噴施葉面肥對冬棗生長及貯后貨架品質的影響

譚玉鵬, 耿 陽, 趙曉梅, 鮑立威, 薄學敏, 張 婷, 孟伊娜

(1.新疆農業(yè)職業(yè)技術學院,新疆昌吉 831100; 2.新疆農業(yè)大學食品科學與藥學學院,新疆烏魯木齊 830052;3.新疆農業(yè)科學院生物質能源研究所,新疆烏魯木齊 830091; 4.浙大城市學院商學院,浙江杭州 310015;5.新疆農業(yè)科學院農產品貯藏加工研究所,新疆烏魯木齊 830091)

棗(ZizyphusjujubaMill.)是薔薇目鼠李科棗屬植物的果實,富含糖類、維生素、環(huán)磷酸腺苷及鈣、鐵、磷等多種營養(yǎng)成分,有“百果之王”“活維生素丸”之稱,具有補虛益氣、養(yǎng)血安神、健脾和胃、降血脂等功效[1],深受廣大消費者的喜愛[2-3]。冬棗別稱蘋果棗、冰糖棗,與其他品種相比其皮薄肉脆、味甜爽口,可食率在95%以上,是目前公認的優(yōu)質鮮食棗栽培品種[2-4]。

近年,隨著人們對水果品質的要求不斷提高,果實品質成為決定市場競爭力的重要因素,包括可溶性固形物含量、可滴定酸含量、果皮色澤、維生素C含量及硬度等一系列指標[5]。由于冬棗采收后易失水軟化,常溫下易失綠變紅,營養(yǎng)成分流失,品質下降,甚至失去商品價值,常溫下冬棗貯藏期僅4～5 d[6]。低溫條件下長期貯藏易造成冬棗軟化、霉變和腐爛等現(xiàn)象[7]。除了品種、貯藏環(huán)境、采收成熟度等因素之外,采前品質也是決定果實采后貯藏潛力的重要因素之一[8-10]。果實生長需要足夠的養(yǎng)分支持,葉面施肥已成為現(xiàn)代農業(yè)生產中一項重要技術,葉面施肥能夠及時補充樹體營養(yǎng),提高產量、改善品質,提高光合效率,已成為一種作用更為直接、高效的輔助施肥方法[11-12]。

目前,有關葉面肥處理對改善冬棗品質及耐貯性的研究報道較少,本研究以冬棗為研究對象,在噴施葉面肥的同時分別在幼果期和膨大期配施中量元素葉面肥,觀察其對冬棗果實生長發(fā)育及貯后貨架品質的影響,以期為冬棗生長調控和貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗地點在新疆維吾爾自治區(qū)麥蓋提縣央塔克鄉(xiāng)鮮食棗生產示范園,選取正常生長、樹勢基本一致的5年生冬棗樹作為供試樣本樹,砧木為灰棗,株行距為2 m×4 m,每個處理選10株樣本樹。各處理分別于2021年6月30日、7月15日、7月30日各噴施1次植物源營養(yǎng)液葉面肥(腐殖酸-N-P2O5-K2O為0.6%-1%-1%-2%),其中,幼果期將中量元素葉面肥(Ca-Mg-N為8%-6.5%-10%)與植物源營養(yǎng)液葉面肥混合后進行噴施。膨大期處理組單噴中量元素葉面肥3次,分別在2021年8月7日、17日、27日進行噴施,對照組噴施等體積清水,具體配方見表1。

表1 各處理配方及貯藏處理

將冬棗置轉運筐中于4 ℃條件下進行預冷處理后,挑選無機械損傷的正常果于48 h內運回新疆農業(yè)科學院園藝作物研究所冷庫中,并套保鮮袋低溫[(0±1)℃]貯藏處理,貯藏60 d后取出于(4±1)℃ 放置7 d,用于貨架品質測定,并設對照,定時取樣檢測相關指標,部分樣品用于測定其硬度、可溶性固形物含量,其余樣品經液氮速凍后置于-80 ℃ 冰箱中保存用于相關理化指標的測定。

1.2 試劑與儀器

氫氧化鈉、酚酞、鄰苯二甲酸氫鉀、草酸、2,6-二氯靛酚、無水乙醇、氯化鋁、醋酸鉀、碳酸氫鈉、磷酸均為分析純,抗壞血酸純度不小于99.7%,植物源營養(yǎng)液葉面肥,由新疆農業(yè)科學院園藝作物研究所提供;宜美蓋中量元素葉面肥,購自意大利比奧齊姆公司。GENESYS180賽默飛紫外可見光分光光度計,購自美國賽默飛世爾科技公司;3-18KS高速冷凍離心機,購自德國Sigma實驗室離心機有限公司;GY-4硬度計,購自山東萊恩德智能科技有限公司;CR-10便攜式色差儀,購自日本柯尼卡美能達控股公司;IS-25制冰機,購自常熟市雪科電器有限公司;PAL-1手持糖度計,購自日本Atago公司;Biotek SynergyH1全功能酶標儀,購自美國伯騰儀器有限公司。

1.3 冬棗葉片及果實生長發(fā)育指標的測定

在冬棗生長期,選取二次枝第二生長節(jié)發(fā)育正常的葉片50片測量棗葉片橫縱徑、厚度、鮮質量、干質量,選取樹冠4周發(fā)育正常的冬棗果實50個,測定橫縱徑、果柄的長度和直徑。

1.4 冬棗果實貯后貨架品質測定

失質量率:分別于貯藏0、61、62、63、64、65、66、67 d 采用直接測定法測量固定果質量變化,失質量率以貯藏期間果實質量減失量與貯藏0 d果實質量的比值表示。

硬度:隨機取10個果實,削去赤道部位果皮,采用GY-4型果實硬度計進行測定,結果取平均值。

色差:取10個果實進行編號,并選取赤道部位某一固定位置并做標記處理,用色差儀測定果實固定點的L*、a*、b*值[13],重復測定3次,結果取平均值。

可溶性固性物(TSS)含量:隨機取10個果實,將棗果切碎后濾出汁液使用手持式數(shù)顯折光儀測定,每個處理測定5次,結果取平均值。

可滴定酸(TA)含量:參照曹建康等的方法[14]并做適當修改,采用氫氧化鈉滴定法測定,以蒸餾水作對照,折算系數(shù)以蘋果酸計,可滴定酸含量用質量分數(shù)(%)表示,重復3次。

可溶性糖(SS)含量:參照曹建康等的方法[14]并做適當修改。準確稱取0.5 g樣品,加入2 mL蒸餾水置于研磨機中研磨1 min,加水至7 mL后沸水浴提取30 min,待樣品冷卻后于4 ℃,12 000 r/min離心10 min,吸取上清液采用蒽酮比色法測定冬棗果實SS含量,重復3次。

維生素C(AsA)含量:參照曹建康等的方法[14]并做適當修改。準確稱取0.1 g樣品,加入經預冷的草酸溶液10 mL靜置提取10 min,于4 ℃,12 000 r/min 離心10 min,取上清液采用2,6-二氯靛酚滴定法測定AsA含量,重復3次。

總酚含量:參照卜彥花等的方法[15]并做適當修改。準確稱取0.1 g樣品,加入經預冷的70%乙醇溶液 10 mL 于4 ℃條件下避光提取2 h,于4 ℃,12 000 r/min 離心5 min,取上清液于274 nm測定其吸光度并計算總酚含量,重復3次。

類黃酮含量:參照董日月等的方法[16]并做適當修改。準確稱取1.0 g樣品,加入60%乙醇溶液 80 ℃ 水浴提取2 h,于4 ℃,12 000 r/min離心 5 min,取上清液加顯色劑30 min待顯色穩(wěn)定后,于420 nm測定其吸光度并計算類黃酮含量,重復3次。

1.5 自由基清除率的測定

參照耿陽等的方法[17],準確稱取0.1 g樣品,加入60%乙醇溶液1 mL于60 ℃條件下靜置 20 min,于 4 ℃,12 000 r/min離心5 min,取上清液稀釋50倍,以稀釋提取液為底物,測定其對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2′-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基的清除率,以Trolox為標準品制作標準曲線,結果以每克鮮質量所含Trolox相對含量換算為樣品所對應的清除率表示。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office 2016軟件進行數(shù)據(jù)處理和作圖,采用SPSS 22.0進行顯著性分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 噴施葉面肥對冬棗采前生長的影響

2.1.1 噴施葉面肥對冬棗葉片和果實生長發(fā)育的影響 噴施葉面肥對促進冬棗葉片及果實的生長有益,由于噴施中量元素葉面肥的時間不同使得冬棗葉片、果實生長發(fā)育以及營養(yǎng)物質的積累存在一定差異。由表2可知,與對照組相比,A、B處理組冬棗葉片及果實橫縱徑、葉片厚度、果柄長、果柄粗、單果質量等均表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05);最后一次調查結果顯示,除果實橫徑及單果質量外,A、B處理組間其他指標均差異不顯著(P>0.05),但B處理組冬棗葉片及果實各項生長指標均高于A處理組。因此,選擇在幼果期噴施植物源營養(yǎng)液配施中量元素葉面肥對冬棗生長更有利。

表2 葉面肥處理對冬棗葉片和果實生長發(fā)育的影響

2.1.2 葉面肥處理對冬棗葉片類黃酮含量的影響 類黃酮是一大類廣泛存在于植物組織中的天然產物,黃酮類化合物能夠反映植物生長情況,能夠提高植物抗逆性。由圖1可知,噴施中量元素葉面肥的時期對冬棗葉片類黃酮含量影響較大,A、B、CK處理組間冬棗葉片中類黃酮含量差異顯著(P<0.05)。A、B、CK處理組冬棗葉片中類黃酮含量分別為28.26、32.27、23.66 mg/g。其中,B處理組最高,A處理次之,分別較對照組提高36.39%、19.44%,這與葉面肥處理對冬棗葉片及果實生長的作用結果一致。

2.2 噴施葉面肥對冬棗采后貨架品質的影響

2.2.1 葉面肥處理對冬棗硬度和失質量率的影響 硬度、失質量率作為衡量冬棗果實品質的重要指標,其變化程度可體現(xiàn)冬棗果實貯藏期間品質的變化情況。由圖2-a可知,冬棗采后貯藏期間果實硬度明顯下降,不套袋處理冬棗果實硬度下降率最高,其貯后61 d果實硬度為2.73 kg/cm2。貨架期間果實硬度下降緩慢,至貨架期末,A、B、CK各處理組果實硬度分別為3.42、3.55、2.73 kg/cm2,A、B處理組與CK差異顯著(P<0.05);CK1處理組在貨架上放置3 d嚴重皺縮,失去商品性,此時其果實硬度為2.19 kg/cm2;A、B、CK、CK1處理組果實硬度分別較初始值下降50.32%、50.71%、57.19%、65.70%。由圖2-b可知,隨著貯藏和貨架時間延長,冬棗果實失質量率不斷升高。未使用保鮮袋貯藏處理的冬棗在貯藏過程中失水嚴重,貯后61 d失質量率為4.78%;貨架期間各處理組冬棗失質量率均表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05);至貨架期末,A、B、CK各處理組冬棗果實失質量率分別為4.93%、4.73%、5.93%。說明噴施葉面肥處理有助于延緩冬棗果實貯后貨架期間硬度的下降及失質量率的升高,其中幼果期噴施植物源營養(yǎng)液配施中量元素葉面肥效果最好。

2.2.2 葉面肥處理對冬棗貨架期間色差變化的影響 果皮色度值是判斷冬棗果實成熟和貯藏過程中品質變化的最直接因素。L*值可反映冬棗果皮亮度,其值越大光澤度越高;a*值代表果皮紅綠程度,正值表示偏紅,負值表示偏綠;b*值表示果皮黃藍程度,其值升高表示果皮顏色向黃色轉變。由表3可知,貯藏期間各處理組冬棗果實L*值、b*值明顯下降,a*值明顯升高,表明貯藏過程中冬棗果皮亮度下降、逐漸轉紅并表現(xiàn)出向藍色轉變的趨勢,其中,未使用保鮮袋貯藏處理的冬棗色度值變化大于使用保鮮袋處理各組。貨架期間冬棗果實的L*值、a*值、b*值變化趨勢與貯藏期間一致,至貨架期末,冬棗果實L*值表現(xiàn)為A>B>CK,a*值表現(xiàn)為CK>A>B,b*值表現(xiàn)為CK>A>B。

表3 葉面肥處理對冬棗貨架期色差變化的影響

2.2.3 葉面肥處理對冬棗貨架期間TSS、TA、SS含量變化的影響 由圖3-a可知,葉面肥處理對冬棗果實中TSS積累有益,A、B、CK處理組TSS含量初始值分別為23.87%、24.87%、21.54%,并存在顯著性差異(P<0.05)。各處理組冬棗果實中的TSS含量整體呈先上升后下降的趨勢,未使用保鮮袋處理的冬棗貯藏期間可溶性固形物含量顯著升高,這可能與其貯藏過程中大量失水有關。A、B、CK處理組果實TSS含量峰值分別在貯后貨架4、5、2 d,貨架期末各處理組果實TSS含量差異顯著(P<0.05),結果表明噴施葉面肥處理有利于延緩冬棗貯藏過程中果實中TSS含量下降,在幼果期噴施中量元素葉面肥效果優(yōu)于在膨大期噴施。

TA與SS含量是評價果實口感風味品質的重要指標。由圖3-b、圖3-c可知,噴施葉面肥處理可顯著提高冬棗果實中TA、SS等營養(yǎng)物質的含量(P<0.05)。整個貯藏期內,不同處理組冬棗果實中TA、SS含量均呈下降趨勢,其中,CK1處理組果實營養(yǎng)物質下降比例最高。至貨架期末,A、B、CK處理組冬棗果實中TA和SS的含量分別為0.30%、0.36%、0.15%和13.40%、17.55%、12.96%,且各處理組間存在顯著性差異(P<0.05)。提示在幼果期比膨大期噴施中量元素葉面肥更有利于冬棗果實對TA和SS的積累,延緩貯藏期間TA與SS含量下降。

2.2.4 葉面肥處理對冬棗貨架期間AsA、總酚和類黃酮含量變化的影響 AsA、總酚和類黃酮不僅是植物體內重要的營養(yǎng)物質,在延緩果實氧化衰老方面也發(fā)揮了重要作用。由圖4可知,冬棗采后果實中AsA、總酚和類黃酮含量均呈現(xiàn)相似的下降趨勢,這表明在貯藏過程中,冬棗果實中AsA、總酚和類黃酮等營養(yǎng)物質含量不斷下降。同時,果實自身也在不斷氧化衰老。整體來看,與冬棗中其他營養(yǎng)物質表現(xiàn)出相似的試驗結果,貯藏過程中未使用保鮮袋處理的冬棗果實貯后品質最差。在使用保鮮袋貯藏處理的A、B和CK組中各營養(yǎng)物質含量均表現(xiàn)為B處理組最高,A處理組次之,CK處理組最低。

2.2.5 葉面肥處理冬棗對ABTS、DPPH自由基清除能力的影響 隨著貯藏時間的延長,冬棗果實氧化衰老程度不斷增加,果實中抗氧化物質含量不斷下降。各處理組冬棗乙醇提取物對DPPH、ABTS自由基的清除率呈下降趨勢,由圖5可知,與AsA、總酚含量等指標變化趨勢一致,其中,CK1下降速度最快,這與其貯藏過程中未使用保鮮袋致使其保鮮效果不佳有關。貨架期末,A、B、CK處理組冬棗乙醇提取物對DPPH和ABTS自由基的清除率分別為52.41%、54.21%、51.02%和 16.07%、19.69%、15.07%,并存在顯著性差異(P<0.05)。提示A、B處理組對延緩貯藏后貨架期間冬棗果實氧化衰老有益,并能夠對冬棗起到一定的保鮮效果。

2.3 主成分分析

利用主成分分析(PCA)對不同處理組冬棗貯后貨架期間13項指標進行多元統(tǒng)計綜合分析,13項指標基于PCA自動擬合出2個主成分。由表4可知,2個主成分累計方差貢獻率達89.68%,表明這2個主成分可反映果實品質的大部分信息。以各因子得分FAC1、FAC2所對應的特征值為權數(shù),與該因子得分相乘可得主成分得分(F1、F2),根據(jù)主成分得分計算相關性綜合得分(F),根據(jù)F大小進行排名,F越大,其排名越高,代表其果實品質或保鮮效果越好。由表5可知,冬棗品質與F呈正相關,隨著貯后貨架時間的延長,其品質不斷下降,各處理組綜合得分表現(xiàn)為B>A>CK,并呈下降趨勢,A、B、CK處理組冬棗分別在貯后4、5、2 d出現(xiàn)負值,表明B處理組冬棗貨架品質最好,這與其貯藏品質變化研究結果一致。

表4 冷藏期間主成分的特征值及貢獻率

表5 冷藏期間主成分得分

3 討論

葉片是植物通過光合作用積累營養(yǎng)物質的根外營養(yǎng)器官,正常生長的葉片可為樹體及果實生長提供大量營養(yǎng)物質。噴施葉面肥可為葉片生長補充各種營養(yǎng)物質協(xié)助根部施肥促進植物生長[18]。趙西梅等研究發(fā)現(xiàn),噴施葉面肥處理能夠增加冬棗葉片厚度和光合產物的積累,提高果實可溶性固形物含量,提高冬棗風味[12]。楊文麗等研究發(fā)現(xiàn),施用氨基酸水溶肥能夠顯著提高靈武長棗單果質量和單株產量[19]。本研究中噴施葉面肥處理顯著促進冬棗葉片及果實生長,增加了其葉片厚度,提高了葉片中類黃酮含量,果實橫縱徑、單果質量也明顯增加,這與上述的研究結果均一致。

冬棗果實硬度、TSS含量、TA含量、AsA含量、SS含量等品質指標是影響其口感風味的關鍵因素,類黃酮、酚類物質變化是反映果實抗氧化作用的重要物質[20]。隨著貯藏時間的延長,果實含水量降低、商品品質下降,其食用品質及風味均會受到影響[21]。周龍等研究發(fā)現(xiàn),噴施葉面生長調節(jié)劑可以明顯促進柚子TSS、SS、TA含量的增加[11]。中量元素肥料的施用時間差異也是影響果實品質的重要因素,蕭浪濤等認為,對柑橘土壤施鈣的時期提早到開花期會發(fā)揮更好的施肥效果[22]。本試驗選擇在噴施葉面肥處理的前提下分別在冬棗幼果期和膨大期配施中量元素葉面肥,結果顯示,在幼果期噴施中量元素葉面肥的效果優(yōu)于在膨大期噴施。試驗結果表明,不同生長期配施中量元素葉面肥處理后均能顯著提高冬棗果實品質,這與前人的有關試驗結果相符。此外,噴施葉面肥處理能有效延緩冬棗貯后貨架期內品質的劣變,其中在冬棗幼果期噴施效果最好。本試驗主要考察了噴施葉面肥處理及在冬棗不同生長期配施中量元素葉面肥對冬棗果實品質及貯后貨架期的影響,未能全面研究分析其貨架期間品質變化相關的內在機制,有待后續(xù)進一步深入研究和細化,但本研究將冬棗采前生長調控結合采后貯藏品質的測定及主成分分析方法對冬棗果實品質進行系統(tǒng)性評價,為后人開展相關研究工作提供了新的參考。

4 結論

本試驗結果表明,噴施葉面肥處理對冬棗果實和葉片的生長、促進果實中營養(yǎng)物質的積累作用明顯,同時,對延緩冬棗果實貯后貨架期間品質下降有積極影響。在幼果期噴施中量元素葉面肥處理組的冬棗果實外觀及營養(yǎng)品質均優(yōu)于對照組和膨大期噴施中量元素葉面肥處理組。另外,冬棗果實在貯藏過程中使用保鮮袋進行保鮮貯藏處理能夠有效延緩果實硬度和含水量的下降、降低果實貯藏過程中營養(yǎng)物質的消耗,保持果實品質。