张红梅,李鹃鸽,张楚捷,韩 旭,席丛林
(1.山西农业大学生命科学学院,山西 太谷 030801;2.山西农业大学园艺学院,山西 太谷 030801;3.山西农业大学农学院,山西 太谷 030801)
桃(Prunus persica)属于蔷薇科双子叶植物,果实风味独特,营养丰富,是老少皆宜的果品之一,也是最有希望在国际上占有市场的果品之一[1]。红凤凰桃是由山西省平陆县蓝德园艺产品有限公司于2002年从大久保桃中选育而成的中早熟桃新品种,成熟期在7月上中旬,果个大、色泽艳丽、硬度大、酸甜可口、耐贮运,贮藏时间长,自然温度下可存放15 d 左右,改变了早熟桃不耐贮运、货架期短、颜色暗红、外观欠佳的现状,具备很强的市场竞争优势[2-3]。但在传统施肥过程中,普遍存在偏施化肥,少施或不施有机肥;偏施氮肥,少施磷钾肥,更忽视了中微量元素的施入,导致土壤板结,果实品质降低,经济效益降低。
关于有机肥及不同类型无机肥配合施用在多年生果树如核桃[4]、苹果[5]、枣[6]、梨[7-9]、葡萄[10]等上的研究已有报道,但大多集中在单独施用对果实品质的影响上,关于有机肥与无机肥配合施用对桃营养及香气品质的影响还未见报道。
本试验通过研究羊粪和海藻有机肥与不同中微肥和多元素果树专用肥配施对红凤凰桃品质及香气的影响,旨在为果树栽培管理中有机肥与无机肥合理配施提供理论依据。
以山西特有的3年生红凤凰桃为试材。
试验于2016年7月至2017年10月在晋中市太谷县太谷气象站旁果园进行,管理水平整体良好,且近年无较大病虫害。
当地农户普遍使用的羊粪有机肥中含有大量的有机质、腐植酸、氮磷钾等大量元素,可以改善土壤环境、防止土壤板结,并且肥效持久;海藻有机肥作为一种新型有机肥,具有对人体无害、环境污染小的特点,相对传统肥料,其肥效更好。因此,本试验选用的传统有机肥为羊粪有机肥,新型有机肥为海藻有机肥(其中,氮+磷+钾为5%,有机质为45%)。
将不同类型有机肥与螯合中微肥(其中铁含量8%、镁 12%、钙 12%、锌 18%、硼 8%、锰 6%、硫9%)和多元素果树专用肥(其中硅含量20%、钙16%、钾5%、镁4%,果树专用肥)配合使用,研究不同肥料配比对红凤凰桃品质的影响。
试验于2016年9月下旬施入有机肥与不同类型无机肥,随机区组设计,每一处理3 次重复,田间管理保持一致。肥料试验设10 个处理(表1)。
表1 不同肥料配比
采用人工半环状沟施,即在果树株间开沟,隔行挖宽30~40 cm、深40~50 cm 的半环状沟,施入肥料,并与表面土充分搅拌,然后生土覆盖。在初春时进行疏花疏果,保证结果量统一。待果实成熟后,每组处理分别采收东南方向外围果枝成熟度一致的5 个果实测定果实品质及香气物质种类和含量。
1.3.1 果实品质的测定 单果质量采用称量法测定;果实硬度使用手持式FHM-1 型硬度计进行测定;可溶性固形物的含量使用手持式糖量计测定;可溶性总糖使用蒽酮法进行测定;Vc 含量使用2,6-二氯靛酚滴定法测定;可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定。
1.3.2 芳香物质的测定 GC-MS 分析条件:采用美国Finnigan Trace MS 色谱-质谱-微机系统联用进行香气成分及含量测定。色谱条件:色谱柱,PEG-20M 型弹性石英毛细管柱 30 μm×0.25 μm×0.25 μm,设定程序性升温,进样口温度为250 ℃,起始温度为40 ℃,保留4 min,以6 ℃/min 的速度升至160 ℃后再设置以10 ℃/min 的速度升至230 ℃,保留7 min。所需载气为高纯氦气,恒流为0.8 mL/min,检测器温度 200 ℃。
质谱条件:GC-MS 接口温度280 ℃,电离方式 EI,电子能量70 eV,电流 200 μA,检测电压为350 V,离子源温度为200 ℃,扫描质量范围设定为45~600 amu。
定性分析:萃取出的化合物经气相色谱分离形成不同的香气化合物,进而产生不同的色谱峰,然后用气相色谱-质谱-计算机联用仪分析香气成分及含量,通过面积归一法进行计算。
试验果实品质数据采用Excel 进行处理,相关性采用SPSS 软件进行统计分析。
表2 羊粪有机肥+不同类型无机肥对红凤凰桃果实外观品质的影响
由表2可知,不同用量的螯合中微肥及果树专用肥与羊粪配施对红凤凰桃单果质量、果形指数、硬度均产生一定影响。其中,羊粪有机肥+螯合中微肥0.5 kg 对单果质量有显著影响,比对照提高了25%,单果质量平均达到353.00 g;但羊粪有机肥+1 kg 果树专用肥施用后单果质量低于对照;羊粪有机肥与不同类型无机肥配合施用对果形指数无显著影响;羊粪有机肥+0.5 kg 果树专用肥施用后果实硬度显著提高,比对照提高了6.5%。
从表3可以看出,海藻有机肥+0.5 kg 螯合中微肥施用后单果质量比对照提高了14.5%;海藻有机肥与不同中微肥配比对果形指数影响不显著;海藻有机肥+0.5 kg 螯合中微肥施用后果实硬度比对照提高了40.4%。而海藻有机肥与不同质量的果树专用肥配合施用对红凤凰桃果实外观品质没有显著影响。
表3 海藻有机肥+不同类型无机肥对红凤凰桃果实外观品质的影响
由表4可知,羊粪有机肥+0.5 kg 螯合中微肥的施用可溶性固形物含量比对照显著提高,提高了14.7%;羊粪有机肥与不同无机肥配合施用对果实可溶性总糖含量均有显著影响,其中,羊粪有机肥+0.5 kg 果树专用肥与羊粪有机肥+0.5 kg 螯合中微肥的施用显著提高可溶性总糖含量,分别比对照提高了33.2%与36.3%;羊粪有机肥与不同无机肥配施均可提高红凤凰桃果实中Vc 含量,其中,与0.5 kg 螯合中微肥配合施用提高比对照显著提高63.8%;羊粪有机肥与不同无机肥配施对可溶性蛋白含量影响不大。
表4 羊粪有机肥+不同类型无机肥对红凤凰桃果实内在品质的影响
从表5可以看出,海藻有机肥分别与0.5 kg 果树专用肥、0.5 kg 螯合中微肥及1 kg 螯合中微肥配施对红凤凰桃可溶性固形物均有显著影响,分别比对照提高了13%,16.3%和14.4%;海藻有机肥+0.5 kg 螯合中微肥施用可有效增加果实中可溶性总糖和Vc 含量,分别比对照提高了51.6%和56.5%;海藻有机肥与不同类型无机肥配施对可溶性蛋白含量影响不大。
表5 海藻有机肥+不同类型无机肥对红凤凰桃果实内在品质的影响
根据GC/MS 检测结果,将红凤凰桃不同肥料施用后果实中的香气成分分为醛类、醇类、酚类、酯类、羧酸类、酮类、烃类及其他化合物。
由表6可知,在羊粪有机肥与不同类型无机肥配合施用后,红凤凰桃果实中各类化合物的种类及相对含量有较大差别。在香气成分的种类上,对照检测出61 种化合物,检出率达99.36%;A1,A2,A3,A4 这 4 个处理分别检测出 66,58,70,59 种化合物,检出率分别达到100%,99.95%,99.96%,99.39%。其香气成分均以醛类化合物、醇类化合物与烃类化合物为主,其中,施用羊粪有机肥+1 kg螯合中微肥时果实中醛类化合物种类最多,但羊粪有机肥添加0.5 kg 果树专用肥时,果实中醛类化合物含量最高,达80.82%;施用羊粪有机肥+1 kg 果树专用肥时醇类化合物种类最多,但含量明显低于对照。综合分析发现,羊粪有机肥与不同类型无机肥配合施用,均降低了醇类化合物的含量,提高了烃类化合物含量;果树专用肥施用过多,反而会引起果实内醛类化合物含量降低。
表6 羊粪有机肥+不同类型无机肥对红凤凰桃香气成分及含量的影响 %
从表7可以看出,在海藻有机肥与不同类型无机肥配合施用后,红凤凰桃果实中各类化合物的种类及相对含量有较大差别。在香气成分的种类上,CK2,B1,B2,B3,B4 处理分别检测到 59,65,61,62,63 种,检出率分别达到99.94%,99.97%,99.95%,99.94%,99.91%。其香气成分均以醛类化合物、醇类化合物、烃类化合物为主,其中,海藻有机肥与0.5 kg 果树专用肥配合施用时果实中醛类化合物含量最高(85.34%);与1 kg 果树专用肥配施时醇类化合物含量最高(22.24%);而不同肥料配施时,酚类化合物、羧酸类化合物和酮类化合物含量很少或未被检测到。
表7 海藻有机肥+不同类型无机肥对红凤凰桃香气成分及含量的影响 %
综合比较发现,海藻有机肥与不同类型无机肥配合施用时,香气种类总量没有明显变化;但施用过多无机肥均降低了醛类化合物含量;果树专用肥随着施用量的增加,会提高果实中醇类化合物含量,而螯合中微肥会显著降低醇类化合物含量。
羊粪有机肥是一种常用农家肥,能为果树提供全面营养,可增加土壤有机质,改善土壤的理化性质,成本低,但其是一种迟效性肥料,肥效慢,要大量施入,才能保证果树所需的养分[11-13];海藻肥作为一种新型有机肥,肥效快,比传统肥料营养全面,具有对人体无害且对环境无污染的特性,且含有大量有机质,可有效促进土壤微生物的繁育及根部生长、抗重茬[14-16]。薛晓敏等[17]研究表明,红富士苹果在盛果初期施用海藻有机肥对树体长势、叶片质量、短果枝比例、平均单果质量及果实品质都有显著影响。中微量元素是果树正常生长发育不可缺少的营养元素。有研究表明,有机肥配施较高水平的氨基酸螯合中微肥,可以有效地提高葡萄中可溶性固形物含量、还原糖含量,并且提高了葡萄的糖酸比和Vc 含量[10];闫广轩等[9]研究表明,施用氨基酸螯合肥可以增加新高梨果的单果质量,改善果实外观品质,果形指数也显著增加。
本试验采用有机肥与不同类型无机肥配施,研究不同肥料配施对红凤凰桃果实品质的影响,结果表明,羊粪有机肥+螯合中微肥0.5 kg 对红凤凰桃单果质量有显著影响,平均单果质量达353.00 g,可以提高红凤凰桃果实中可溶性固形物、可溶性总糖含量及Vc 含量;海藻有机肥+0.5 kg 螯合中微肥施用后,单果质量与果实硬度分别比对照提高了14.5%和40.4%,且有效增加果实中可溶性固形物、可溶性总糖和Vc 含量,但对可溶性蛋白含量影响不大。
香气是构成和影响红凤凰桃果实品质的一个重要因素之一。果实的芳香气味差异是由果实在成熟过程中各种挥发性物质不同造成的。赵国鹏[18]研究结果表明,鸡粪、羊粪、猪粪等有机肥处理对肥城桃香气物质含量的提高均有一定作用,使酯类物质减少、醇类物质增加,以猪粪处理表现较好。本试验中所选用的红凤凰桃香气成分以醇类和醛类化合物为主,羊粪有机肥与不同类型无机肥配合施用均降低了果实中醇类化合物的含量,而提高了烃类化合物含量;海藻有机肥与不同类型无机肥配合施用时,香气种类总量没有明显变化,但海藻有机肥与过多果树专用肥配合施用会降低果实中醛类化合物含量,而提高醇类化合物含量。