處理間差異不顯著。

表1 不同用量黃腐酸對葡萄葉片養(yǎng)分含量的影響 單位：g/kg

2.2 不同用量黃腐酸對葡萄葉片葉綠素含量和凈光合速率的影響

結(jié)果(圖1)顯示：與 T0 相比，不同用量黃腐酸處理的葉片中葉綠素相對含量都有所提高。其中T3、T4處理效果最明顯，葉綠素相對含量較T0分別提高了14.58%和16.51%，差異達(dá)顯著水平。

圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差；相同字母表示不同處理差異不顯著，不同字母表示差異顯著，P<0.05。

凈光合速率是一個重要的光合效率指標(biāo)。由圖2看出：T1至T5處理均能提高葉片的凈光合速率，各處理分別比對照T0提高5.99%、18.46%、33.09%、40.44%、28.54%，其中T3、T4處理效果最好；超過一定濃度后，葉片葉綠素相對含量和凈光合速率都出現(xiàn)了下降(T5處理)。

圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差；相同字母表示不同處理差異不顯著，不同字母表示差異顯著，P<0.05。

2.3 不同用量黃腐酸對葡萄產(chǎn)量的影響

由圖3可以看出：不同用量黃腐酸處理葡萄的單株產(chǎn)量都顯著提高。其中，T4處理單株產(chǎn)量最高，達(dá)到10.57 kg，比T0對照增產(chǎn)39.08%，其次是T3處理(10.17 kg)，比CK增產(chǎn)33.81%，T3、T4、T5處理間產(chǎn)量無顯著差異，但均顯著高于T1和T2處理，T5處理雖然對葡萄有明顯的增產(chǎn)效果；超過一定濃度后，產(chǎn)量出現(xiàn)了下降趨勢。

圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差；相同字母表示不同處理差異不顯著，不同字母表示差異顯著，P<0.05。

2.4 不同用量黃腐酸對葡萄品質(zhì)的影響

葡萄果實中可滴定酸和可溶性固形物的含量影響葡萄的口感。結(jié)果見表2。

由表2可知：T3、T4處理葡萄果實可滴定酸含量最低，分別為0.34%和0.357%，顯著低于其他各處理，T1、T2以及T5處理間果實可滴定酸含量差異不顯著。T3、T4處理可溶性固形物含量間無顯著差異，但顯著高于其它處理，T1、T2以及T5處理間可溶性固形物含量差異不顯著。各處理果實固酸比均顯著高于對照處理，且T3、T4處理的固酸比相對較高，達(dá)50.78和50.55；T3、T4處理的葡萄果實維生素C含量也相對最好，顯著高于對照處理。

表2 不同用量黃腐酸對葡萄品質(zhì)的影響

2.5 不同用量黃腐酸對葡萄果實香氣物質(zhì)的影響

對不同用量黃腐酸處理的陽光玫瑰葡萄果實中的香氣化合物的種類和相對含量進(jìn)行 GC/MS分析檢測，結(jié)果見表3、表4。

表3 不同黃腐酸處理下葡萄果實中各類香氣化合物的種類和相對含量

表4 不同用量黃腐酸處理下葡萄果實中主要萜類香氣成分

由表3可知：葡萄果實中香氣化合物的種類有9種，分別是醛、酸、醇、酮、酯、烷烴、烯烴、苯的衍生物及其他香氣物質(zhì)。對照T0處理的果實中檢測到的香氣化合物共有25種，比T1、T2、T3、T4處理的化合物的種類都要少。與對照相比，不同用量黃腐酸處理改變了陽光玫瑰的特征香氣種類和含量(表4)，在對照中未檢測到松油醇、橙花醇和檸檬烯，T3和T4處理檢測到的萜類香氣物質(zhì)種類最多，而且每種香氣物質(zhì)的含量比其他處理都高，其中橙花醇、松油醇、辛醛含量較高，分別具有橙花香、花香和花果油脂香味，芳樟醇具有濃清帶甜的玫瑰木香，香茅醇和香葉醇均具有玫瑰香氣，羅勒烯具有花草香，癸醇具有柑橘香味，月桂烯的清淡油脂氣味和檸檬烯的橙花油香也對陽光玫瑰的特征香氣起到較大的作用。

3 討論

(1)植物光合作用對光能的利用是通過光合色素對光能的吸收實現(xiàn)的，所以植物光合色素的含量在很大程度上決定了植物光合性能的強弱，葉綠素是植物光合色素中最重要的一類色素,它參與了光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化。本文研究表明，施用不同量的黃腐酸均增加了陽光玫瑰葉綠素的含量提高了葉片的凈光合速率，促進(jìn)了陽光玫瑰的光合作用。

葉片礦質(zhì)營養(yǎng)是果樹良好生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，在果樹生長發(fā)育中具有不可替代的地位，植物體內(nèi)的礦質(zhì)元素含量與光合作用有密切聯(lián)系，植物葉片葉綠素含量的高低與葉片中N、P、K等營養(yǎng)元素含量呈顯著正相關(guān)[20-21]。本文試驗結(jié)果中黃腐酸處理提高了陽光玫瑰葡萄葉片中N、P、K和葉綠素含量，這可能是由于黃腐酸減少了肥料的淋溶損失，減少了氨累積排放量和土壤氮素?fù)p失，促進(jìn)了植物根系對氮素的吸收，提高了磷、鉀的利用率，進(jìn)而提高了葉片中N、P、K濃度，增加了葉綠素含量[22-23]。

黃腐酸可以促進(jìn)植物糖轉(zhuǎn)化酶以及一些與脂肪、蛋白質(zhì)等合成相關(guān)的酶的活性，并能夠促進(jìn)轉(zhuǎn)移酶的活性[24-25]。本文試驗結(jié)果表明施用黃腐酸顯著提高了陽光玫瑰葡萄的產(chǎn)量，這可能是由于植株淀粉、糖類物質(zhì)、蛋白質(zhì)等物質(zhì)合成的增多，而且轉(zhuǎn)移酶活性提高，從而促進(jìn)了代謝產(chǎn)物加速向果實的運輸，最終增加了產(chǎn)量。

(2)可溶性固形物、可滴定酸、固酸比、Vc、香氣均會對葡萄的風(fēng)味品質(zhì)造成影響。本文研究結(jié)果中黃腐酸對陽光玫瑰葡萄果實品質(zhì)影響顯著，不同黃腐酸用量均提高了葡萄果實可溶性固形物，降低了可滴定酸含量，提高了固酸比，增加了果實的甜味，改善了葡萄果實風(fēng)味。Vc作為重要的營養(yǎng)元素，是果實重要的營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)之一，葡萄并非Vc含量豐富的水果，而通過施用黃腐酸，增加了陽光玫瑰葡萄的Vc含量，提高了果實的營養(yǎng)。朱京濤等[26]也發(fā)現(xiàn)黃腐酸可以增加番茄果實中維生素C的含量和糖酸比。

果實的基本口感來自于甜味和酸味，此外，香氣也是果實風(fēng)味的重要感官評價指標(biāo)之一，由于香氣物質(zhì)成分和含量的不同，所以構(gòu)成的風(fēng)味也不同[27]。香氣是一個相對復(fù)雜的性狀，由多種揮發(fā)性化合物共同構(gòu)成，葡萄香氣中只有幾種香氣成分對果實總香味起到?jīng)Q定性作用，即特征香氣成分，這些成分發(fā)揮作用的程度由各成分的閾值和實際含量決定[28]，因此，有的香氣成分雖然含量較低，但因其閾值低，對果實香氣有明顯的影響作用[29]，如香茅醇、香葉醇、橙花醇等萜類物質(zhì)，雖含量不高，但其閾值低，因而香味明顯，是玫瑰香型葡萄的重要感官指標(biāo)[30]。本文試驗結(jié)果表明陽光玫瑰葡萄果實中香氣化合物的種類有9類，分別是醛類、酸類、醇類、酮類、酯類、烷烴類、烯烴類、苯的衍生物及其他香氣物質(zhì)，除T5外，施用不同量的腐殖酸均增加了陽光玫瑰果實的香氣種類，其中T4處理種類最豐富。從測定結(jié)果來看，醛類是陽光玫瑰葡萄果實香氣的主要貢獻(xiàn)者，但玫瑰香型葡萄主要特征香氣成分是萜類物質(zhì)[31]，與對照相比，不同用量黃腐酸處理改變了陽光玫瑰的萜類物質(zhì)種類和含量，對照中未檢測到松油醇、橙花醇和檸檬烯，T3和T4處理檢測到的香氣物質(zhì)種類最多，而且每種香氣物質(zhì)的含量比其他處理都高，結(jié)果表明黃腐酸對葡萄香氣物質(zhì)的增加有促進(jìn)作用。

劉增照等[10]發(fā)現(xiàn)0.3～0.4 g/L黃腐酸可提高獼猴桃果實品質(zhì)，增加獼猴桃產(chǎn)量，但當(dāng)腐殖酸用量為0.6 g/L時，獼猴桃的產(chǎn)量和品質(zhì)均出現(xiàn)下降。本文試驗條件下100 g/株的黃腐酸用量會導(dǎo)致葡萄果實品質(zhì)出現(xiàn)下降趨勢，這一研究結(jié)果與劉增照一致，說明過量的腐殖酸不利于果實品質(zhì)和產(chǎn)量的提高，還會造成肥料的浪費，因此，生產(chǎn)中應(yīng)選用合適的腐殖酸用量才能達(dá)到提質(zhì)增效的目的。本文試驗條件下11～33 g/株為黃腐酸肥最佳濃度，可為陽光玫瑰葡萄的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供參考。

4 結(jié)論

(1)黃腐酸能促進(jìn)葡萄根系對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收和葉片中N、P、K的含量增加，并促進(jìn)葉綠素生物合成，提高葉片的光合效率，合成與輸出更多的同化物，進(jìn)而改善葡萄品質(zhì)、香氣，并提高其產(chǎn)量。

(2)本文試驗條件下11～33 g/株為黃腐酸肥最佳濃度，這可為陽光玫瑰葡萄的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供參考。