林业科学  2007, Vol. 43 Issue (7): 134-137   PDF    
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刘小阳, 李玲, 史宏伟, 蔡永萍.
Liu Xiaoyang, Li Ling, Shi Hongwei, Cai Yongping.
光强对砀山酥梨果实发育期可溶性糖、可滴定酸和VC含量的影响
Influence of Light Intensity on Soluble Sugar, Organic Acid and Vc Content of Pyrus bretschneideri cv. Dangshan Su Pear Fruit in Its Growth Phase
林业科学, 2007, 43(7): 134-137.
Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(7): 134-137.

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收稿日期:2006-09-14

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刘小阳
李玲
史宏伟
蔡永萍

光强对砀山酥梨果实发育期可溶性糖、可滴定酸和VC含量的影响
刘小阳1,2, 李玲1,3, 史宏伟2, 蔡永萍1     
1. 安徽农业大学 合肥 230036;
2. 宿州学院 宿州 234000;
3. 安徽教育学院 合肥 230032
关键词:砀山酥梨    果实    光强    可溶性糖    可滴定酸    VC    
Influence of Light Intensity on Soluble Sugar, Organic Acid and Vc Content of Pyrus bretschneideri cv. Dangshan Su Pear Fruit in Its Growth Phase
Liu Xiaoyang1,2, Li Ling1,3, Shi Hongwei2, Cai Yongping1     
1. Anhui Agricultural University Hefei 230036;
2. Suzhou College Suzhou 234000;
3. Anhui Education College Hefei 230032
Abstract: This study used 40-year-old Pyrus bretschneideri cv. Dangshan Su pear trees in Dangshan County, Anhui Province as experimental materials. Four positions at the crown of the pear tree with different light intensity were observed, including the south exterior and interior and the north exterior and interior of the middle crown. The ZD-ZA illumination meter was adopted to measure the light intensity, the anthracene ketone method to survey the soluble sugar, the standard acid-soda to measure the organic acid, and the 2, 6-dichloropheonlinolphenol to survey the Vc. Sampling began in the first week after the anthesis, following a time schedule of one times every two weeks within two months of the prophase of the fruit development, and one times every four weeks of the later period until the fruit ripens. Correlation analyses, variance analyses and multiple comparison were applied to process the data.The results showed that: 1) the soluble sugar level increased with the growth of the fruit, slowly in the initial 7 weeks after the blooming, but rapidly from the 7th week on, and the positive correlation was found between the sugar level and the number of weeks after the anthesis (r=0.961), and between the sugar level and light intensity (r=0.95); 2) the organic acid level presented the trend of falling with the growth of the fruit, and the correlation between the organic acid level (not apparently related to the light intensity) and the number of weeks after the anthesis was negative (r=-0.814); 3) the sugar-acid ratio rose with the growth of the fruit, in positive correlation with the soluble sugar level and not significant correlation with the organic acid level; 4) the variation of Vc content indicated a low-high-low pattern, with the value of 25.76 mg·kg-1 in the first week after the blooming, and a rise to 68.32 mg·kg-1 in the 5th week, then a decline with the fruit growth to 18.82 mg·kg-1 in the 7th week, and the significant correlation was not found with the number of weeks after the anthesis and the light intensity; 5) the light intensity was positively correlated with the soluble sugar, while not significantly correlated with the organic acid and Vc. The quality of fruit was improved with the increase of light intensity.The result suggests that different measures need to be taken to adjust the nutrition of the pear tree in the different fruit-growth phases. When the tree is properly trimmed, sunlight can be fully utilized to achieve a perfect photosynthesis which contributes to a better inner physiological system, and thus the fruit quality will be improved.
Key words: Pyrus bretschneideri cv. Dangshan Su    light intensity    soluble sugar    organic acid    Vc    

砀山酥梨(Pyrus bretschneideri cv. Dangshan Su)是我国栽培面积最大的一个梨品种,其果实大,果肉中粗、松脆、汁多、味甜,含可溶性固形物11%~14%,品质上等,是我国出口创汇的主要品种之一(刘志民等,2003曹玉芬等,2003)。石细胞、可溶性糖、可滴定酸及VC含量是衡量梨果实品质的重要指标。牟其芸等(1996)分析了6个梨品种品质,表明果肉中石细胞的含量与其pH值大小成显著正相关;阿拉木萨等(1999)研究了43个梨品种果实石细胞的大小、石细胞团的多少与品质的关系;李红侠等(2003)分析了砀山酥梨果实石细胞含量与品质的关系;刘小阳等(2004)探讨了砀山酥梨果实石细胞的发育过程及含量与品质的关系;陶书田等(2004)研究了3个梨品种果实发育过程中影响石细胞团发育的酶活性;刘小阳等(2006)研究砀山酥梨果实发育过程中影响石细胞团发育的激素变化,表明酶活性和激素变化与石细胞团的形成有很强的相关性;沙广利等(1997)研究90个不同品种梨成熟果实中糖酸含量及其比值的变化,总结出“低酸高糖"是优质梨果实的特点之一。目前,对提高果实品质的研究多集中在肥料种类、生长调节剂和套袋等方面(张春胜等,1992Pawel,1999陆智明等,2004钱银才等,2000),但是对砀山酥梨果实发育过程中可溶性糖、可滴定酸、VC含量的动态变化,以及与光强关系的研究尚未见报道。本研究旨在进一步了解光强对砀山酥梨果实发育过程中可溶性糖、可滴定酸、VC含量的影响,并为砀山酥梨优质高产的栽培生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

选择安徽省砀山园艺场同一果园内生产和管理水平一致的40年生砀山酥梨为试材。

1.2 试验方法

1) 取样  选择树势健壮、管理施肥水平一致的40年生挂果树10株,于梨花蕾期进行疏果,每一短果枝仅保留2个果实,并分别在树冠的中层4个不同光强部位(中层南部的外围、内膛及中层北部外围、内膛部位),选择花蕾发育期及大小基本一致的短果枝挂牌;于梨盛花期开始定期取样,发育前期的2个月每隔1周取样1次,后2个月每隔3周取样1次,直到果实成熟,共取样8次。每次每处理分为3组随机取样,每组取大小、质量和成熟度基本一致的果实5个,共15个样品。所采果实当天用冰瓶带回实验室,放入低温冰箱保存,用于各项指标测定。

2) 光强测定  在梨盛花期分别在挂牌的短果枝树冠的不同部位进行光强测定,用ZD-IA型照度计(北京光学仪器厂)分别在树冠中层南部的外围、内膛及中层北部外围、内膛部位各选3个测点,连续3 d每天9:00—10:00、12:00—13:00、15:00—16:00时测定光强,每测点每次测定3次,每方位3个测点3 d平均光强为该方位的日平均光强。以后随着树体的生长,每周测定1次光强,并进行树冠周围的修剪,保证挂牌短果枝周围的光强在整个生育期基本一致。

根据所测定光强的大小把果实取样位点分别定为:(1)高光强树冠中层南部外围,平均光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)为1 059 μmol·m-2s-1;(2)中光强树冠中层北部外围,平均PAR为964 μmol·m-2s-1;(3)弱光强树冠中层南部内膛,平均PAR为840μmol·m-2s-1;(4)极弱光强树冠中层北部内膛,平均PAR为666μmol·m-2s-1。测定为日平均光照度,并根据公式1.9 μmol·m-2s-1=100lx换算为太阳光的光合有效辐射(王忠,2000)。经方差分析及多重比较分析,树冠不同部位的光强差异极显著(P<0.01)。

3) 可溶性糖测定  用蒽酮比色法(张宪政等,1994)测定。取0.5 g样品沸水浴20 min,冷却后定容到100 mL;取样液0.5 mL用蒽酮试剂测定,于分光光度计620 nm比色,计算可溶性糖含量。每处理取3份样品进行提取,每份提取液测定3次重复。

4) 可滴定酸测定  用标准酸碱滴定法(张宪政等,1994)。取5 g样品研磨成匀浆,80 ℃水浴中浸提30 min,冷却后定容到50 mL;取10 mL样液用0.1 mol·L-1 NaOH滴定,计算有机酸含量。每处理取3份样品进行提取,每份提取液测定3次重复。

5) 维生素C(Vc)测定  用2,6-二氯酚靛酚钠(2,6-D)滴定法(张宪政等,1994)。取5 g样品用1% HCl提取,定容到50 mL;取10 mL样液用2,6-D滴定,计算Vc含量。每处理取3份样品进行提取,每份提取液测定3次重复。

2 结果与分析 2.1 果实发育期可溶性糖的动态变化及其与光强的关系

图 1A表明,砀山酥梨果实发育过程中,梨果实可溶性糖含量随果实的生长发育而增加。花后第1周果实中可溶性糖含量为0.289%,花后第7周增至0.653%,只增加了2.23倍,平均每周增加0.052%,增加较缓慢;而花后第7周开始可溶性糖含量上升迅速,至花后第24周,果实中可溶性糖含量由花后第7周的0.653%迅速增加到12.023%,增加了18.41倍,平均每周增加0.669%。表明梨果实的可溶性糖主要在花后第7周开始形成。经相关分析,砀山酥梨可溶性糖含量与盛花后的周数呈极显著正相关(r=0.961**)。

图 1 砀山酥梨果实发育过程中可溶性糖、有机酸和VC含量及糖酸比的变化 Fig. 1 The changes of soluble sugar, organic acid, vitamin C content and the ratio of sugar to organic acid in its growth phase of P. bretschneideri cv. Dangshan Su pear

砀山酥梨花后第1~7周,不同光照条件下果实可溶性糖含量差异不大;花后第7~24周,不同光照条件下果实可溶性糖含量增加量不同(图 1A)。光照较强的部位可溶性糖含量较高,光照较弱的部位可溶性糖含量较低,结果为高光强>中光强>弱光强>极弱光强。经方差分析差异显著(P<0.05)。相关分析表明,砀山酥梨成熟时果实可溶性糖含量与光强呈显著正相关,r=0.950**,由此可见,光照强有利于砀山酥梨果实可溶性糖的积累。Hamamoto等(2000)研究了低光强对西红柿(Lycopersicon esculentum)生长、光合作用和同化产物分配的影响,结果表明:由于光照不足,光合作用减弱,光合作用中合成的产物——可溶性糖含量减少,而呼吸作用增强,消耗增加,果实中可溶性糖含量下降。

2.2 果实发育期可滴定酸的动态变化及其与光强的关系

研究表明(图 1B),砀山酥梨果实发育过程中可滴定酸含量呈下降趋势,在花后第1周最高(0.390 8%),后迅速下降,花后第5周可滴定酸含量达一低谷(0.147%);花后第5~7周可滴定酸含量又略上升,花后第7周可滴定酸含量为0.193%;花后第7~24周随果实的发育,可滴定酸含量逐渐下降,果实成熟时最低(0.126%)。相关分析表明,可滴定酸含量与梨盛花后的周数呈显著负相关(r=-0.814*)。随果实生长发育,可滴定酸含量降低的可能原因是:1)酸作为呼吸基质氧化分解;2)有的游离酸变为盐类(苗平生等,1999)。

砀山酥梨发育过程中,不同光照条件下,果实中可滴定酸含量不同(图 1B)。在光照较强的部位酸含量较低,在光照较弱的部位酸含量较高,经方差分析差异不显著,说明光照强度对砀山酥梨的可滴定酸含量没有明显的影响。

2.3 果实发育期糖酸比的动态变化及其与光强的关系

梨果实糖酸含量虽然是相互独立的性状,但两者共同控制梨果实的风味品质。结果表明(图 1C),随着果实的生长发育,砀山酥梨果实的糖酸比逐渐增加。但梨花后第1~7周,糖酸比增加缓慢;花后第7~24周增加迅速,糖酸比与梨盛花后的周数呈极显著正相关(r=0.959**),其变化趋势与梨果实的糖含量变化相似。

图 1C可看出,砀山酥梨发育过程中,花后第1~7周,不同光照条件下果实糖酸比差异不大;花后第7~24周,不同光照条件下,砀山酥梨果实的糖酸比增加量不同,为高光强>中光强>弱光强>极弱光强,经方差分析差异显著(P<0.05)。相关分析表明,梨果实的糖酸比与梨果实的酸含量无显著相关(r=-0.668),而与糖含量呈极显著正相关(r=0.988**)。因此,砀山酥梨糖酸比之间的差异主要是由光强对可溶性糖的影响造成的。

2.4 果实发育期VC含量的动态变化及其与光强的关系

砀山酥梨果实发育过程中,VC含量变化呈低—高—低的规律(图 1D)。花后第1周果实中VC含量为25.76 mg·kg-1,花后第5周VC含量升至最高(68.32 mg·kg-1);花后第5周开始VC含量迅速下降,至花后第7周下降得较低(17.82 mg·kg-1);花后第7周后随果实的发育,VC含量逐渐下降,但下降速度缓慢,基本保持在较低水平。相关分析表明,梨果实VC含量与梨盛花后的周数无显著相关(r=-0.658)。

图 1D表明,砀山酥梨果实发育过程中,不同光强部位的梨果实VC含量不同,在光强较高的部位梨果实VC含量较高,而在光强较低部位梨果实VC含量低,如第24周高光强部位的果实VC含量为12.3 mg·kg-1,中光强部位的为10.5 mg·kg-1,弱光强部位的为9.5 mg·kg-1,极弱光强部位的为8.7 mg·kg-1Sonalibhattacharya等(1999)研究表明通过修剪,改善树体通风透光亦可提高果实Vc含量。但经方差分析差异不显著。

3 小结

砀山酥梨果实发育过程中,可溶性糖、糖酸比与梨盛花后的周数呈极显著正相关,梨花后第1~7周含量低,增加缓慢,花后第7~24周,增加迅速;可滴定酸与梨盛花后的周数呈显著负相关,花后第7~24周,下降迅速;VC与梨盛花后的周数无显著相关,花后第5~7周,VC含量变化较显著。这表明砀山酥梨果实内含物主要在梨果实发育的快速生长期形成(花后第7周前后)。因此,在砀山酥梨的栽培生产上,根据梨果实发育时期,在梨果实发育的快速生长期来到前采取措施,调节树体营养,促进梨果实品质的改善。

光照强度与砀山酥梨的可溶性糖含量呈显著正相关,与有机酸含量、Vc含量无显著相关。光照强度较高条件下,砀山酥梨的可溶性糖、Vc含量、糖酸比高,有机酸含量低,果实品质佳。可能是由于光强高,叶片光合作用强,果实中有机物累积多,可溶性糖积累多。因此,建议在砀山酥梨的栽培生产上,要合理修剪,保持梨树总体的透光,使梨树能够充分利用光能,达到最大的光合效率,改善砀山酥梨的内部生理因素,从而提高砀山酥梨果实的品质和产量。

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