鈣水平對甜櫻桃裂果及果實品質(zhì)的影響

摘要 為深入了解甜櫻桃（Cerasus avium （L.） Moench）裂果率及果實品質(zhì)與葉面噴鈣濃度的關(guān)系。以美早為試材，采用田間試驗探討了不同鈣水平下果實鈣組分、甜櫻桃果實代謝酶活性與裂果率的關(guān)系。結(jié)果表明，隨施鈣濃度增加，裂果率呈先下降后增加趨勢，高鈣處理（7 000 mg/L）的裂果率是對照的1.42倍，5 000 mg/L鈣處理裂果率和果實果膠酶含量則分別較對照降低了42.89%、20.53%。3 000和5 000 mg/L鈣處理提升了果實可溶性固形物含量和抗壞血酸含量。噴施外源鈣使果實鈣組分發(fā)生變化，低中鈣水平顯著提升了乙醇鈣含量，高鈣水平提升了乙酸鈣和鹽酸鈣含量，裂果率與乙酸鈣呈顯著正相關(guān)，與乙醇鈣呈顯著負(fù)相關(guān)。噴鈣濃度為5 000 mg/L可有效減少甜櫻桃裂果的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 甜櫻桃；裂果率；果實品質(zhì)；鈣組分

中圖分類號 S662.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）13-0030-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.008

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effect of Calcium Level on Fruit Cracking and Fruit Quality of Sweet Cherry

ZOU Ya-li1，2，DU Shi-yong3，DENG Fei1，2 et al

（1.College of Bioengineering and Biotechnology，Tianshui Normal University，Tianshui，Gansu 741000;2.Gansu Big Cherry Technology Innovation Center，Tianshui，Gansu 741000；3.Qinzhou District Agricultural and Rural Bureau，Tianshui，Gansu 741000）

Abstract In order to understand the relationship between fruit cracking rate and fruit quality of Cerasus avium （L.） Moench and foliar spray calcium concentrationn，a field experiment was conducted to investigate the relationship between fruit calcium forms，metabolic enzyme activities and fruit cracking rate of Cerasus avium （L.） moench under different calcium levels.The results indicated that with the increase of calcium spray concentration，the fruit cracking rate showed a trend of initial decrease followed by an increase.The fruit cracking rate under high calcium treatment （7 000 mg/L） was 1.42 times that of the control.Meanwhile，the fruit cracking rate and pectinase content with 5 000 mg/L calcium treatment decreased by 42.89% and 20.53%，respectively，compared to the control.The treatments with 3 000 and 5 000 mg/L of calcium increased the content of soluble solids and ascorbic acid in the fruit.The exogenous calcium application induced changes in fruit calcium forms，with a significant increase in ethyl calcium content at low to moderate calcium levels.High calcium levels increased acetate calcium and hydrochloric acid calcium content.Fruit cracking rate showed a significant positive correlation with acetate calcium and a significant negative correlation with ethyl calcium.A calcium spray concentration of 5 000 mg/L effectively reduced the occurrence of fruit cracking in sweet cherries.

Key words Sweet cherry;Fruit cracking rate;Fruit quality;Calcium forms

基金項目 甘肅省科技廳自然科學(xué)基金項目（20JR10RA798）;天水市秦州區(qū)科技支撐計劃項目（2022-NCKJG-2007）。

作者簡介 鄒亞麗（1971—），女，四川榮縣人，副教授，博士，從事果園肥水高效利用研究。

收稿日期 2023-11-19；修回日期 2024-01-08

鈣是植物組織的重要成分之一，在維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定細(xì)胞膜功能等方面具有重要作用，研究表明甜櫻桃、蘋果、棗、枇杷等多種水果裂果的果皮鈣含量與裂果率呈顯著負(fù)相關(guān)［1-4］。細(xì)胞內(nèi)的鈣離子作為“第二信使”與鈣調(diào)素，參與植物多種生理生化過程及酶活性的調(diào)控［2］，通常采前鈣處理能顯著降低果皮和果肉果膠酶與纖維素酶的活性［4］，從而降低裂果率，采后鈣處理也能明顯抑制纖維素酶、多聚半乳糖醛酸酶活性，減少細(xì)胞壁的分解作用，推遲果實軟化［5］，延長果實的貨價期。

果實細(xì)胞中鈣主要以水溶性鈣組分（游離Ca2+、易溶于水的鈣鹽）、草酸鈣、果膠酸鈣、磷酸鈣等多種形態(tài)存在［2］，其中果膠酸鈣可維持細(xì)胞間的韌性，增強果實應(yīng)力性［6］。草酸鈣和磷酸鈣可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度及消除代謝產(chǎn)物的毒害［5］。研究指出在果實貯藏過程中果實中的鈣素形態(tài)會發(fā)生變化，如歐李果在貯藏過程中果實水溶鈣組成比率增加，不易吸收的果膠鈣和草酸鈣形態(tài)組成比例降低［7］，而蘋果果實水溶性鈣和果膠鈣含量下降，磷酸鈣和草酸鈣以及硅酸鈣含量相應(yīng)增加［8］，梨在貯藏期草酸鈣含量增加而水溶性鈣含量逐漸下降［9］，這些變化與鈣的生理功能密切聯(lián)系，果實鈣組分間的轉(zhuǎn)變，可能會引起細(xì)胞膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的改變，由于鈣組分的生理功能不盡相同，因此研究果實成熟時的鈣素形態(tài)及其引發(fā)的生理效應(yīng)，對于深入了解鈣與裂果間的關(guān)系十分必要。

隨著人們對鈣生理功能的進(jìn)一步了解，生產(chǎn)上也普遍在甜櫻桃采前進(jìn)行葉面噴施鈣肥以降低果實裂果率，但效果不穩(wěn)定，可能與鈣的施用量有關(guān)，目前多數(shù)研究關(guān)注不同鈣肥種類對裂果的防控［10-12］，較少關(guān)注鈣水平對裂果的影響，因此筆者研究不同鈣水平對甜櫻桃裂果的影響，旨在探討甜櫻桃果實成熟過程中不同鈣水平對甜櫻桃果實細(xì)胞壁代謝酶活性的影響，揭示不同鈣組分與抗裂果的關(guān)系，從而指導(dǎo)果農(nóng)在甜櫻桃生產(chǎn)中科學(xué)合理地補鈣以提升果品品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗樣地位于甘肅天水師范學(xué)院“裕豐”甜櫻桃種植基地，該基地以大棚櫻桃種植為主，甜櫻桃主栽品種為美早（Tieton），砧木為G6矮化砧，樹齡6年，株行距為3 m×5 m。該地區(qū)光照充足，年平均降雨量600 mm，年平均氣溫8.5 ℃，全年日照時數(shù)約2 100 h，土壤為黃綿土。

1.2 試驗設(shè)計

以氯化鈣（CaCl2）為鈣源，設(shè)0（CK）、3 000 mg/L（Ca1）、5 000 mg/L（Ca2）、 7 000 mg/L（Ca3） 3個鈣葉面肥水平，2022年2月9日開始進(jìn)行葉面噴施（落花后10 d噴第一次，其后每10 d噴1次，連噴3次，以不滴水為度），其他管理措施均按大田常規(guī)方式進(jìn)行。果實成熟時調(diào)查裂果率，采收果實和葉片，分別測定各處理果實和葉片的鈣含量。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 果實、葉片鈣含量及果實鈣組分。

參照 Ohta等［13］的試驗方法提取果實鮮樣中不同化學(xué)形態(tài)鈣。所用提取劑依次是φ=80%乙醇、蒸餾水、1 mol/L NaCl、φ=2% HAC，提取的主要組分為ALc-Ca（硝酸鹽、以氯化物為主的無機鹽以及氨基酸鹽等鈣）、H2O-Ca（水溶性有機鹽、磷酸一鈣等鈣）、NaCl-Ca（果膠酸鹽、與蛋白質(zhì)結(jié)合或呈吸附狀態(tài)等鈣）、HAC-Ca（磷酸二鈣、磷酸三鈣、碳酸鈣等）、HCl-Ca（草酸鈣等）。每種提取劑提取的溶液定容至100 mL，提取的溶液中鈣用原子吸收測定。另取果實及葉片用去離子水沖洗干凈，晾干并于105 ℃下殺青0.5 h，80 ℃下烘干，稱取烘干的果實和葉片干樣采用干灰化-稀鹽酸溶解法［14］測定鈣含量。

1.3.2 果實品質(zhì)指標(biāo)及相關(guān)酶活性。

果實可滴定酸采用酸堿滴定法測定；維生素C 采用鉬藍(lán)比色法測定［15］；果實可溶性固形物用WY020T型手持糖量計直接測定，每處理挑選大小一致的 10個果實進(jìn)行測定，重復(fù) 3 次。果膠含量采用咔唑比色法測定。游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定。

果膠酶活力采用還原糖測定法（DNS法），以1 min生成1 μg

半乳糖醛酸所需酶量為1個酶活單位，纖維素酶活性測定采

用還原糖測定法（DNS法），以1 min生成1 μg的葡萄糖所

需酶量為1個酶活單位［16］。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣對甜櫻桃裂果率和果實細(xì)胞壁代謝酶活性的影響

于2022年4月對試驗大棚內(nèi)裂果狀況進(jìn)行調(diào)查和采樣分析。結(jié)果顯示，Ca2處理的裂果率較CK下降了42.89%，但Ca3處理裂果率是CK的1.42倍。Ca1處理裂果率與CK無差異（圖1）。

噴施不同鈣水平葉面肥對果實纖維素酶活性無影響，Ca2處理果膠酶活性較CK降低了20.53%，Ca3處理果膠酶活性較CK提高了24.38%（圖2a）。隨著噴施鈣濃度的增加

果實脯氨酸含量顯著增加，Ca2和Ca3處理果實脯氨酸含量

分別是CK的1.83和2.01倍。Ca1、Ca2處理均顯著增加了果膠含量（圖2b）。

2.2 鈣對甜櫻桃果實及葉片鈣含量的影響

由表1可知，3個鈣水平處理均顯著增加葉片、果實全鈣含量，且Ca3處理葉片鈣含量顯著高于另外2個鈣處理。從果實的鈣組分來看，鈣處理對果實水溶性鈣含量無顯著影響，但噴鈣處理與CK相比氯化鈉鈣含量平均提高了41.25%（P<0.05），且隨鈣濃度的增加呈顯著上升趨勢。Ca1和Ca2處理乙醇鈣含量與CK相比分別提高了46.16%和24.93%，Ca3處理乙醇鈣含量與CK無顯著差異。Ca3與Ca1相比乙酸鈣含量增加了76.05%，鹽酸鈣含量增加了29.15%，表明不同鈣肥濃度促使果實中鈣的形態(tài)發(fā)生了轉(zhuǎn)變。相關(guān)分析結(jié)果表明裂果率與乙酸鈣呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.705（P=0.010），裂果率與乙醇鈣呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.609（P=0.036）。

2.3 鈣對甜櫻桃果實品質(zhì)的影響 由表2可知，隨著噴施鈣濃度的增加，果實可滴定酸含量呈下降趨勢，Ca1和Ca2處理果實可溶性固形物、抗壞血酸含量均顯著高于Ca3處理，呈現(xiàn)較好的風(fēng)味，改善果實內(nèi)在品質(zhì)。

3 結(jié)論與討論

鈣是細(xì)胞壁的重要組成成分之一，在維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定方面起到重要作用，一般認(rèn)為，鈣能增加細(xì)胞壁的強度，因此在裂果防治中起著重要作用。該研究從果實細(xì)胞代謝酶活性、葉片果實鈣含量、果實鈣組分等方面證實施鈣水平可能與甜櫻桃裂果發(fā)生相關(guān)。Ca3處理可顯著增加裂果率，Ca1和Ca2處理果膠含量顯著增加且降低了果膠酶活性，Ca3處理顯著提升了果膠酶活性且果膠含量與CK無顯著差異。植物細(xì)胞壁是以纖維素微纖絲網(wǎng)絡(luò)為骨架，內(nèi)填有果膠、結(jié)構(gòu)蛋白、半纖維素等襯質(zhì)成分構(gòu)成的有代謝活性的結(jié)構(gòu)［17］，該研究中較高的果膠酶活性水解果膠可能是高鈣處理誘發(fā)甜櫻桃裂果的原因之一。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)鈣處理均增加了脯氨酸含量。研究指出植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性。脯氨酸親水性極強，能穩(wěn)定原生質(zhì)膠體及組織內(nèi)的代謝過程，因而能降低凝固點，有防止細(xì)胞脫水的作用。該研究結(jié)果表明噴施鈣水平提高促進(jìn)了甜櫻桃果實中脯氨酸含量的增加，與丁改秀等［18］在壺瓶棗裂果方面的研究相一致，但其具體促裂果作用機制尚需進(jìn)一步研究。

研究表明甜櫻桃的裂果率與果實含鈣量呈負(fù)相關(guān)，裂果果皮中的鈣含量顯著低于正常果果皮中的鈣含量［19］。該研究還發(fā)現(xiàn)裂果率與果實中鈣組分顯著相關(guān)，進(jìn)入果實的鈣主要以果膠酸鈣和草酸鈣的形態(tài)存在，與對照相比，噴鈣處理果膠鈣含量平均提高了41.25%（P<0.05），因此鈣進(jìn)入果實后主要與果膠結(jié)合，但Ca1處理下乙醇鈣含量與CK相比提高了46.15%，說明噴施鈣不同水平的鈣肥促使果實中鈣形態(tài)發(fā)生了轉(zhuǎn)變。魯振華等［20］研究發(fā)現(xiàn)，低鈣處理下，鈣離子熒光信號強度主要分布于細(xì)胞壁和胞間，隨著噴施CaCl2濃度的增加，果肉組織中的鈣離子濃度和分布區(qū)域逐漸增加。該研究初步判斷隨著噴施鈣濃度的增加分布于細(xì)胞壁和胞間的果膠鈣逐漸飽和，果肉中鈣的組分也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)化，鈣處理促進(jìn)了果膠鈉鈣含量的增加，但在高鈣處理下果實中乙酸鈣和鹽酸鈣含量顯著增加，該試驗結(jié)果顯示隨著施鈣水平的增加，果實可滴定酸含量呈下降趨勢，可能是在果實成熟過程中果肉中水溶性鈣與果實代謝產(chǎn)生的磷酸、碳酸、草酸結(jié)合，形成了不溶性的鈣鹽，水溶性鈣含量的下降及不溶性鈣鹽的增加可能是高鈣導(dǎo)致裂果的原因之一。

鈣處理可增加櫻桃可溶性固形物的含量，但對可溶性糖、可滴定酸和糖酸比影響較?。?1］，該研究結(jié)果表明，噴施適宜濃度的外源鈣，可改善甜櫻桃果實品質(zhì)。低、中濃度鈣處理促進(jìn)了果實可溶性固形物含量、抗壞血酸含量的增加，高濃度鈣則與對照無顯著差異，該結(jié)果與吳一群等［22］關(guān)于鈣對櫻桃番茄的Vc、氨基酸、可溶性糖等研究結(jié)果相似。

綜上所述，高鈣處理更易發(fā)生裂果現(xiàn)象，高鈣處理下果膠酶活性增加可能導(dǎo)致果皮強度降低。噴施鈣肥均有效提高葉片鈣及果實鈣含量，但不同噴鈣水平對櫻桃果實中的鈣組分構(gòu)成有顯著影響，高鈣處理提高了磷酸鈣和草酸鈣含量，促使果實可滴定酸含量下降，在該研究條件下Ca2處理能顯著降低裂果率，對于生態(tài)條件各異的甜櫻桃種植區(qū)域而言，適宜噴鈣水平對甜櫻桃裂果的影響還需從廣度和深度上進(jìn)行深入研究。

參考文獻(xiàn)

［1］

彭榮元，張顏春，劉文林，等.大棚甜櫻桃裂果原因及預(yù)防措施［J］.山西果樹，2015（6）：21-22，25.

［2］ 寸麗芳，房立媛，林敏娟，等.噴施外源鈣對駿棗裂果和相關(guān)生理特性及顯微結(jié)構(gòu)的影響［J］.果樹學(xué)報，2023，40（9）：1894-1903.

［3］ 王引，倪海枝，顏幫國，等.白沙枇杷裂果的鈣素調(diào)控生理研究［J］.果樹學(xué)報，2022，39（5）：826-835.

［4］ 郭紅彥，白晉華，段風(fēng)琴，等.鈣處理對‘壺瓶棗’裂果細(xì)胞壁降解酶活性及組織結(jié)構(gòu)的影響［J］.園藝學(xué)報，2019，46（8）：1486-1494.

［5］ 劉劍鋒，唐鵬，彭抒昂.采后浸鈣對梨果實不同形態(tài)鈣含量及生理生化變化的影響［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，c4VfmYhXOi2azX+BKLJjVTlnWBtR2xZwiMg2qVmB2xQ=23（5）：560-562.

［6］ 齊秀東.鈣在果樹生理代謝中的作用（綜述）［J］.河北科技師范學(xué)院學(xué)報，2005，19（2）：69-72.

［7］ 劉會茹，杜彬，任艷軍，等.歐李果鈣質(zhì)組成及其儲存期內(nèi)的變化［J］.營養(yǎng)學(xué)報，2011，33（4）：421-422.

［8］ 陳見暉，周衛(wèi).蘋果缺鈣對果實鈣組分、亞細(xì)胞分布與超微結(jié)構(gòu)的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（4）：572-576，628.

［9］ 龔云池，徐季娥，呂瑞江.梨果實中不同形態(tài)鈣的含量及其變化的研究［J］.園藝學(xué)報，1992，19（2）：129-134.

［10］ 丁雙雙，李燕婷，袁亮，等.小分子有機物螯合鈣肥對櫻桃番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分吸收的影響［J］.中國土壤與肥料，2015（5）：61-66.

［11］ 曲日濤，于凱，王奎良.噴施鈣素營養(yǎng)防治大櫻桃裂果試驗［J］.北方果樹，2014（5）：12-13.

［12］ 白雪，王海蘭，任玉鋒.含鈣營養(yǎng)劑對木棗裂果防治效果及對木棗部分品質(zhì)的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（15）：14-16.

［13］ OHTA Y，YAMAMOTO K，DEGUCHI M.Chemical fractionation of calcium in the fresh rice leaf blade and influences of deficiency or oversupply of calcium and age of leaf on the content of each calcium fraction：Chemical fractionation of calcium in some plant species（Part 1）［J］.Japanese journal of soil science & plant nutrition，1970，41（1）：19-26.

［14］ 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1999：318-322.

［15］ 楊金鳳，黃玉琴，呼麗萍.鉬藍(lán)比色法測定甜櫻桃中還原型VC含量的條件優(yōu)化［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（1）：181-184.

［16］ 曹一博.棗果實發(fā)育過程中生理代謝與裂果的關(guān)系［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2013.

［17］ 李雄彪，吳锜.植物細(xì)胞壁［M］.北京：北京大學(xué)出版社，1993：27-135.

［18］ 丁改秀，王保明，安曉寧，等.新型生物防裂劑對棗果實抗氧化酶系統(tǒng)活性及脯氨酸含量的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（12）：1937-1939，1946.

［19］ 張閣，朱國英，劉成連，等.甜櫻桃果實果肉Ca2+質(zhì)量濃度變化規(guī)律及其與裂果的關(guān)系［J］.果樹學(xué)報，2008，25（5）：646-649.

［20］ 魯振華，高登濤，牛良，等.鈣處理對桃果肉鈣離子的分布及果實品質(zhì)的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2017，33（20）：61-65.

［21］ 邢尚軍，劉方春，馬丙堯，等.鈣對甜櫻桃貯藏品質(zhì)、鈣形態(tài)及細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)影響［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2010，19（9）：2091-2096.

［22］ 吳一群，林瓊，陳子聰，等.鈣水平對無限生長型番茄鈣吸收利用及果實品質(zhì)和產(chǎn)量的影響［J］.水土保持學(xué)報，2019，33（5）：185-189.