果園生草對(duì)番石榴果實(shí)品質(zhì)的影響

李國(guó)鵬,林景新,吳銘涎,李甜子,喬 健

(1 廣東海洋大學(xué)濱海農(nóng)業(yè)學(xué)院,廣東湛江,524088;2 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所,廣東湛江,524091)

番石榴PsidiumguajavaL.,又名芭樂(lè),是桃金娘科番石榴屬常綠小喬木或灌木,原產(chǎn)于墨西哥等美洲熱帶國(guó)家,在我國(guó)已有300多年的栽培歷史,目前廣泛種植于我國(guó)海南、廣東、廣西、福建、云南及臺(tái)灣等熱帶亞熱帶地區(qū)。番石榴果實(shí)富含維生素C、維生素A及多種多酚類物質(zhì),具有較高的食用和藥用價(jià)值,不僅可鮮食,還可以加工成果醬、果粉、果汁、果脯等產(chǎn)品[1]。廣東省2019年番石榴種植面積達(dá)1.35萬(wàn)hm2,總產(chǎn)量46.95萬(wàn)t,番石榴已成為我國(guó)南方重要的優(yōu)稀熱帶水果[2]。

果園生草技術(shù)起源于美國(guó),并于20世紀(jì)80年代引入我國(guó)。盡管果園生草技術(shù)是一種能夠減少人力投入、降低果園成本、增加收入的栽培模式,但我國(guó)尚未較好地推廣與應(yīng)用[3]。果園生草通過(guò)改善土壤環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候、抑制雜草生長(zhǎng)和減少田間害蟲(chóng)數(shù)量進(jìn)而達(dá)到提高果實(shí)產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)的目的[4-7]。生草蘋(píng)果園在整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)累計(jì)收益和累計(jì)凈現(xiàn)值分別是清耕果園的2.16倍和4.26倍[8]。生草技術(shù)研究多集中于生草對(duì)果園土壤及土壤環(huán)境的影響,對(duì)于果實(shí)品質(zhì)方面的研究較少。覆草能顯著提高火龍果果實(shí)中維生素C與花青素含量,并且果園覆草的火龍果單果質(zhì)量、株產(chǎn)及產(chǎn)量均高于對(duì)照[8-9]。果園生草能明顯提高“南豐蜜桔”果實(shí)可溶性糖、可溶性固形物及維生素C含量[10]。柱花草屬豆科植物,具有耐割、固氮、耐旱和適應(yīng)性強(qiáng)等特征。柱花草作為生草品種已廣泛地應(yīng)用于南方多種果園。中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院已證實(shí)了杧果園種植柱花草能提高其果實(shí)品質(zhì)[11]。盡管已有豆科牧草在番石榴園套種取得顯著經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)效益的報(bào)道[12],但生草栽培模式對(duì)番石榴果實(shí)品質(zhì)的影響鮮見(jiàn)報(bào)道?；诖?本文對(duì)番石榴果園兩個(gè)品種進(jìn)行生草栽培,比較生草栽培對(duì)不同發(fā)育階段番石榴果實(shí)生理變化以及品質(zhì)的影響,為番石榴果園生草技術(shù)的推廣及番石榴產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供參考與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶植物園6年生番石榴基地,選擇“珍珠”和“紅寶石”兩個(gè)品種,均人工種植柱花草2年,以裸地栽培為對(duì)照,于番石榴成熟前2周、成熟前1周和成熟時(shí)3個(gè)時(shí)期分別選擇大小一致,無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷的果實(shí),采摘果實(shí)當(dāng)天送回實(shí)驗(yàn)室,洗凈晾干后四分法取樣,混合,每5個(gè)果實(shí)為1個(gè)重復(fù),重復(fù)3次,測(cè)定果實(shí)色澤等相關(guān)指標(biāo),樣品液氮冷凍并放置-40 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 指標(biāo)測(cè)定方法

果實(shí)色澤采用CR-400色彩色差計(jì)(日本柯尼卡美能達(dá)公司產(chǎn))測(cè)量不同品種不同時(shí)期番石榴果皮色差值,沿著果實(shí)赤道面測(cè)量相對(duì)兩個(gè)部位的色差值,以色度h、亮度L、紅綠值a和黃藍(lán)值b等4個(gè)指標(biāo)分析果實(shí)表皮色差。在果實(shí)赤道面取樣后采用便攜式糖度計(jì)(PR-101,日本Atago產(chǎn))測(cè)定可溶性固形物含量;可溶性總糖采用蒽酮比色法測(cè)定[13];可滴定酸按照GB/T 12293—90利用酸堿滴定法測(cè)定,結(jié)果以檸檬酸進(jìn)行換算。維生素C含量采用磷鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定[14],采用高效液相色譜法測(cè)定果實(shí)糖[15]和有機(jī)酸[16]的組成及含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Origin 2016軟件和SPSS 18.0軟件ANOVA過(guò)程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,采用LSD法作多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)果實(shí)果皮色澤的影響

從圖1可以看出,不同品種不同處理的番石榴果實(shí)成熟過(guò)程中果實(shí)的亮度 L值呈上升趨勢(shì),但差異不顯著。3個(gè)時(shí)期裸地“紅寶石”果皮L值無(wú)顯著性差異,生草處理亦無(wú)顯著性差異。對(duì)于“珍珠”番荔枝,隨成熟時(shí)間延長(zhǎng),其果皮L值呈緩慢上升的趨勢(shì);成熟前2周,裸地處理果皮L值高于生草處理;伴隨著果實(shí)成熟,生草處理果皮L值逐漸升高,成熟時(shí),裸地和生草處理果皮L值無(wú)差異。果實(shí)成熟過(guò)程中,“珍珠”果皮L值較“紅寶石”高,說(shuō)明“珍珠”果實(shí)成熟時(shí)果皮亮度較亮。

圖1 生草與裸地栽培對(duì)“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實(shí)果皮色差a值、b值、h值、L值的影響

色差a值隨著果實(shí)成熟而上升,表明番石榴果實(shí)成熟是一個(gè)褪綠的過(guò)程,“紅寶石” 果皮a值增加較“珍珠”要大。成熟過(guò)程中,不同品種不同處理果實(shí)果皮色度b值變化不顯著,而h值呈降低的變化趨勢(shì)。盡管“紅寶石”果實(shí)成熟時(shí)h值有顯著降低,但生草與裸地處理間差異不顯著,“珍珠”果實(shí)成熟過(guò)程中生草與裸地處理間h值亦無(wú)顯著性差異。

2.2 對(duì)果實(shí)可溶性固形物和維生素C含量的影響

從圖2可以看出,隨果實(shí)成熟,番石榴果實(shí)可溶性固形物含量呈上升趨勢(shì);有的時(shí)期生草處理較裸地處理顯著提高“紅寶石”和“珍珠”果實(shí)可溶性固形物含量。果實(shí)成熟前1周,生草處理顯著提高“紅寶石”果實(shí)可溶性固形物含量;成熟前兩周時(shí),裸地和生草處理的可溶性固形物分別為9.38%±0.82%和9.98%±0.70%,成熟前1周時(shí)分別為9.02%±0.42%和10.56%±0.85%,這兩個(gè)時(shí)期兩個(gè)處理差異不顯著。成熟時(shí),裸地處理“珍珠”果實(shí)可溶性固形物含量?jī)H為10.03%±0.69%,而生草處理達(dá)到11.91%±0.53%,兩者差異顯著。

圖2 生草與裸地栽培對(duì)“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實(shí)可溶性固形物和維生素C含量的影響

番石榴果實(shí)維生素C含量隨著果實(shí)成熟升高。在成熟前2周和成熟時(shí),生草處理“紅寶石”果實(shí)維生素C含量分別為(88.84±0.73)和(111.15±0.34) mg·(100 g FW)-1,而裸地處理果實(shí)維生素C含量分別為(83.98±0.12)和(101.92±0.13) mg·(100 g FW)-1,生草處理顯著提高果實(shí)維生素C含量。3個(gè)時(shí)期,生草處理的“珍珠”果實(shí)維生素C含量分別為(36.02±0.39)、(42.92±0.26)和(45.92±0. 45) mg·(100 g FW)-1,而裸地處理分別為(31.15±0.12)、(29.79±1.27)和(40.06±0.24) mg·(100 g FW)-1,生草處理顯著提高3個(gè)時(shí)期“珍珠”果實(shí)維生素C含量。

2.3 對(duì)果實(shí)可溶性糖及其組分的影響

從表1可以看出,番石榴果實(shí)可溶性總糖含量因品種和處理不同而不同。裸地處理“紅寶石”果實(shí)可溶性總糖含量在成熟時(shí)為0.43%,顯著低于成熟前兩周的含量0.54%,而成熟時(shí)生草處理較裸地處理及成熟前兩周生草處理顯著提高果實(shí)可溶性總糖含量0.63%。生草處理較裸地處理顯著降低成熟時(shí)“珍珠”果實(shí)可溶性總糖含量。番石榴果實(shí)中的糖組分主要有果糖、蔗糖和葡萄糖。在成熟時(shí),生草處理較裸地處理分別顯著提高“紅寶石”和“珍珠”果實(shí)果糖、蔗糖和葡萄含量;總體上,葡萄糖的含量較果糖和蔗糖低,三者變化相似,隨果實(shí)成熟逐漸升高。

表1 生草與裸地栽培對(duì)“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實(shí)可溶性總糖和其組分含量的影響

2.4 對(duì)果實(shí)可滴定酸及其組分含量的影響

從表2和表3可以看出,不同品種不同栽培處理的番石榴果實(shí)可滴定酸及有機(jī)酸組分含量不同。3個(gè)時(shí)期,“紅寶石”均表現(xiàn)為生草處理較裸地處理顯著提高果實(shí)可滴定酸含量;而生草與裸地處理的“珍珠”果實(shí)的可滴定酸含量差異不顯著。說(shuō)明生草處理對(duì)不同品種果實(shí)可滴定酸含量影響不同。成熟時(shí),生草處理較裸地處理降低“珍珠”果實(shí)乙酸含量,顯著降低富馬酸含量,顯著提高草酸、乳酸、蘋(píng)果酸、奎寧酸、抗壞血酸、檸檬酸、酒石酸和α-酮戊二酸含量。成熟時(shí),生草處理與裸地處理的“紅寶石”乙酸、草酸、乳酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸、奎寧酸、抗壞血酸、富馬酸、α-酮戊二酸無(wú)顯著性差異,生草處理顯著降低檸檬酸含量,顯著提高酒石酸含量。

表2 生草與裸地栽培對(duì)“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實(shí)可滴定酸和有機(jī)酸組分含量的影響

表3 生草與裸地栽培對(duì)“珍珠”和“紅寶石”番石榴果實(shí)有機(jī)酸組分含量的影響

3 討論與結(jié)論

果園生草作為一種高效的果園土壤管理方法,其能通過(guò)改善果園的肥水氣熱等條件,進(jìn)而在一定程度上促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育,提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[17]。陳久紅等研究發(fā)現(xiàn),在“庫(kù)爾勒”香梨果園內(nèi)生草能改善果園生態(tài)環(huán)境及提高葉片的光合效率,果實(shí)品質(zhì)得到改善;并且果園生草種類不同,對(duì)于改善果實(shí)品質(zhì)的方向也不同,如自然生草能夠增加葡萄等可溶性糖含量,黑麥草能夠增加維生素C含量[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,生草處理顯著提高番石榴果實(shí)可溶性固形物含量,與史進(jìn)[19]在蘋(píng)果園的研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn),生草處理能夠明顯提升“紅寶石”番石榴果實(shí)可滴定酸含量,但對(duì)于“珍珠”番石榴果實(shí)作用不顯著;而霍珊珊[20]發(fā)現(xiàn)自然生草能降低梨果實(shí)中可滴定酸含量。這表明生草處理對(duì)果實(shí)酸的影響因樹(shù)種和品種而不同。段衛(wèi)鵬等[21]研究表明,行間生草能夠改變葡萄物候期與果實(shí)品質(zhì),致使果實(shí)轉(zhuǎn)色期推遲,果實(shí)總糖含量升高,有機(jī)酸含量降低。本研究中比較了生草和裸地處理間番石榴果實(shí)成熟過(guò)程中的色澤變化,發(fā)現(xiàn)生草對(duì)于供試兩個(gè)品種的番石榴亮度影響不顯著,成熟時(shí)生草處理一定程度能夠減少“紅寶石”果實(shí)變紅;與段衛(wèi)朋等[21]研究結(jié)果類似。在成熟過(guò)程中,對(duì)于“珍珠”番石榴,生草處理比裸地處理果實(shí)表皮要黃,更顯成熟。生草處理能提高“紅寶石”番石榴可溶性總糖含量,與顏曉捷等[22]在楊梅上研究結(jié)果一致。生草處理未顯著提高“紅寶石”番石榴維生素C含量,與史進(jìn)[19]在蘋(píng)果上的研究結(jié)果一致;而生草處理能夠提前將“珍珠”番石榴果實(shí)中維生素C含量增加并維持到一定水平,但成熟時(shí)未顯著提高“珍珠”番石榴果實(shí)中維生素C含量。生草處理能提高“紅寶石”和“珍珠”番石榴果實(shí)中果糖、蔗糖和葡萄糖含量;而對(duì)番石榴果實(shí)中有機(jī)酸組分含量則因發(fā)育期與品種不同而不同,生草處理對(duì)“珍珠”番石榴果實(shí)有機(jī)酸組分含量影響較對(duì)“紅寶石”影響顯著。綜上所述,果園生草能夠提高番石榴果實(shí)品質(zhì),但因番石榴品種不同,對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響具體情況和程度不同。