亚热带农业研究 2016,Vol. 12Issue (4): 236-241   PDF   
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2016.04.004
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文章信息

谢金长, 颜福花, 舒宁, 南京, 姜玲
XIE Jinchang, YAN Fuhua, SHU Ning, NAN Jing, JIANG Ling
聚-γ-谷氨酸对‘无籽椪柑’和‘翡翠柚’品质的影响
Effect of poly-γ-glutamic acid treatment on the quality of fruits from 'Seedless Poonen' and 'Feicui Pomelo' Citrus trees
亚热带农业研究, 2016, 12(4): 236-241
Subtropical Agriculture Research, 2016, 12(4): 236-241.
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2016.04.004

文章历史

收稿日期: 2016-07-21
聚-γ-谷氨酸对‘无籽椪柑’和‘翡翠柚’品质的影响
谢金长1, 颜福花2, 舒宁1, 南京1, 姜玲1     
1. 华中农业大学园艺林学学院/国家果树脱毒种质资源室内保存中心, 湖北 武汉 430070;
2. 丽水市林业科学研究院果树研究所, 浙江 丽水 323000
摘要: 探讨了肥料增效剂聚-γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,PGA)对改进‘无籽椪柑’和‘翡翠柚’果实品质的影响。结果表明,100和200 mg·L-1 PGA处理后,‘无籽椪柑’果实的可溶性固形物含量极显著高于CK,果实变甜,内含物质更丰富,单果重极显著高于CK,果实增大,且果个均匀;100 mg·L-1 PGA处理后,果实的可滴定酸含量极显著高于CK,果实风味更浓;200 mg·L-1 PGA处理后,果实的果皮重极显著高于CK。200和300 mg·L-1 PGA处理后,‘翡翠柚’果实的可溶性固形物含量极显著高于CK;200 mg·L-1 PGA处理后,果实的Vc含量极显著高于100 mg·L-1 PGA处理及CK;300 mg·L-1 PGA处理后,果实的可食率极显著高于100 mg·L-1 PGA处理及CK,果皮光滑度明显改善。
关键词聚-γ-谷氨酸     肥料增效剂     品质     ‘无籽椪柑’     ‘翡翠柚’    
Effect of poly-γ-glutamic acid treatment on the quality of fruits from 'Seedless Poonen' and 'Feicui Pomelo' Citrus trees
XIE Jinchang1, YAN Fuhua2, SHU Ning1, NAN Jing1, JIANG Ling1     
1. College of Horticulture and Forestry of Huazhong Agricultural University/National Indoor Virus-free Fruit Tree Germplasm Resource Conservation Center, Hubei, Wuhan 430070, China;
2. Institute of Fruit Tree Science, Academy of Forestry, Lishui, Zhejiang 430070, China
Abstract: The effect of fertilizer synergist poly-γ-glutamic acid (PGA) on the fruit quality of two Zhejiang citrus varieties 'Seedless Ponkan' and 'Feicui Pomelo' was investigated. The results showed the following:(1) Soluble solid content and single fruit weight (P < 0.01) were significantly higher in 'Seedless Ponkan' fruits from 100 and 200 mg·L-1 PGA groups than the control, together with sweeter flavor, richer contents and more uniform size. (2) Also, fruits treated with 100 mg·L-1 PGA had significantly higher amounts of titratable acid than the control, while the peel weight of fruit treated with 200 mg·L-1 PGA was significantly higher than the control. (3) When it comes to 'Feicui Pomelo', soluble solid contents of its fruit treated with 200 and 300 mg·L-1 PGA were also significantly higher than those from the control, and the fruit weight from 300 mg·L-1 PGA group was higher than those from 100 and 200 mg·L-1 PGA groups. (4) Vitamin C content of its fruits treated with 200 mg·L-1 PGA was higher than those from 100 mg·L-1 PGA and the control. (5) Edible rate of fruits from 300 mg·L-1 PGA group was enhanced than those from 100 mg·L-1 PGA and the control. Overall, PGA improved peel smoothness.
Key words: poly-γ-glutamic acid     fertilizer synergist     quality     'Seedless Ponkan'     'Feicui Pomelo'    

聚-γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid, PGA)是一款良好的生物可降解肥料增效剂, 可促进农作物种子的萌发和生长,提高产量,增强植物抗逆性。褚群等[1]研究表明,番茄穴盘育苗施用PGA能增强基质水分及养分供应能力,促进番茄穴盘苗后期生长发育。PGA处理能使葡萄果实可溶性固形物、Vc和可溶性蛋白含量呈极显著性增长[2]。PGA处理可使棉花增产10%以上,主要增加现蕾后的干物质积累量、单铃重、单株铃数等[3]。施用PGA可显著提高小白菜叶片中叶绿素a含量,提高其光能利用效率[4]。在12.5%聚乙二醇PEG-6000胁迫下,使用100、200 mg·L-1 PGA后,水稻幼苗的叶枯率降低,叶鲜重、干重和叶片活力明显提高[5]。PGA处理后玉米的根系活力始终高于对照,较低浓度的细菌源液(含4%PGA)对低营养条件下玉米的生长有显著的促进作用[6]。在保证植物正常生长的情况下,使用PGA可直接减少肥料用量20%以上[7-9]。PGA的生物可降解性、对环境的友好性和保肥增效特性使其在生物无公害方面有重要的应用前景[10-11]

‘无籽椪柑’组织紧密、浓甜脆嫩、化渣爽口, 综合性状明显优于当地普遍种植的有籽椪柑。‘翡翠柚’果实大小适中,果肉晶莹翠绿,汁胞软脆多汁、味甜、口感清爽,果汁Vc含量丰富,后味清新微苦,极耐贮藏。‘无籽椪柑’和‘翡翠柚’均为浙江省丽水市的优良品种,但在种植过程中,‘无籽椪柑’存在优质果率不高、果实大小不均匀,‘翡翠柚’存在果皮表面不光滑等缺点,导致其品质降低,影响市场价值。本研究探讨了PGA对丽水‘无籽椪柑’和‘翡翠柚’品质的影响,进一步发掘PGA对柑橘果实品质的改良作用,以期为PGA在柑桔生产上的应用提供依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

‘无籽椪柑’和‘翡翠柚’均由丽水市林业科学研究院果树所提供;PGA由华中农业大学农业微生物学国家重点实验室提供专利技术支撑,武汉光华时代生物科技有限公司提供试剂。

1.2 试验方法

田间试验在浙江省丽水市林业科学研究院科研基地百果园进行, 试验地红黄壤土,地势平坦,采用常规栽培管理。‘无籽椪柑’是以脐橙为中间砧高接换种的5 a生树种,2009年4月5日施用春肥,2009年9月10日施用壮果肥,每次每株施用0.5 kg 45%氮磷二元复合肥,沟施。设置PGA浓度分别为100和200 mg·L-1,每次施肥后灌根处理,每次每株施用PGA 2 L,以清水为对照(CK),每种处理设10个重复,共随机选取30株‘无籽椪柑’。‘翡翠柚’是以胡柚为中间砧高接换种的13 a生树种,2010年4月下旬施用春肥,2010年9月中旬施用壮果肥,每次每株施用0.5 kg 45%氮磷二元复合肥,沟施。设置PGA浓度分别为100、200和300 mg·L-1,每次施肥后灌根处理,每次每株施用PGA 2 L, 以清水为对照(CK), 每种处理设8个重复,共随机选取32株‘翡翠柚’。试验地土壤条件一致, 树体管理方法相同。

柑橘成熟后,从东南西北方向随机采摘。‘无籽椪柑’不同处理各选取25个果实, 共计75个果实;‘翡翠柚’不同处理各选取11~12个果实,共计46个果实。样品果实采收后3 d内寄到华中农业大学园艺林学学院进行内在及外观品质分析。

1.3 品质分析 1.3.1 形态学性状的测定

用天平测量样品果实的总质量,求其均值即为单果重;除去食用部分后,用天平测量非食用部分(包括果实、果皮和种子)的质量, 计算可食率[12]:可食率/%=(果实总质量一非食用部分质量)/果实总质量×100;用游标卡尺测定样品果实的纵径和横径并求其均值,计算果形指数:果形指数/%=(纵径/横径)×100。

1.3.2 生理生化指标的测定

各处理随机选取相同数目的果实,榨汁后分装在3个烧杯中(3个重复),分别测定其生理生化指标, 测量3次取平均值。可溶性固形物含量采用手持式测糖仪测定;Vc含量采用2,6-二氯靛酚滴定法[13]测定;可滴定酸含量采用NaOH中和滴定法[14]测定;还原糖及可溶性蛋白质含量参考文献[15]的测定方法。

1.3.3 色泽测定

采用果实色度测量仪(日本CE公司生产)测量色泽,采用MINOL-TACR-300型色彩色差计及CIE Lab表色系统,逐个测定果皮及果肉的特征值。用L表示亮度变量值,L越大表明所测样品表面越亮;用a表示红色或绿色值,最大值为199.99,正值为红色,负值偏绿;用b表示黄色或蓝色值,最大值为199.99,正值为黄色,负值偏蓝;用C表示色饱和度或着色强度:C=a2+b2

1.4 数据处理

采用Excel软件进行数据分析;用新复极差法(SSR)对数据进行显著性分析。

2 结果与分析 2.1 PGA对‘无籽椪柑’内在品质的影响

PGA对‘无籽椪柑’内在品质的影响见表 1。由表 1可知,100和200 mg·L-1 PGA处理后,‘无籽椪柑’果实的可溶性固形物含量极显著高于CK, 果实变甜, 内含物质更丰富,但可食率和Vc含量与CK差异不显著; 100 mg·L-1 PGA处理后,果实的可滴定酸含量极显著高于CK, 果实风味变浓; 200 mg·L-1 PGA处理后,果实的固酸比极显著高于100 mg·L-1 PGA处理及CK。

表 1 PGA处理对‘无籽椪柑’果实外观及内在品质的影响1) Table 1 Effect of poly-γ-glutamic acid treatment on quality of 'Seedless Pengan' fruits
指标 ρPGA/(mg·L-1)
0(CK) 100 200
w可溶性固形物/% 11.53±0.17B 12.60±0.51A 12.90±0.15A
w可滴定酸/% 1.09±0.04B 1.26±0.05A 1.12±0.005AB
固酸比 10.53±10.91B 10.01±9.96C 11.50±11.62A
果皮重/g 26.99±3.06B 29.33±5.41AB 31.61±3.83A
可食率/% 76.60±1.17 76.00±2.06 75.00±1.89
wVc/(mg·g-1) 21.31±1.65 22.29±0.84 20.94±1.29
单果重/g 107.77±12.93B 119.97±15.85A 127.33±12.15A
果实纵径/cm 5.60±0.43 5.54±0.38 5.71±0.44
果实横径/cm 6.30±0.30 6.39±0.50 6.46±0.35
果形指数 0.89±1.01 0.87±0.88 0.88±0.97
果皮亮度值L 70.34±2.59 68.91±3.28 68.79±2.10
果皮色差值a 2.50±2.07 2.26±3.15 2.77±1.35
果皮色差值b 68.97±4.28 68.77±5.10 68.13±3.64
果皮着色值C 69.04±8.29 68.94±7.61 68.31±8.14
果肉亮度值L 46.88±2.27 47.29±3.73 46.90±2.16
果肉色差值a -3.17±1.95 -2.83±2.37 -2.47±1.72
果肉色差值b 33.57±4.14 33.45±3.22 34.73±3.7
果肉着色值C 33.75±6.10 33.57±5.94 34.82±6.04
1)同行数值后附不同大写字母者表示差异达0.01显著水平。
2.2 PGA对‘无籽椪柑’外观品质的影响

果实大小是评定其品质的重要因素,也是划分果实等级的标准之一。同一批柑桔果实中,通常中等大小的果实在生长期发育充实,营养物质含量最高。PGA对‘无籽椪柑’外观品质的影响见表 1。由表 1可知,100和200 mg·L-1 PGA处理后,‘无籽椪柑’的单果重极显著高于CK, 果实增大且果个均匀;200 mg·L-1 PGA处理使果皮增重, 果皮重极显著高于CK;100和200 mg·L-1 PGA处理后,果实的纵径和横径与CK差异不大, 果形指数变化不大, 保持扁圆形果实的特征。

色差计测定结果(表 1)显示,100和200 mg·L-1PGA处理后,‘无籽椪柑’果皮亮度值L略有下降;100 mg·L-1 PGA处理后,果皮a值略有下降, 趋向绿色, 200 mg·L-1 PGA处理使果皮a值略有上升, 趋向红色;100和200 mg·L-1 PGA处理后,果皮C值均有下降, 说明果皮着色强度或色饱和度降低。PGA处理后果肉L值略有上升, 果肉a值均为负值, 趋向绿色;200 mg·L-1 PGA处理后,果肉b值略有上升, 趋向黄色,果肉C值略有上升, 果肉着色强度或色饱和度增强, 但色泽的变化指标差异均未达显著水平。

PGA处理后‘无籽椪柑’的果实外观见图 1。由图 1可知,100和200 mg·L-1 PGA处理后,‘无籽椪柑’的果实表面光滑、整齐,大小均匀,有光泽,少数果实果皮有返青现象,但内质均达到良好的成熟状态;CK处理的果实大小不整齐,且普遍小于PGA处理组。

图 1 PGA处理对‘无籽椪柑’果实外观品质的影响 Figure 1 Effect of poly-γ-glutamic acid treatment on quality of 'Seedless Pengan' fruits
2.3 PGA对‘翡翠柚’内在品质的影响

PGA对‘翡翠柚’内在品质的影响见表 2。由表 2可知,200和300 mg·L-1 PGA处理后,‘翡翠柚’果实的可溶性固形物含量分别比CK提高了13.5%和13.4%, 达极显著水平,果实变甜, 内含物质更丰富, 但2种PGA处理之间差异不显著;100、200和300 mg·L-1 PGA处理后,果实的Vc含量分别比CK提高了6.5%、8.7%、4.5%,其中200 mg·L-1 PGA处理与100 mg·L-1 PGA处理及CK存在极显著差异;200 mg·L-1 PGA处理后,果实可滴定酸含量极显著低于100、300 mg·L-1 PGA处理组及CK,分别降低7.3%、12.2%及9.7%,但100和300 mg·L-1 PGA处理组与CK之间差异不显著;300 mg·L-1 PGA处理后,果实的可食率极显著高于100 mg·L-1 PGA处理及CK, 果皮光滑度明显改善;PGA处理组的还原糖和可溶性蛋白质含量与CK差异不显著。

表 2 PGA处理对‘翡翠柚’果实外观和内在品质的影响1) Table 2 Effect of poly-γ-glutamic acid treatment on quality of 'Feicui Pomelo' fruits
指标 ρPGA/(mg·L-1)
0(CK) 100 200 300
w可溶性固形物/% 10.48±0.65B 11.38±0.79AB 11.9±0.69A 11.89±0.45A
wVc/(mg·g-1) 40.18±0.93B 42.78±0.41B 43.69±1.17A 41.99±0.59AB
w可滴定酸/% 0.46±0.007A 0.45±0.005A 0.41±0.009B 0.44±0.007A
可食率/% 0.59±0.025B 0.60±0.018B 0.61±0.016AB 0.64±0.026A
ρ还原糖/(g·L-1) 1 838.0±84.60 1 912.7±43.10 1 930.7±5.16 1 980.7±38.20
w可溶性蛋白质/(mg·g-1) 82.63±4.41 84.5±3.89 89.38±3.71 86.63±4.77
单果重/g 800.19±68.88 885.51±59.09 832.83±111.46 780.46±17.81
果形指数 0.97±0.08 0.95±0.058 0.96±0.06 0.99±0.03
果皮亮度值L 59.65±5.73 54.67±2.81 64.07±3.82 61.40±3.14
果皮色差值a -10.14-6.00 -8.67-7.82 -8.21-6.12 -9.43-5.34
果皮色差值b 29.55±2.99 30.01±1.35 31.52±2.14 29.61±1.53
果皮着色值C 31.33±2.91 31.25±1.35 32.61±2.19 31.13±1.19
果肉亮度值L 43.44±2.15 45.95±10.15 42.73±2.16 42.41±2.84
果肉色差值a -4.63-0.13 -4.06-3.47 -4.67-4.31 -4.72-4.23
果肉色差值b 10.28±0.43 9.89±0.93 10.46±0.90 10.4±0.96
果肉着色值C 11.28±0.51 10.70±1.01 11.46±0.87 11.42±0.95
1)同行数值后附不同大写字母者表示差异达0.01显著水平。
2.4 PGA对‘翡翠柚’外观品质的影响

PGA对‘翡翠柚’外观品质的影响见表 2。由表 2可知,PGA处理后, ‘翡翠柚’单果重和果形指数保持平稳状态。色差计测定结果显示,200和300 mg·L-1 PGA处理后,果皮亮度值L分别比CK提高了7.4%和2.9%, 果皮亮度增加,改善了‘翡翠柚’外观不够美观的缺陷;100 mg·L-1 PGA处理后,果肉亮度值L比CK提高了5.7%;各处理组的果皮及果肉a值均为负值, 趋向绿色, 表现出翡翠般独特的肉色特点,但PGA处理组的果皮a值均大于CK; PGA处理组的果皮b值均大于CK, 趋向黄色,果肉C值均大于CK,果肉着色强度或色饱和度增强。PGA处理后,‘翡翠柚’的果实变大,外观更光滑、整齐(图 2)。

图 2 PGA处理对‘翡翠柚’果实外观品质的影响 Figure 2 Effect of poly-γ-glutamic acid treatment on the quality of 'Feicui Pomelo' fruits
3 小结与讨论

本研究表明,PGA的使用明显改善了‘无籽椪柑’和‘翡翠柚’的品质。PGA可以提高‘无籽椪柑’的可溶性固形物和可滴定酸含量, 增加果实的单果重及甜度, 使果实整齐饱满、风味变浓,与CK相比,具有明显的市场优势。PGA的使用导致部分‘无籽椪柑’的果皮趋向绿色, 从表面上看有延迟成熟趋向, 果皮稍有返青, 但内在品质明显优于CK。因此,在‘无籽椪柑’采收时间过于集中的地方,可以使用PGA拉长果实的供应期。PGA可以促进‘翡翠柚’可溶性固形物含量的积累, 提高果实的Vc含量、可食率及果皮的光滑度,改善‘翡翠柚’表皮不平整的缺点, 在生产上具有重要的应用潜力。

PGA在柑桔及其他作物上具有广泛的应用前景,可提高作物产量,改善品质。PGA在草莓[16]、温州蜜柑[17]、烟草[18]等作物上的应用效果与本研究相似,进一步证实了PGA使用效果的稳定性和可靠性,并拓展了植物的使用范围。柑桔为多年生植物, 根系较深, 1年中出现多次抽梢和发根现象,且挂果时间长,其生长和结果需要大量矿质养分,对肥料的需要量大。为了使PGA接触到柑桔的根系, 更有效地改善土壤环境, 还需针对不同树种和品种,深入研究其最佳的使用方法。关于PGA增效剂对柑桔节肥、节水栽培以及提高抗逆境和抗病能力等方面的效果有待进一步研究。

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