冷棚栽培對靈武長棗果實(shí)品質(zhì)的影響

院 欽,張 欣,2,任玉鋒,2,周 軍,2,陳衛(wèi)軍,魏天軍,徐文娣,2,王佳偉,張 琨,喬 帥,王惠冉

(1 北方民族大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院,銀川,750021;2 寧夏經(jīng)濟(jì)林遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),銀川,750021;3 靈武市自然資源局,寧夏靈武,750400;4 寧夏農(nóng)林科學(xué)院園藝研究所,銀川,750002)

靈武長棗(ZiziphusJujuba‘Lingwuchangzao’)是寧夏具有地方特色的優(yōu)質(zhì)鮮食棗品種,栽培歷史悠久,果肉琥珀色,質(zhì)地酥脆,汁液多,酸甜適口,鮮棗的可溶性固形物含量為34%,糖含量為28%,酸含量為0.44%,食味品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值高,深受人們喜愛,且經(jīng)濟(jì)效益明顯[1-3]。2006年5月國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)了對靈武長棗實(shí)施地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)[4]。寧夏大多數(shù)靈武長棗園以露地為主,在棗果快成熟時(shí)如果遇到連續(xù)雨天,則極易發(fā)生非常嚴(yán)重的裂果現(xiàn)象。有研究表明,通過噴施鈣素、激素和種植高稈作物可有效緩解裂果問題[5-6],此外,設(shè)施栽培可大大減少裂果[7-8]。目前,設(shè)施栽培在多種果樹和蔬菜上得到了應(yīng)用[9-15]。設(shè)施栽培降低金絲小棗發(fā)病率,提高著果率、品質(zhì)和產(chǎn)量,提早成熟期[16-18],提高了冬棗的產(chǎn)量和品質(zhì)[11,19]。當(dāng)前關(guān)于設(shè)施靈武長棗的研究主要集中在栽培技術(shù)和溫差影響品質(zhì)等方面[20-23],尚未見關(guān)于冷棚靈武長棗綜合品質(zhì)方面的研究報(bào)道。

設(shè)施栽培根據(jù)建造標(biāo)準(zhǔn)可分為日光溫室大棚和塑料大棚(鋼架棉被冷棚、鋼架塑料膜冷棚、頂部避雨冷棚),本試驗(yàn)冷棚及無加溫設(shè)備的鋼架(加棉被)塑料單膜大棚,主要使用棉被控溫。本試驗(yàn)對冷棚和露地栽培靈武長棗的果實(shí)品質(zhì)的差異進(jìn)行了比較,探討冷棚栽培對靈武長棗果實(shí)品質(zhì)的影響,以期為設(shè)施靈武長棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 冷棚棗園和露地栽培棗園概況靈武市大秦棗業(yè)靈武長棗冷棚栽培園:北緯38°13′,東經(jīng)106°34′,冷棚跨度16～18 m,長度60～10 m,脊高4.3m。鋼架結(jié)構(gòu)安裝鋼架每米1根。大棚間距2.5～3 m。棚膜選用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)多功能復(fù)合膜,厚度0.08～0.12 mm,為單膜加棉被冷棚。通過拉起棉被或放下棉被來調(diào)節(jié)光照和溫度,夏天打開通風(fēng)口降溫。棗樹齡為18～19年,植株行距為3 m×4 m,土壤為砂壤土,pH值在7.5左右,含鹽量低于0.3%?？叟锶掌跒槟旰蟪跗呋虺醢?不揭膜。

靈武市富成棗業(yè)靈武長棗露地栽培園:北緯38°06′,東經(jīng)106°36′,棗樹齡為19～20年,植株行距為3 m×4 m,土壤為砂土及砂壤土,pH值在7.5左右,含鹽量低于0.3%。

冷棚及露地栽培園在試驗(yàn)期間的水肥管理相一致。

1.2 試驗(yàn)材料于2021年9月開展試驗(yàn)。按照棗果的發(fā)育進(jìn)程,在冷棚栽培棗園中,分別于9月5日和9月13日采摘半紅期(著色50%)和全紅期(著色100%)果實(shí);在露地栽培棗園中,分別于9月20日和9月30日采摘半紅期和全紅期果實(shí)。分別設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù),每個(gè)重復(fù)選取5株樹齡和管理一致的棗樹,在棗樹同一高度的東、南、西、北四個(gè)方向共隨機(jī)取無機(jī)械損傷、成熟一致的50個(gè)果實(shí),裝入自封袋內(nèi),置于采樣箱中保存,當(dāng)天帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測定。

1.3 試驗(yàn)方法利用電子秤(WH-B09)測定單果質(zhì)量,取平均值。利用電子游標(biāo)卡尺測量果實(shí)縱徑和橫徑,結(jié)果取平均值。采用烘干法[24]測定果實(shí)含水量,結(jié)果取平均值。

采用質(zhì)構(gòu)儀分析法[25]測定果肉質(zhì)地。質(zhì)構(gòu)儀為美國FTC公司-TMA-PRO食品性分析儀,選用2 mm探頭,參數(shù)為測試速度30 mm/min、形變百分量40%、觸發(fā)力0.1 N、上升高度15 mm。每個(gè)果取最大橫徑處陰陽面2個(gè)部位,分別測定3次,取平均值。將棗果沿垂直赤道部位緊貼果核位置切開,將切塊置于質(zhì)構(gòu)儀托盤上進(jìn)行檢測,通過電腦實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)繪制曲線圖。由質(zhì)地特征曲線得到表征果肉質(zhì)地狀況的硬度、脆度、彈性、黏附性、膠黏性、咀嚼性、內(nèi)聚性等評價(jià)參數(shù)。

將棗果清洗干凈后,在標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,利用上海Grows公司HP-200型色差儀測量棗果的L*(亮度)、a*(紅綠色)、b*(黃藍(lán)色差)、C*(彩度)和H*(色度角)。測量時(shí),每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取10個(gè)果實(shí),在棗果赤道部兩側(cè)對稱部位,分別測定3次,結(jié)果取平均值。L*(亮度)越大表示所測果實(shí)樣品的表面越亮,0表示黑色,100表示白色。a*(紅綠色差)正值為紅色,負(fù)值為綠色,絕對值越大紅色或綠色越深。b*(黃藍(lán)色差),其正值為黃色,負(fù)值為藍(lán)色,絕對值越大,黃色或藍(lán)色越深。C*表示色澤飽和度,該值越高,顏色越純。H*(色度角)變化范圍在0°到180°之間,顏色變化依次為紫紅、紅、橙紅、橙、黃、黃綠、綠和藍(lán)綠,當(dāng)H*=0°時(shí)為紫紅色,H*=90°時(shí)為黃色,H*=180°時(shí)為藍(lán)綠色;H*>100°時(shí),H*越大,果實(shí)綠色越深;H*<50°時(shí),H*越小,果實(shí)紅色越深[26]。

樣品果去除果皮、果核后,粉碎,利用紗布和不銹鋼壓榨器處理,得到新鮮果汁后,利用WYT-A型手持糖度計(jì)測定可溶性固形物(TSS)含量,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[27]測定維生素C含量,結(jié)果取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析利用SPSS Statistics 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)外觀品質(zhì)差異由表1可知,不同栽培模式和果實(shí)發(fā)育期果實(shí)果形指數(shù)無顯著差異。同一栽培模式下,從半紅期到全紅期果實(shí)單果質(zhì)量、縱徑和橫徑有增大的趨勢;同一發(fā)育期,冷棚果實(shí)的單果質(zhì)量、縱徑及橫徑有高于露地果實(shí)的趨勢。其中,全紅期冷棚果實(shí)的橫徑顯著高于露地果實(shí)。同一栽培模式下,從半紅期到全紅期果皮色差a*值增大,紅色度增加;L*值減小,亮度減小;b*值減小,黃色度減小;C*值減小,色彩度減小,色澤變暗沉;H*值減小,果皮顏色加深,符合靈武長棗果實(shí)發(fā)育規(guī)律。半紅期,冷棚果實(shí)果皮的b*和C*值顯著高于露地果實(shí),果實(shí)更偏黃,色彩更純;全紅期,冷棚果實(shí)果皮的b*和H*值顯著低于露地果實(shí),即黃色更淺而紅色更深。說明,冷棚在促進(jìn)靈武長棗果實(shí)大小發(fā)育方面有一定的作用,能改善成熟期(全紅期)果實(shí)的著色。

表2 不同栽培模式和發(fā)育期靈武長棗果皮色差

2.2 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)差異由表3可知,在露地栽培下,從半紅期到全紅期果實(shí)可溶性固形物和維生素C含量增大,含水量無顯著變化。在冷棚栽培下,從半紅期到全紅期果實(shí)含水量降低,可溶性固形物含量增大,維生素C含量無顯著變化。在相同時(shí)期,冷棚果實(shí)的可溶性固形物和維生素C含量均低于露地果實(shí);此外,半紅期冷棚果實(shí)的含水量高于露地果實(shí)。說明,冷棚栽培可使靈武長棗果實(shí)風(fēng)味變淡,品質(zhì)有所降低。

表3 不同栽培模式和發(fā)育期靈武長棗果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)

2.3 果肉質(zhì)地差異硬度、脆度和彈性等是評價(jià)棗果肉質(zhì)地品質(zhì)的重要指標(biāo)。在露地栽培下,從半紅期到全紅期靈武長棗果肉的彈性和黏附性上升,硬度、脆度和膠黏性下降,咀嚼性和內(nèi)聚性無顯著變化。在冷棚栽培下,從半紅期到全紅期靈武長棗果肉的硬度、脆度和膠黏性也下降,其他指標(biāo)無顯著變化。相同時(shí)期,冷棚栽培靈武長棗果肉硬度、脆度、膠黏性和內(nèi)聚性低于露地栽培,全紅期果肉的咀嚼性低于露地栽培,半紅期果肉的彈性高于露地栽培,果肉黏附性與露地栽培無顯著差異(見表4)。果肉咀嚼性通常以硬度、內(nèi)聚性、彈性三者的乘積表示,可以作為衡量果肉質(zhì)地的綜合指標(biāo)之一?？梢?與露地栽培相比,冷棚栽培靈武長棗全紅期果實(shí)的果肉硬度小,內(nèi)聚性低,咀嚼性低,適口性更好。

表4 不同栽培模式和發(fā)育期靈武長棗的果肉質(zhì)地

3 討論與結(jié)論

設(shè)施栽培的棗樹品種有靈武長棗、冬棗、金絲小棗等,栽培模式主要包括日光溫室栽培和大棚栽培以及地膜覆蓋配合,這不僅解決了鮮食棗成熟期遇雨而裂的難題,而且提高果品的外觀品質(zhì),大大提高了經(jīng)濟(jì)效益[22]。靈武市作為寧夏靈武長棗的主要種植基地,目前通過設(shè)施栽培(鋼結(jié)構(gòu)冷棚、加蓋棉被溫棚等)大大提高了當(dāng)?shù)鼐用竦氖杖?推動了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。本研究結(jié)果表明,冷棚栽培有助于靈武長棗果實(shí)成熟期果皮著色,提高了果實(shí)的單果質(zhì)量、縱橫徑和含水量,改善了果肉的硬度、脆度和彈性,適口性更好,即提高了果實(shí)外觀品質(zhì),商品性更高。前人發(fā)現(xiàn),設(shè)施栽培可在一定程度上提高棗果的單果質(zhì)量、縱橫徑、含水量等指標(biāo),降低果實(shí)硬度,改善棗果的脆度和適口性[7,28],硬度的變化是細(xì)胞壁組分變化造成的,果實(shí)體積快速增長膨大,細(xì)胞的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從緊密逐漸松散,硬度下降較快[29],本研究結(jié)果與此一致。相比于露地栽培,本試驗(yàn)中冷棚栽培靈武長棗果實(shí)的可溶性固形物、維生素C的含量較低,影響了果實(shí)口感,導(dǎo)致風(fēng)味不足。李明玥等[30]在冬棗上試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),北方露地栽培的冬棗單果質(zhì)量較小,冷棚栽培的單果質(zhì)量較大;露地栽培的硬度及可溶性固形物、維生素C含量都較大,風(fēng)味足。韓志強(qiáng)等[17]研究發(fā)現(xiàn),南方避雨栽培下,金絲小棗果實(shí)的維生素C和總酸含量偏高,可溶性固形物含量偏低。這說明冷棚栽培和避雨栽培都會影響棗果的品質(zhì),但由于地理位置、品種特異性等因素的影響,結(jié)果各有差異。

有研究表明,靈武長棗半紅期到全紅期,棗果可溶性固形物含量呈上升趨勢[23,28,31,32],本研究得到了相同的結(jié)果。一些學(xué)者發(fā)現(xiàn),設(shè)施栽培的獼猴桃[10]、荸薺種楊梅[14]和蓮霧[15]果實(shí)的維生素C和可溶性固形物含量高于露地栽培,而李悅等[28]、茍茜等[32]報(bào)道的露地栽培的靈武長棗的可溶性固形物含量高于設(shè)施栽培,避雨栽培冬棗和金絲小棗的可溶性固形物較低[33],本研究中露地栽培的的靈武長棗的果實(shí)可溶性固形物含量也高于冷棚栽培?？梢?設(shè)施栽培對不同種類果樹果實(shí)可溶性固形物含量的影響可能存在差異。本研究中,露地栽培全紅期靈武長棗維生素C含量相比半紅期增大,這與魏天軍等[31]的研究結(jié)果不同,其原因有待于進(jìn)一步探究。有學(xué)者進(jìn)行了有關(guān)設(shè)施栽培因子對靈武長棗品質(zhì)影響的研究,結(jié)果表明大晝夜溫差處理靈武長棗果實(shí)可溶性固形物含量高于小晝夜溫差處理,但維生素C含量低[23]?？梢?冷棚栽培后晝夜溫差發(fā)生變化,可能在一定程度上影響靈武長棗果實(shí)可溶性固形物和維生素C含量。

利用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行果實(shí)質(zhì)地分析,可克服傳統(tǒng)感官評價(jià)主觀性強(qiáng)的缺點(diǎn)[34]。本研究發(fā)現(xiàn),隨著靈武長棗果實(shí)成熟,從半紅到全紅,果肉硬度、脆度、彈性及膠黏性變化顯著,果肉內(nèi)聚性、黏附性及咀嚼性變化不顯著,果肉的硬度、脆度、膠黏性均下降,且冷棚栽培均低于露地栽培,冷棚栽培果實(shí)的適口性更好。這與他人[7,35-36]的研究結(jié)果類似。在后續(xù)研究中,可從靈武長棗的果膠物質(zhì)成分和含量、石蠟切片的顯微結(jié)構(gòu)入手,探究不同栽培模式對靈武長棗果實(shí)質(zhì)地的影響機(jī)制。

本研究表明,在成熟過程中,設(shè)施冷棚和露地栽培的靈武長棗果實(shí)的色差指標(biāo)變化趨勢一致,a*值增大,L*、b*、C*和H*值減小,這與他人在桃果實(shí)上的研究結(jié)果類似[37]。冷棚栽培靈武長棗果皮偏紅、色澤飽和度低,果面較亮,隨著果實(shí)成熟,a*值變化大,說明冷棚栽培有利于果面紅色著色,與他人在冬棗上的研究結(jié)果類似[23],但與設(shè)施栽培楊梅[14]的研究結(jié)果存在差異。這可能與果樹品種不同,果實(shí)著色因子存在差異有關(guān)?？党快覽36]對溫棚、冷棚、露地三種栽培模式下冬棗品質(zhì)進(jìn)行研究的結(jié)果表明,溫棚冬棗的L*、a*值顯著高于其他栽培模式,冷棚冬棗的L*、a*值高于露地冬棗,露地冬棗的b*值顯著高于其他栽培模式。有學(xué)者研究表明,棗果實(shí)成熟時(shí)期的紅色是黃酮類物質(zhì)、胡蘿卜素和少量花青苷綜合引起的[38]。在后續(xù)研究中,我們將測定不同發(fā)育期靈武長棗果實(shí)的葉綠素、類胡蘿卜素、花青苷等物質(zhì)的含量,探討靈武長棗果皮色澤和色素物質(zhì)之間的關(guān)系。