提升龙眼果实耐贮性的果期病害防治与养分优化管理

2022-12-01 07:41韩冬梅黄石连欧阳思颖张乐卓侃吴振先李建光郭栋梁王静
中国农业科学 2022年21期
关键词:自溶净度果率

韩冬梅,黄石连,欧阳思颖,张乐,卓侃,吴振先,李建光,郭栋梁,王静

提升龙眼果实耐贮性的果期病害防治与养分优化管理

1广东省农业科学院果树研究所/农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室,广州 510640;2华南农业大学园艺学院/广东省果蔬保鲜重点实验室/南方园艺产品保鲜教育部工程中心,广州 510642;3华南农业大学植物保护学院,广州 510642

【目的】探讨果期病害防治与养分管理对龙眼果实特征品质和耐贮性的影响,获得提升龙眼果实贮藏品质的采前优化管理模式。【方法】以品种‘石硖’为材料,以病害防治(因素A)、施肥类型(因素B)和激素调控(因素C)为试验因素,设计L12(4×33)的大田正交试验,共12个处理组合(BR1—BR12),其中BR1为对照;观测果实成熟品质和矿质营养含量,定期观察果实在5℃下的贮藏效果,筛选优化作用显著的试验因素和水平。【结果】11个果实品质和20个果实矿质营养指标(包括果皮和果肉)变异系数范围分别为2.19%—49.50%和5.14%—77.43%,除感官指标果净度、果锈度和果肉爽脆度外,其他指标在各处理间都存在极显著差异(<0.01)。随着贮期延长,各处理果实霉变、果皮褐变和果肉自溶程度增强,好果率下降,处理间差异极显著(<0.01)。聚类结果显示,BR11和BR12贮藏效果最佳,褐变、自溶与霉变率评分均最低,好果率最高,耐贮性最好,贮藏寿命约40 d,比对照BR1延长了近15 d;反之,BR1和BR2耐贮性最差,贮藏寿命约25 d。相关分析结果表明,病害防治(因素A)与果实贮藏期间的褐变、自溶、霉变率、好果率和耐贮性评分均极显著相关(<0.01),果表b*值、果净度、果皮矿质元素锌和锰含量与贮藏效果密切相关(<0.01);钾、钙、镁主要影响单果质量、可食率、可溶性固形物含量和果锈度,锌、锰、硼主要影响果净度和果锈度。因素水平边际均值估算结果表明,与小果期和不防治相比,全果期和膨果期病害防治可以显著提高果表b*值、果表C*值(<0.05)和果净度(<0.01),降低贮期褐变、自溶与霉变程度,提高好果率和耐贮性,其中全果期防治效果最优(<0.01);全营养施肥显著提高果肉爽脆度(<0.01)、果净度和耐贮性(<0.05),降低霉变率(<0.01);激素调控作用不明显。【结论】采前科学合理的病害防治与养分管理可以显著提高龙眼果实特征品质和耐贮性,推荐果期优化综合管理模式为“全果期病害防治+全营养施肥”。

龙眼果实;耐贮性;特征品质;病害防治;施肥类型

0 引言

【研究意义】良好的耐贮性(贮藏品质)是果蔬采后保鲜技术有效发挥和获得理想采后贮运寿命的物质前提,主要取决于采收时的品质优劣。果实采收品质形成于采前,采后不再继续提高,后熟与贮运期间的品质皆受其所限。影响果实耐贮性的构成因素,除了品种[1]和成熟度[2-5]外,外观品质[6]、内在营养[7]、保水能力[8]、抗病性[9]、抗衰老能力[10-11]等都是影响耐贮性的重要因素。果实采收品质及耐贮性差异,与采前管理方式和结果植株生长状态密切相关,尤其果期管理措施显著影响产量和品质,科学的管理方式可以同时达到保果、提质、增效的目的[12]。龙眼(Lour)果实极不耐贮运,果皮褐变、果肉自溶和果实霉变是其采后贮运期间品质劣变和衰老腐坏的主要表现形式,采后杀菌加低温贮存是目前最适用的保鲜方式,贮藏寿命约20—30 d,但该方法在生产中鲜有使用,一般采收后以泡沫箱加冰或普通包装形式,常温运输至目标市场,贮运寿命短至2—3 d,货架寿命24—36 h,损耗率高,而劣质果实则加剧了采后贮存的难度,因此采前生产优质耐贮的果实,对于龙眼采后鲜销具有重要意义。【前人研究进展】龙眼果实成熟于岭南亚热带酷暑季节,采收时果温高,病害多,呼吸强度高,常温贮运导致采后寿命和货架期严重缩短,因此,采收时的品质和耐贮性对龙眼来说,显得尤为重要。已有研究表明,采前潜伏侵染病害严重影响龙眼果实采后贮藏性,导致采后果皮褐变和果肉腐烂[13-14];炭疽病是广东龙眼果期主要的潜伏侵染病害,采前定期喷施甲基托布津溶液可显著降低炭疽病菌潜伏侵染率,减少贮藏后期的霉烂率[15]。另外,成熟果实的矿质营养水平也与果实耐贮性密切相关,比如,在果实生长期定期使用硫酸锌(ZnSO4)和磷酸二氢钾(KH2PO4)喷施植株与果实,可有效抑制龙眼采后贮藏期间果皮中果胶甲酯酶、纤维素酶和脂氧合酶活性,维持果实组织和细胞结构,提高果实耐贮性[16-17]。笔者课题组2018年开展的单因素试验结果表明,在果实正常发育的基础上,病害防治是影响龙眼果实采后耐贮性的最关键的采前因素,其次是树势和营养调控[18]。另外,在柑橘[19]、甜樱桃[20-21]、梨[22]上的研究表明,单独使用赤霉酸(GA3)或联合使用油菜素内酯(BRs)对果实的大小、单果质量、品质、成熟期、贮藏与货架寿命均有不同程度的改善作用。【本研究切入点】在目前龙眼生产中,果期管理仍以低投入的传统方式为主,重虫害、轻病害,重氮磷钾(N-P-K)大量元素复合肥、轻有机肥或全营养肥料,甚至整个果期无病害防治,且只施用N-P-K复合肥,导致果实抗性差,耐贮性下降。在生产实践中,果期的管理措施都是综合实施,且在不同阶段的具体要求也存在差异,而不同阶段的病害与养分优化综合管理方式,及其对龙眼果实品质和耐贮性的影响等,尚未形成科学的技术模式。【拟解决的关键问题】本研究以病害防治、施肥类型和激素调控为试验因素,设计了L12(4×33)田间正交试验,比较各试验因素不同水平对龙眼果实采收时的特征品质和耐贮性的影响差异,以筛选出最优的果期病害与养分管理组合模式,为生产优质耐贮的龙眼果实提供理论依据与实践参考。

1 材料与方法

1.1 材料

采前处理试验于2020年3—7月在广东省农业科学院果树研究所龙眼试验园进行,品种为15年生‘石硖’结果树;采后贮藏试验于2020年7—9月在华南农业大学广东省果蔬保鲜重点实验室进行。选择位于相邻2个梯面的12棵试验树,树冠大小5—6 m×5—6 m,树高3—4 m,树势中等偏壮,成花率60%—100%,初始挂果率70%—95%,长势基本一致。

1.2 田间常规管理

除试验处理外,其他田间管理包括虫害防治、疏花疏果、杂草剪除等均按照常规方式统一进行。前期疏花,后期疏果,完成后果穗长度约20—25 cm,挂果率60%—70%;依据结果枝粗度来确定单穗留果数,大约40—120粒。

1.3 农化药品和试验仪器

日曹70%甲基硫菌灵悬浮剂(甲基托布津),江苏龙灯化学有限公司;咪唑∙代森联60%水分散粒剂(百泰),巴斯夫植物保护(江苏)有限公司;大生80%代森锰锌可湿性粉剂,美国陶氏益农公司;45%咪鲜胺(马克西姆扑霉灵)、75%抑霉唑硫酸盐可溶粒剂(万香思瑞),以色列安道麦马克西姆有限公司;3%赤霉酸乳油剂(GA3),上海同瑞生物科技有限公司;0.01%芸苔素内酯乳油剂(BRs),广西安泰化工有限责任公司;磷酸二氢钾(KH2PO4,分析纯),广州化学试剂厂;翠康花果灵微量元素肥料,英国海德鲁光合有限公司;撒可富N-P-K(平衡型15-15-15,高钾型14-8-24S)复合肥,中国-阿拉伯化肥有限公司;雅苒溶益施多营养N-P-K复合肥(平衡型18-4-18,高钾型12-4-25),挪威雅苒国际有限公司;晶萃鲜鱼肽有机水溶肥,美国菲瑞默南股份有限公司。

Photosynq MultispeQ多功能植物测量仪,美国;三恩时(3 nh)分光测色仪,深圳市三恩时科技有限公司;Z-2300火焰原子吸收分光光度计,日本日立公司;UV-755B分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;AFS-8510原子荧光分光光度计,北京海光仪器有限公司;ATAGO-32α数显折光仪,日本ATAGO公司;得力数显游标卡尺,得力集团有限公司。

1.4 试验设计

采用L12(4×33)田间正交试验,试验因素和水平设计如表1所示,病害防治水平设置依据果实发育阶段而定,分为全果期不防治、小果期防治、膨果期防治和全果期防治4个梯度;施肥水平依据肥料类型而定,分为不施肥、N-P-K大量元素复合肥、“N-P-K复合肥+中微量元素+有机水溶肥”的全营养施肥3种方式;激素调控水平依据激素种类而定,分为不调控、赤霉酸和芸苔素内酯3种处理。因素与水平组合如表2所示,共12个试验号(BR1—BR12),每个试验号以单株处理,共12棵树;其中,BR1又是其他处理的对照。

表1 正交试验因素与水平设计

表2 正交试验因素与水平组合设计

1.5 操作方法

病害防治:从谢花1周后(4月2日)开始,小果期使用甲基托布津1 500倍喷施3次;膨果前期百泰1 500倍连续2次和膨果后期代森锰锌1 000倍1次;膨果期和全果期(小果期+膨果期)病害防治处理,在采收前均使用咪鲜胺1 000倍和抑霉唑硫酸盐3 000倍混配的复合杀菌保鲜剂1次。

施肥类型:(1)撒可富N-P-K复合肥,1.5 kg/株,采用“环状浅沟撒施+覆土后灌水”的施肥形式;(2)“溶益施多营养N-P-K复合肥300倍+鲜鱼肽有机水溶肥750倍+花果灵微量元素叶面肥750倍”全营养施肥,前2种成分配制成水溶液环状浅沟冲施,30 kg/株;翠康花果灵叶面喷施。两种施肥方式,小果期均使用平衡型复合肥,膨果期使用高钾型复合肥;R2、R5、R8、R11进入膨果期后叶面加喷质量浓度0.2% KH2PO4叶面肥,以保障果实正常膨大。为排除施肥试验对邻近植株的影响,同一施肥处理的植株安排在同一个小区内,不同施肥小区相互间隔一定距离。

激素调控:GA3使用浓度40 mg∙kg-1(生产使用浓度30—50 mg∙kg-1),BRs使用0.01%芸苔素内酯乳油剂2 500倍液。GA3在小果期和采收前使用,共4次;BRs在小果期和膨果期全程使用,采收前不用,共7次。

所有叶面喷施的药物,按照试验设计,均在同一处理时间混配使用,平均每隔15 d喷1次。

1.6 田间操作进程安排

整个田间试验操作时间与进程如表3所示,包括选树挂牌、疏花疏果、叶面喷施、土壤施肥、采前杀菌、采收等各项工作,各处理果实按成熟期分批采收。

表3 田间试验操作时间进程表

1.7 采后处理

在实验室冷库大厅(25—27℃)进行预处理,剔除病、虫、伤、褐变、腐烂、畸形等劣质果实,选取成熟度基本一致(90%—95%成熟度)的好果,采用0.02 mm PE袋包装并密封,每处理每袋0.5 kg,10个重复,于(5±1)℃、85% RH冷库贮藏,分别于贮藏25、40和55 d时观察和测定。

1.8 指标测定方法

1.8.1 果实特征品质 根据果实感官性状特征,设置了如下指标及评价方法:果净度(果表洁净程度,cleanliness degree of fruit surface,CDFS):1-有白霉且不干净;2-暗褐色,不干净;3-褐色,不干净,4-绿褐色,较干净;5-黄绿色或绿褐色,干净明亮。果锈度(果表龟裂缝中锈粉多少,rust powder in the turtle cracks on the fruit surface,RPTC):0-无锈粉,2-锈粉面积小于果面1/4,4-锈粉面积占果面1/4—1/2,6-锈粉面积占果面1/2—3/4,8-锈粉面积占果面3/4以上。果肉爽脆度(aril crispy degree,ACD):2-稍爽脆偏软,4-较爽脆,6-爽脆。果表色度值(L*, a*, b*, C*and h° values of fruit surface,FSL*, FSa*, FSb*, FSC*, FSh°)参照韩冬梅等[6]方法测定,出库后,每处理取15个果实,使用色差仪在果实赤道部位随机检测3个点,获取平均色度值L*、a*、b*、C*和h°。单果质量(single fruit mass,SFM):称取单个整果、果皮和果核的质量,计算可食率(%)(edible portions rate in a fruit,EPRF)=(单果质量-果皮质量-果核质量)/单果质量×100,共30个单果重复。果肉可溶性固形物含量(TSS):取4个果实的一半果肉混合后榨取果汁,用数显折光仪直接测定果汁TSS含量(%),重复5次,共20个果实。

1.8.2 贮藏效果 参考韩冬梅等方法[23],每袋随机取果20个,统计霉变果数,再剥开果皮和果肉,观察内果皮褐变与果肉自溶情况,每处理3袋重复。内果皮褐变分级方法:0级-无褐斑,1级-褐斑面积占果实面积<1/4,2级-褐斑面积占果实面积1/4—1/2,3级-褐斑面积占果实面积1/2—3/4,4级-褐斑面积占果实面积3/4—1.0,5级-全部褐变。褐变指数=Σ(级数×各级果数)/总果数。自溶指数:果肉自溶分级方法:0级-果肉无自溶;1级-自溶面积占果实面积<1/4;2级-自溶面积占果实面积1/4—1/2;3级-自溶面积占果实面积1/2—3/4;4级-自溶面积占果实面积3/4—1.0;5级-全部自溶。果肉自溶指数=Σ(果肉自溶级数×各级果数)/总果数。好果率(%,可食用果实比率)=自溶0级果数/总果数×100,霉变率(%)=霉变果数/总果数×100。根据生产经验,以好果率≥80%、褐变指数≤2.0、霉变率≤20%作为贮藏寿命期限值。

1.8.3 矿质元素含量 果实采收后,剥取20个果实的果皮和果肉,于干燥箱中烘至恒重,委托华南农业大学资环学院植物营养实验室,参考鲁如坤[24]和刘凤枝[25]的方法,分别测定果皮(total contents in pericarp,TP-)和果肉(total contents in aril,TA-)中的以下矿质元素总含量:氮(nitrogen,N)、磷(phosphorus,P)、钾(potassium,K)、铜(copper,Cu)、锌(zinc,Zn)、铁(ferrum,Fe)、锰(manganese,Mn)、钙(calcium,Ca)、镁(magnesium,Mg)、硼(boron,B)共10种元素,重复3次。测定方法如下,全氮:硫酸-双氧水消煮-蒸馏滴定法;全磷:硫酸-双氧水消煮-钒钼黄比色法;全钾:硫酸-双氧水消煮-火焰原子吸收分光光度法;全钙、镁:干灰化-稀盐酸溶解-火焰原子吸收分光光度法;全铜、锌、铁、锰:干灰化-稀盐酸溶解-火焰原子吸收分光光度法;全硼:干灰化-稀盐酸溶解-姜黄素比色法。

1.9 数据处理和分析

运用SPSS 23.0软件进行数据分析[26]:(1)以描述统计分析获取指标均值、最大值、最小值、变异系数(CV)等。(2)以Pearson双变量相关法分析指标间的相关性,以Duncan’s法进行各处理间多重比较。(3)为便于直观比较各处理果实在贮藏期间的贮藏效果差异,以因子分析法对不同贮藏效果指标的二维数据进行降维分析和综合评价。以各贮藏时期的褐变指数、自溶指数、霉变率和好果率为解释变量,获取各公因子得分与方差贡献率,并以其乘积之和,计算各处理果实在整个贮藏期间的果皮褐变(endocarp browning score,EBS)、果肉自溶(aril breakdown score,ABS)、霉变率(score of moldy fruit rate,MFRS)和好果率(score of edible fruit rate,EFRS)的综合评分;同理,以同一贮藏时期的褐变、自溶和霉变率3个贮藏效果指标为解释变量,获得各处理果实在不同贮藏时期的阶段耐贮性评分(score of storability in different storage stage,SDSS);以整个贮藏时期的EBS、ABS和MFRS为解释变量,获得整个贮期的耐贮性总评分(score of comprehensive storability throughout the entire storage,CSES)。(4)以一般线性模型法对正交试验进行单变量方差分析,以各处理果实特征品质和贮藏效果指标的综合评分为因变量(评价指标),以3个试验因素为固定变量,获取各评价指标在各试验因素不同水平之间的差异显著性及估算边际均值,并运用最低显著差异法(LSD)对评价指标进行因素水平间的事后多重比较。

作图:运用TBtool软件制作热图,比较贮藏期间果实褐变、自溶、霉变率和好果率数据特征与规律,运用WPS2019和Excel软件制作图表。

2 结果

2.1 成熟期果实特征品质与矿质营养含量描述统计分析结果

由表4可知,果实特征品质中,果锈度和果净度变异程度最高(CV>30%),其次果肉爽脆度(CV=27.32%)、单果质量和果表a*值,其他色度指标、可食率和TSS含量较低;除果锈度、果净度和果肉爽脆度外,所有品质指标在处理间差异均为极显著(<0.01)。各处理果皮矿质营养指标的变异系数在7.64%—56.71%,其中全Zn含量变异程度最高,其次是Mn、Ca、B,最低为Fe。所有果肉矿质营养指标除Fe(CV=77.43%)外,变异系数范围集中在5.14%—22.76%,其中Ca变异程度最高,其次是B、Cu、Mn,N、P、K、Mg变异程度均较低。所有矿质营养含量在处理间均表现为极显著差异(<0.01)。可见,不同处理果实特征品质与矿质营养水平均差异明显。

2.2 不同处理果实低温贮藏效果比较

2.2.1 贮藏效果指标变化规律 随着低温贮藏时间的延长,果皮褐变和果肉自溶程度逐渐增强,霉变率升高,好果率降低(图1)。图1-A中,贮藏期间,各处理间的褐变指数均呈极显著差异(<0.01);聚类结果显示,整个贮藏期间,BR11和BR12褐变程度均最低,贮藏40 d时褐变指数约2.0,其次是BR7、BR9、BR10,再次是BR4—BR6和BR8,而BR1—BR3褐变指数最高达4.43;可见,病害防治力度低的处理,贮藏期间的果皮褐变程度较高。图1-B中,贮藏25 d时,各处理间自溶指数差异不明显,40—55 d时,差异极显著;聚类结果显示,BR11和BR12自溶程度最低,且55 d时的自溶指数低于40 d时的BR1、BR2和BR5,其次是BR7、BR9和BR10,再次是BR4和BR6,BR1、BR2、BR3、BR5和BR8自溶程度最高,说明病害防治力度大的处理,贮藏期间果肉自溶程度较低。图1-C中,贮藏期间各处理间霉变率差异极显著,但25 d和55 d时的差异程度低于40 d;聚类结果显示,BR9、BR11和BR12霉变率最低,且40 d时的霉变率低于25 d时的BR1、BR2和BR5,其次是BR7、BR8和BR10,BR1—BR6霉变率最高,说明膨果期和全果期的病害防治可以降低果实贮藏期间的霉变率。图1-D中,贮藏25 d时,所有处理果实好果率均接近100%,无差异;40 d时,差异增大,BR11和BR12好果率明显高于其他处理;55 d时,BR11和BR12好果率分别为26.67%和28.33%,其他处理接近0,可以看出,大部分处理果实的好果率在贮藏40 d时已经低于80%,贮藏寿命在25—40 d。综上,BR11和BR12处理果实的低温贮藏寿命最长,约40 d,此时褐变指数分别为1.83和2.07,自溶指数为0.20和0.37,霉变率为20.51%和3.28%,好果率为83.33%和78.33%。

表4 成熟期各处理果实特征品质与矿质营养含量描述统计分析结果比较

2.2.2 贮藏期间阶段耐贮性比较 各处理果实在25、40和55 d时的耐贮性评分随贮期延长而下降,且处理间差异显著(图2)。贮藏25 d时,各处理耐贮性均较好,但BR1、BR2和BR5略低,处理间差异显著(<0.05)。贮藏40 d时,各处理间耐贮性差异增大(<0.01),BR11和BR12耐贮性最好,且BR12略高于BR11,两者与贮藏25 d时的BR1、BR2和BR5水平相当,其次是BR9和BR10,再次是BR7、BR8、BR6、BR4和BR3,而BR1、BR2和BR5最差。贮藏55 d时,BR12和BR11耐贮性依然最好,与贮藏40 d时的BR6和BR8相当,且高于BR1—BR5,其次是BR7、BR9和BR10,剩余处理耐贮性均较差。由此可见,BR11和BR12获得了近40 d的贮藏寿命(好果率80%左右),比对照BR1延长了近15 d;在贮藏55 d时间内,BR11和BR12的耐贮性要优于所有不防治和小果期防治处理。

2.2.3 贮藏效果综合评价比较 所有处理果实低温下的贮藏效果指标综合评分均差异极显著(<0.01,图3)。聚类结果显示,BR11和BR12在整个贮藏期间的果皮褐变、果肉自溶和霉变率评分最低,好果率和耐贮性总评分最高,耐贮性最好;其次是BR9和BR10,褐变、自溶和霉变率评分较低,好果率和耐贮性总评分较高,耐贮性较好;再次是BR6、BR7和BR8,褐变、自溶和霉变率评分较高,好果率和耐贮性总评分较低,耐贮性较差;而BR1—BR5的褐变、自溶、霉变率评分最高,好果率和耐贮性总评分最低,贮藏性最差。可见,全果期病害防治处理(BR11和BR12)可以显著提高果实的耐贮性,而不防治处理(BR1和BR2)耐贮性最差。

右上角标注的*或**表示处理间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。下同

图2 不同处理果实在5℃低温贮藏25、40和55 d时的阶段耐贮性评分比较

图3 不同处理果实在5℃低温贮藏期间褐变、自溶、霉变率、好果率及耐贮性总评分

2.3 试验处理与果实品质及采后耐贮性之间的关系

2.3.1 果实采后贮藏性与试验处理和果实品质的相关性 由表5可知,3个试验因素中,病害防治(因素A)与果实采后贮藏期间的褐变、自溶、霉变率、好果率和耐贮性总评分均密切相关(<0.01),病害防治越偏向果实发育后期、覆盖果期越完整,果实贮藏性越好;施肥类型(因素B)和激素调控(因素C)与其关系不明显。在果实特征品质中,果表b*值越高,果表偏黄色,果实的褐变、自溶和霉变程度偏低,好果率和耐贮性总评分较高(<0.05);果净度越高,褐变、自溶和霉变率越低,好果率和耐贮性越高(<0.01)。在果实矿质营养指标中,果皮中的Mn含量越高,果实褐变、自溶和霉变发生程度极显著降低,好果率(<0.05)和耐贮性总评分(<0.01)显著提高;而果皮中Zn含量高,果肉自溶程度极显著降低(<0.01),可见,适当补充Mn、Zn元素,有利于提高果实的抗病和抗衰老能力。另外,因素A与果表b*、果表C*和果净度极显著正相关,相关系数分别为0.707**、0.692**和0.787**,说明病害防治显著改善了果实表观品质;因素A与果皮Mn含量极显著正相关,因素B与果皮Zn、B含量显著正相关,相关系数分别为0.826**、0.794**、0.641*,说明病害防治和施肥处理显著提高了果皮中的Zn、Mn和B元素含量。

表5 贮藏效果与试验因素和果实品质之间的相关性

*和**分别表示在0.05和0.01水平上显著相关。下同

*and ** indicate a significant correlation at the 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same as below

2.3.2 果实矿质营养水平对特征品质的影响 由表6可知,果皮中,较高的Zn、K含量可以显著(<0.05)或极显著(<0.01)提高龙眼单果质量、可食率、果锈度和果肉爽脆度,而较高的Ca、Mg含量则显著降低单果质量,可能与Ca-K、Mg-K之间的拮抗性有关[27],但可以极显著降低果锈度和果表a*值,提高果表h°值,果色偏绿;此外,较高的Zn、Mn、B含量可以极显著提高果表洁净度。果肉中,较高的N含量极显著降低果锈度,显著降低单果质量和果表a*值,果色偏绿、果偏小;较高的K含量极显著降低果肉TSS含量;Ca、Mg含量偏高,单果质量与可食率显著降低,同时TSS含量、果表L*值和果锈度也显著降低;Cu、Zn含量高可显著降低果表L*值,前者还能显著降低果表h°值,提高果表a*值,果实偏黄褐色。可见,果实中矿质元素含量与果实品质和耐贮性密切相关。

表6 果实中矿质元素含量与特征品质的相关性

2.4 基于果实特征品质和耐贮性为评价目标的试验因素主效应分析

表7显示,果实特征品质中仅有果表b*、果表C*、果净度和果肉爽脆度受到试验因素A或B的显著影响(=0.004—0.067),三因素的联合作用对其不同水平之间差异影响的方差贡献率达到78.9%—99.1%(2值×100%),结果的可信度较理想;而三因素的联合作用对单果质量、可食率等其他果实特征品质的影响不显著,方差贡献率在48.3%—71.3%,说明在本试验中,这些品质在因素水平间的差异可能更多受到植株生长或结果等其他因子的影响。4个贮藏效果指标褐变评分、自溶评分、霉变率评分、好果率评分和耐贮性总评分均受到因素A的极显著影响(=0.002— 0.004),其中霉变率评分还受到因素B的显著影响(=0.051);3个试验因素对各贮藏效果的共同影响率达92.9%—94.0%,说明分析结果可信度高,其中因素A的影响占绝对优势。另外,与果实耐贮性密切相关的果皮全Zn含量也同时受到因素A和B的极显著影响(=0—0.002),三因素的联合影响率达到99.0%;全Mn含量主要受因素A的极显著影响(=0.004),而因素B和C影响不显著,三因素的联合影响率达92.7%,说明这两种元素含量确实受到了因素A或B的显著影响。

2.4.1 基于各试验因素不同水平的果实特征品质指标估算边际均值比较 表8显示,因素A中,全果期病害防治的果表b*值显著高于其他3个水平(<0.05),后三者之间无显著差异;膨果期和全果期病害防治的果表C*值显著高于不防治和小果期防治(<0.05),后两者之间无显著差异;膨果期病害防治的果净度显著高于不防治,全果期病害防治的果净度显著高于不防治(<0.01)和小果期防治(<0.05),而不防治和小果期防治无显著差异。因素B中,全营养施肥处理的果净度显著高于不施肥和N-P-K复合肥(<0.05),果肉爽脆度极显著高于不施肥和N-P-K复合肥(<0.01)。因素C中,芸苔素内酯处理的果肉爽脆度显著高于赤霉酸处理(<0.05),但与对照无差异;另外,果表b*、果表C*值和果净度均比对照下降但不明显。可以看出,病害防治主要影响果表色度和果净度,施肥类型主要影响表观果净度和果肉爽脆度,而激素调控影响不明显。

2.4.2 基于各试验因素不同水平的果实贮藏效果指标估算边际均值比较 因素A中,全果期病害防治果实的褐变评分极显著低于对照和小果期(<0.01),显著低于膨果期(<0.05),而膨果期又显著低于小果期,极显著低于对照;自溶评分极显著低于对照、小果期和膨果期,其中膨果期又显著低于对照;霉变率评分极显著低于对照和小果期,而膨果期又极显著低于对照、显著低于小果期;好果率极显著高于其他3种防治方式,而后三者之间无显著差异;耐贮性总评分极显著高于其他3种防治方式,其中膨果期又显著高于对照;可见,膨果期和全果期防治能够显著提高果实耐贮性,且全果期防治效果最好,而小果期防治虽然优于不防治,但两者间差异不明显。因素B中,全营养施肥处理果实的褐变、自溶、霉变评分最低,耐贮性评分最高,且与对照或N-P-K复合肥处理之间存在显著或极显著差异。因素C中,虽然GA3处理果实的各贮藏效果指标的评分水平最优,但与对照和芸苔素内酯处理无显著差异(表9)。因此,建议采用“全果期病害防治+全营养施肥”的管理方式,有利于显著降低果实低温贮藏期间的褐变、自溶和霉变程度,提高好果率和耐贮性。

表7 基于果实特征品质和贮藏效果为因变量的主效应检验结果比较

因变量前标注的*表示该指标在试验因素水平间差异显著

The*marked before the dependent variables indicate significant differences among the levels of trial factors

表8 果实特征品质在各试验因素不同水平上的估算边际均值

*或**、/*或/**表示各处理当前水平与水平1、2在0.05或0.01水平上差异显著。下同

*or**, /*or/ ** indicate the differences of the discribed level from level 1, 2 of each trial factor at 0.05 or 0.01 level, respectively. The same as below

表9 果实贮藏效果指标在各试验因素不同水平上的估算边际均值

//*或//**表示各处理当前水平与水平3在0.05或0.01水平上差异显著

//*or// ** indicate the differences of the discribed level from level 3 of each trial factor at 0.05 or 0.01 level

3 讨论

3.1 采前不同综合管理模式影响龙眼果实特征品质

龙眼果色暗淡,褐色为主,品种之间不易区别[28-29];成熟后,果皮结构疏松,易生果粉,加上病害与粉尘堆积,常表现为蒙尘或积垢状,影响外观品质。果肉多汁,质地柔软,鲜果难以贮存,但耐贮性相对较好、口感较爽脆的‘石硖’龙眼果肉细胞比‘储良’和‘古山二号’更具备刚性特征[30]。因此,果实大小、外观品质和口感质地,相比TSS含量,更能体现龙眼品质特征。关于激素调控对果实发育和品质的影响,刘丽琴等[31]研究认为,GA3处理增加了龙眼果实纵横径、单果质量及体积并显著增加了假种皮的质量;李雅善等[32]研究认为BRs明显影响葡萄果实纵横径及纵横径之比和平均单果质量,但其在龙眼上的研究未见有相关报道。另外,不同养分管理对龙眼品质的影响主要体现在果实经济性状和营养品质上[33-34],而病害防治对龙眼果实品质的影响尚未见相关报道。本研究结果表明,来自不同处理的果实表观与内在品质都表现出差异,其中,果肉爽脆度主要受施肥影响,果表b*值、C*值和果净度主要受病害防治影响。因此,推荐综合优化管理模式为“全果期病害防治+全营养施肥”,有利于从外观品质到口感质地,多方面提升果实品质。

3.2 采前不同综合管理模式影响龙眼果实采后耐贮性

已有研究表明,采前潜伏病害炭疽病对龙眼果实耐贮性的影响显著[15];在成熟度、树势、病害防治、营养调控等采前管理措施中,病害防治是影响龙眼果实耐贮性的最关键因素[18];采前喷施ZnSO4、KH2PO4等,可以大幅度降低‘石硖’龙眼果实采后低温贮藏期间的果皮褐变与果肉自溶程度[16],补充Ca、B等中微量元素可以适当延长龙眼果实的采后贮藏寿命[33-34],而BRs可以提高采后番茄果实对早疫病的抗性[35]。本研究结果表明,采前病害防治从果皮褐变、果肉自溶、果实霉变3个方面发挥了多方位的增效作用,且不同防治方式之间差异极显著;全营养施肥则有利于降低果实的霉变率,提高果实的抗病性;而GA3和BRs激素调控影响不明显。另外,“全果期病害防治+全营养施肥”的BR12处理贮藏寿命比对照延长了近15 d。因此,推荐综合优化管理模式为“全果期病害防治+全营养施肥”,该结果对于指导龙眼果期科学管理,提高果实贮运品质具有重要的参考意义。

3.3 果实采收时特征品质和矿质营养水平及耐贮性之间的关系

关于果实内外特征品质与耐贮性的关系,在龙眼及其他水果上,均未见相关报道,而关于矿质营养含量与果实耐贮性的关系,有少量报道。本研究结果表明,采收时龙眼果表a*值、果表b*值、果锈度、果净度与贮藏期间的褐变、霉变、自溶均有较高的关联度。果表洁净度高、偏淡黄绿色的‘石硖’果实,通常具备较好的耐贮性,此为利用果实采收时的表观特征品质初步评价其耐贮性提供了参考依据。

在龙眼上,已有研究认为适当增补钙、硼等养分可以提高果实贮藏性,增补锌元素可以降低贮藏期间的褐变与自溶程度。本研究设置了3种施肥类型,12个处理果实采收时的矿质元素含量水平存在明显差异。其中,K、Ca、Mg主要影响单果质量、可食率、TSS含量和果锈度;Ca、Mg、Cu、Zn共同影响果表亮度和红绿色度;Zn、Mn、B主要影响果净度和果锈度,而果净度又与耐贮性密切相关,其中Zn还影响果肉爽脆度和果表亮度。表明通过有效补充Zn、Mn等中微量矿质元素肥料,可以达到显著提高果实品质和耐贮性的效果。此外,本试验中的膨果期和全果期病害防治使用了代森锰锌杀菌剂,可能是导致果实中Zn、Mn含量较高及病害防治显著影响两种元素含量的主要原因。

4 结论

采前科学合理的病害防治与养分管理可以显著提高龙眼果实采收时的特征品质和耐贮性,但激素调控作用不明显。全果期病害防治显著改善了果表色度和果净度,降低了采后低温贮藏期间褐变、自溶及霉变程度,提高了果实耐贮性;全营养施肥显著提高了果净度、果肉爽脆度和采后抗病性,降低了贮藏期间的霉变率。推荐优化综合管理模式为“全果期病害防治+全营养施肥”的技术方案,预计可延长龙眼采后低温贮藏寿命约15 d。

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Optimizing Management Mode of Disease and Nutrient During the Entire Fruit Development for Improving Postharvest Storability of Longan Fruit

HAN DongMei1, HUANG ShiLian1, OUYANG SiYing2, ZHANG Le2, ZHUO Kan3, WU ZhenXian2, LI JianGuang1, GUO DongLiang1, WANG Jing1

1Institute of Fruit Tree Research, Guangdong Academy of Agriculture Science/Key Laboratory of South Subtropical Fruit Biology and Genetic Resource Utilization, Ministry Agriculture and Rural Affairs/ Guangdong Provincial Key Laboratary of Tropical and Subtropical Fruit Tree Research, Guangzhou 510640;2College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangdong Provincial Key Lab for Postharvest Science of Fruit and Vegetables/Engineering Research Center for Postharvest Technology of Horticultural Crops in South China, Ministry of Education, Guangzhou 510642;3College of Plant Protection, South China Agricultural University, Guangzhou 510640

【Objective】In order to obtain an optimized preharvest management mode to improve the longan fruit storability, the effects of disease control and nutrient management during fruit development on the characteristic quality and storability of longan fruit were explored. 【Method】Using the cultivar Shixia as material, a field-based orthogonal trial (L12(4×33)) was conducted with 12 combinations (labeled as BR1-BR12), among which BR1 was the control (CK). Disease control (DCP), fertilization type (FT), and hormone regulation (HR) were used as factor A (FacA), factor B (FacB), and factor C (FacC), respectively. The fruit quality and mineral nutrient contents were determined at harvest time, and the storage effects for the fruit of 12 treatments stored at 5℃ were also observed regularly to screen the factors and levels with significant optimization effects.【Result】Descriptive statistical analysis showed that the variation coefficients of 11 fruit quality and 20 mineral nutrition (in pericarp and aril) indexes ranged from 2.19% to 49.50% and from 5.14% to 77.43%, respectively. Except for the organoleptic trait indicators including CDFS (cleanliness degree of fruit surface), RPTC (rust powder in the turtle cracks on the fruit surface) and ACD (aril crispy degree), the other indexes showed significant differences between treatments (<0.01). With the prolonging of the storage period, the MFR (mouldy fruit rate), EBI (endocarp browning index), ABI (aril breakdown index) of each treatment fruit increased, while the EFR (edible fruit rate) and storability decreased, and the difference between treatments was extremely significant (<0.01). Moreover, the clustering results showed that BR11 and BR12 had the best storage effect with the lowest EBS (endocarp browning score), ABS (aril breakdown score) and MFRS (score of mildew fruit rate), and the highest EFRS (score of edible fruit rate) and CSES (score of comprehensive storability throughout the entire storage), and their storage life was about 40 days and about 15 days longer than that under the control (BR1). On the contrary, BR1 and BR2 had the worst storability with about 25 days of storage life. Correlation analysis showed that disease control (facA) was closely associated with EBS, ABS, MFRS, EFRS and CSES during the fruit storage (<0.01), while FSb*(b*value of fruit surface) and ACD, total Zn and Mn contents in pericarp were closely related to fruit storage effects (<0.01). Besides these, the contents of K, Ca, and Mg mainly affected the SFM (single fruit mass), EPRF (edible portions rate in a fruit), TSS (content of total soluble solid substance) and RPTC of fruit, while the contents of Zn, Mn, and B mainly affected CDFS and RPTC. The estimated marginal means of each level of three trial factors showed that, compared with no disease control (1-DCK) and young fruit stage (2-YS), the disease control during the entire fruit period (4-EP) and expansion stage (3-ES) could significantly improve the FSb*, FSC*(C*value of fruit surface,<0.05) and CDFS (<0.01), reduce the EBS, ABS and MFR, and ultimately improve the EFRS and CSES. Among the 4 kinds of disease control methods, the control effect of 4-EP was the best (<0.01). The full nutrition fertilizer (3-FF) significantly improved the ACD, CDFS, and CSES and reduced the MFRS, otherwise, hormone regulation (HR) had no obvious effect.【Conclusion】The scientific and reasonable disease control and nutrient management before harvest could significantly improve the characteristic quality and storability of longan fruit. It was recommended to optimize the comprehensive management mode during fruit development as “disease control throughout the entire fruit period + full nutrient fertilization”.

longan fruit; storability; characteristic quality; disease control; fertilization type

10.3864/j.issn.0578-1752.2022.21.014

2022-02-13;

2022-04-24

国家现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-32-15)、广东省现代农业产业技术体系龙眼创新团队建设项目(2019KJ123)

韩冬梅,Tel:18122715948;E-mail:handongmei@gdaas.cn。通信作者吴振先,Tel:13556132669;E-mail:zhenxwu@scau.edu.cn

(责任编辑 赵伶俐)

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