郭慧慧, 肖 鹏, 雷 靖, 雷玉山,4*, 索江涛, 徐 明,2
(1.陕西省农村科技开发中心, 陕西 西安 710054; 2.陕西佰瑞猕猴桃研究院有限公司 陕西 西安 710054;3.兰州新区农业科技开发有限责任公司,甘肃 兰州 730000; 4.陕西省猕猴桃工程技术研究中心,陕西 西安 710054)
猕猴桃是猕猴桃科(Actindiaceae)猕猴桃属(Actinidialind L.)多年生落叶藤本植物,原产于中国,适应温暖湿润、阳光充足、排水良好、土壤pH为6.5~7.0的环境,不耐旱,不耐涝[1-2]。美味猕猴桃(A.deliciosa)是目前世界上栽培最多的猕猴桃属物种,主栽品种有海沃德、秦美、徐香、金魁、米良1号、贵长等30余个品种(株系)[3-4]。瑞玉猕猴桃是以秦美猕猴桃作母本、K56 (雄株)作父本杂交选育成的美味中熟猕猴桃新品种。其果实长圆柱形兼扁圆形,平均单果重80.0~135.0 g;果皮褐色,有金黄褐色硬毛,果顶微凸,果肉绿色,肉质细腻,汁液多,具芳香味,风味酸甜,清香可口,可溶性固形物含量17.30%~19.60%,总糖含量9.98%,总酸含量0.91%,维生素C含量1 401.40 mg/kg[5];常温下后熟期 20~25 d,货架期30 d左右,冷藏可贮藏5个月左右。2015年1月“瑞玉”通过陕西省果树品种审定委员会审定[6]。2017年5月取得国家植物新品种保护权证书(品种权号CNA20141591.3)。
瑞玉猕猴桃因其抗性好、口感佳、货架期长等优良性状,近年来受到猕猴桃栽培者的青睐。自2016年以来,陕西省的瑞玉猕猴桃种植面积逐渐扩大,截至2018年,在有限的接穗资源下栽培面积已达到334 hm2。国内有关猕猴桃果实生长发育规律的研究报道认为,猕猴桃果实生长发育规律与其品种和生长环境有关[7],主栽品种徐香、红阳、贵长等品种的生长发育规律研究较多[8-9];有关猕猴桃生物学特性的研究主要针对红阳猕猴桃[10-11];果实生长发育和大小的关系、果肉色素变化[12-15]及果实碳水化合物和有机酸的积累及其动态变化的研究[16-17]均主要集中于海沃德和中华猕猴桃。目前对新品种瑞玉猕猴桃果实生长发育规律的研究鲜见报道。面对不断扩大的市场需求,了解品种特性,建立统一采收标准,对统一果实品质意义重大。对瑞玉猕猴桃果实生长曲线及其发育相关指标进行研究,探明其果实发育规律,以期为瑞玉猕猴桃优质丰产栽培技术措施的制定提供科学依据。
2018年在西安市猕猴桃试验站进行试验,试验站位于陕西省西安市周至县九峰镇猕猴桃主栽区,地理位置34°3′49.54″N,108°26′41.44″E,该地区年均降水量660 mm,年平均气温13.2℃,年日照时数1 867.5 h,属暖温带大陆性季风气候。土壤类型为沙壤土,养分状况较肥沃,有机质含量15~30 g/kg,碱解氮含量90~110 mg/kg,速效磷含量120~140 mg/kg,速效钾含量200~220 mg/kg,土壤pH 6.5~7。
嫁接后5年的‘瑞玉’新品种,由陕西佰瑞猕猴桃研究院培育栽植。选择长势一致,生长健康的植株进行观察,株行距为1.5 m×2.5 m,搭建大棚架型,管理水平一致,在盛花期用混合粉进行统一人工授粉。
于2018年5月选取20株生长良好,长势均一的树,挂牌标记,在每株东南西北4个方位各选择1个果实进行标记,于末花期4周后(5月24日)开始,每隔14 d测1次果实横径、纵径、厚横径3个指标,至11月9日,共13次。同时,每次每株采用盲取法选择标记树体不同部位的果实4个,共80个,测量果实的单果鲜重及干物质含量;在果实发育后期,测定果实硬度和可溶性固形物含量。以时间为横坐标,单果重和干物质等指标为纵坐标,绘制果实生长动态曲线。
将采收后的果实带回实验室,立即测定果实单果重、果形指数、硬度、可溶性固形物含量和干物质含量。
单果重:对所有采收的果实用0.01分析天平测定果实单果重,并计算平均单果重量。
横纵径:用游标卡尺分别测量果实纵径(mm)、横径(mm)和厚横径(mm)。
可溶性固形物:取果实赤道周围汁液,用PAL-1型手持阿贝折射仪进行测定(以质量百分率表示)。
硬度:用果片削皮器消除果实赤道平面的果皮组织,用GY-4-J型数显式水果硬度计测定(kgf)。
干物质含量:在果实中部切片,采用烘干法测定干物质含量(果实干燥器65℃下24 h烘干至恒重)。
干物质=干质量/鲜质量×100%
采用Excel 2010对数据进行处理及绘图。
由图1可知,瑞玉猕猴桃授粉后果实单果重逐渐增加,其生长变化大致分5个阶段。第1阶段,快速增长阶段。花后前68 d(7月6日)增长较快,平均单果重可增长至55.6 g,完成整个果实77.3%的单果重生长量,在此期间平均生长速率在0.58 g/d以上。第2阶段,较快速生长阶段。在此阶段生长速率明显较前一阶段降低,69~96 d平均生长速率为0.3 g/d,单果重增加至63.9 g,完成其19.4%的单果重生长量。第3阶段,基本停止生长阶段。
96~110 d(8月3-17日)生长速率降至0.07 g/d,单果重基本停止增加。第4阶段,缓慢增长阶段。110~138 d是一个缓慢生长期,生长速率为0.23 g/d,单果重平均增加5.2 g/d左右。第5阶段,停止生长阶段。138 d(9月13日)后,果实单果重处于停滞生长期,基本停滞增长,单果重增长曲线与时间轴趋于平行。在其生育期共经历了“快速—较快速—基本停止—缓慢—停止”生长的变化规律。
干物质含量是猕猴桃的一个重要品质指标,其包括可溶性(主要是糖和氨基酸)和不溶性固体(主要是结构性碳水化合物和淀粉)。由图2可知,开花后果实干物质含量不断增加,花后前82 d干物质积累较快,第82天干物质为16.5%,花后124 d较花后82 d增加2.5百分点,增加幅度相对较小;花后152 d果实干物质含量达21.9%,此时瑞玉果实已经完全成熟,但对其继续观测发现152~180 d干物质含量仍有增加,增至23.4%,之后趋于稳定。干物质积累量与花后时间呈极显著正相关,即花后随时间的增加,果实干物质积累量呈线性增长趋势,其均值回归方程为y=-0.000 4x2+0.195 4x+1.972 9(R2=0.989 7),因此,可据该模型预测瑞玉猕猴桃各个时期的干物质含量。
由图3可知,瑞玉猕猴桃纵径、横径、厚横径的生长变化规律为开始生长较快,然后渐慢。花后54 d,横、纵径生长量达其生长周期最大值的84.2%和87.6%;花后54~124 d生长速度降低,但依然有明显的增加,当花后124~152 d,其横纵径生长曲线虽有略微上升的趋势但渐与时间轴平行。到花后152 d横径、纵径、厚横径大小均达果实生长周期的最高值,之后随着时间的延长呈下降趋势。果实纵径生长曲线高于横径,横径生长曲线高于厚横径,说明果实纵径生长速度大于横径,横径生长速度大于厚横径。
由图4看出,瑞玉猕猴桃在花后26~68 d(7月6日前)生长速度快,净生长量大,横纵径、厚横径快速增大;花后26~54 d达其生育期的第1高峰期;花后54~68 d横径、厚横径的净生长量明显降低,但纵径的净生长量继续增加,可见纵径的生长高峰期较横径和厚横径长。在花后68~110 d横径、纵径、厚横径净增长量逐渐降低,但此期间横纵径、厚横径的净增长量变化仍较明显,可见此期是瑞玉猕猴桃大小增长的第2个关键时期。到花后124~152 d,果实横纵经变化很小,曲线基本平行于时间轴,果实大小基本停止生长。花后166 d时,横纵径、厚横径净增长量出现负增长,可见花后166 d后果实已经完全停止生长,进入衰老期,因为随着果实成熟度的增加,水分的耗损,果实变小。
2.5.1 可溶性固形物 可溶性固形物主要是指果实可溶性糖类,包括单糖、双糖,多糖(除淀粉,纤维素、几丁质、半纤维素不溶于水),测定可溶性固形物可以衡量果实成熟情况。目前,我国猕猴桃采收主要以可溶性固形物含量为标准,合理的采收标准可保证猕猴桃的品质和贮藏性能[6]。由图5可知,随着花后时间的延长,可溶性固形物含量不断增加,在花后82~138 d,可溶性固形物含量增加缓慢,从5.3%增至6.3%,花后138~152 d的增加速度较快,增至8.1%,果实成熟,达采收标准。之后对其持续观测发现,可溶性固形物增加极快,花后166 d其可溶性固形物达10.2%,到花后180 d其可溶性固形物含量骤增至17.8%,花后194 d,其可溶性固形物含量达18.9%。可溶性固形物与花后时间呈显著正相关,其均值回归方程为y=0.001 9x2-0.407 5x+26.324(R2=0.953 8),因此可据该模型预测瑞玉猕猴桃可溶性固形物含量,确定合适的采收期。根据模型所得其可溶性固形物含量为7%的时间是花后第144天。
2.5.2 硬度 硬度是反映猕猴桃成熟程度的一个重要指标。由图5看出,硬度与可溶性固形物含量变化呈负相关。花后82~96 d,瑞玉猕猴桃果实硬度增加显著,达其生育期最高峰,硬度平均为9.51 kgf,之后呈降低趋势,花后96~124 d硬度下降较快,是其生育周期的第1个快速下降期,平均硬度下降量为1.85 kgf。花后124~152 d硬度下降缓慢,其变化曲线与时间轴接近平行。花后152~166 d的硬度下降明显,平均降至5.79 kgf,是其生育周期的第2个快速下降期。花后166 d后硬度下降极快,花后180 d时降为1.83 kgf。因此可由可溶性固形物含量和硬度值二者的变化曲线确定瑞玉猕猴桃的最佳采收时期。
瑞玉猕猴桃授粉后果实在其生育期共经历了“快速生长-较快速生长-基本停止生长-缓慢生长-停止生长-衰老”的变化规律,与李秀亚等[18-19]在贵长猕猴桃及碧玉猕猴桃上的研究结果相似。对于猕猴桃的果实生长发育规律,也有研究表明,猕猴桃果实生长变化曲线呈“单 S”曲线,如杨朋燕等[8,20-23]关于“徐香”猕猴桃、“红阳”猕猴桃、毛花猕猴桃“华特”、“贵长”猕猴桃和“贝木”猕猴桃等的研究结果均一致,呈“S”增长发育模式。国外对中华猕猴桃果实发育研究也呈“S”增长模式[13,24]。究其原因:可能是因为在果实发育期出现逆境胁迫,比如高温、干旱等导致其发育曲线发生变化[10],不同地区不同品种因其环境差异和品种特性会有不同的发育模式。瑞玉猕猴桃纵径、横径、厚横径的生长变化规律为开花后前54 d生长较快,然后渐慢,花后110~152 d进入缓慢生长期,其横纵径生长曲线虽略有上升趋势,但渐与时间轴平行。到花后152 d横纵径、厚横径大小均达果实生长周期的最高值,之后随着时间的延长呈下降趋势,该规律与王琪凯等[25]在红阳猕猴桃和金艳猕猴桃研究的规律一致。干物质积累量与花后时间呈极显著正相关,即花后随着时间的增加,果实干物质积累量呈线性增长趋势。可溶性固形物变化总体与时间呈正相关,与硬度呈负相关,与张慧琴等[21]在毛花猕猴桃“华特”的研究一致。研究确定的最佳采收期为144~152 d。
瑞玉平均单果重是80.0~130.0 g,试验中收获期果实普遍偏小,多为80 g左右,是因为试验果园株行距密度较正常生产园大,留枝量也较大,树体负载量大所致。
在瑞玉猕猴桃快速生长的关键时期即花后96 d应确保适宜的水肥供应,以满足果实生长发育所需;在花后96~110 d停止生长期,生产上应对使其停止生长的外部环境(如高温、干旱等)采取相应的应对措施,促使该期果实能够持续生长。另外,瑞玉猕猴桃的最佳采收时期应是花后144~152 d,在此期间采收可保证干物质、可溶性固形物和硬度等各项指标在最佳范围内(干物质19%~21.9%,可溶性固形物6.5%~8%,硬度7.5~8 kgf),确保其品质和贮藏性能。