富士苹果果实主要营养元素含量变化与品质的关系

闫忠业， 伊　凯， 刘　志， 王冬梅， 吕天星， 杨　锋， 张景娥， 姜孝军

(辽宁省果树科学研究所，辽宁熊岳 115009)

矿质营养是苹果(MalusdomesticaBorkh.)生长发育、产量和品质形成的物质基础，各种矿质营养的绝对含量及其之间的相互作用影响果实品质[1]。现在人们越来越关注果实品质，而目前矿质元素对苹果品质影响的报道多采用施肥、采前喷洒或果实浸泡等方法研究其与果实品质、耐贮性的关系[2-5]。富士作为我国目前主栽苹果品种，研究其主要营养元素的变化与果实品质的相关性显得日益重要。本试验以苹果品种富士(Fuji)、福岛短枝富士(Fukuhima Spur)为材料，研究果实成熟过程中可溶性固形物、总糖、可滴定酸、主要营养元素含量变化及其之间的关系，这对了解主要营养元素在果实品质形成中的作用、糖代谢及其调控具有重要的理论意义。

1　材料与方法

1.1　材料

10年生富士、福岛短枝富士苹果树，砧木均为山荆子[Malusbaccata(L.) Borkh.]，种植于辽宁省果树所试验园，其中福岛短枝富士苹果是富士苹果的短枝型芽变品种。辽宁省果树所试验园土壤为沙壤土，果园进行清耕管理，有机质含量为1.705%，氮含量为0.64%。

1.2　试验方法

每品种随机选择生长正常的树6株，每2株为1个重复，重复3次。从2004年8月9日开始至苹果成熟期，每隔10 d左右采1次果，每株在东、南、西、北外围各采1个果，每个重复的果实混合取样，测定果实中可溶性固形物、总糖、可滴定酸、氮、磷、钾、钙、镁含量。可溶性固形物含量采用手持测糖仪法测定；总糖、可滴定酸、氮、磷含量分别采用蒽酮比色法、碱滴定法、微量凯氏定氮法、钒钼黄比色法测定[6-7]；钾、钙、镁含量采用原子吸收分光光度法测定，硼含量采用甲亚胺-H酸法测定[8]。

1.3　数据统计分析

采用Excel 2007软件进行作图，采用DPS软件对数据进行统计分析。

2　结果与分析

2.1　苹果果实中内含物的变化

2.1.1可溶性固形物含量由图1可见，在果实成熟过程中，果实中的可溶性固形物含量呈逐渐增加趋势；在各个测定时期，富士、福岛短枝富士苹果的可溶性固形物含量没有明显差异。

2.1.2总糖含量由图2可见，在果实成熟过程中，果实中的总糖含量呈逐渐增加趋势；在各个测定时期，富士、福岛短枝富士苹果的总糖含量没有明显差异。

2.1.3可滴定酸含量由图3可见，在果实成熟过程中，富士和福岛短枝富士果实中的可滴定酸含量呈稳步下降趋势，这可以作为果实成熟的一个重要指标。

2.2　苹果果实中不同营养元素含量的变化

2.2.1氮含量由图4可见，在果实成熟过程中，果实中的氮含量整体呈下降趋势；在各个测定时期，福岛短枝富士的氮含量都高于富士，但整体看这2个苹果品种的氮含量变化不大。

2.2.2磷含量由图5可见，在果实成熟过程中，富士和福岛短枝富士果实中的磷含量变化较为一致，9月6日，果实中的磷含量出现最大值；后果实中磷含量呈逐渐下降趋势，9月27日出现最小值后，果实中的磷含量又有增加趋势。

2.2.3钾含量由图6可见，在整个果实成熟过程中，果实中的钾含量变化较为平稳，在各个测定时期，富士果实中的钾含量高于福岛短枝富士；在采收期，富士果实中的钾含量出现急剧下降现象。

2.2.4钙含量由图7可见，8月9日，福岛短枝富士的钙含量甚微；在整个果实成熟过程中，福岛短枝富士果实中的钙含量在8月19日达最大值后呈逐渐下降趋势，而富士果实中的钙含量在8月9日达最大值后整体呈逐渐下降趋势。

2.2.5镁含量由图8可见，2个苹果品种果实中的镁含量变化趋势基本一致，8月19日出现1个谷值；随后果实中的镁含量逐渐上升，8月30日达到最大值，后整体呈缓慢下降趋势。

2.2.6硼含量由图9可见，在果实成熟过程中，2个苹果品种果实中的硼含量呈逐渐增加趋势；在各个测定时期，福岛短枝富士果实中的硼含量高于富士；富士果实中的硼含量在采收期增加较快。

2.3　果实品质与矿质元素含量变化的关系

2.3.1果实中可溶性固形物的含量与矿质元素含量的相关性通过DPS逐步回归方法，对果实中的可溶性固形物含量与营养元素含量动态变化进行相关性分析。由表1可见，果实中的可溶性固形物含量与氮、磷、镁含量呈显著负相关，与硼含量呈显著正相关(P<0.05)；由通径方程可知，果实固形物含量受磷、硼含量的影响相对较大，富士还受氮含量的影响。

表1　苹果果实中可溶性固形物含量与矿质元素含量的相关性

注：Y、X1、X2、X3、X4、X5、X6分别表示果实中的可溶性固形物、N、P、K、Ca、Mg、B含量；“*”表示果实中可溶性固形物含量与矿质元素含量相关性显著(P<0.05)。

2.3.2富士系苹果糖含量与果实中矿质元素含量相关性由表2可见，果实中的糖与氮、磷、镁含量呈显著负相关，与硼含量呈显著正相关(P<0.05)；由通径方程可知，果实中的糖含量受硼含量的影响相对较大， 富士苹果糖含量还受钾含量的影响，福岛短枝富士苹果糖含量则还受磷含量的影响。

表2　苹果果实中糖含量与矿质元素含量的相关性

注：Y、X1、X2、X3、X4、X5、X6分别表示果实中的糖、N、P、K、Ca、Mg、B含量；“*”表示果实中糖含量与矿质元素含量相关性显著(P<0.05)。

2.3.3富士系苹果可滴定酸含量与果实中矿质元素含量相关性由表3可见，果实中的可滴定酸含量与氮、磷、镁含量呈显著正相关，与硼含量呈显著负相关(P<0.05)；由通径方程可知，果实中的可滴定酸含量受硼、磷含量的影响相对较大。

表3　苹果果实中可滴定酸含量与矿质元素含量的相关性

注：Y、X1、X2、X3、X4、X5、X6分别表示果实中的可滴定酸、N、P、K、Ca、Mg、B含量；*表示果实中可滴定酸含量与矿质元素含量相关性显著(P<0.05)。

3　结论与讨论

在苹果果实成熟阶段，富士和福岛短枝富士果实中的可溶性固形物、总糖、硼含量有逐渐增加的趋势，可滴定酸、氮、镁含量有逐渐减少的趋势，而磷、镁、钙含量在2个品种间的变化差异相对较大，但整体有下降趋势；果实中的可溶性固形物、糖含量与氮、磷、镁含量呈显著负相关(P<0.05)，与硼含量呈显著正相关，果实中的可溶性固形物含量受磷、硼含量的影响相对较大、糖含量受硼含量的影响较大，富士苹果糖含量还受钾含量的影响，福岛短枝富士苹果则还受磷含量的影响；果实中的可滴定酸含量与氮、磷、镁含量呈显著正相关，与硼含量呈显著负相关(P<0.05)，果实中可滴定酸含量受硼、磷含量的影响相对较大。矿质元素的这些变化规律在梨、山楂、李、葡萄上均有相关报道[6-10]，本试验结果与之基本一致。

王冬梅等研究发现，果实与叶片中的矿质元素变化有较为明显的差异[11]；韩秀梅等认为，红富士苹果5月份和8月份的叶片矿质元素含量与成熟果实矿质元素含量的相关性较高[12]；张小燕等发现，苹果的矿质元素、糖、酸含量随品种及栽培方式的不同，会表现出丰富的遗传多样性[13]。徐慧等研究表明，磷对苹果果实单果质量、可溶性固形物含量和果肉硬度的正直接作用相对最大；镁对果实单果质量的负直接作用相对最大；氮对可溶性固形物含量、果肉硬度的负直接作用相对最大；锰对可滴定酸含量具有相对最大的负直接作用[14]。因此，苹果果实的生长发育和品质形成受到各种矿质元素的协同调控。钙、钾含量高，苹果果实的肉质好、耐贮藏，具有良好的风味品质[2]。本研究结果表明，富士果实中的钙、钾含量一直高于福岛短枝富士，这正可以解释富士口感为何要略优于其芽变品种福岛短枝富士。硼与核酸代谢、碳水化合物代谢、蛋白质代谢、吲哚乙酸代谢有关[15-17]，这些代谢影响果实中总糖、可滴定酸含量，因而果实中的硼含量与果实的风味品质有明显的相关性。

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