胶东综合试验站
摘要:不同架型处理的影响结果为:V形架处理叶面积指数与光合速率显著高于飞鸟形架处理;V形架处理前期增糖降酸速度较快,其果实膨大期和果实着色期的可溶性固形物、还原糖含量显著高于飞鸟形架处理;成熟期V形架处理的果实穗宽、硬度、粒重显著高于飞鸟形架,果皮亮度、颜色纯度高于飞鸟形架处理;在风味物质方面,V形架处理的果实香气种类与含量均低于飞鸟形架处理,但对阳光玫瑰风味贡献较大的是萜烯类化合物,V形架处理的含量比飞鸟形架处理高2.59 %。
关键词:阳光玫瑰;树体结构;果实品质
葡萄果实品质在很大程度上受栽培管理措施尤其是架势整形的影响。常见的葡萄架型有篱架适用的“V”形、“Y”形、“T”形等,棚架有“X”形、“H”形、飞鸟形等。架型影响果树的叶幕结构,而叶幕作为树体最重要的结构单元,通过光合等生理生化反应参与外界物质和能量在树体内的转化传递,与果实生长发育关系密切。不同的架结构影响架群体的受光情况和光合速率,从而引起果实品质的差异,这一点在苹果上得以证实。张洁等人的研究表明葡萄冠层采用棚架飞鸟形架可显著提升北疆地区葡萄的光截获效率及光合能力、果实产量及品质。因此,基于植株架结构和结实特性的园艺措施能有效提高果实产量品质。
1. 材料与方法
1.1 试验材料
试验在烟台农科院核心示范基地进行,砂壤土,肥力中等,‘阳光玫瑰’树龄5年。
1.2 试验处理
采用单干单臂+V形架和单干单臂+飞鸟形架两种架型,肥水管理正常,每种架型选择树势稳定、长势一致的5棵树为一处理,每个处理重复三次。
1.3 试验方法
1.3.1 冠层参数测定
采用CI-110植物冠层仪于果实成熟前期(9月份)进行测定,分别在两种架处理中选取20个样点,进行冠层上部、中部、下部的测定,冠层结构参数主要包括光合有效辐射平均读数、叶面积指数、叶片平均倾角、直接辐射透过系数等。
1.3.2 光合参数测定
采用LI-6400XT光合仪于果实成熟前期(9月份)晴天进行,选择5棵无病虫害侵染叶片的植株为材,对同一节位不同方位叶片的同一部位进行测定,每个处理三次重复。光合参数主要包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、光合有效辐射。
1.3.3 果实基本指标及品质测定
穗长、穗宽采用精度为0.01m尺子测定;穗重、单粒重采用百分之一天平测定;果实纵横径用电子游标卡尺测量;果实硬度使用GY-4硬度计测定。还原糖用斐林试剂滴定法,可滴定酸用NaOH滴定法测定。
1.3.4 香气物质
利用顶空固相微萃取-气质联用( HS-SPME-GC/MS) 分析方法测定挥发性物质。参考李凯等的方法稍作改动。称取2.4 g NaCl于20 mL顶空瓶中,然后将葡萄样品去果柄和种子,用液氮研磨后,取8 g加入顶空瓶中,并加入内标物2-辛醇8 μL ( 450 mg /L,无水乙醇稀释),顶空瓶加盖密封后待测。固相微萃取条件: 45 ℃预热5 min,磁力搅拌子转速为250 r /min(搅拌间歇式运行,转5 s,停2 s) ,45 ℃ 萃取 50 min,然后GC进样,250 ℃解吸2 min,采集数据。对检测的挥发性成分通过未知物分析软件(美国Agilent公司) 与NIST 11L谱库(美国Agilent公司) 提供的标准谱图进行匹配,如果匹配因子大于80(最高100),通过相同GC/MS条件下标准品的保留时间和质谱图进一步比对确认。根据目标化合物峰面积积分采用选择离子模式( SIM),采用内标-标准曲线法定量,标准曲线由5点绘制,计算定量结果。
1.3.5.数据处理
采用SPSS 17.0和Excel 2010软件进行显著性分析(P<0.05)、主成分分析及综合评价。
2. 结果与分析
2.1 不同架型处理对‘阳光玫瑰’葡萄冠层结构的影响
冠层分析仪利用鱼眼镜头和CCD图像传感器来获取植物冠层图像,从而获得植物冠层结构参数(光合有效辐射平均读数PAR值、叶面积指数(LAI)和平均叶倾角(MLA)、直接辐射透过系数等),反映植物冠层结构及群体冠层受光情况。PAR值越大,有助于碳循环和碳驱动机制,促进叶片光合。LAI值可以反映植物叶面数量、冠层结构变化,在一定的范围内,作物的产量随叶面积指数的增大而提高,当LAI值增加到一定的限度后,田间郁闭,光照不足,光合效率减弱,产量反而下降。MLA值代表叶片与水平面的夹角,值越小,越容易增加郁闭程度,反之则相反。直接辐射透过系数是反映透光率的指标,值越小,透光率低,反之则相反。
由表1可知,两者冠层上部的PAR值、MLA值、直接辐射透过系数普遍要高于中部和下部,上部的叶面积指数低于中部和下部,表明两者均呈现植株冠层上部的有效受光情况要优于中部和下部,且叶片情况更为稀松。两者冠层上部、中部、下部的PAR值虽无显著性差异,但可以看出V形架处理冠层上部的PAR值要高于飞鸟形架处理。V形架处理冠层上部、中部、下部的LAI值均显著高于飞鸟形架处理,这表明V形架处理的叶片情况比飞鸟形架处理的更为密集。飞鸟形架处理冠层上部、中部、下部的MLA值均显著高于V形架,表明V形架较飞鸟形架更为郁闭,但同时飞鸟形架的葡萄果实出现果实日灼情况可能会增多。V形架处理的直接辐射透过系数显著低于飞鸟形架,意味着V形架处理的透光率处理低于飞鸟形架。总的来说,飞鸟形架处理的郁闭性低于V形架处理,受光条件良好,但同时果实受日灼概率增加。
2.2 不同架型处理对‘阳光玫瑰’葡萄光合性能的影响
净光合速率是衡量叶片光合能力的重要指标。如表2所示,V形架处理的净光合速率、气孔导度显著高于飞鸟形架,而飞鸟形架处理的胞间CO2浓度显著高于V形。两者的光合有效辐射不存在显著性差异,这与冠层仪测的一致。就叶片的光合性能来看,V形架处理强于飞鸟形架处理。
2.3 不同架型处理对成熟期‘阳光玫瑰’葡萄果实性状及糖酸含量的影响
葡萄果穗和果粒性状可作为反映其果实外观品质的最直接指标,且果实硬度与鲜食果实的口感、果实采收后品质保障和病害抵抗能力密切相关。由表3可知,两者穗长、穗重无显著性差异;V形架的穗宽、硬度、粒重显著高于飞鸟形架,V形架处理的果实硬度是飞鸟形架处理的1.2倍。 采收期果实还原糖含量与可滴定酸含量两种架形没有显著性差异。可见,从果实性状来看,V形架可能更适合‘阳光玫瑰’。
2.4 不同架型处理对‘阳光玫瑰’葡萄果实香气的影响
香气由多种挥发性化合物共同构成,是用来衡量果实品质和商品价值的重要指标之一,对于某些品种来说,其特征香气物质是独一无二的并对果实的香气类型起决定性作用。玫瑰香型葡萄品种中主要的挥发性化合物为萜烯类化合物,有香茅醇、香叶醇、芳樟醇、橙花醇和里哪醇、α-松油醇、异松油烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、玫瑰醚等化合物,对‘阳光玫瑰’玫瑰香味贡献最大的里哪醇和香叶醇。
如表4所示,‘阳光玫瑰’果实中共检测出6类香气物质。酯类物质种类最多为24种,烯烃类和酮类物质最少各为2种。萜烯类、醇类、醛类、酯类四类香气含量较多,烯烃类和酮类含量较少。V形架处理的香气成分和种类均低于飞鸟形,V形架处理的香气成分共有49种,含量为1254.38μg/mL,飞鸟形架处理的香气成分共有52种,含量为1317.65μg/mL。
本研究共检测出7种萜烯类化合物,分别是香茅醇、香叶醇、里哪醇、α-松油醇、异松油烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、玫瑰醚。V形架和飞鸟形架处理的果实香气中萜烯类物质全部检出。对‘阳光玫瑰’玫瑰香味贡献最大的里哪醇和香叶醇,就里哪醇含量而言,V形架处理是飞鸟形架的1.7倍,就香叶醇含量而言,飞鸟形架处理是V形架处理的1.27倍。V形架的萜烯类物种含量为353.1μg/mL,高于飞鸟形处理,为344.2μg/mL。V形架处理特有的香气化合物是辛酸甲酯、丁酸甲酯,均属于酯类。飞鸟形架处理特有的香气化合物是3-甲基丁醇、丁二酸二乙酯、壬酸乙酯、乙酸苯乙酯,分别属于醇类、酯类、酯类、酯类。由此可知,虽然飞鸟形架处理的果实香气种类及含量较多,但玫瑰香味较为浓郁的是V形架处理。
2.5 不同架型处理对‘阳光玫瑰’葡萄果实品质综合得分的影响
对‘阳光玫瑰’葡萄13个果实品质指标(穗长、穗宽、穗重、横径、纵径、粒重、可溶性固形物、还原糖、可滴定酸)进行主成分分析,按照主因子特征值大于1的原则,提取了4个主因子。再根据各主因子所占的权重,用其方差的贡献值表示,建立综合得分(Q)数学模型:Q=0.34F1+0.20F2+0.16F3+0.14F4(F1、F2、F3、F4表示4个主因子得分),根据其得分进行排名。主成分分析结果如表3-6所示,V形架处理得分高于飞鸟形架处理,说明总体上看,V形架处理的果实品质优于飞鸟形架处理。
3 结论
从本试验结果来看,V形架处理叶面积指数与光合速率显著高于飞鸟形架处理;成熟期V形架处理的果实穗宽、硬度、粒重显著高于飞鸟形架,且果皮亮度、颜色纯度高于飞鸟形架处理;在风味物质方面,V形架处理的果实香气种类与含量均低于飞鸟形架处理,但对阳光玫瑰风味贡献较大的是萜烯类化合物,V形架处理的含量比飞鸟形架处理高2.59 %。本试验结论仅为一年的田间试验结果,阳光玫瑰适宜的架形选择需要长期的田间观测。