馮貝貝，梅 闖，張振軍，劉海蓉，艾沙江·買買提，王繼勛，閆 鵬

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，烏魯木齊 830091；2. 阿克蘇地區(qū)技術(shù)推廣服務(wù)中心，新疆阿克蘇 843000；3.新疆阿克蘇地區(qū)氣象局，新疆阿克蘇 843000)

0 引 言

【研究意義】果實品質(zhì)包括外觀品質(zhì)、內(nèi)在品質(zhì)、貯藏品質(zhì)和加工品質(zhì)[1]。果實在成熟時糖的種類、含量及比率對果實風(fēng)味的形成以及其他營養(yǎng)成分的代謝具有重要的影響，是決定果實品質(zhì)和商品價值的主要因素[2]。果實礦質(zhì)營養(yǎng)不僅能反映果園土壤的肥力水平、吸收利用率和礦質(zhì)營養(yǎng)狀況[3]，還能反映樹體營養(yǎng)狀況及果實品質(zhì)，也與蘋果生理病害密切相關(guān)[4]。研究蘋果果實中礦物質(zhì)含量和可溶性糖含量變化的關(guān)系，為蘋果的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培提供理論基礎(chǔ)?！厩叭搜芯窟M展】仝月澳等[5]在對石灰性土壤中出現(xiàn)的水心病進行研究時發(fā)現(xiàn)，噴施鈣肥能有效的減輕水心病，使用磷、鉀肥對水心病的發(fā)生同樣具有顯著效果。氮素可以提高果實單果質(zhì)量。適量的氮素有助于淀粉、果糖、蔗糖、葡萄糖的合成，有助于提高代謝相關(guān)的酶活性；氮素過量時，淀粉、果糖、蔗糖、葡萄糖的合成受到抑制，品質(zhì)下降，相關(guān)酶活性也降低[6]。馬明等[7]硼對蘋果水心病的研究中發(fā)現(xiàn)，硼對鈣的吸收有明顯的抑制作用，導(dǎo)致蘋果水心病的病情指數(shù)和病果率提高。杜艷民等[8]在對新疆富士蘋果水心病的研究中發(fā)現(xiàn)，正常果實和組織與水心果實和組織中可溶性固形物和礦質(zhì)元素含量的差異一定程度上誘發(fā)了蘋果水心的發(fā)生。蘋果中水心的產(chǎn)生與果實中較高山梨醇含量以及較低濃度的蔗糖和果糖含量有關(guān)[9]?！颈狙芯壳腥朦c】目前關(guān)于蘋果品質(zhì)的研究多集中在果實采收時的糖組分和礦物質(zhì)含量之間的關(guān)系，對阿克蘇地區(qū)不同成熟期的糖組分和礦物質(zhì)含量的動態(tài)變化報道較少，蘋果果實中的可溶性糖組分主要包含：果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇[10]。【擬解決的關(guān)鍵問題】測定對長富2號和煙富6號兩品種的果實中礦質(zhì)元素和可溶性糖組分，分析蘋果果實成熟期糖分的積累與礦質(zhì)元素的相互關(guān)系。特別是成熟期，糖組分和礦質(zhì)元素的變化，為蘋果的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

2019年在新疆阿克蘇市紅旗坡4分場13大隊蘋果示范園。該基地屬于暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候，降水稀少，蒸發(fā)量大，年平均氣溫10.8℃，≥10℃積溫3 952.9℃，年均日照時數(shù)2 806 h，年均降水量80.4 mm，無霜期221 d。

供試品種為長富2號和煙富6號，樹齡12 a，授粉品種為嘎啦，株行距(4×5) m，樹形采用小冠疏層形。選擇樹勢一致，無病害的蘋果樹為研究對象。從9月中旬開始，每隔10 d采樣1次，時間為9月16日，10月5日，10月15日，10月25日。每個品種從樹勢一致的3株果樹上采集果實，每株樹上采集5個大小一致的果實，切碎混合，液氮速凍。

1.2 方 法

1.2.1 果實中可溶性糖組分的測定

糖組分用高效液相色譜儀測定[11]，常色譜條件加以改動。取適量蘋果樣品，加液氮研磨至粉末狀，稱取樣品0.2 g，加入1.5 mL的水，水浴超聲30 min，4℃ 12 000 r/min離心5 min，取上清液，沉淀再提取2次，合并上清液，定容至15 mL，經(jīng)0.22 μm有機相濾膜過濾至離心管中，用于糖組分的檢測。色譜條件：Agilent1260A高效液相色譜儀，色譜柱：Hi Plex CA(7.7 mm×300 mm，8 μm)，進樣量5 μL，流速為1 mL / min。每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.2.2 果實中礦物質(zhì)元素測定

H2SO4-H2O2消煮后，N-凱氏定氮法；P-釩鉬黃比色法；K-火焰光度計法；Ca、Mg、Fe、Cu、Zn 元素采用原子吸收分光光度法；B-姜黃素比色法[12]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel進行統(tǒng)計分析，Pearson相關(guān)性分析采用IBM SPSS Statistics19軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同成熟期果實中可溶性糖組分含量變化

研究表明，長富2號與煙富6號在9月16日葡萄糖含量分別是33.82和18.29 mg/g，差異顯著，在10月5～25日期間的變化趨勢較為一致，且含量差異不顯著。蔗糖含量在9月16日2品種間差異達到顯著水平，10月15～25日，長富2號的變化值是0.34 mg/g，變化差異不大，變化趨勢較為平穩(wěn)，煙富6號在10月5～15日的變化值較小(0.16 mg/g)，變化趨勢較緩，在10月15日之后開始上升。果糖含量在10月5～25日，長富2號的變化趨勢是急劇上升，再緩慢上升，煙富6號是呈先下降再上升的變化趨勢，在10月5～25日這期間的果糖含量均達到顯著水平。山梨醇含量9月16日～10月5日，一直在升高，長富2號在10月15日達到最大值。10月15日，長富2號山梨醇含量下降，煙富6號開始升高，在9月16日和10月15日，2品種的山梨醇含量處于顯著差異。圖1

注：t-檢驗方法，* P < 0.05，** P < 0.01,下同

2.2 不同成熟期果實中可溶性糖組分及百分比變化

研究表明，蘋果果實中的組分糖均保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在9月16日，果糖長富2號和煙富6號蘋果果實中的果糖含量最高，分別是81.46和80.00 mg/g，分別占總糖的58.11%和57.87%。山梨醇含量最低，分別是3.52和4.68 mg/g，占總糖的2.57%和3.32%。長富2號中葡萄糖含量在9月16日的測量時含量高于蔗糖含量13.70 mg/g，在后3次測量時，低于蔗糖含量。煙富6號的蔗糖含量一直高于葡萄糖含量。圖2

注：(a)長富2號，(b)煙富6號

2.3 不同成熟期果實中礦物質(zhì)含量變化

研究表明，長富2號的全氮含量在持續(xù)減少，煙富6號的全氮含量屬于呈現(xiàn)‘S’型上升，在9月16日，2品種的全氮含量呈極顯著差異，在10月5日和10月25日，呈現(xiàn)顯著差異；長富2號的全磷含量在10月5日達到最大值(270.74 mg/kg)，煙富6號在此期間也有緩慢上升，在這一階段，2品種的全磷含量具有極顯著差異，在10月25日，煙富6號的全磷含量達到最大值169.29 mg/kg；2品種在9月16日～10月15日期間的變化曲線較為相同，長富2號在10月15～25日全鉀含量開始上升，煙富6號呈現(xiàn)下降趨勢，兩者的全鉀含量在10月25日呈顯著差異；10月5日，2品種的B含量在此時呈現(xiàn)顯著差異，長富2號達到最大值6.58 mg/kg，煙富6號在此時是最低值3.99 mg/kg；2品種的Ca和Cu含量一直呈現(xiàn)降低趨勢，Cu含量在9月16日相差0.85 mg/kg，呈顯著差異；長富2號和煙富6號的Fe含量在9月16日相差9.64 mg/kg，呈現(xiàn)顯著差異，煙富6號在10月15日出現(xiàn)增長，高于長富2號Fe含量3.62 mg/kg；2品種的Mg含量在10月15～25日期間出現(xiàn)煙富6號由之前的低于長富2號4.14～9.23 mg/kg轉(zhuǎn)變?yōu)楦哂陂L富2號6.90 mg/kg；長富2號和煙富6號果實中的Zn含量處于持續(xù)降低的狀態(tài)，分別由4.31、6.84 mg/kg降到1.09和1.05 mg/kg。圖3

圖3 長富2號及煙富6號果實成熟過程中礦質(zhì)元素的變化Fig.3 Changes of mineral elements during fruit ripening of Changfu 2 and Yanfu 6

2.4 不同成熟期果實中的礦質(zhì)元素與可溶性糖組分含量的相關(guān)性

研究表明，長富2號果實中的Ca含量與Fe含量、Cu含量與Fe含量呈極顯著正相關(guān)，N含量與Ca、Cu和Fe呈顯著正相關(guān)，Ca含量與Fe和Zn含量呈顯著正相關(guān)，Cu含量與Fe、Zn含量呈顯著正相關(guān)。果實中的蔗糖含量與 Ca、Cu和Fe含量呈現(xiàn)負(fù)顯著相關(guān)，與 Zn含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。表1

表1 長富2號果實成熟過程中礦質(zhì)元素與可溶性糖組分含量的相關(guān)系數(shù)Table 1 Correlation analysis between the contents of mineral elements and soluble sugar in Changfu 2

煙富6號的Ca含量與Zn含量呈顯著正相關(guān)，F(xiàn)e含量與Mg含量呈極顯著正相關(guān)，蔗糖含量與Fe、Mg含量呈極顯著正相關(guān)，果糖含量與B含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，山梨醇與Ca含量呈顯著負(fù)相關(guān)。表2

表2 煙富6號果實成熟過程中礦質(zhì)元素與可溶性糖組分含量的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation analysis between the contents of mineral elements and soluble sugar in 煙富6號

3 討 論

糖分的積累是果實風(fēng)味形成的關(guān)鍵，糖的組成成分和含量多少，導(dǎo)致對果實的甜度的貢獻是不同的。在以蘋果、梨為代表的木本薔薇科果樹，葉片中產(chǎn)生的主要光合代謝產(chǎn)物是山梨醇(占整個光合產(chǎn)物的60%～70%)，其通過韌皮部運輸?shù)焦麑嵵衃13]，在果實中被快速分解為果糖、蔗糖等主要糖分類型，進而使蘋果成熟后具有香甜可口的風(fēng)味[14]。不同品種的蘋果可溶性糖組分的含量存在較大的差異，每種糖所代表的風(fēng)味也不相同，果糖最甜，蔗糖次之，山梨醇最低，葡萄糖的風(fēng)味最好[15]。研究中，長富2號和煙富6號的果糖含量占總糖比例最高，分別是58.11%和57.87%，其次是蔗糖和葡萄糖，最低的是山梨醇，除了9月16日長富2號的葡萄糖含量高于蔗糖含量，后3次都是蔗糖高于葡萄糖，基本屬于以果糖和葡萄糖為主的蘋果類型[16]，這與Liu等[17]的研究結(jié)果一致。甜度被作為水果育種中最重要的感官品質(zhì)性狀之一[18]。不能單一的使用可溶性固形物含量來表示蘋果的甜度[19]，山梨醇和可溶性固形物與甜度呈極顯著正相關(guān)，山梨醇對糖度的貢獻達到44%，總糖是17%，并且山梨醇在蘋果果實中所占比例不超過10%，其甜度也低于蔗糖、果糖、葡萄糖，必須考慮代謝物之間的相互作用，而不是單一成分的含量來解釋蘋果的甜度或一般的感官感受[20]。研究中，長富2號和煙富6號的山梨醇含量從9月16日～10月25日一直處于低于10%所占比例，與上述結(jié)論較為一致。據(jù)報道，蘋果的水心與果實成熟過程中的山梨醇含量和礦物質(zhì)含量有關(guān)[21]，并且山梨醇與果實甜度具有較高的相關(guān)性，煙富6號從9月16日到10月25日，山梨醇含量一直在上升，這一現(xiàn)象是否與水心現(xiàn)象的出現(xiàn)是否相關(guān)，并且阿克蘇蘋果口感爽脆，風(fēng)味濃郁是否也與之相關(guān)都需要進一步的研究。

王磊彬等[22]研究表明，礦物質(zhì)對可溶性糖的影響順序是Mg >P > Cu> Ca> Zn > Fe > Mn > K > N，對可溶性固形物的影響順序為 Mg > K > Cu > Ca > Mn > P > N > Zn > Fe；徐慧等[23]的研究表明，主要礦質(zhì)元素對可溶性固形物的貢獻大小順序為 P > K > Ca > B；已有研究表明， Ca 元素通過影響山梨醇代謝，從而導(dǎo)致蘋果果實中水心病的發(fā)生[4]，同時B元素對Ca的吸收具有抑制作用，果實中的B元素過高，水心病的發(fā)病率越高[7]。研究中，長富2號果實中的N、Ca、Cu、Fe和Zn含量在9月16日～10月25日期間一直處于下降趨勢，N含量與Ca、Cu、Fe含量呈顯著正相關(guān)，蔗糖與Ca、Cu、Fe呈顯著負(fù)相關(guān)，與Zn含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，N含量也與果實中的糖含量有一定的影響，與Denise[24]認(rèn)為的果實成熟期N含量過高導(dǎo)致可溶性固形物的含量降低的說法較為一致；在煙富6號中Ca 元素與山梨醇呈顯著負(fù)相關(guān)，Mg和Fe元素對蔗糖呈極顯著正相關(guān)，B元素與果糖呈極顯著負(fù)相關(guān)，在長富2號中出現(xiàn)的Fe元素呈顯著負(fù)相關(guān)，B元素對蔗糖，Ca元素對山梨醇無顯著相關(guān)性，礦質(zhì)元素對果實中可溶性糖含量的影響在品種間有一定的差異。

4 結(jié) 論

長富2號和煙富6號的果糖含量占總糖比例最高。果實中的礦物質(zhì)元素對果實中的可溶性糖的影響較高，因品種不同，不同礦質(zhì)元素對果實中的可溶性糖影響不同。10月15日，長富2號的葡萄糖和山梨醇含量達到最大值，分別是34.68和15.47 mg/g，煙富6號在此時的葡萄糖含量也是最高的，達到27.34 mg/g。10月25日，2品種的蔗糖含量分別是37.38和43 mg/g，達到最高值。長富2號的果糖含量也達到最大值94.48 mg/g，煙富6號在10月5日達到最大值，90.43 mg/g。在長富2號中，全磷和B含量在10月5日達到最大值分別為270.74和6.58 mg/kg，全鉀含量在10月15～25日上升，Mg含量在此期間處于下降趨勢，9月16日～10月25日，全氮、Fe、Ca、Cu和Zn含量一直處于下降趨勢。在煙富6號中全氮含量從9月16日～10月25日期間，呈‘S’型增長，Ca、Cu和Zn含量在此期間處于下降狀態(tài)，10月15～25日期間全磷、Fe、Mg含量不斷上升，全鉀含量在此前間下降。