冷棚栽培对灵武长枣果实品质的影响

院 钦,张 欣,2,任玉锋,2,周 军,2,陈卫军,魏天军,徐文娣,2,王佳伟,张 琨,乔 帅,王惠冉

(1 北方民族大学生物科学与工程学院,银川,750021;2 宁夏经济林遗传改良创新团队,银川,750021;3 灵武市自然资源局,宁夏灵武,750400;4 宁夏农林科学院园艺研究所,银川,750002)

灵武长枣(ZiziphusJujuba‘Lingwuchangzao’)是宁夏具有地方特色的优质鲜食枣品种,栽培历史悠久,果肉琥珀色,质地酥脆,汁液多,酸甜适口,鲜枣的可溶性固形物含量为34%,糖含量为28%,酸含量为0.44%,食味品质和营养价值高,深受人们喜爱,且经济效益明显[1-3]。2006年5月国家质检总局批准了对灵武长枣实施地理标志产品保护[4]。宁夏大多数灵武长枣园以露地为主,在枣果快成熟时如果遇到连续雨天,则极易发生非常严重的裂果现象。有研究表明,通过喷施钙素、激素和种植高秆作物可有效缓解裂果问题[5-6],此外,设施栽培可大大减少裂果[7-8]。目前,设施栽培在多种果树和蔬菜上得到了应用[9-15]。设施栽培降低金丝小枣发病率,提高着果率、品质和产量,提早成熟期[16-18],提高了冬枣的产量和品质[11,19]。当前关于设施灵武长枣的研究主要集中在栽培技术和温差影响品质等方面[20-23],尚未见关于冷棚灵武长枣综合品质方面的研究报道。

设施栽培根据建造标准可分为日光温室大棚和塑料大棚(钢架棉被冷棚、钢架塑料膜冷棚、顶部避雨冷棚),本试验冷棚及无加温设备的钢架(加棉被)塑料单膜大棚,主要使用棉被控温。本试验对冷棚和露地栽培灵武长枣的果实品质的差异进行了比较,探讨冷棚栽培对灵武长枣果实品质的影响,以期为设施灵武长枣产业发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 冷棚枣园和露地栽培枣园概况灵武市大秦枣业灵武长枣冷棚栽培园:北纬38°13′,东经106°34′,冷棚跨度16～18 m,长度60～10 m,脊高4.3m。钢架结构安装钢架每米1根。大棚间距2.5～3 m。棚膜选用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)多功能复合膜,厚度0.08～0.12 mm,为单膜加棉被冷棚。通过拉起棉被或放下棉被来调节光照和温度,夏天打开通风口降温。枣树龄为18～19年,植株行距为3 m×4 m,土壤为砂壤土,pH值在7.5左右,含盐量低于0.3%。扣棚日期为年后初七或初八,不揭膜。

灵武市富成枣业灵武长枣露地栽培园:北纬38°06′,东经106°36′,枣树龄为19～20年,植株行距为3 m×4 m,土壤为砂土及砂壤土,pH值在7.5左右,含盐量低于0.3%。

冷棚及露地栽培园在试验期间的水肥管理相一致。

1.2 试验材料于2021年9月开展试验。按照枣果的发育进程,在冷棚栽培枣园中,分别于9月5日和9月13日采摘半红期(着色50%)和全红期(着色100%)果实;在露地栽培枣园中,分别于9月20日和9月30日采摘半红期和全红期果实。分别设置3个生物学重复,每个重复选取5株树龄和管理一致的枣树,在枣树同一高度的东、南、西、北四个方向共随机取无机械损伤、成熟一致的50个果实,装入自封袋内,置于采样箱中保存,当天带回实验室进行分析测定。

1.3 试验方法利用电子秤(WH-B09)测定单果质量,取平均值。利用电子游标卡尺测量果实纵径和横径,结果取平均值。采用烘干法[24]测定果实含水量,结果取平均值。

采用质构仪分析法[25]测定果肉质地。质构仪为美国FTC公司-TMA-PRO食品性分析仪,选用2 mm探头,参数为测试速度30 mm/min、形变百分量40%、触发力0.1 N、上升高度15 mm。每个果取最大横径处阴阳面2个部位,分别测定3次,取平均值。将枣果沿垂直赤道部位紧贴果核位置切开,将切块置于质构仪托盘上进行检测,通过电脑实时传输数据绘制曲线图。由质地特征曲线得到表征果肉质地状况的硬度、脆度、弹性、黏附性、胶黏性、咀嚼性、内聚性等评价参数。

将枣果清洗干净后,在标准白板校准的基础上,利用上海Grows公司HP-200型色差仪测量枣果的L*(亮度)、a*(红绿色)、b*(黄蓝色差)、C*(彩度)和H*(色度角)。测量时,每个重复随机选取10个果实,在枣果赤道部两侧对称部位,分别测定3次,结果取平均值。L*(亮度)越大表示所测果实样品的表面越亮,0表示黑色,100表示白色。a*(红绿色差)正值为红色,负值为绿色,绝对值越大红色或绿色越深。b*(黄蓝色差),其正值为黄色,负值为蓝色,绝对值越大,黄色或蓝色越深。C*表示色泽饱和度,该值越高,颜色越纯。H*(色度角)变化范围在0°到180°之间,颜色变化依次为紫红、红、橙红、橙、黄、黄绿、绿和蓝绿,当H*=0°时为紫红色,H*=90°时为黄色,H*=180°时为蓝绿色;H*>100°时,H*越大,果实绿色越深;H*<50°时,H*越小,果实红色越深[26]。

样品果去除果皮、果核后,粉碎,利用纱布和不锈钢压榨器处理,得到新鲜果汁后,利用WYT-A型手持糖度计测定可溶性固形物(TSS)含量,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[27]测定维生素C含量,结果取平均值。

1.4 数据分析利用SPSS Statistics 17.0进行数据统计及分析,结果用平均值±标准误差表示。

2 结果与分析

2.1 果实外观品质差异由表1可知,不同栽培模式和果实发育期果实果形指数无显著差异。同一栽培模式下,从半红期到全红期果实单果质量、纵径和横径有增大的趋势;同一发育期,冷棚果实的单果质量、纵径及横径有高于露地果实的趋势。其中,全红期冷棚果实的横径显著高于露地果实。同一栽培模式下,从半红期到全红期果皮色差a*值增大,红色度增加;L*值减小,亮度减小;b*值减小,黄色度减小;C*值减小,色彩度减小,色泽变暗沉;H*值减小,果皮颜色加深,符合灵武长枣果实发育规律。半红期,冷棚果实果皮的b*和C*值显著高于露地果实,果实更偏黄,色彩更纯;全红期,冷棚果实果皮的b*和H*值显著低于露地果实,即黄色更浅而红色更深。说明,冷棚在促进灵武长枣果实大小发育方面有一定的作用,能改善成熟期(全红期)果实的着色。

表2 不同栽培模式和发育期灵武长枣果皮色差

2.2 果实内在品质差异由表3可知,在露地栽培下,从半红期到全红期果实可溶性固形物和维生素C含量增大,含水量无显著变化。在冷棚栽培下,从半红期到全红期果实含水量降低,可溶性固形物含量增大,维生素C含量无显著变化。在相同时期,冷棚果实的可溶性固形物和维生素C含量均低于露地果实;此外,半红期冷棚果实的含水量高于露地果实。说明,冷棚栽培可使灵武长枣果实风味变淡,品质有所降低。

表3 不同栽培模式和发育期灵武长枣果实内在品质

2.3 果肉质地差异硬度、脆度和弹性等是评价枣果肉质地品质的重要指标。在露地栽培下,从半红期到全红期灵武长枣果肉的弹性和黏附性上升,硬度、脆度和胶黏性下降,咀嚼性和内聚性无显著变化。在冷棚栽培下,从半红期到全红期灵武长枣果肉的硬度、脆度和胶黏性也下降,其他指标无显著变化。相同时期,冷棚栽培灵武长枣果肉硬度、脆度、胶黏性和内聚性低于露地栽培,全红期果肉的咀嚼性低于露地栽培,半红期果肉的弹性高于露地栽培,果肉黏附性与露地栽培无显著差异(见表4)。果肉咀嚼性通常以硬度、内聚性、弹性三者的乘积表示,可以作为衡量果肉质地的综合指标之一。可见,与露地栽培相比,冷棚栽培灵武长枣全红期果实的果肉硬度小,内聚性低,咀嚼性低,适口性更好。

表4 不同栽培模式和发育期灵武长枣的果肉质地

3 讨论与结论

设施栽培的枣树品种有灵武长枣、冬枣、金丝小枣等,栽培模式主要包括日光温室栽培和大棚栽培以及地膜覆盖配合,这不仅解决了鲜食枣成熟期遇雨而裂的难题,而且提高果品的外观品质,大大提高了经济效益[22]。灵武市作为宁夏灵武长枣的主要种植基地,目前通过设施栽培(钢结构冷棚、加盖棉被温棚等)大大提高了当地居民的收入,推动了当地经济发展。本研究结果表明,冷棚栽培有助于灵武长枣果实成熟期果皮着色,提高了果实的单果质量、纵横径和含水量,改善了果肉的硬度、脆度和弹性,适口性更好,即提高了果实外观品质,商品性更高。前人发现,设施栽培可在一定程度上提高枣果的单果质量、纵横径、含水量等指标,降低果实硬度,改善枣果的脆度和适口性[7,28],硬度的变化是细胞壁组分变化造成的,果实体积快速增长膨大,细胞的网络结构从紧密逐渐松散,硬度下降较快[29],本研究结果与此一致。相比于露地栽培,本试验中冷棚栽培灵武长枣果实的可溶性固形物、维生素C的含量较低,影响了果实口感,导致风味不足。李明玥等[30]在冬枣上试验也发现,北方露地栽培的冬枣单果质量较小,冷棚栽培的单果质量较大;露地栽培的硬度及可溶性固形物、维生素C含量都较大,风味足。韩志强等[17]研究发现,南方避雨栽培下,金丝小枣果实的维生素C和总酸含量偏高,可溶性固形物含量偏低。这说明冷棚栽培和避雨栽培都会影响枣果的品质,但由于地理位置、品种特异性等因素的影响,结果各有差异。

有研究表明,灵武长枣半红期到全红期,枣果可溶性固形物含量呈上升趋势[23,28,31,32],本研究得到了相同的结果。一些学者发现,设施栽培的猕猴桃[10]、荸荠种杨梅[14]和莲雾[15]果实的维生素C和可溶性固形物含量高于露地栽培,而李悦等[28]、苟茜等[32]报道的露地栽培的灵武长枣的可溶性固形物含量高于设施栽培,避雨栽培冬枣和金丝小枣的可溶性固形物较低[33],本研究中露地栽培的的灵武长枣的果实可溶性固形物含量也高于冷棚栽培。可见,设施栽培对不同种类果树果实可溶性固形物含量的影响可能存在差异。本研究中,露地栽培全红期灵武长枣维生素C含量相比半红期增大,这与魏天军等[31]的研究结果不同,其原因有待于进一步探究。有学者进行了有关设施栽培因子对灵武长枣品质影响的研究,结果表明大昼夜温差处理灵武长枣果实可溶性固形物含量高于小昼夜温差处理,但维生素C含量低[23]。可见,冷棚栽培后昼夜温差发生变化,可能在一定程度上影响灵武长枣果实可溶性固形物和维生素C含量。

利用质构仪进行果实质地分析,可克服传统感官评价主观性强的缺点[34]。本研究发现,随着灵武长枣果实成熟,从半红到全红,果肉硬度、脆度、弹性及胶黏性变化显著,果肉内聚性、黏附性及咀嚼性变化不显著,果肉的硬度、脆度、胶黏性均下降,且冷棚栽培均低于露地栽培,冷棚栽培果实的适口性更好。这与他人[7,35-36]的研究结果类似。在后续研究中,可从灵武长枣的果胶物质成分和含量、石蜡切片的显微结构入手,探究不同栽培模式对灵武长枣果实质地的影响机制。

本研究表明,在成熟过程中,设施冷棚和露地栽培的灵武长枣果实的色差指标变化趋势一致,a*值增大,L*、b*、C*和H*值减小,这与他人在桃果实上的研究结果类似[37]。冷棚栽培灵武长枣果皮偏红、色泽饱和度低,果面较亮,随着果实成熟,a*值变化大,说明冷棚栽培有利于果面红色着色,与他人在冬枣上的研究结果类似[23],但与设施栽培杨梅[14]的研究结果存在差异。这可能与果树品种不同,果实着色因子存在差异有关。康晨煊[36]对温棚、冷棚、露地三种栽培模式下冬枣品质进行研究的结果表明,温棚冬枣的L*、a*值显著高于其他栽培模式,冷棚冬枣的L*、a*值高于露地冬枣,露地冬枣的b*值显著高于其他栽培模式。有学者研究表明,枣果实成熟时期的红色是黄酮类物质、胡萝卜素和少量花青苷综合引起的[38]。在后续研究中,我们将测定不同发育期灵武长枣果实的叶绿素、类胡萝卜素、花青苷等物质的含量,探讨灵武长枣果皮色泽和色素物质之间的关系。