维生素 B6 施用时间和剂量对富士苹果品质的影响

王安然，倪蔚茹，贺锡燕，徐　金，王金政，毛志泉，沈　向

（1 山东农业大学园艺科学与工程学院，作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018；2 山东省果树研究所，山东泰安 271000）

维生素 B6 施用时间和剂量对富士苹果品质的影响

王安然1，倪蔚茹1，贺锡燕1，徐金1，王金政2，毛志泉1，沈向1*

（1 山东农业大学园艺科学与工程学院，作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018；2 山东省果树研究所，山东泰安 271000）

【目的】探讨不同时期土施不同剂量维生素 B6后对果实营养品质和香气品质的影响，为提高富士果实品质提供新的营养途径。【方法】于 2013年和 2014年在山东蒙阴县进行了富士苹果田间试验。试验设两个施用时间分别为 4 月和 6 月，在富士苹果距主干 60 cm 处土施维生素 B6，剂量分别为 0、3、5、7 g/plant。果实成熟时测定果实的氮磷钾含量、可溶性固形物、Vc 等营养品质指标及香气物质成分。【结果】2013年和 2014年果实中氮、磷、钾含量均以 4 月份施 B6 7 g/plant 处理最高，与对照差异显著。4 月、6 月份土施 B6 7 g/plant 处理的各项品质指标基本都显著高于对照，同等剂量不同施用时间果实各测定指标 4 月与 6 月份之间差异显著（除 2014年硬度外）。2013年和 2014年施用 7 g/plant 处理的总酯类挥发性物质的相对含量都显著高于对照。酯类物质中 2-甲基丁酸乙酯的相对含量在 2013年和 2014年的所有处理（除 2013年4 月施用 3 g/plant 和 2014年6月施用 7 g/plant 处理外）都明显高于当年对照。两年中 4 月施用 7 g/plant 处理果实中的 2-甲基丁酸乙酯的含量在当年处理中最高，并与其它处理存在显著差异。果实中丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基丁酸异丙酯相对含量在 2013年和 2014年4 月和 6 月施用 7 g/plant 处理中都明显高于对照。【结论】4 月施用维生素 B6 提高果实的营养品质和单果重效果最佳，6 月施用提高果实的香气品质更佳；本研究条件下，维生素 B6的适宜用量为 5～7 g/plant。

维生素 B6；富士苹果；营养品质；香气

苹果是我国重要的经济作物，种植面积和产量居世界首位。但不恰当的生产施肥技术使果实品质下降、风味变淡。提高果实品质增加产量，提升其在国际市场的竞争能力，使农民增加收入，获得更好的经济效益是目前苹果生产的核心问题［1-2］。

化肥对提高农作物的产量和品质发挥着重要的作用。随着在农业生产中化肥的施用量逐年增加，土壤中重金属累积、土壤微生物活性降低、土壤酸化等现象日益严重，并且影响农产品的品质和产量［3-5］。目前我国各种研究都在提倡合理施用有机肥，来改善土壤状况，减少对土壤污染，改善作物产量及其品质［6-7］。但有机肥中的有机营养物质，多以缓效的方式存在，需要经过长时间的分解，转化为小分子物质（如维生素类、糖类、萜类等）才能被植物自身吸收利用［8］。作为土壤重要小分子物质的维生素，是植物生长发育过程中不可缺少的营养物质和生长调节剂。维生素在植物体内作为多种酶的辅基，在植物的代谢过程中发挥巨大的作用。王厚德［9］发现单独在培养基中添加维生素 B6，使灵芝的菌丝产量增加了 13.2%。李振轮等［10］研究表明，使用不同剂量的维生素对甜玉米进行浸种，显著提高了其萌发率和根活力。同时有研究表明，外源使用维生素对小麦、黄瓜等农作物的产量和品质提高具有显著影响并且对增强其抗逆性也发挥显著的作用［11-13］。有研究者证明，外源维生素可以改变植物营养缺乏的现象，对缺镁的玉米喷施维生素 B6、B2后可以在一定程度上恢复玉米的生长发育［27］。维生素处理后对作物生长发育及其产量的影响虽然研究不少，但对苹果等木本植物的各方面的影响鲜有报道。夏燕飞等［8］对采集的 168 个苹果园土壤样品进行分析，发现土壤中普遍含有一定量的维生素，其中的维生素 B6 含量与富士苹果的可溶性糖、维生素 C、可溶性固形物等营养品质存在显著相关性，我们在其研究基础上选用土壤中有机营养物质维生素 B6 作为土壤调节物质对富士苹果树进行处理，并且在果实采收后，采用顶空固相萃取等技术，分析不同时期施用不同量维生素 B6后对苹果营养及香气品质的影响，从而为土壤肥料种类的选择提供新思路。

1　材料与方法

1.1试验点概况和供试材料

试验果园位于临沂蒙阴县野店镇烟庄村，供试果园耕层土壤养分含量分别为：有机质含量 1.5%、有效氮 124.60 mg/kg、有效磷 51.29 mg/kg、速效钾141.21 mg/kg。

苹果品种为 15年生盛果期以平邑甜茶为砧木的红富士，落花 35 d后套袋，株行距 3 m×4 m。试验处理所用为生物学试剂维生素 B6（盐酸吡哆醇含量 ≥98%）。

1.2试验设计

距果树主干 60 cm 处，分别在行间、行内四个方位挖深 25 cm、宽 15 cm 的坑进行维生素 B6 土施。设置 4 个梯度，每个梯度为一个处理，每个处理的维生素 B6 施用量分别为 0（对照）、3、5、7 g/plant。并在 2013年和 2014年的 4 月、6 月份两个时期在同一果园进行施用。每个处理设 3 个重复，进行随机区组排列，每个小区 10 株。日常按常规管理方式进行管理。

1.3样品采集与测定

1.3.1样品采集在果实成熟期（2013年和 2014年10月中旬）进行采收，每个处理在树冠中部四个方向采摘，每个处理共摘取 30 个，保存于 4℃ 冰箱备用。

果实香气品质测定采用顶空固相萃取（SPME）技术提取果实香气成分。经气相色谱-质谱联用仪（岛津公司，Shimadzu GCMS-QP2010）进行测定分析。每个处理任意取 5 个苹果去皮，取果肉切成 1 mm3大小碎块混合，称取 20 g 于锥形瓶中，加入内标 3-壬酮（0.4 g/L）5 μL 密封。插入在进样口老化 30 min的萃取头进行吸附，同时将锥形瓶放在 45℃ 磁力搅拌加热板上加热 40 min。吸附完成后，插进进样口进行解吸。GC-MS 分析：采用美国 Finnigan Trace MS 气相色谱-质谱联用仪分析进样；色谱条件：色谱柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm 毛细管柱。进样口温度 250℃，初始温度 35℃，保持 4 min，然后以6℃/min 升至 120℃ 保持 1 min，然后以 10℃/min 升至 180℃后以 20℃/min 升至 250℃ 保持 7 min。载气为 He（99.9%），流量为 0.8 mL/min，电离方式为EI，电子能量为 70 Ev，离子源温度 200℃，进样不分流。

1.4数据处理

经 GC-MS 测定后，通过 NIST/WILLEY 谱库检索确定其香气成分，对其相对含量通过面积归一化法进行计算。对其挥发性物质的定量，根据以下公式［19-20］计算：

含量=单峰面积/内标峰面积×内标物含量

数据采用 Microsoft Excel 2003 处理，DPS7.05软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1维生素 B6 不同施用时期和剂量对富士苹果果实矿质养分的影响

表1结果表明，2013年和 2014年的所有维生素B6 处理果实中的全氮、全磷、全钾都都明显高于对照，其中每年的 4月7 g/plant 的处理氮、磷、钾含量最高。2013年、2014年4 月份 7 g/plant 处理中的全氮含量分别高出对照 23.14%、24.25%，全磷含量分别高出对照 32.97%、33.54%，全钾含量分别高出对照 30.08%、23.79%。

表1　2013年和 2014年施用维生素 B6 的富士苹果果实氮、磷、钾含量（g/kg）Table 1　N， P， K content of Fuji apple effected of vitamin B6 in 2013 and 2014

2.2维生素 B6 不同施用时间和剂量对富士苹果品质的影响

土施不同剂量维生素 B6后果实的各项品质指标都明显高于当年对照（表2），其中两年4 月和 6 月份7 g/plant 处理各项指标都显著高于同年的其它处理。其中 4 月份与 6 月份的 7 g/plant 处理的各项品质指标相比，除 2014年硬度差异不显著外，4 月份的效果明显高于 6 月份。从表2可看出，两年4、6 月份的 7 g/plant 处理的单果重都高于对照，其中 2013年明显高出对照 7.47%、6.31%，2014年明显高出对照8.46%、 6.57%。

表2　2013年和 2014年施用维生素 B6 富士苹果果实营养品质Table 2　Effect of Vitamin B6 on the nutritional quality of Fuji apple in 2013 and 2014

2.3不同时期施用不同剂量维生素 B6 对果实香气品质的影响

果实的香气品质目前已经成为衡量果实品质重要标准之一，它主要决定果实的嗅感。根据香气成分区分，富士果实为“酯香型”［21］。

维生素 B6 处理富士的主要香气物质的相对含量和含量都得到了明显提高，在改善果实香气品质方面发挥了重要的作用。 表3表明，果实中的主要香气成分为酯类物质，其中 2013年和 2014年4、6 月份施用 7 g/plant 维生素 B6 处理果实总酯类挥发性物质的相对含量分别为 97.82%、92.55% 和 94.87%、96.10%，并且它们都明显高于对照。因为富士属于“酯香型”，果实中的酯类物质含量对香气品质影响发挥主导作用。其中酯类挥发性物质对果实拥有果香和甜香特征发挥着巨大的作用［22-23］。虽然在果实中检测到大量的酯类化合物，但只有 2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基丁酸异丙酯等小部分脂类物质对苹果果实的风味发挥着主要作用［24-25］。以上这些酯类挥发性物质在维生素 B6 处理过的富士果实的果肉中均被检测出。除2013年4 月份 3 g/plant、2014年6 月份 7 g/plant 处理，香气阈值低感知度高的 2-甲基丁酸乙酯的相对含量在两年4、6 月份的处理都明显高于对照。2013年和 2014年4 月和 6 月的 7 g/plant 处理中 2-甲基丁酸乙酯的含量分别显著高出对照 1.2 倍、0.6 倍、0.18 倍、0.12 倍（表4）。其中 2013年和 2014年中的4 月的 7 g/plant 处理果实中的 2-甲基丁酸乙酯的含量在当年处理中最高，并与其它处理存在显著差异。丁酸乙酯、己酸乙酯和 2-甲基丁酸丁酯都具有苹果果实所特有的甜香气和果香气。丁酸乙酯相对含量在 2013年和 2014年4 月和 6 月的 7 g/plant 处理的果实中都高于对照，其含量分别高出对照 2.1 倍、1.5 倍、1.8 倍、3.7 倍，并且都与对照存在显著性差异。己酸乙酯的相对含量在 2013年和 2014年4 月和 6 月的 7 g/株处理都明显高于对照，其含量分别高出对照 1.1 倍、1.4 倍、2.0 倍、14 倍，并与对照存在显著性差异。2-甲基丁酸丁酯在 2013年和 2014年4 月份、6 月的 7 g/plant 处理的相对含量都高于当年对照，其含量也都明显高于对照，分别高出对照1.6、0.6、0.49、0.8 倍，并与当年对照存在显著性差异。2-甲基丁酸异丙酯具有果实清香气，它的相对含量在 2013年和 2014年4 月、6 月的 7 g/plant 处理都明显高于对照，其含量也都明显高于对照，分别高出 1.0、0.7、1.1、1.4 倍。并与对照存在显著性差异。以上结果说明施用维生素 B6后使果实的甜香和果香更浓郁，在一定程度提高果实的香气品质。综合主要酯类物质相对含量比较，6 月的丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯分别比 4 月的高出 59.55 %、138.25 %、5.48 %，2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸异丙酯 4 月的相对含量虽然比 6 月的处理高，但是它们的相对含量的差异很小，因此总酯类物质 6 月的处理相对含量也高于 4 月。

表3　2013年和 2014年施用维生素 B6 的富士果实主要酯类挥发物质种类及相对含量（%）Table 3　Contents of volatile substances of major esters of Fuji affected by vitamin B6 in 2013 and 2014

表4　2013年和 2014年施用维生素 B6 的富士果实主要酯类挥发物质含量（μg/100g， FW）Table 4　Contents of major esters volatile substances of Fuji affected by vitamin B6 in 2013 and 2014

3　讨论与结论

维生素对植物的正常生长发育起着至关重要的作用，外源维生素能够作用于植物细胞、藻类、菌类等低等植物的培养，或将其施用于高等作物提高其产量、品质及抗逆性。维生素参与植物体内的氧化还原反应，并且直接影响无机营养在植物体内的运转［26］。有研究表明使用外源维生素可以使植物自身缺乏无机营养得到改善，同时也能提高植物自身的无机营养物质的含量［27］。本试验结果表明施用维生素B6后，7 g/plant 处理果实中全氮的含量比对照增加了 18.79%～19.52%，全磷含量比对照高出 24.80%～25.11%，全钾含量高出对照 19.21%～23.12%。无机营养对果实的营养品质有着显著的影响，有研究结果表明果实中氮含量的提高可以提高果实中可滴定酸的含量，施用磷肥可以提高富士的产量，也可以减少其在贮藏时期的生理病害，钾可以增加果实的色泽还可以提高果实的含糖量及其香味、风味［28］。本试验在施用了维生素 B6后，果实中的氮磷钾含量增加的同时，果实的产量、糖酸比、花色苷等营养品质指标都明显高于对照。同时维生素作为辅酶，参与关系植物生命活动关键酶的活动，参与植物细胞蛋白质、脂肪、糖酸的代谢活动，影响着植物本身的正常生长发育，同时影响着植物果实各种营养物质及其糖酸物质的积累［29］。本试验运用维生素 B6后，也可能通过维生素作为辅酶参与各种代谢活动从而提高富士苹果产量及其花色苷、糖酸、硬度等营养品质。

果实的香气是果实风味重要的一部分，有研究表明富士苹果果肉能够检测到 300 多种挥发性物质，因为富士果实为“酯香型”品种，其中酯类占峰面积的 78%～92%。本研究结果表明，在进行了维生素 B6 处理后的果实中酯类挥发性物质最高可占峰面积的 96.1%。果实中酯类特征香气成分多通过氨基酸合成途径产生，有研究显示草莓［30］和香蕉［31］等果实的部分酯类香气成分是通过丙氨酸转化而成的。这些酯类物质通过前体物质氨基酸在转氨酶和丙酮酸脱氢酶这两种关键酶的共同作用下，进行转氨基和脱羧基合成的［32-33］。而维生素 B6 作为转氨作用的辅酶，同时具有脱羧作用，从而促进了其体内各种前体物质氨基酸在关键酶的作用下转化成果实果肉内的酯类物质。也有研究表明，醇类化合物和醛类化合物也是影响果实香气风味的重要物质，但在本次试验中富士果实果肉中仅检测到少量的醇类物质，而醛类物质很少或没有检出。这可能是果实套袋后使其调控酯类化合物合成的关键酶活化，促进醇类和脂肪酸向酯类化合物的方向转化，增加了酯类挥发性物质在果实体内的积累。同时套袋抑制了调控醛类物质合成的关键酶 PDC 的活性，抑制了其在果实果肉的合成和积累［34］。因而使其醇类物质和醛类物质很少检出或检不出。

综合以上研究结果表明，对于该年龄段富士苹果果实营养品质和香气品质而言施用维生素 B6 的最佳剂量为 7 g/plant。可能增加使用量效果会更加明显，但从目前的效果分析，受到投入产出比例的限制，从经济角度，施用 5 g/plant 维生素 B6，对果实的各项品质促进作用也很显著，因此，5 g/plant 的施用量为最经济的施用量。4 月份施用维生素 B6 可以明显提高富士苹果果实的营养品质，而 6 月份施用可以明显提高果实的香气品质。施用维生素 B6 增产增质的机理还亟需深入，特别是对于维生素 B6 施用后是对其树体周围土壤环境的影响，还是被其树体直接吸收而发挥生理作用还需进一步的实验进行验证。

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Effects of vitamin B6 application time and doses on fruit quality of Fuji

WANG An-ran1，NI Wei-ru1，HE Xi-yan1，XU Jin1，WANG Jin-zheng2，MAO Zhi-quan1，SHEN Xiang1*
（1 College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University， State Key Laboratory of Crop Biology；2 Shandong Institute of Pomology， Tai'an， Shandong， 271018， China）

【Objectives】The effects of soil application of different doses of vitamin B6 on the fruit quality were studied in order to provide a new method to improve fruit quality of Fuji.【Methods】The doses of vitamin B6 of 0（control）， 3， 5 and 7 g per plant were added into soil 60 cm away from the Fuji apple trunk， and two application tine of April and June were set in 2013 and 2014. Contents of nitrogen， phosphorus， potassium， soluble solids， vitamin C and aroma components of the fruits were determined when the fruits were ripe.【Results】The total nitrogen， phosphorus and potassium contents in treatment of 7 g plant in April were the highest of 2013 and 2014， which were to significantly higher than the control. The quality indicators of 7 g per plant in both April and June treatments were significantly higher than those of the control in both 2013 and 2014，and the difference in the quality indicators between the two application time were significant（except the hardness indicator of 2014）. In 2013 and 2014， the relative content of total esters in 7 g per plant treatment was significantly higher than that of the control. The relative content of ethyl-2-methyl butyrate in esters was significantly higher than that of the control（except 3 g per plant in April 2013 and 7 g per plant in June 2014）. The content of ethyl-2-methyl butyrate of 7 g per plant in April was the highest in the current year， and the differences with other treatments were significant. The relative content of ethyl butyrate， ethyl caproate， butyl 2-methyl butyrate，isopropyl 2-methyl butyrate in treatment of 7 g per plant in both application times in 2013 and 2014 were significantly higher than that of the control， and also significantly higher than those of other does treatments.【Conclusions】Application of vitamin B6 7 g/plant in April performs best in improving the fruit nutritional quality and single fruit weight， but application of B6 7 g/plant in June peforms best in improving the quality of fruit aroma. Therefore the doses of vitamin B6 of 5 g or 7 g/plant is recommanded under the conditions of this study.

vitamin B6； Fuji fruit； nutritional quality； aroma

S605

A

1008-505X（2016）05-1348-08

2015-09-23接受日期：2016-01-04

支撑计划专项经费（2014BAD16B02）；国家现代农业技术体系专项经费（CARS-28）；山东省2013年重大创新项目资助。

王安然（1990—），女，河南卫辉人，硕士研究生，主要从事果树生物学方面研究。E-mail：anranjing123@163.com

Tel：0538-8249140，E-mail：shenx@sdau.du.cn