熟期调控岗位

杨国顺 刘昆玉 白描 周敏 金燕 徐丰 赵玉华

　　钙是葡萄必需的大量元素之一，是细胞壁、胞间层的重要组成成分。在多年生组织中钙含量较多，但由于钙不易移动，因此在幼嫩组织中易发生缺钙的情况。葡萄缺钙时，叶片表现为叶缘出现针尖大小的坏死斑或者变褐枯死，枝蔓顶端发生枯萎等现象。葡萄缺钙还会导致裂果。裂果属于生理性病害，主要是因为在果实生长后期土壤水分变化过大，果实膨压骤增所致。白昌华等人报道，甜樱桃、苹果、葡萄等果树缺钙会引起果实发生裂果；温明霞等研究也表明在锦橙果实膨大期，通过喷施外源钙可以明显降低果实的裂果率，裂果率与果皮中的钙的含量呈负相关；管雪强等研究认为，果皮中钙含量偏低和果皮中原果胶含量减少是导致果实裂果的主要原因，而喷钙后可使果皮中原果胶含量增加，提高果皮弹性与抗裂能力，降低果实的裂果率。在湖南地区，6-7月，气温高，湿度大，降水量大，此时正值葡萄的成熟期，裂果现象极易发生。本研究以避雨栽培的香妃、温可等2个葡萄品种为试验材料，通过喷施不同浓度的钙肥，研究钙处理对葡萄生理性裂果的影响，探究钙影响葡萄果皮结构及防治葡萄果实生理性裂果的研究机理，为葡萄的安全生产提供参考。

　　1　试验材料与方法

　　1.1　试验地点与材料

　　本试验于2016年在湖南农业大学干杉葡萄基地进行。试验材料为6年生避雨栽培香妃、温可，采用“T”型整形，“飞鸟”型叶幕避雨栽培，行距为1.8 m×2.8 m。

　　1.2　试验方法

　　在幼果膨大期时，采用电动喷雾器喷施果实及叶片和浸蘸果穗的两种方法对葡萄进行钙处理， 使用的外源钙为硝酸钙（Ca(NO3)2.4H2O），钙浓度分别设置为0 g/L、1 g/L、3 g/L、5 g/L、8 g/L，以清水处理为对照，每种方式下每个浓度处理3棵树，重复3次。在果实第二次膨大期钙处理后7-15天，对果实裂果情况进行观察和统计，最后于果实采收后，对果实中可溶性果胶含量、原果胶含量进行检测，对果皮显微结构进行观察。

　　(1) 果实裂果率及裂果程度的统计

　　选树冠大小、生长势相近的香妃、温可各 3 棵，每株在树冠的东、南、西、北4 个方向各取2个果穗于第一次膨大期和第二次膨大期统计裂果率及裂果程度，计算公式如下：裂果率= 裂果数 / 总果粒数×100%，裂果程度按表1分级标准进行分类。

　　(2)果实中的果胶、总果胶的含量检测

　　在果实成熟期，每个处理随机采50粒果粒，检测果实中的可溶性果胶、原果胶的含量，检测方法参考曹建康《果蔬采后生理生化实验指导》，稍有改动：称取1g果实样品磨成匀浆转至50 ml离心管中，加入25 ml 95%无水乙醇，沸水加热30min，4500r/min离心15min，弃上清液，重复4次，得沉淀；可溶性果胶提取液的步骤：在沉淀中加入20 mL蒸馏水，50℃恒温水浴加热30min，冷却至室温，12000r/min冷冻离心15min，取上清液，定容到100mL，采用硫酸-咔唑法的比色进行果胶测定。

　　原果胶提取液的步骤：在沉淀中加入25 ml 0.5mol/L硫酸，沸水加热1h，冷却至室温后，12000r/min冷冻离心15min，取上清液，定容到100mL，采用硫酸- 咔唑法的比色进行果胶测定。计算公式如下：

　　半乳糖酸含量（%）=[(m'×v)／(vs×m×106)]×100%注：m' 为标准曲线所查得半乳糖醛酸的质量，μg；v 为样品提取液总体积，mL；vs为测定时所取样品液体积，mL；m为样品质量，g。

　　(3) 果皮细胞超微结构观察

　　在果实成熟期，取香妃、温可赤道面果皮进行果皮组织结构观察，采用石蜡切片的方法，在光学显微镜下进行观察。

　　2　结果与分析

　　2.1　钙处理对葡萄裂果率和裂果程度的影响

　　试验表明，钙处理对葡萄裂果率和裂果程度的影响具有极显著作用。其中，香妃和温可在第一次膨大期的清水处理的裂果率及裂果程度最高，其中香妃喷叶、果方式处理的裂果率为90.00%、浸果方式处理的裂果率为90.00%，温可采用喷叶、果处理的裂果率为43.00%、浸果处理的为46.33%，裂果程度均达到3级。随着喷钙浓度的增加，两种方式处理下香妃的裂果率先增加，然后降低，喷叶、果处理对温克裂果的影响趋势同香妃，在第一次膨大期，8g/L Ca(NO3)2处理裂果率较低，裂果程度较轻；同时香妃、温可于第一次膨大期钙处理后其裂果情况未得到有效的缓解。

　　在第二次膨大期使用浓度为5 g/L Ca(NO3)2浸果处理的香妃裂果率为38.67%、温可裂果率为11.00%，且香妃的裂果程度在1-2级之间，而温可为1级以下的轻微型裂果。而在第二次膨大期钙处理后，其处理的裂果率及裂果程度随钙的浓度的增加而减小，但浓度超过5g/L Ca(NO3)2的处理对裂果情况缓解效果减弱，同时不同的处理方式对品种温可、香妃的裂果率和裂果程度也有显著作用，浸果可以更有效的缓解裂果的情况，其中使用5g/L Ca(NO3)2浸果穗方式处理效果最明显。因此，在葡萄果实的第二次膨大期使用浓度为5g/L Ca(NO3)2浸果穗，可以有效地降低裂果率以及裂果程度，香妃比温可更易发生裂果，且裂果程度也大于温可。

　　2.2　果皮显微结构观察

　　钙处理后，在果实成熟期，分别对最易裂果的品种香妃、不易裂果的品种温可部分处理进行果皮结构显微观察，其中细胞排列紧密的为外果皮，排列松散为内果皮。由香妃的果皮显微结构图分析可知，在第二次膨大期使用清水浸果处理的外果皮的厚度为131.24μm，内果皮的厚度为1707.85μm，使用1g/L浸果处理的外果皮的厚度为187.22μm，内果皮的厚度为1679.68μm，使用5g/L浸果处理的外果皮的厚度为192.26μm，内果皮的厚度1702.51μm，喷钙后，品种香妃果实的外果皮的厚度随浓度的增加而增厚，与对照处理有显著性差异，但内果皮的厚度与对照无显著性差异；温可使用清水浸果处理的外果皮的厚度为229.93μm，内果皮的厚度为1581.93μm，使用1g/L浸果处理的外果皮的厚度为255.07μm，内果皮的厚度为1608.12μm，使用5g/L浸果处理的外果皮的厚度为330.30μm，内果皮的厚度1702.47μm，钙处理后，品种温可果实的内外果皮的厚度随浓度的增加而增厚，与对照有显著性差异；因此适宜浓度的钙可有效增加果实外果皮的厚度，增加细胞的层数以及排列的紧密度，从而减少裂果情况的发生或降低。

　　2.3　钙处理对葡萄果实可溶性果胶、原果胶的影响

　　由表3可知：钙处理对香妃、温可果实中可溶性果胶和原果胶含量具有明显作用。其中香妃在第二次膨大期使用5g/L浸果处理的可溶性果胶的含量为0.052μg/g，明显低于第一次膨大期对照浸果处理（0.148μg/g）、第二次膨大期对照浸果处理（0.136μg/g），而原果胶的含量为0.316μg/g，显著高于第一次膨大期对照浸果处理（0.162μg/g）、第二次膨大期对照浸果处理（0.139μg/g），存在显著性差异，同时可溶性果胶与外源钙处理浓度的增加呈反比例，原果胶含量与钙浓度呈正比，当钙浓度超过5g/L时，果胶含量反而开始下降。同时不同的补施外源钙的方式对果胶含量也有较明显的影响，在同一时期浸果处理果实果胶含量要高于喷叶、果方式。不同浓度钙对温可可溶性果胶、原果胶的影响情况与香妃相似。

　　不同品种果实的可溶性果胶、原果胶含量也不相同。其中第二次膨大期采用5g/L的Ca(NO3)2.4H2O浸果处理后香妃的可溶性果胶为0.052μg/g,、原果胶为0.342μg/g，温可的可溶性果胶为0.167μg/g，原果胶为0.573μg/g，温可的可溶性果胶和原果胶含量较高，香妃较低。每个品种中的果胶含量存在差异，选择适宜的浓度和方式可以有效提高葡萄果实的原果胶含量。

　　3　讨论与小结

　　3.1　钙处理对葡萄裂果率和裂果程度的影响

　　钙作为葡萄的必需元素里面的大量元素，补钙在葡萄以及其它果树防治生理性裂果方面有很多研究，补钙的方式也有很多类型比如说土施、叶面喷施或浸蘸果穗等类型，因钙的难转移的特点，一般选择后两种方式。同时也有很多类型的外源钙，不同果树对外源钙的类型也呈现出不同的反应。有研究表明：使用氯化钙对新疆不同类型枣裂果性有影响，结果显示裂果率与可溶性固形物含量呈正相关，与果实硬度呈负相关。同时也有研究证明：在杏幼果期喷施钙后，能增加果实中钙的含量，从而减轻裂果程度及裂果率。

　　本试验研究结果表明：钙处理对葡萄裂果率和裂果程度的影响具有极显著性差异，其中，在第一次膨大期对照处理的裂果率及裂果程度最高，第一次膨大期钙处理后，其裂果情况未得到有效的缓解；而在第二次膨大期钙处理后，其处理的裂果率及裂果程度随钙的浓度的增加而减小，以的处理效果最好，浓度超过5 g/L Ca(NO3)2对裂果情况缓解效果减弱。因此，在葡萄果实的第二次膨大期使用浓度为5g/LCa(NO3)2浸果穗，可以有效降低裂果率以及裂果程度，与前人研究结果一致。

　　3.2　钙对果皮显微结构的影响

　　葡萄果实果皮结构可分为外果皮和内果皮。葡萄果实发生裂果的情况与外果皮的厚度、表皮细胞排列的紧密程度以及果皮的细胞大小等因素有重要的关系。曹一博等研究表明：圆铃枣的表皮厚度高于俊枣的表皮厚度，而表皮细胞则小于俊枣，其中枣果实的表皮厚度、果皮细胞排列的紧密程度和果皮中的钙含量与裂果的发生有一定的相关性，表现为表皮厚度越厚，表皮细胞越小且排列紧密越不容易裂果。杨淑娟等人通过观察灵武长枣正常果与裂果解剖结构的差别发现外表皮细胞排列越紧密，且细胞的层数越多就代表外表皮的厚度越厚，越不容易发生裂果。

　　本实验结果表明，钙处理后，在果实成熟期时通过光学显微镜对温可、香妃两个品种部分处理的果皮显微结构进行观察发现：喷钙后，香妃果实的外果皮的厚度随浓度的增加而增厚，与对照浸果处理有显著性差异，但内果皮的厚度与对照无显著性差异；同时观察发现温可果实的内外果皮的厚度随浓度的增加而增厚，与对照浸果处理有显著性差异；由于低浓度的钙处理对果皮结构的影响不大，且不同品种的果实的果皮结构不同，对钙的反应也不同。但在第二次果实膨大使用5g/L Ca(NO3)2浸果处理后外果皮的细胞层数增多，细胞排列精密，厚度增加，减少了果实的裂果率。因此，通过适宜浓度的钙处理可以有效增加葡萄果实的外果皮和内果皮的细胞层数，从而增加其果皮的厚度，提高了果皮的韧性，降低裂果率。

　　3.3　钙对葡萄果实可溶性果胶、原果胶的影响

　　研究发现，果实裂果的发生与果实钙含量以及果实中可溶性果胶和原果胶的含量具有相关性。许建楷等人通过对红江橙的研究发现：红江橙在采摘前裂果比较严重，叶面喷施外源钙可以提高果皮中的钙含量，增加盐酸溶性果胶的含量，降低水溶性果胶的含量，提升果皮的抗破能力；果实的裂果率与果实中可溶性果胶呈正相关，与果皮中的钙及盐酸溶性果胶呈负相关。温明霞等人研究证明锦橙的裂果与果皮中的钙和原果胶呈极显著负相关，钙处理可以有效提高果实中原果胶的含量；管雪强等研究发现：对红地球进行钙处理后，果肉中的原果胶、总果胶含量以及果实的硬度和果实中钙含量均有不同程度增加，且果实中的钙含量与原果胶、总果胶含量以及果实的硬度均呈极显著正相关。

　　本试验研究结果表明：外源钙处理对香妃、温可的果实中可溶性果胶和原果胶含量具有显著影响。其中果实中的可溶性果胶含量与外源钙处理浓度呈反比例，原果胶与钙浓度呈正比，而使用钙的浓度超过5g/L时，原果胶含量反而开始下降。同时不同的补施外源钙的方式对果胶含量也有较明显的影响，且同一时期浸果的处理果实果胶含量比喷叶果的方式的果胶含量要高。

　　温可的情况与香妃相似。不同品种果实的可溶性果胶、原果胶含量也不相同，表现为香妃的可溶性果胶和原果胶含量较低，温可较高。由于每个品种果实中的各类营养组分所占比例不同，因此其果实中的各类果胶含量存在差异，选择适宜的浓度和方式可以有效提高葡萄果实的原果胶含量，降低可溶性果胶的含量，葡萄裂果的原因在于果实的原果胶的减少，可溶性果胶的增加，因此通过钙素调节将大大降低葡萄裂果的发生率。