喷施糖醇钙和乳酸钙对‘蜜脆’苹果生理及品质的影响

关键词：‘ 蜜脆’苹果； 钙肥； 果实品质； 生理生化特性

中图法分类号： S661.1 文献标识码： A 文章编号： 1000-2324（2024）01-0038-08

苹果是蔷薇科苹果属植物，是世界“四大水果”之首，因其酸甜可口，含有多种矿物质和丰富维生素而受大众所欢迎[1]。‘蜜脆’苹果产量高、品质优、抗性和适应性强，是一个综合性状优良的中晚熟苹果品种，如今已在陕西多个地区进行推广种植，成为陕北山地果园的主栽品种[2-3]。由于其果实大、产量高，易出现缺钙现象[4]，导致苦痘病、水心病、裂果等发生率较高，严重影响果实品质，给农户造成很大的经济损失[1，5]。

钙是植物发育过程中所必需的重要矿质元素，对植株生长发育以及果实品质形成起着重要的作用[6]。已有研究发现[7]，喷施钙肥可以增加叶片叶面积和厚度，提高叶绿素含量，促进叶片的光合作用[3，8]。研究发现，喷施适量钙肥可以提高无花果叶片中SOD、POD、CAT 活性，降低MDA的含量，提高植株抗逆性[9]。袁嘉玮等在富士苹果中的研究表明，喷施钙肥可以提高果实硬度、可溶性固形物和维生素含量，同时降低可滴定酸含量，改善果品风味[10]。

乳酸钙对增强植株抗病性和耐逆性，优化农产品质量和提高产量具有积极意义，但有关乳酸钙在苹果上的研究较少。本研究以‘蜜脆’苹果为试材，通过喷施不同浓度的糖醇钙和乳酸钙，研究其对‘蜜脆’苹果生理生化特性以及果实品质的影响，以期为探究乳酸钙肥效，合理施用钙素，改善植株生长特性和果实营养品质，降低苦痘病发生率提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

本试验于陕西省榆林市子洲县淮宁湾镇清水沟农业园区（37°40′N， 110°10′E）进行。该地位于黄土高原丘陵沟壑处，属于温带半干旱大陆性季风气候，平均海拔960 m，年均气温9.1 ℃，年平均降水量428.1 mm，年均无霜期145 d，年日照时数2 543 h[11]。试验地位于园区山地平整地，土层深厚，太阳辐射强烈，昼夜温差较大。供试地土壤类型为沙壤土，0～40 cm土层土壤（表1）。

供试材料：选用10 年生‘蜜脆’，M26 矮化中间砧，基砧山定子[Malus baccata （L.） Borkh]，株行距2.5 m×4 m，成熟期在9月中上旬。

供试钙肥：糖醇钙（Ca≥10%）购于陕西杨凌喜稼旺生物科技有限责任公司，乳酸钙（Ca≥8%，Mg≥2%）购于云南云天化农资连锁有限公司。

1.2 试验设计

选取生长势基本一致，无病虫害的苹果42株作为试验材料。喷施清水和不同浓度的糖醇钙和乳酸钙处理：CK（ 清水）；T1（ 糖醇钙2 000倍）；T2（ 糖醇钙1 000倍）；T3（ 糖醇钙500倍）；T4（ 乳酸钙2 000倍）；T5（ 乳酸钙1 000倍）；T6（乳酸钙500 倍）。分别按照配方浓度以及组合方案于幼果期（2021 年5 月5 日，2021 年5 月15 日，2021 年5 月25 日）和果实膨大期（2021 年6 月25 日，2021年7 月10 日，2021 年7 月25 日）进行叶面和果面喷施，每隔10～15 d 叶面和果面各喷施钙肥1 次，共喷施6 次，每株树每次平均喷2.5 kg 钙肥水溶液。其他栽培管理措施遵循当地生产管理方法和安排。

1.3 植株生长指标测定

于2022年7月在每处理每株树距地面1.5 m树冠外围新梢中部的成熟叶片处测定新梢长度、百叶厚度、百叶鲜质量、叶绿素相对含[12]。新梢长度使用米尺测定；百叶厚度采用游标卡尺测定；百叶鲜质量采用百分之一电子天平测定；叶绿素相对含量采用SPAD-502 Plus 手持叶绿素仪测定；使用Li-6400 光合仪测定叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）和胞间CO₂浓度（C_i），每个处理重复20次[13]。

1.4 叶片酶活性测定

于2022 年8 月，在试验树东南西北4个方位采集新梢中部成熟叶片各1 片，每个处理采集20 片，置于液氮中当天带回实验室。过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法测定，过氧化氢酶（CAT）活性采用紫外分光光度法测定，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮蓝四唑法测定[14]，酶活性单位为μg·g^-1 FW·min^-1；钙泵（Ca²⁺-ATPase）活性采用原子分光光度法，酶活性单位为μmol·mg^-1·min-1[15]。

1.5 果实相关品质测定

于果实成熟期在试验树树冠外围东南西北4 个方位随机摘取20 个果实，每个处理采集100 个果组成混合样品，用于测定果实外观品质和内在品质[16]。采用百分之一电子天平测定单果质量；采用百分之一游标卡尺测定果实纵径和横径，果形指数=果实纵径/果实横径；采用GY-1型硬度计测定果实硬度；采用WSC-2B便携式精密色差仪测定果实色差（明亮度L*，红色饱和度a*，黄色饱和度b*）[17-18]。分别采用手持折光仪ATAGO、指示剂滴定法和2，6-一二氯靛酚滴定法测定可溶性固形物、可滴定酸[19-20]。

于果实成熟期（9 月14 日），每个处理随机选取100个果实，于0 ℃～4 ℃冷库冷藏1个月后，统计果实苦痘病发病情况，根据公式计算苦痘病发病率，发病率=发病果实数量/果实总数×100%[21]。

1.6 数据分析

采用Excel 2021 及Origin 2021软件对试验数据进行统计分析处理和做图，用SPSS 26.0软件对处理间差异显著性进行单因素方差分析（Plt;0.05），图表中的数据为“平均数±标准差”。

2 结果与分析

2.1 不同钙肥处理对苹果生长指标的影响

新梢和叶片生长指标是衡量植株良好发育的重要标准，结果显示（图1）。

在幼果期和成熟期，同种钙肥各处理新梢长度与对照（CK）相比，一致表现为先升高后降低的趋势（图1A），在幼果期T5、T2 和T6 处理的新梢长度较CK 差异显著，分别较CK 提高了31.9%、28.1%和27.2%；成熟期的新梢长度在T5和T2 处理时最好，与其他处理具有显著差异，分别较CK提高了41.2%和35.7%。喷施钙肥可以在一定范围内提高叶片厚度（图1B），在幼果期，仅在T5 处理百叶厚度与其他处理具有显著差异，较CK增加11.8%；在成熟期，百叶厚度随着喷施钙肥浓度的提高呈现先增加后降低的趋势，各处理较CK均呈现显著差异，其中以T5 和T2处理最佳，分别较对照提高了31.7%和28.2%。在幼果期，各处理间无显著性差异，百叶鲜重从大到小依次为T5gt;T2gt;T6gt;T4gt;T3gt;T1gt;CK；在成熟期，百叶鲜重随着钙肥浓度的提高呈现先增加后降低的趋势，其中T5 效果最佳，较对照显著提高了16.8%；其次为T2 处理较对照显著提高了14.1% （图1C）。在幼果期和成熟期T5 处理的百叶鲜质量均表现为最好，分别为12.45%。叶片SPAD是反映叶绿素含量的重要指标，在幼果期和成熟期，叶片SPAD值呈现相同的变化趋势，均在T5 处理时最佳，分别较CK 显著提高了21.3%和18.6%；其次为T2 处理最好，分别较CK提高了8.7%和15.2% （图1D）。

2.2 不同钙肥处理对苹果叶片光合作用的影响

不同钙肥处理叶片光合指标较CK均有不同程度的提高，同种钙肥处理叶片净光合速率Pn、气孔导度Gs和蒸腾速率Tr随着钙肥浓度的升高呈现先增加后降低的趋势，均在钙肥稀释倍数1000倍时达到最大，而钙肥稀释浓度500 倍时光合指标呈现不同程度的降低，说明喷施过量钙肥不利于叶片光合作用的增强（图2）。其中净光合速率P_n以T₅ 处理效果最佳，为10.33 μmol·m^-2·s^-1，较CK显著增加24.2%；气孔导度G_s以T₂和T5处理最高为0.17 和0.11 mol·m-2·s^-1，较CK 显著增加71.7%和11.1%；蒸腾速率Tr 在T5 处理达到最高，为10.01 μmol/mol，其次为T2 和T6 处理，较对照分别显著提高69.9%和17.7%。各施肥处理间胞间CO₂ 浓度Ci 呈现不同程度的降低，当施入量为2 000倍时，该处理胞间CO₂浓度Ci与CK无显著性差异，随着施入量的增加，在稀释倍数为1000 倍时胞间CO₂浓度C_i最低，T2 和T5 处理分别较CK降低了57.5%和49.7%；当钙肥稀释倍数为500倍时，叶片胞间CO₂浓度C_i又开始回升（图2C）。综上，喷施适量钙肥可以显著增强植株光合特性。

2.3 不同钙肥处理对苹果叶片POD、SOD、CAT和Ca²⁺-ATPase活性的影响

苹果叶片过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）以及钙泵（Ca²⁺-ATPase）活性随着钙肥浓度的增加先增长后降低（图3）。T2、T5 和T6 处理的过氧化物酶（POD）活性与其他处理呈现显著性差异，较CK分别提高56.8%、66.7%和54.6% （图3A）。叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性在T5 处理时最佳（图3B），为284.91 μg·g^-1·min^-1，较对照提高了114.3%。不同钙肥处理间叶片过氧化氢酶（CAT）活性无显著性差异（图3C）。喷施不同浓度钙肥均能显著提高苹果叶片钙泵（Ca²⁺-ATPase）活性（图3D），在T2 和T5 时效果最佳为188.24 和202.13 μmol·mg^-1·min^-1，较CK显著提高了63.7%和75.7%；其次为T3 和T6 处理较对照显著提高了60% 和55.7%；再次为T1 和T4 处理，较对照显著提高了24.3%和49.6%。

2.4 不同钙肥处理对苹果果实品质的影响

2.4.1 不同钙肥处理对果实外观品质的影响 喷施不同钙肥对果实外观品质影响结果显示（表3），在单果质量方面，不同处理均较CK有不同程度的提高，其中T2、T3 和T5 处理分别较对照提高19.6%、26.8%和20.4%，在T2 处理时单果质量最高为336.82 g，说明喷施有机肥在一定程度上可以提高单果质量。不同钙肥处理苹果果形指数较CK均有不同程度的提高，各处理果形指数均≥80，符合‘蜜脆’苹果生产标准，说明喷施钙肥可以有效提高‘蜜脆’苹果果形指数，其中T5 和T2处理最佳（表3）。对果面亮度和果实着色进行比较，发现各钙肥处理间苹果果皮明亮度L*无显著性差异，但T2 处理较CK具有显著性差异，较CK提高了7%。不同钙肥处理果皮红色饱和度a*均有所上升，且随着钙肥浓度的提高先增长后降低，在T5 处理时最高，较对照显著提高了45.6%，其次为T2 和T6 处理，较对照显著提高了28.2%和32.4%。在果皮黄色饱和度b*中，各处理间无显著性差异。

2.4.2 不同钙肥处理对果实内在品质的影响 试验结果表明（表4），喷施不同浓度钙肥均能提高果皮硬度，且随着钙肥浓度的升高呈现先增加后降低。T2 的果皮硬度最高为12.56 N，较CK（10.19 N）显著提高了23.3%；T5 和T6 处理次之，分别较对照显著提高了20.4%和10.9%，其他处理间无显著性差异。在果皮延展性中，T1、T3 和T4 处理较CK 分别提升了8.6%、0.7% 和4.1%，T2 和T5 的果皮延展性较对照均有所下降。这是因为果皮硬度与果皮延展性具有负相关，在一定范围内果皮硬度提高果皮延展性下降。果肉硬度和果肉脆度的变化趋势一致，均随着钙肥浓度的升高先升高后降低，其中果肉硬度和果肉脆度在T5 处理时表现最高，分别较对照显著提高了47.5%和9.4%，其次是T2 处理，分别较对照显著提高了37.5%和7.9%。果实的风味主要取决于TSS 与有机酸的含量。喷施不同钙肥处理均能提高果实可溶性固形物含量，可溶性固形物含量随着喷施钙肥浓度的提高先增加后降低，在钙肥稀释1000倍时最高，此时T2 和T5 处理较对照显著增加了6.8%和9.5%。可滴定酸呈现不同程度的降低，变化趋势与可溶性固形物相反，且在T2和T5处理时可滴定酸含量最低[22]。因此，喷施适当钙肥可以提高可溶性固形物含量，减少了酸的含量，提高了果实的糖酸比，改善了果实风味[4]。

2.6 不同钙肥处理对苹果苦痘病发病率的影响

苹果苦痘病是苹果的主要病害之一，果实中钙元素的缺乏是其发生的主要原因之一。不同钙肥处理苦痘病发病率与CK相比显著降低，且不同种类的钙肥处理间总体存在差异（图4）。6 个钙肥处理中，T5 处理发病率最低，为15%，较CK显著降低了60.5%；其次是T2 和T6 处理，其苦痘病发病率分别为19%和21%，较CK分别显著下降了50.0%和44.7%；T1 和T4 处理苦痘病发病率均较高，分别为34%和31%，在T5 和T2处理时，苦痘病发生率最低。

3 讨论

在本试验中，从幼果期和成熟期来看，喷施不同钙肥处理新梢长度均表现为T5 处理最好；同时，喷施适量钙肥均提高了叶片的百叶厚度和百叶鲜质量，促进叶片生长[23-24]。叶片SPAD含量作为衡量叶片健康生长的重要指标，喷施不同浓度钙肥均能使叶片SPAD含量增加，但效果随着钙肥浓度的增高呈现先增加后降低的现象，在稀释1000倍时最高[25]。苹果叶片P_n、G_s及T_r随着钙肥浓度的升高呈现先升高后降低的现象，当有稀释倍数为1000倍，各叶片光合指标呈现最高值。C_i与P_n、G_s及T_r的变化趋势相反，这是因为叶片光合作用的增强加剧了CO₂的消耗，进而导致C_i降低。POD、SOD 和CAT 是具有催化功能的蛋白质，是植物抵御活性氧伤害的酶促防御系统中的重要物质[26]。喷施钙肥能够增强Ca²⁺-ATPase 活性，使钙元素发挥第二信使的作用，维持细胞中的钙稳态，保持果实品质的稳步提高[27]。本研究中，与对照相比，不同钙肥处理显著提高了苹果叶片酶活性。

综合来看，乳酸钙的效果优于糖醇钙，这是因为乳酸钙分子量小，活性大，移动性强，更容易被吸收[28]，能够提高果实中可溶性固形物含量，降低可滴定酸含量，对易发苦痘病的‘蜜脆’品质的改善效果很明显[4]，而在不同浓度的处理中，果实品质随着钙肥浓度的提高先升高后降低，即T5gt;T2gt;T6gt;T3gt;T4gt;T1gt;CK。T5、T2 处理会更容易被植株吸收，同时能够提供植株所需的养分，有利于促进果实生长和提高单果质量，更好的调节果实的糖酸比，从而提高口感。

4结论

喷施适量乳酸钙与糖醇钙总体上促进苹果叶片生长，显著增加了酶活性，提高了果实的内在品质及外在品质，降低了苦痘病发病率，其中以乳酸钙1000倍效果最佳。