不同授粉方式对火龙果座果率及果实贮藏品质的影响

荆红彭 刘明 李小燕 任桂芹 黄国华 李佥

摘    要：为探究不同授粉方式对火龙果座果率及果实贮藏品质的影响，对自然授粉、异花授粉和自花授粉的火龙果座果率及果实品质指标进行了测定，并针对自花和异花授粉的火龙果果实，研究其在不同温度贮藏条件下的品质变化。结果表明：自然授粉、异花授粉和自花授粉的火龙果座果率分别为10.0%、86.0%和100.0%。异花授粉与自花授粉对的火龙果果实单果质量、还原糖含量、VC含量、花青素含量无显著影响（P＞0.05）。在火龙果果实贮藏过程中，4 ℃较25 ℃更有利于火龙果品质的保持，4 ℃温贮藏条件下，异花授粉的火龙果果实在总糖、总酸、可溶性固形物、VC和花青素含量保持方面要优于自花授粉。

关键词：火龙果；花粉活力；授粉方式；座果率；贮藏品质

中图分类号：S667.9            文献标志码：A           DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2024.05.004

Effects of Different Pollination Methods on Fruit Set Rate and Fruit Storage Quality of Dragon Fruit

JING Hongpeng1，2， LIU Ming1，2， LI Xiaoyan3， REN Guiqin4， HUANG Guohua4， LI Qian5

（1. Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300384， China; 2. Tianjin Duoji fruit wine Engineering Technology Company Limited， Tianjin 301723， China; 3. College of Horticulture and Plant Protection， Inner Mongolia Agricultural University， Hohhot， Inner Mongolia 010010; 4. Hohhot Xuandatai Planting Professional Cooperative， Hohhot， Inner Mongolia 010010; 5. College of Food Science and Biotechnology， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China）

Abstract： To investigate the effects of different pollination methods on the fruit setting rate and storage quality of dragon fruit， this study measured the fruit setting rate and quality indicators of dragon fruit through natural pollination， cross pollination， and self-pollination. The quality changes under different temperature storage conditions were also studied for cross pollination and self-pollination dragon fruits. The results showed that the fruit set of dragon fruit was 10.0%， 86.0% and 100.0% for natural， cross pollination and self-pollinated， respectively. Cross pollination and self-pollination had no significant effect on the single fruit weight， reducing sugar content， VC content， and anthocyanin content of dragon fruit （P>0.05）. During the storage process of dragon fruit， 4 ℃ was more conducive to the maintenance of dragon fruit quality than 25 ℃， the cross pollinated dragon fruit had better retention of total sugar， total acid， soluble solids， VC， and anthocyanin content than self-pollinated dragon fruit.

Key words： dragon fruit; pollen vitality; pollination; rate of fruit set; storage quality

火龙果（Hylocereus undatus）属仙人掌科（Cactaceae）量天尺属（Hylocereus Britton&Rose）植物[1]，因其高营养价值深受人们的喜爱。种植火龙果具有长期收益、收获期早、产量高、经济价值高等优点[2]。花粉在有性繁殖中起着重要的作用，负责传递雄性亲本的遗传信息[3]。授粉方式可分为自然授粉和人工辅助授粉，自然授粉需要适宜的条件，而火龙果是夜间开花植物，开花时常常会遇到诸多不良环境，从而导致座果率及果实发育率低。人工辅助授粉根据授粉对象的不同又可以分为自花授粉和异花授粉，可以有效解决亲本花期不重合或远距离杂交等问题[4]。有研究表明，人工授粉方式能够增加蓝莓[5]、猕猴桃[6]等水果座果率及果实品质。然而目前关于火龙果研究报道主要涉及引种与栽培[7-10]、苗木繁育[11-12]、果实贮藏保鲜[13-16]，不同授粉方式火龙果产量及果实品质的影响鲜有研究报道。

本研究主要探究了自然授粉、人工异花授粉和人工自花授粉对火龙果座果率及果实品质的影响。考虑到贮藏期间花粉活力的下降直接影响着授粉的成功率，本研究首先探究了不同贮藏条件对火龙果花粉活力的影响。在此基础上，探究了不同授粉方式对火龙果坐果率及果实在不同温度贮藏条件下的品质变化，以期指导火龙果苗木的栽培，同时为火龙果规模化种植及其果实贮藏提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验基地概况

试验地点位于内蒙古呼和浩特市轩达泰种植专业合作社内（40°50′N，111°57′E），该地属于内陆干旱中温带大陆性季风气候，年平均气温6.7 ℃，年平均风速1.67 m·s-1，全年主导西北风向，年降水量417 mm，地表最大冻结深度1 600 mm，无霜期130 d，全年日照时数为2 862.8 h。园地土壤类型为砂壤土，pH值为7.8。土壤基本理化性质见表1。

1.2 试验材料

供试红肉型火龙果品种为红玫瑰，白肉型火龙果品种为玉龙果，采用钢架沿畦南北向组合小梯子型架，繁苗方式为扦插，株距35～40 cm，定植密度为27 000株·hm-2。试验用花粉选择长势基本一致的火龙果苗木，试验用果选择果形端正、大小均匀、无病虫害和机械外伤的红肉型火龙果果实。

1.3 试验方法

1.3.1 火龙果花粉活力测定 待红玫瑰和玉龙果火龙果花开放且花药破裂后，将花药用软毛刷收集于棕色瓶中，分别置于常温（25±2） ℃、低温（4±2） ℃、冷冻（-20±2） ℃和（-40±2） ℃环境中贮藏，用氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法进行花粉活力测定，其中常温贮藏下每1 h测定1次，低温及冷冻贮藏下每2 d测定1次，每个处理6次重复。

1.3.2 授粉方式及果实品质指标测定 在21时花未闭合前，随机选取长势优良且一致、有代表性的红肉型火龙果植株进行人工自花授粉和人工异花授粉。每种处理授粉5朵花，6次重复。授粉后7～10 d，统计座果数，计算座果率。果实成熟后，将火龙果果实分别置于25 ℃和4 ℃中贮藏，每7 d进行1次果实品质的测定。

采用电子天平称量单果质量，每次重复测定30个果实，取平均值；采用PLA-1数显折光计测定可溶性固形物含量，每次重复测定30个果实，取平均值；采用斐林试剂法（GB 5009.7-2016第一法）测定果浆中还原糖含量；采用酸碱滴定法测定果浆中可滴定酸含量；采用2，6-二氯靛酚滴定法测定果实VC含量；参照黄春兰等[17]的方法测定花青素含量。每次测定3次重复。

1.4 数据处理与分析

数据采用Microsoft Excel 2013软件和SPSS 16.0软件进行相关统计分析，采用LSD对各处理间的差异比较检验，差异显著性水平为P<0.05，采用Origin 2018软件作图。

2 结果与分析

2.1 火龙果花粉活力的变化

育种过程中，花粉包含着植物的遗传信息，贮藏花粉有利于珍稀种质资源的利用。贮藏过程中，要定期检测花粉活力，从而增加获得新品种的机会[18]。由图1和图2可知，在4种温度的贮藏方式下，2种不同的火龙果花粉活力均呈下降趋势。其中4 ℃、-20 ℃、-40 ℃贮藏下，花粉活力下降较慢，贮藏10 d后，红肉型火龙果花粉分别具有82.3%、80.5%、77.0%的活力，白肉型火龙果花粉分别具有83.1%、82.6%、80.5%的活力。25 ℃常温贮藏下，花粉活力骤降，贮藏5 h后，白肉型火龙果花粉活力降至28.2%，红肉型火龙果花粉活力降至28.3%。原因可能是在温度较高的情况下，果实呼吸强度增大，从而消耗了过多的营养，使得花粉活力下降。其他3种处理在花粉采后10 d至试验结束时，花粉仍具备较高的活力。

不同温度的贮藏试验中，4 ℃条件下，贮藏10 d的白肉型火龙果花粉仍具有83.1%的活力，红肉型火龙果花粉具有82.3%的活力。25 ℃条件下，贮藏的白肉型火龙果花粉活力较红肉型火龙果的花粉活力下降快，其他3种温度下贮藏的白肉型火龙果花粉较红肉型火龙果花粉活力下降慢，这与杏花粉[19]、向日葵花粉[20]、槟榔花粉[21]的活力研究结果趋势相同。

2.2 不同授粉方式对座果率及果实品质的影响

由表2可知，3种授粉方式的红肉型火龙果座果率从高到低依次为人工自花授粉>人工异花授粉>自然授粉。自然授粉方式座果率低至10%。原因主要是火龙果花朵为两性花，其雌蕊柱头普遍高于雄蕊，在借助自然媒介的情况下很难将花粉传播到柱头上，并且火龙果花期在夜间，极大地影响了昆虫对花粉的传播[22]。人工异花授粉的火龙果单果质量、还原糖含量、VC含量最高，依次为（257.68±10.03） g、（74.22±2.88） g·L-1、（0.054±0.008） mg·g-1，但与人工自花授粉果实的指标无显著差别。人工自花授粉组的花青素含量最高，为（401.95±13.63） μg·g-1，但与人工异花授粉无显著差别。人工异花授粉组的可溶性固形物含量显著高于人工自花授粉组和自然授粉组（P<0.05）。自然授粉组可滴定酸含量显著高于其他2组，可溶性固形物显著低于其他2组，这与孙猛等[23]的研究结果相似。

2.3 不同授粉方式火龙果果实贮藏期间品质的变化

座果率是果树种植中重要的考量指标。上述研究表明，自然授粉方式座果率为10%，显著低于人工授粉方式。结合火龙果果实品质指标，以下试验仅对人工授粉方式（异花和自花）火龙果果实贮藏品质进行探究。

2.3.1 总糖含量的变化 果实的总糖含量反应果实的成熟度。由图3可知，贮藏0 d时，4种处理的总糖含量范围为73.00～76.00 g·L-1，无明显差异（P>0.05）。随着贮藏时间的延长，4种处理的红肉型火龙果果实总糖含量整体呈先上升后下降的趋势，这与鲍远放等[24]的研究结果相似。果实总糖含量均在贮藏5 d时达到最高值，异花常温组的果实总糖含量为（83.08±2.53） g·L-1、异花低温为（76.40±3.13） g·L-1、自花常温为（81.52±2.22） g·L-1、自花低温为（75.57±1.43） g·L-1。常温贮藏的火龙果总糖含量下降较低温贮藏迅速；贮藏20 d，异花低温组总糖含量较自花低温组高3.48 g·L-1。

2.3.2 可滴定酸的变化 可滴定酸是火龙果口感及风味变化的重要因素，是鲜食火龙果和火龙果加工产品中重要的指标[25]。由图4可知，异花授粉组的初始可滴定酸含量较自花授粉高，随着贮藏时间的延长，4种处理的火龙果果实可滴定酸含量整体呈下降趋势，这与鲍远放等[24]的研究结果相似。自花常温处理贮藏5 d，可滴定酸含量降至（2.34±0.13） g·L-1；贮藏10 d，异花常温与自花低温的可滴定酸含量均为（2.32±0.14） g·L-1；贮藏15～20 d， 4种处理的可滴定酸含量下降趋势基本相同，最终异花低温组和自花低温的可滴定酸含量分别为（2.19±0.09） g·L-1和（1.19±0.09） g·L-1。

2.3.3 糖酸比的变化 糖酸比常用来衡量和比较果实的品质，是影响水果风味的重要因素[26]。由图5可知，4种处理的火龙果果实糖酸比均呈先升高后下降的趋势，整体自花授粉的2个处理较异花授粉的2个处理组糖酸比高。自花授粉的初始糖酸比为26.6，显著高于异花授粉的21.5（P<0.05）。贮藏5 d，自花常温处理的糖酸比在4种处理中最高，达到34.75。贮藏20 d，糖酸比4种处理由高到低排序为自花低温>自花常温>异花低温>异花常温。

2.3.4 可溶性固形物的变化 可溶性固形物主要包括糖、酸、维生素和矿物质等，在果蔬中可溶性固形物含量与含糖量成正比，是衡量果蔬品质的一个重要指标[27]。由图6可知，4种处理的火龙果果实可溶性固形物含量均呈下降趋势，这与黎晓媚等[28]的研究结果一致。本研究中，自花常温处理组的可溶性固形物含量较低，贮藏过程中显著低于其他处理（P<0.05）。自花授粉处理和异花授粉处理的果实在低温贮藏过程中，可溶性固形物含量下降趋势相同。贮藏20 d，异花低温组的可溶性固形物含量为（12.23±0.06）%，自花低温组为（10.97±0.21）%。

2.3.5 VC含量的变化 VC是一种重要的抗氧化剂，能够清除一部分活性氧，减缓果实衰老变质的速度。由图7可知，异花授粉处理的初始VC含量为（0.054±0.005） mg·g-1，较自花授粉处理的初始VC含量高0.003 mg·g-1（P<0.05）。随着贮藏时间的延长，4种处理的火龙果果实VC含量整体呈下降趋势。贮藏20 d，异花常温处理、异花低温处理、自花常温处理、自花低温处理的VC含量分别为（0.026±0.002） mg·g-1、（0.040±0.003） mg·g-1、（0.022±0.002） mg·g-1、（0.037±0.002） mg·g-1。果实低温贮藏处理的VC含量变化小于常温贮藏处理，说明低温能够抑制果实自身代谢，在此期间产生较少的活性氧，从而减少VC含量的消耗，这与黎晓媚等[28]的研究结果相同。

2.3.6 花青素含量的变化 花青素属于类黄酮化合物，在红肉型火龙果的果皮和果肉中广泛存在，其含有大量羟基并会随着采后贮藏时间的延长而降低[29-30]。由图8可知，4种处理的火龙果果实花青素含量在0～5 d发生明显降解，其中异花低温处理降解1.10 μg·g-1，自花低温处理降解0.98 μg·g-1，异花常温处理降解1.36 μg·g-1，自花常温处理降解1.23 μg·g-1。贮藏5～20 d过程中，异花授粉处理的火龙果果实在低温和常温环境下衰减程度均小于自花授粉处理。不同授粉方式的火龙果果实在低温贮藏20 d后花青素含量无显著差异（P>0.05），这与郭莉等[31]的研究结果相同。陈兴开等[32]研究发现，果蔬采后预冷处理可形成冷激胁迫，诱导多酚、γ-氨基丁酸等次生代谢产物的积累，使火龙果花青素含量呈现先上升后下降的趋势，这与本研究有不同。原因可能是品种不同或贮藏温度设定不同，具体原因还有待深入研究。

3 讨论与结论

目前火龙果授粉方式有自然授粉和人工授粉。本研究发现，红肉型火龙果自然授粉方式座果率低至10.0%，人工异花授粉座果率为86.0%，人工自花授粉座果率为100.0%。座果率试验结果表明，火龙果较适宜采用人工授粉方式进行种植，这与已有研究结果一致[33-36]。此外本试验中红玫瑰火龙果品种异花授粉的果实单果质量、还原糖含量、可溶性固形物含量、总酸含量均较自花授粉高，VC含量、花青素含量之间无显著差别（P>0.05）。这表明异花授粉的火龙果品质及营养价值更高。结合座果率的不同，可以在种植过程中根据不同需求采用不同授粉方式，如针对鲜食和采摘需求采用异花授粉，牺牲一定比例的座果率来保证果实的品质和外观；而针对不需要较高品质果的火龙果深加工需求，可以采用自花授粉来提高座果率，减少种植成本。

火龙果采后的贮藏方式一般分为常温贮藏和低温贮藏2种。有学者研究发现，火龙果果实更适于低温贮藏[37-38]。本试验研究发现，相同授粉方式下，4 ℃低温贮藏更有利于保持火龙果的品质。4 ℃低温贮藏条件下，异花授粉的火龙果在总糖、总酸、可溶性固形物、VC和花青素含量保持方面均优于自花授粉。由此可以预测，异花授粉的火龙果鲜果保鲜期要长于自花授粉的果实。根据研究结果，笔者建议火龙果种植户在果园内或者周边建立和产量匹配的冷藏库，自花授粉的火龙果采后应尽快预冷入库或利用冷链物流运送至加工厂进行深加工。

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