不同矮化中间砧对瑞雪苹果果实品质的影响

2023-06-12 23:17樊娟孙鲁龙刘振中杨舜博朱佳顺史涛赵政阳
果树学报 2023年4期
关键词:果实品质

樊娟 孙鲁龙 刘振中 杨舜博 朱佳顺 史涛 赵政阳

摘要:【目的】探究不同矮化中间砧对苹果新品种瑞雪果实品质的影响,为其在甘肃陇东产区矮化砧木的筛选利用提供参考。【方法】以新疆野苹果为基砧,M9-T337、SH6、SH38和SC1为中间砧,嫁接瑞雪苹果为试验材料,M26中间砧嫁接瑞雪苹果为对照,比较不同砧穗组合果实品质的差异。【结果】不同中间砧瑞雪苹果平均单果质量为M9-T337>M26>SH38>SC1>SH6;在果形指数方面无明显差异;SH6、SH38和SC1的L*值和b*显著高于对照M26,果面光洁;SH6、SH38和SC1在可溶性固形物含量、果糖含量、固酸比、可溶性总糖含量和甜度值均高于M26和M9-T337,其中SH6和SC1表现最为突出,固酸比在52 以上,总糖含量(w,后同)在135 mg· g-1以上,果糖含量在67 mg· g-1以上,甜度值在178 以上;SC1(65.63 μg·kg-1)和SH3(8 68.45 μg·kg-1)的酯类物质含量显著高于对照M2(6 65.63 μg·kg-1),SH6的烯烃类物质含量最高,是对照M26的3 倍以上,醛类物质含量以SC1、SH6、SH38较高;SH6、SH38和SC1的类黄酮和维生素C含量均显著高于对照M26,M9-T337最低,SH6的总酚含量显著高于其他矮化中间砧。通过隶属函数法,综合评价得出不同砧穗组合的果实品质从高到低排序为SH6、SC1、SH38、M26、M9-T337。【结论】综合各项果实品质指标,SH6的瑞雪苹果果实品质最优,SC1和SH38次之,但作为甘肃陇东地区发展瑞雪苹果矮化中间砧栽培的候选砧木还需综合考虑生长结果情况。

关键词:瑞雪苹果;砧穗组合;矮化中间砧;果实品质

中图分类号:S661.1 文献标志码:A 文章编号:1009-9980(2023)04-0680-10

矮化密植是现代苹果栽培发展的趋势,矮化砧木的选择与利用是实现矮化的关键环节[1-2]。近年来随着我国苹果矮化栽培面积的不断扩大,我国大部分苹果主产区以利用矮化中间砧的方式为主[3-4],合适的中间砧可以有效协调树体营养生长与生殖生长的关系,通过调控树体中养分的吸取和运送,促进果实发育过程中有机化合物的代谢和积累,进而提高果实品质[5-6]。不同矮化砧木嫁接品种对果实品质的影响主要体现在外观品质、糖酸含量、香气物质以及功能性成分方面[7]。糖和酸是影响果实风味的主要因素[8],张秉宇等[9]研究发现中间砧GM256、M7可以显著提高寒富苹果的糖酸含量和甜味指数,从而提升其果实口感;阎振立等[10]研究发现不同砧木对华冠果实芳香物质绝对含量有较大影响,嫁接在M26中间砧上的华冠香气物质含量高于八棱海棠实生砧;王大江等[11]研究发现不同砧木蜜脆苹果酚类物质含量有差异,矮化中间砧可以从整体上提高苹果果实功能性成分含量。

瑞雪苹果是西北农林科技大学自主选育的优质黄绿色晚熟、短枝型苹果新品种,果形高桩,肉质细脆,酸甜适口,香气浓郁,在甘肃陇东产区综合表现突出,发展前景广阔[12-13]。目前大量的研究主要关注不同区域[14]、不同采收期[15]、不同果袋[16]等方面对瑞雪果实品质的影响,但是关于不同矮化中间砧对该品种果实品质影响的研究还十分有限。因此,笔者在本研究中利用在甘肃陇东地区抗寒性和生长表现较好的SH 系(SH38、SH6、SC1)[17]和本地利用较多的M26和M9-T337 5 种矮化砧木嫁接瑞雪品种为试验材料,通过不同中间砧对瑞雪果实品质影响的比较分析,旨在筛选出适宜瑞雪的矮化中间砧,以期为甘肃陇东产区瑞雪新品种的优质丰产高效栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验于2020 年和2021 年在甘肃省庆阳市庆城县西北农林科技大学庆城苹果试验示范站(36°00′13′′N,107°54′56′′E;海拔1285 m)进行。该站处于黄土高原中部地带,属温带大陆性气候,年平均降雨量537 mm,主要集中在夏季,年均温度9.4 ℃,年均日照时数长2420 h,年均无霜期191 d。园区土壤为黄绵土,pH为7.2~7.8。试验园苗木栽植后,利用水肥一體化系统进行灌溉,行内清耕并覆盖黑色地布,常规病虫害管理。

1.2 试验材料

以不同矮化中间砧(M9-T337、SH6、SH38和SC1)嫁接瑞雪苹果品种(Malus domestica‘Ruixue)为试验材料,以目前生产上栽培最为广泛的M26中间砧嫁接瑞雪苹果为对照,基砧均为新疆野苹果,各砧穗组合名称以所用的矮化中间砧表示,各矮化中间砧长度均为30 cm,株行距1 m × 3 m,树形为细长纺锤形。于2011 年春季栽植1 年生新疆野苹果组培苗,于同年8 月采集M9-T337、SH6、SH38和SC1和M26的中间砧接穗于地面5 cm处进行芽接,2012 春季进行成品苗移栽,2017 年春季嫁接瑞雪苹果品种。2020 年和2021 年分别为4 年生和5 年生苹果树。试验采用随机区组设计,每个小区10 株树,每个处理3 次重复。

1.3 测定指标与方法

2020 年和2021 年10 月下旬瑞雪苹果果实成熟后(利用淀粉染色法确定各砧穗组合的成熟期),在每种砧穗组合中,分别选取每株树冠东南方向中上部顶花芽果实3 个,20 株,共60 个果实,带回实验室进行常规果实品质指标测定。利用百分之一天平称量果实单果质量;利用数显游标卡尺测量果实的纵径和横径,得到果形指数=纵径/横径;使用MinoltaCR-400 型色差计测量果面色泽参数(L*:果皮亮度,a*:果皮红绿色度,b*:果皮黄蓝色度);利用GY-1 型果实硬度计测定果实硬度;利用PR-100 型数字糖度计测定可溶性固形物含量(%);利用FFRUIT ACIDZTYMETER GMK-835 型酸度计测定酸度;固酸比通过计算可溶性固形物含量与酸度的比值来获得。于2021 年10 月下旬选取不同砧穗组合各10 棵树,从每棵树的外围中部随机选择3 个大小一致、色泽均匀、无病虫害和机械损伤的顶花芽成熟果实,立即带回实验室进行存样,用削皮机器削取果皮,厚度小于0.5 mm,迅速在液氮中进行速冻,并进行混样,存放于?80 ℃冰箱,用于香气物质含量、糖组分以及功能性营养成分含量的测定。

香气物质含量的测定:利用顶空固相微萃取法进行香气物质的提取,3 次重复,利用GC-MSQP-2010 气相色谱-质谱联用仪进行果实香气成分测定,具体操作参照邓瑞等[18]的方法。各成分相对含量采用峰面积归一化法计算,选择3-壬酮为内标计算各组分含量:各组分含量(μg · kg-1)=(组分峰面积/内标的峰面积)×内标质量浓度(g·L-1)×10 μL/样品质量(g)。

糖组分含量的测定:样品制备参考王艳颖等[19]的方法,使用Sugar-Pak TM I (300 mm×6.5 mm)色谱柱(美国Waters 公司)和2414 示差折光检测器(美国Waters 公司)进行糖组分测定,柱温80 ℃,流动相为超纯水,流速0.5 mL·min- 1,检测池温度35 ℃,进样量20 μL。果糖、葡萄糖、蔗糖,山梨醇(美国Sigma公司)标样配成不同浓度测定,采用外标法定量。甜度值=果糖含量× 1.75+蔗糖含量× 1+葡萄糖含量×0.7+山梨醇含量× 0.4。

维生素C含量:利用钼蓝比色法进行测定,具体参照孙鹏等[20]的方法。总酚、黄酮含量的测定:具体参照宋伊真等[21]的方法并稍作改动。称取0.2 g 果肉粉,加入2 mL的HCl-甲醇溶液,在4 ℃遮光条件下进行提取,离心取上清液,用于测定吸光值。

1.4 砧穗组合的综合效果评价方法

根据试验结果,本研究结合变异系数法和隶属函数法对参评指标赋予不同权重并计算各砧穗组合综合评价指数[22],依据综合指数大小对砧穗组合效果进行排序。计算公式如下:

1.5 数据处理

利用Microsoft Office Excel 2013(Microsoft,Redmond,USA)和Origin V9(OriginLab Corp.,Northampton,MA,USA)軟件对所获得的数据进行处理和作图,并结合SPSS 22.0(SPSS,Inc.,Chicago,USA)软件对数据进行方差分析,统计分析采用单因素ANOVA 的LSD 比较处理间的差异显著性(p<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同矮化中间砧对瑞雪果实外在品质的影响

综合两年调查结果,不同矮化中间砧上嫁接瑞雪苹果,果实外在品质存在差异(表1)。L*值反映果实光泽明亮度,a*值和b*值分别代表绿色饱和度和黄色饱和度。SC1、SH38和SH6的L*值显著高于对照M26,平均达到97%以上,果实光洁度更好,M9-T337的L*值最低;SH6 的a*值绝对值最低,绿色饱和度低;SC1、SH6和SH38的b*值均较大,黄色饱和度高,果实偏黄色,显著高于对照M2(6p<0.05),M9-T337与对照M26差异不显著。SC1、SH38和SH6的单果质量显著低于对照M26,果个偏小,M9-T337与对照M26相比无明显差异。各中间砧果实的果形指数无显著差异。

2.2 不同矮化中间砧对瑞雪苹果果实内在品质的影响

2.2.1 糖酸含量及硬度 果实的糖酸含量反映果实内在风味,不同矮化中间砧嫁接瑞雪苹果果实糖酸含量差异显著(p<0.05,表2)。两年均以SH6的可溶性固形物含量最高,在16%以上,显著高于对照M26,其他中间砧与对照M26 无显著差异。酸度以SH6、SH38和SC1的高于对照M26。各中间砧的固酸比均处于较高水平,SH6、SC1、SH38的固酸比均显著高于M9-T337和M26,说明SH系可以显著提高瑞雪苹果的糖酸含量,使果实风味更佳;SH6的硬度显著高于对照M26,达到9.5 kg ·cm-2,其他3 种中间砧的硬度与对照M26无显著差异。

不同矮化中间砧瑞雪苹果果实的糖组分含量差异显著(p<0.05,表3)。SH6和SC1的总糖和果糖含量显著高于对照M26,M9-T337和SH38与对照M26无显著差异;M9-T337的蔗糖含量显著低于其他中间砧;SH6的山梨醇含量显著高于对照M26,为6.44 mg·g-1,其余中间砧与对照M26无显著差异;SH6的甜度值最高,达到181.49,其次是SC1>SH38>M26>M9-T337。

2.2.2 香气物质含量 不同矮化中间砧瑞雪果实香气成分种类总含量差异显著(p<0.05,表4)。各中间砧香气物质总含量为SC1>SH38>M9-T337>SH6>M26,SC1、SH38和SH6的醛类物质含量均显著高于对照M26,其中SH6最高,达到70.84 μg·kg-1,比对照M26高出了13.95 μg·kg-1;SH38的酯类物质含量最高,显著高于其他中间砧,比对照M26高出了5.68 μg·kg-1;M9-T337的醇类物质总含量显著高于其他中间砧,是对照M26的1.5 倍左右;SH系中间砧的烯烃类物质显著高于对照M26和M9-T337,其中以SH6的烯烃类物质含量最高,是对照M26的4.55 倍;SH38的其他香气成类黄酮含量以SH6最高,SH38和SC1次之,均显著高于对照M26。总类黄酮含量在各中间砧中均较低,其中M9-T337的含量最低,仅为0.014 mg·g-1,显著低于对照M26,SC1和SH38与对照M26无显著差异。以SH6、SH38和SC1为中间砧的维生素C含量均显著高于对照M26,M9-T337与对照M26无显著差异。各中间砧可溶性蛋白含量无显著差异。

2.3 砧穗组合综合效果排序

通过选取具有显著差异的果实品质指标,以L*值、单果质量、硬度、可溶性固形物含量、酸度、固酸比,以及总糖、果糖、蔗糖、醛类物质、酯类物质、烯烃类物质、总酚、类黄酮、维生素C 含量作为评价指标。通过变异系数法对指标赋予不同权重,同时计算各指标的隶属函数值(表6),通过隶属函数综合评价法得出瑞雪苹果5 种矮化中间砧组合果实品质指标的综合评价指数排序:SH6>SC1>SH38>M26>M9-T337。

3 讨论

本研究結果表明,在甘肃陇东地区,不同矮化中间砧嫁接瑞雪苹果,果实的外观品质(色泽、大小和果形指数)和内在品质(硬度、糖酸含量、香气物质和功能性营养成分)均存在较大差异。

果实色泽、大小和果形指数是衡量果实外观品质的重要指标,很大程度上决定果实的价格。在本研究中,各中间砧的平均单果质量为M9-T337>M26>SH38>SC1>SH6,M系单果质量整体高于SH系,这与闫树堂[23]在富士上的研究结果类似。而不同中间砧在果形指数方面无显著差异,这与王骞等[24]、王海波等[25]的研究结果类似,5 年生瑞雪苹果果形指数均在0.97 以上,果实一致性好,果形高桩。L*值是反映果实光泽明亮度的最基本参数,a*值代表绿色饱和度和b*反映黄色饱和度[26],SH6嫁接瑞雪苹果的a*值的绝对值显著低于其他矮化中间砧,b*值较大,说明该砧木的瑞雪果实果面表色偏向于黄色,其他砧木更偏重于绿色,这可能与苹果果实中色素的种类(花青苷、叶绿素、胡萝卜素)、含量以及分布情况有关[27],这对于黄绿色品种瑞雪来说,具有一定的生产实践意义。矮化中间砧通过改变果实的激素含量和营养物质的比例,使得果实中糖酸含量增加,风味改善[6,9]。刘国荣等[6]研究发现SH38和SH5的中间砧嫁接红富士可溶性固形物含量高于M26。在本研究中,SH6嫁接瑞雪苹果可溶性固形物含量显著提高,这与李民吉等[28]在富士上的研究结果类似。糖组分的含量和比例决定果实的风味和口感,当果实中的含糖量处于较高水平时,适宜的酸度更易被消费者所接受[29]。果糖是苹果中主要的糖组分,其次是葡萄糖和蔗糖,本研究中,不同中间砧果糖含量SC1>SH6>SH38>M9-T337>M26,SH6 的蔗糖含量显著高于M9-T337,SH系的总糖含量和甜度值均高于M9-T337和M26,则SH系中间砧可以改善瑞雪果实的风味,这可能是不同矮化中间砧分配同化物的能力不同,从而促进糖酸积累的程度不同,导致单糖组分存在差异[30-31]。

香气物质是评价果实品质和区分品种特征的关键指标,赵玲玲等[32]研究发现八棱海棠嫁接红将军苹果酯类物质和醇类含量显著高于M26。陶茹等[33]研究发现嫁接在M26中间砧上的嘎啦苹果酯类物质含量增加了70.50%,SH38中间砧上醛类物质含量最高。在本研究中,SH38和SC1的酯类物质含量显著高于对照M26,醇类物质以M9-T337较高,SH系次之,均显著高于对照M26,这与前人研究不太一致,可能是由于砧木、品种以及栽培措施的不同造成果实香气物质含量存在差异[10]。苹果中主要呈香物质为酯类、醛类和醇类[34-35],瑞雪属于醛类香气物质和烯烃类物质含量较高的青香型苹果[36],在本研究中,SC1、SH6、SH38的酯类物质和烯烃类物质含量均高于对照M26,其中SH6的烯烃类物质含量是对照M26的3 倍以上,说明SH系更有利于瑞雪苹果呈香物质的积累,使果实香味浓郁。

矮化中间砧对果实功能性成分的影响是多方面的。宋伊真等[21]研究发现嫁接在M26上的烟富6 苹果果实中的总酚和类黄酮含量最高,李青山等[37]研究发现SH38的中间砧可显著提高华红苹果果肉的总酚含量。在本研究中,以SH6的总酚含量和类黄酮含量最高,SC1和SH38次之,显著高于对照M26,SH6、SC1和SH38的维生素C含量也显著高于对照M26,M9-T337与对照M26相比差异不显著。说明SH系有利于提高瑞雪品种的功能性营养成分含量。

变异系数法是一种能有效衡量指标变异程度的赋权法,在进行多个指标综合评价时,各指标的取值差异一定程度上反映出不同矮化中间砧在果实品质方面的差异,变异系数越大的指标受砧木的影响越大,则该指标应赋予的权重越大[22]。笔者在本研究中应用变异系数法确立了砧穗组合各评价指标的权重系数,采用隶属函数法对不同砧穗组合效果进行了综合评价,结果显示各砧穗组合果实品质综合评价指数从大到小排序为SH6、SC1、SH38、M26、M9-T337,说明SH6果实品质方面的综合效果最优,其次是SC1和SH38,但是经过笔者多年在甘肃陇东地区雨养果 园中对几种矮化中间砧嫁接瑞雪苹果生长结果情况 的调查,发现SH6中间砧嫁接瑞雪苹果表现为树势 偏弱且产量低,适应性较差,半矮化砧木SC1和SH38 嫁接短枝型的瑞雪苹果,生长表现好,产量优。

4 结 论

不同的矮化中间砧嫁接瑞雪苹果能够显著地影 响果实的内外在品质,SH6、SH38和 SC1的果实果面 光洁、内在风味佳、香气浓郁且功能性营养成分含量 较高,果实品质优,其中SH6更为突出,但作为甘肃 陇东地区发展瑞雪苹果矮化中间砧栽培的候选砧木 还需综合考虑生长结果情况。

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