白糖罂荔枝果皮钾、钙、镁含量的动态变化及其与着色的关系

张 锐，苏 阳，周晓超，周开兵

(海南大学 园艺园林学院，热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点试验室， 海南 海口 570228)



白糖罂荔枝果皮钾、钙、镁含量的动态变化及其与着色的关系

张 锐，苏 阳，周晓超，周开兵

(海南大学 园艺园林学院，热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点试验室， 海南 海口 570228)

以白糖罂荔枝(Litchi chinensisSonn.‘Baitangying’)果皮为试验材料，探讨了果皮K、Ca、Mg含量的动态变化及其与着色的关系，结果表明，在果皮着色发育过程中，全K和水溶性K含量在总体上均呈下降趋势，全Ca、全Mg、水溶性Ca和水溶性Mg含量在总体上均呈上升趋势；叶绿素含量和 h 值呈显著下降趋势，花色素苷含量和 a 值呈显著上升趋势.果皮花色素苷含量与果皮全K、全Ca和水溶性K等含量分别呈负、正和负相关一元指数函数回归关系，果皮叶绿素含量与果皮全K、全Ca和水溶性K等含量分别呈正、负和正相关一元指数函数回归关系.

白糖罂荔枝； 钾； 钙； 镁； 着色

荔枝(Litchi chinensisSonn.)是海南重要特产果树之一，其在海南表现为极早熟，一般品种成熟期比其在广东产区提早约1个月，因此，早熟荔枝品种在海南产区颇具优势[1-3].白糖罂荔枝是引自广东产区的早熟品种，一般在5月成熟[2]，自2006年以来，其成为海南荔枝出口到澳大利亚和欧盟的荔枝品种[3].其主要特点是：果实品质上乘，色泽鲜红，肉质爽脆，味清甜[4]，其中外观艳丽和果形匀整是其重要特色.由于荔枝果皮着色与果皮矿质营养代谢的关系鲜见报道，因此，鉴于白糖罂荔枝果皮着色上佳，本文尝试就其果皮着色发育与果皮钾钙镁含量变化关系问题开展研究，既指导制定合理的施肥技术措施来确保其自身保持良好着色的特性，又为少数着色不良品种如三月红和妃子笑荔枝等[5-7]制定促进着色的施肥技术措施提供借鉴.

1 材料与方法

1.1 材 料 试验地点为海南省农业科学院热带果树研究所永发科研示范基地，其位于澄迈县北部平原台地，属于热带季风气候区，年平均气温23.8 ℃，年平均日照时数2059h，年均降雨量1786.1mm，且热雨同季，终年无霜；土壤为砖红壤且肥沃.选16年生、生长势一致和无任何不良表现的白糖罂荔枝本砧树 5株，单株小区.稳果后在每株样树树冠中部外围选5个不同方位且大小基本一致的果实作为标准果，并挂牌标记，此后在不同生长发育时期采样均参照这5个标准果平均果径大小来采集样果.从稳果(假种皮刚包满种子之时，即本文2013年5月5日)开始，到果皮全红时(2013年5月26日)为止，前两次取样间隔 1 周，此后每隔 3 或 4d取一次果样，在每株样树上采果实30个.在田间将对样果检测果皮色泽指标，然后就地剥皮，并及时用液氮速冻，带回实验室储存于-80 ℃超低温冰箱中备用.

1.2 方 法

1.2.1 果皮着色指标测定 采用日本产MinoltaCR2300型全自动测色色差计测定果皮a、b值，换算出色度角(h)，公式为h=tan-1(b/a)，a、b和h值与颜色的关系如图1所示.对每株样树 30 个样果一一测定果顶、果基和果胴部对称4点的 a 和 b 值，计算这6个点平均值作为该样果色泽指标值，然后以每株树全部样果的平均值作为该重复的观测值.每重复制备3个测样，采用改良Arnon法测定果皮叶绿素含量[8]；采用PirieA和Mullins[9]、张昭其等[10]等提出的方法测定果皮花色素苷含量.

1.2.1K、Ca、Mg含量测定 将果皮样品自然化冻后，用自来水冲洗干净后，再用去离子水漂洗2～3次，放入烘箱，在110 ℃ 下杀青15min，接着在65 ℃ 下烘干至恒重，取出研磨成粉末.粉末过60目筛后放入封口塑料袋，置于干燥器中保存备用.称取0.05g左右干粉，用1mol·L-1分析纯盐酸震荡 24h，测定果皮全K、Ca和Mg含量；称取0.1g左右干粉，用去离子水震荡 24h，测定果皮水溶性K、Ca和Mg含量；两种样品溶液过滤后收集滤液.采用原子吸收分光光度法测定果皮 3 种营养元素各相应的含量，原子吸收分光光度计为德国进口的耶拿NOVAA400P.

1.3 统计分析 采用SAS软件ANOVA过程作方差分析；采用LSD法作多重比较分析；采用REG过程作一元指数函数回归分析.

2 结果与分析

2.1 果皮K、Ca和Mg含量的动态变化特点

2.1.1 果皮全K、Ca和Mg含量动态变化 全K、Ca和Mg含量的动态变化如图2所示.全K含量在总体上发生下降；在5月12日前极显著下降，在5月26日又极显著上升，但5月26日显著低于5月5日；从5月12日至5月22日则无显著变化，且显著低于5月5日和5月26日.全Ca含量在总体上是上升的；即在5月15日前急剧上升，至5月19日下降，此后持续上升，且在5月22日后极显著上升；尽管5月19日和5月22日显著低于5月15日，但5月26日极显著高于5月15日.全Mg含量在总体上呈上升趋势，即在5月19日前无显著变化，此后则显著上升.

2.1.2 果皮水溶性K、Ca、Mg含量动态变化 水溶性K、Ca、Mg含量的动态变化如图3所示.水溶性K含量动态变化曲线呈“W”型，且在总体上下降；虽然在5月19日和5月26日各有一个显著上升，但5月26日显著低于5月5日.水溶性Ca含量则总体上呈上升趋势，尽管在5月15日前显著下降，但此后至5月19日和自5月22日至5月26日分别显著和极显著上升.水溶性Mg含量在总体上呈上升趋势，即在5月19日前无显著变化，自5月19日至5月22日显著上升，此后又无显著变化.

2.2 果皮色素与着色指标的动态变化特点

2.2.1 果皮主要色素含量动态变化 果皮主要色素含量的动态变化如图 4 所示.叶绿素含量呈持续显著下降趋势.花色素苷含量呈持续上升趋势，除 5月 12 日和 5 月 15 日差异不显著外，其余各时间点相互间差异显著或极显著.

2.2.2 果皮着色指标动态变化 果皮 h 值和 a 值动态变化如图 5所示.a值由负值转为正值，并且持续显著上升，在 5月 12 日前和 5 月 19日后均急剧上升，表明荔枝果皮颜色由绿不断转红，并且果皮单纯红色快速转化发生在果实刚开始膨大后 1 周和果皮全红前 1 周左右.h 值呈持续下降趋势，在5 月 19 日前持续急剧下降，此后下降趋缓，表明果皮着色主要发生在果皮全红前的 1 周之前.

2.3 果皮色素含量与果皮K、Ca和Mg含量的一元指数函数回归分析 对花色素苷、叶绿素含量与果皮K、Ca和Mg全量及其水溶性含量分别作一元指数函数回归分析，具有显著性差异的一元指数函数回归方程如表 1 所示.可见，花色素苷含量与全K、全Ca和水溶性K含量分别呈负、正和负相关一元指数函数回归关系.叶绿素含量则与全K、全Ca和水溶性K含量分别呈正、负和正相关一元指数函数回归关系.

表1 一元指数函数回归分析

x(DW)/(mg·g-1)回归方程相关指数显著性全Ky=10.0740e-1.339x0.4983*全Cay=0.0009e0.9493x0.2203*水溶性Ky=1.5258e-1.5098x0.4288*全Kz=0.0239e0.2160x0.2023*全Caz=0.15316e-3.066x0.3558*水溶性Kz=0.0287e0.7800x0.2284*

注： y 和 z 分别表示花色素苷和叶绿素含量(FW)(mg·g-1).*表示显著性水平 p<0.05.

3 讨 论

花色素苷含量与全Ca含量呈正相关一元指数函数回归关系，全Ca含量动态变化趋势与花色素苷含量动态变化趋势均总体上上升.其可能的机理是，植物花色素苷的生物合成过程受植物内部信号和环境信号间的复杂互作调节[11]，糖作为植物内部信号之一参与花色素苷的生物合成[12]，糖对花色素苷生物合成的调节是通过蛋白激酶信号转导途径[13]，而已经证实植物Ca含量是刺激蛋白激酶表达的重要因素[14].另外，在三月红荔枝、山楂、红樱桃果实成熟前经叶面喷布CaCl2后，显著提高 3 种水果果皮花色素苷含量，从而促进 3 种水果果皮着色[15-17]，从施肥实践上为本试验结果提供证据支持.

花色素苷含量与全K和水溶性K含量均呈负相关一元指数函数回归关系，全K和水溶性K含量动态变化趋势均在总体上与花色素苷含量动态变化趋势相反，说明果皮K含量较高不利于果皮转红.前人在苹果[18]和李果实[19]上也取得同样的结论.

总之，应以提高果皮全Ca和降低果皮K含量为中心来开展白糖罂荔枝测土配方施肥技术的创新研究，从而达到促进白糖罂荔枝果皮着色的目的.同时，在荔枝果实常规管理中倡导在果实膨大期增施K肥，那么施K后是否会引起果皮K含量升高而不利于果皮着色呢？这个问题也一样值得关注.

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Relationships Between the Changes of the Contents of K, Ca and Mg in Pericarp of Baitangying Litchi and the Pericarp's Coloration

ZhangRui,SuYang,ZhouXiaochao,ZhouKaibing

(KeyLaboratoryofProtectionandDevelopmentUtilizationofTropicalCropGermplasmResources(HainanUniversity),MinistryofEducation,Haikou570228,China)

Inthereport,thepericarpsofBaitangyinglitchiwasusedtoanalyzetherelationshipbetweenthechangesofthecontentsofK,CaandMginpericarpandthepericarp’scolorationofBaitangyinglitchi(Litchi chinensisSonn.cvBaitangying).TheresultsshowedthatthecontentsofthetotalKandthewater-solubleKdecreased,thecontentsofthetotalCa,thetotalMg,thewater-solubleCaandthewater-solubleMgincreased;thecontentsofchlorophyllandthehvaluesdecreasedsignificantly,whilethecontentsofanthocyaninandtheavaluesincreasedsignificantly;theexponentialregressionequationsofthecontentofanthocyanintothecontentsofthetotalK,thetotalCaandthewater-solubleKwereallsignificant,andthecorrelationindexeswerenegative,positiveandnegative,respectively.TheexponentialregressionequationsofthecontentofchlorophylltothecontentsofthetotalK,thetotalCaandthewater-solubleKwereallsignificant,andthecorrelationindexeswerepositive,negativeandpositive,respectively.

Baitangyinglitchi;K;Ca;Mg;coloration

2015-02-11

国家自然科学基金项目(31160383).

张锐(1988-)，女，河南郑州人，海南大学园艺园林学院2011级硕士研究生，E-mail：442610036@qq.com

周开兵(1969-)，男，湖北浠水人，教授，博士研究生导师，研究方向：果树栽培生理研究，E-mail：kaibingzhou0528@163.com

1004-1729(2015)03-0241-05

S

ADOl：10.15886/j.cnki.hdxbzkb.2015.0044