果园生草对番石榴果实品质的影响

李国鹏,林景新,吴铭涎,李甜子,乔 健

(1 广东海洋大学滨海农业学院,广东湛江,524088;2 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,广东湛江,524091)

番石榴PsidiumguajavaL.,又名芭乐,是桃金娘科番石榴属常绿小乔木或灌木,原产于墨西哥等美洲热带国家,在我国已有300多年的栽培历史,目前广泛种植于我国海南、广东、广西、福建、云南及台湾等热带亚热带地区。番石榴果实富含维生素C、维生素A及多种多酚类物质,具有较高的食用和药用价值,不仅可鲜食,还可以加工成果酱、果粉、果汁、果脯等产品[1]。广东省2019年番石榴种植面积达1.35万hm2,总产量46.95万t,番石榴已成为我国南方重要的优稀热带水果[2]。

果园生草技术起源于美国,并于20世纪80年代引入我国。尽管果园生草技术是一种能够减少人力投入、降低果园成本、增加收入的栽培模式,但我国尚未较好地推广与应用[3]。果园生草通过改善土壤环境、调节小气候、抑制杂草生长和减少田间害虫数量进而达到提高果实产量及果实品质的目的[4-7]。生草苹果园在整个生产周期内累计收益和累计净现值分别是清耕果园的2.16倍和4.26倍[8]。生草技术研究多集中于生草对果园土壤及土壤环境的影响,对于果实品质方面的研究较少。覆草能显著提高火龙果果实中维生素C与花青素含量,并且果园覆草的火龙果单果质量、株产及产量均高于对照[8-9]。果园生草能明显提高“南丰蜜桔”果实可溶性糖、可溶性固形物及维生素C含量[10]。柱花草属豆科植物,具有耐割、固氮、耐旱和适应性强等特征。柱花草作为生草品种已广泛地应用于南方多种果园。中国热带农业科学院已证实了杧果园种植柱花草能提高其果实品质[11]。尽管已有豆科牧草在番石榴园套种取得显著经济效益及生态效益的报道[12],但生草栽培模式对番石榴果实品质的影响鲜见报道。基于此,本文对番石榴果园两个品种进行生草栽培,比较生草栽培对不同发育阶段番石榴果实生理变化以及品质的影响,为番石榴果园生草技术的推广及番石榴产业技术创新提供参考与依据。

1 材料与方法

1.1 材料

在中国热带农业科学院南亚热带植物园6年生番石榴基地,选择“珍珠”和“红宝石”两个品种,均人工种植柱花草2年,以裸地栽培为对照,于番石榴成熟前2周、成熟前1周和成熟时3个时期分别选择大小一致,无病虫害、无机械损伤的果实,采摘果实当天送回实验室,洗净晾干后四分法取样,混合,每5个果实为1个重复,重复3次,测定果实色泽等相关指标,样品液氮冷冻并放置-40 ℃冰箱保存备用。

1.2 指标测定方法

果实色泽采用CR-400色彩色差计(日本柯尼卡美能达公司产)测量不同品种不同时期番石榴果皮色差值,沿着果实赤道面测量相对两个部位的色差值,以色度h、亮度L、红绿值a和黄蓝值b等4个指标分析果实表皮色差。在果实赤道面取样后采用便携式糖度计(PR-101,日本Atago产)测定可溶性固形物含量;可溶性总糖采用蒽酮比色法测定[13];可滴定酸按照GB/T 12293—90利用酸碱滴定法测定,结果以柠檬酸进行换算。维生素C含量采用磷钼蓝分光光度法测定[14],采用高效液相色谱法测定果实糖[15]和有机酸[16]的组成及含量。

1.3 统计分析

采用Origin 2016软件和SPSS 18.0软件ANOVA过程对数据进行方差分析,采用LSD法作多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 对果实果皮色泽的影响

从图1可以看出,不同品种不同处理的番石榴果实成熟过程中果实的亮度 L值呈上升趋势,但差异不显著。3个时期裸地“红宝石”果皮L值无显著性差异,生草处理亦无显著性差异。对于“珍珠”番荔枝,随成熟时间延长,其果皮L值呈缓慢上升的趋势;成熟前2周,裸地处理果皮L值高于生草处理;伴随着果实成熟,生草处理果皮L值逐渐升高,成熟时,裸地和生草处理果皮L值无差异。果实成熟过程中,“珍珠”果皮L值较“红宝石”高,说明“珍珠”果实成熟时果皮亮度较亮。

图1 生草与裸地栽培对“珍珠”和“红宝石”番石榴果实果皮色差a值、b值、h值、L值的影响

色差a值随着果实成熟而上升,表明番石榴果实成熟是一个褪绿的过程,“红宝石” 果皮a值增加较“珍珠”要大。成熟过程中,不同品种不同处理果实果皮色度b值变化不显著,而h值呈降低的变化趋势。尽管“红宝石”果实成熟时h值有显著降低,但生草与裸地处理间差异不显著,“珍珠”果实成熟过程中生草与裸地处理间h值亦无显著性差异。

2.2 对果实可溶性固形物和维生素C含量的影响

从图2可以看出,随果实成熟,番石榴果实可溶性固形物含量呈上升趋势;有的时期生草处理较裸地处理显著提高“红宝石”和“珍珠”果实可溶性固形物含量。果实成熟前1周,生草处理显著提高“红宝石”果实可溶性固形物含量;成熟前两周时,裸地和生草处理的可溶性固形物分别为9.38%±0.82%和9.98%±0.70%,成熟前1周时分别为9.02%±0.42%和10.56%±0.85%,这两个时期两个处理差异不显著。成熟时,裸地处理“珍珠”果实可溶性固形物含量仅为10.03%±0.69%,而生草处理达到11.91%±0.53%,两者差异显著。

图2 生草与裸地栽培对“珍珠”和“红宝石”番石榴果实可溶性固形物和维生素C含量的影响

番石榴果实维生素C含量随着果实成熟升高。在成熟前2周和成熟时,生草处理“红宝石”果实维生素C含量分别为(88.84±0.73)和(111.15±0.34) mg·(100 g FW)-1,而裸地处理果实维生素C含量分别为(83.98±0.12)和(101.92±0.13) mg·(100 g FW)-1,生草处理显著提高果实维生素C含量。3个时期,生草处理的“珍珠”果实维生素C含量分别为(36.02±0.39)、(42.92±0.26)和(45.92±0. 45) mg·(100 g FW)-1,而裸地处理分别为(31.15±0.12)、(29.79±1.27)和(40.06±0.24) mg·(100 g FW)-1,生草处理显著提高3个时期“珍珠”果实维生素C含量。

2.3 对果实可溶性糖及其组分的影响

从表1可以看出,番石榴果实可溶性总糖含量因品种和处理不同而不同。裸地处理“红宝石”果实可溶性总糖含量在成熟时为0.43%,显著低于成熟前两周的含量0.54%,而成熟时生草处理较裸地处理及成熟前两周生草处理显著提高果实可溶性总糖含量0.63%。生草处理较裸地处理显著降低成熟时“珍珠”果实可溶性总糖含量。番石榴果实中的糖组分主要有果糖、蔗糖和葡萄糖。在成熟时,生草处理较裸地处理分别显著提高“红宝石”和“珍珠”果实果糖、蔗糖和葡萄含量;总体上,葡萄糖的含量较果糖和蔗糖低,三者变化相似,随果实成熟逐渐升高。

表1 生草与裸地栽培对“珍珠”和“红宝石”番石榴果实可溶性总糖和其组分含量的影响

2.4 对果实可滴定酸及其组分含量的影响

从表2和表3可以看出,不同品种不同栽培处理的番石榴果实可滴定酸及有机酸组分含量不同。3个时期,“红宝石”均表现为生草处理较裸地处理显著提高果实可滴定酸含量;而生草与裸地处理的“珍珠”果实的可滴定酸含量差异不显著。说明生草处理对不同品种果实可滴定酸含量影响不同。成熟时,生草处理较裸地处理降低“珍珠”果实乙酸含量,显著降低富马酸含量,显著提高草酸、乳酸、苹果酸、奎宁酸、抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸和α-酮戊二酸含量。成熟时,生草处理与裸地处理的“红宝石”乙酸、草酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸、奎宁酸、抗坏血酸、富马酸、α-酮戊二酸无显著性差异,生草处理显著降低柠檬酸含量,显著提高酒石酸含量。

表2 生草与裸地栽培对“珍珠”和“红宝石”番石榴果实可滴定酸和有机酸组分含量的影响

表3 生草与裸地栽培对“珍珠”和“红宝石”番石榴果实有机酸组分含量的影响

3 讨论与结论

果园生草作为一种高效的果园土壤管理方法,其能通过改善果园的肥水气热等条件,进而在一定程度上促进果实生长发育,提高果实产量和品质[17]。陈久红等研究发现,在“库尔勒”香梨果园内生草能改善果园生态环境及提高叶片的光合效率,果实品质得到改善;并且果园生草种类不同,对于改善果实品质的方向也不同,如自然生草能够增加葡萄等可溶性糖含量,黑麦草能够增加维生素C含量[18]。本试验结果表明,生草处理显著提高番石榴果实可溶性固形物含量,与史进[19]在苹果园的研究结果一致。本研究发现,生草处理能够明显提升“红宝石”番石榴果实可滴定酸含量,但对于“珍珠”番石榴果实作用不显著;而霍珊珊[20]发现自然生草能降低梨果实中可滴定酸含量。这表明生草处理对果实酸的影响因树种和品种而不同。段卫鹏等[21]研究表明,行间生草能够改变葡萄物候期与果实品质,致使果实转色期推迟,果实总糖含量升高,有机酸含量降低。本研究中比较了生草和裸地处理间番石榴果实成熟过程中的色泽变化,发现生草对于供试两个品种的番石榴亮度影响不显著,成熟时生草处理一定程度能够减少“红宝石”果实变红;与段卫朋等[21]研究结果类似。在成熟过程中,对于“珍珠”番石榴,生草处理比裸地处理果实表皮要黄,更显成熟。生草处理能提高“红宝石”番石榴可溶性总糖含量,与颜晓捷等[22]在杨梅上研究结果一致。生草处理未显著提高“红宝石”番石榴维生素C含量,与史进[19]在苹果上的研究结果一致;而生草处理能够提前将“珍珠”番石榴果实中维生素C含量增加并维持到一定水平,但成熟时未显著提高“珍珠”番石榴果实中维生素C含量。生草处理能提高“红宝石”和“珍珠”番石榴果实中果糖、蔗糖和葡萄糖含量;而对番石榴果实中有机酸组分含量则因发育期与品种不同而不同,生草处理对“珍珠”番石榴果实有机酸组分含量影响较对“红宝石”影响显著。综上所述,果园生草能够提高番石榴果实品质,但因番石榴品种不同,对果实品质影响具体情况和程度不同。