不同滤光袋对石榴果实日灼及品质的影响

秦改花 贾波涛 苏颖 刘春燕 黎积誉 曹榛 杨志于晴

关键词：石榴；套袋；日灼；果实品质；主成分分析

石榴（PunicagranatumL.）是千屈菜科（Lythraceae）石榴属多年生果树[1]。石榴果实营养丰富、风味独特，是我国重要的特色果树。在中国，石榴生产面积已超过15万hm2，形成了安徽怀远、山东枣庄等8个传统优势产区[2]。石榴生产中，日灼现象发生普遍，日灼果实的商品性明显降低。果实日灼是由高温，高光辐射以及低湿度等引起的生理病害[3]。当石榴表面温度达到45～50℃时，暴露于阳光一侧的果实表面会发生严重晒伤[4]。

套袋是果树生产中广泛使用的一项技术，不同颜色的果袋决定了入射光的波长，不同波长的光代表不同的光质[5]。光质是影响果实品质形成的主导生态因子，会影响果实大小、果形指数、果肉硬度、可滴定酸含量、可溶性糖含量等[6]。红光有利于提高植物体内碳水化合物的含量，蓝光有利于提高蛋白质的含量[7]。草莓果实中，蓝色膜可提高可滴定酸、可溶性蛋白和抗坏血酸（维生素C）的含量[8]。枇杷果实中，低透光率的双层纸袋（内黑外灰）处理显著增加了果实可滴定酸含量，降低了总糖和维生素C含量[9]。对石榴的套袋研究发现，套袋不仅可以保护果实免受疾病和害虫的影响，还能显著减少晒伤石榴果实比例，改变水果发育的微环境（如光质、光强、湿度等），有效提高石榴果实的内外品质[10]，但是不同颜色滤光袋对石榴果实日灼发生及果实品质影响的系统研究尚未见报道。

红玉石籽是安徽傳统优良石榴品种，籽粒大，可食性高，风味醇厚，受到广大消费者喜爱，但该品种极易发生日灼，导致其商品性下降。调查表明，树冠西南象限（南面、西面和西南面）的果实最易发生日灼，而其他方位由于高温、强光胁迫较少，发生日灼的几率较小[11]。因此，本研究以红玉石籽为材料，用不同颜色的滤光袋进行套袋处理，测定西南侧果实表面温度和光照强度，以及不同果袋类型对果实生理和品质指标的影响，旨在探明不同光质对石榴果实生长微环境及果实内外品质，尤其是日灼指数的影响，并为石榴防日灼果袋的筛选提供依据。

1材料与方法

1.1材料

试验材料取自5年生石榴红玉石籽，基地位于安徽省怀远县天兆石榴基地（32°97N，117°18E）。株行距为4.0m×4.0m，按照常规栽培措施管理。

于2020年盛花后50d（7月9日），选择树势和负载量相对一致的健壮植株，喷施多菌灵可湿性粉剂800倍液，上午10：00前和下午16：00后对树冠外围大小相对一致的果实进行套袋。本研究选取的滤光袋包括红色单层纸袋、绿色单层纸袋、蓝色单层纸袋、白色单层纸袋和双层牛皮纸袋。所用果袋均购自烟台市好台果制袋有限公司，规格为190mm×260mm，不同袋型对应光谱见表1，未套袋果实作为对照（CK）。每个处理90个果实，3个重复。果实近成熟时调查日灼发生情况，并采摘果实带回实验室，迅速剥离向光面果皮，切成小块混样，置于液氮中冷冻，随后在?80℃下保存备用。

1.2方法

1.2.1套袋果实微环境监测结合往年石榴日灼发生时期，根据天气预报，选择连续10d最高气温大于35℃的晴天，对气温和果实表面的温度和光照强度进行监测。将水银温度计挂在树冠西南面树外围进行气温的实时监测。选取树冠西南面的果实进行果实表面温度和光照强度的监测，测定时间为上午9：30开始，以后每隔1h监测1次。每个处理测定10个果实，结果采用平均值。

果实表面温度监测使用红外测温仪（RAYST20-XBAP，美国）进行。具体方法如下：将测温仪的红外探头置于石榴果实表面进行温度测定，待读数稳定计数，套袋果实表面温度测定需将探头伸进果袋内部进行。光照强度的监测时间、部位与果实表面温度相同，使用袖珍式数字照度表（LX1010Bs，欣宝科仪有限公司）进行测定。

1.2.2指标测定（1）果实日灼指数调查。在果实近成熟期，调查果实的日灼发生情况，并统计日灼发生率和日灼指数。日灼的分级标准参考LIU等[12]的分级方法。

本研究将石榴日灼分为4个等级，分别为：SB-0（CK，果面无日灼）；SB-1（果面出现轻微日灼症状，日灼部分出现暗红斑点且面积不到总面积的1/4）；SB-2（果面褐色斑点开始逐渐明显，占总面积的1/5～1/4）；SB-3（果面呈现黑褐色斑点，且开始出现坏死，占总面积的1/4及以上）。

日灼指数根据日灼等级，采用加权法进行。日灼发生率和日灼指数的计算方法如下：

日灼发生率=日灼果数/调查总果数×100%

日灼指数=Σ（各级日灼果数×各级代表值）/（调查总果数×最高级代表值）×100%

（2）果实品质指标测定。百粒重和籽粒出汁率测定方法按照《石榴质量等级》（LY/T2135—2019）进行。具体方法如下：每处理选取10个大小相对一致的健康果实，剥取籽粒，随机取100粒进行称重；称重后的籽粒手动去除果肉，称取核百粒重，并计算籽粒出汁率。籽粒出汁率=（百粒重-核百粒重）/百粒重×100%。

籽粒硬度的测定方法参照秦改花等[13]的方法进行。用TA-XT质构仪（StableMicroSystems，Surry，英国），HDV探头，每处理随机测定30个籽粒，3次重复，取平均值。

果皮厚度的测定，取果实胴部果皮用数显游标卡尺（0～200mm，MNT美耐特，德国）进行厚度测定，结果用mm表示。每处理3个果实，3次重复，取平均值。果皮含水量采用烘干法进行测定[14]。

果实可溶性固形物（solublesolidscontent，SSC）含量的测定，取10个果实的混合果汁，用手持折光仪（PAL-1型，Brix0-53%，ATAGO，日本）进行测定。3次重复，计算平均值。可滴定酸（TA）含量采用酸碱滴定法进行测定[15]。可溶性糖含量采用蒽酮比色法进行测定[15]。

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量×100%

（3）果实生理指标测定。丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量测定方法参考HEATH等[16]的方法，并作适当改良。主要步骤如下：0.7g石榴果皮中加7mL10%三氯乙酸（TCA），磨成匀浆后离心，取上清液作为待测液。2mL上清液+2mL0.6%硫代巴比妥酸摇匀（对照加2mL蒸馏水），置于沸水浴反应15min，迅速冷却后再离心。取上清液测定532、600、450nm波长下吸光值。样品MDA含量（nmol/g）=[（6.45×（OD532?OD600）?0.56×OD450）]×V总/W。其中V总表示测定体系总体积，W表示所取样品质量。

相对电导率测定方法参考王红亮等[17]的方法并做适当修改。每个处理随机选择10个果实，用直径0.8cm的打孔器钻取0.1cm的果皮原片，准确称取1g，置入去离子水冲洗后的烧杯中。随后加入30mL去离子水，立即使用电导率仪（PB-10，Sartorius，德国）测定相对电导率，记录为L1。再将试管放入沸水浴中煮沸，冷却后再次测定提取液的电导率，记录为L2。最终的相对电导率计算方法为：相对电导率=L1/L2×100%。

1.3数据处理

数据处理使用Excel2019软件，方差分析（ANOVA）、显著性差异分析、主成分分析使用SPSS25.0（美国）软件进行分析。

2结果与分析

2.1不同滤光袋内果实生长微环境

如图1、图2所示，不同滤光袋内果实生长的温度和光照强度均呈规律性变化，温度和光照的日变化均呈现先上升后下降的趋势。

从图1可以看出，5种滤光纸袋内果实表面温度的日变化趋势与气温一致。在10：30之前，5种果袋内温度均小于空气温度。此后，随着时间的推移，5种果袋内温度逐渐高于气温，至14：30袋内温度均高于气温，温度从高到低依次为：牛皮纸袋、红袋、白袋、绿袋、对照（CK，未套袋）、蓝袋。在5种滤光纸袋中，11：30后，牛皮纸袋袋内温度最高，蓝袋内温度最低，说明牛皮纸袋散热效果较差，蓝袋散热效果较好。

不同颜色滤光袋内光强日变化趋势与对照基本保持一致（图2）。对照果实表面光照强度从9：30开始逐渐增加，在14：30达到最大，随后逐渐下降，16：30降到最低。套袋可显著降低果实接受到的光照强度，在11：30之后，白袋内光照强度比红、绿、蓝3种袋型更强。红袋、绿袋、蓝袋3种果袋内光照强度变化幅度无明显差异。牛皮纸袋内光照强度为0，表明牛皮纸袋的遮光效果最好，白袋的遮光效果最差。

综上所述，牛皮纸袋可有效遮光，但透气性较差，导致果袋内部温度较气温高6～7℃。蓝袋内温度与气温无显著差异，而白袋、绿袋、红袋均可使袋内温度增加。红袋、绿袋和蓝袋均有较好的遮光效果，但不同袋型之间无显著差异，而白袋对光照强度的影响最小。

2.2不同滤光袋对石榴果实外观及日灼指数的影响

套袋可显著改善石榴果实的外观品质（图3），但不同袋型之间有一定差异。套红袋果实的着色效果较好，且着色均匀，无明显日灼现象。套牛皮纸袋果实表面无日灼，但果实容易形成果锈。套蓝袋后果实无日灼，果皮较光滑，但是果面不着色。套绿袋果实日灼率明显下降，但是果实表面不光滑，产生果锈。套白袋果实日灼面积减少，但是果面不光洁。对套不同滤光袋后果实日灼指数进行调查后发现，套袋后石榴果实的日灼指数显著降低（图4）。套红色、绿色、蓝色、白色和牛皮纸袋果实的日灼指数分别比对照果实的日灼指数下降91.80%、84.10%、95.39%、62.42%和100%。综合日灼指数和果實外观品质，可以认为套红袋对石榴果实外观品质的改善效果最好。

2.3不同滤光袋对石榴果皮厚度和含水率的影响

果皮厚度和含水量直接影响石榴果实的外观和耐贮性等特征，也是石榴重要的品质性状。从不同滤光袋对石榴果皮厚度和含水率的影响结果来看，套袋可显著增加石榴果皮厚度（图5），套牛皮纸袋、蓝袋、绿袋、红袋、白袋的果皮厚度分别比对照增加90.10%、71.57%、62.62%、32.27%、7.99%，均达到显著水平。对果皮含水量的分析发现，套牛皮纸袋后果皮的含水率显著下降，比对照减小70.35%。其他袋型的果皮含水率略有增加，但与对照相比差异不显著。

2.4不同颜色滤光袋对果皮MDA含量和相对电导率的影响

MDA含量和相对电导率可以反映果实细胞中的膜透性和电解质外渗情况。研究发现（图6），套袋后果皮MDA含量显著降低，套绿袋、牛皮纸袋、蓝袋、红袋、白袋果实的MDA含量分别比对照减小56.44%、52.66%、51.85%、32.91%、29.88%。套绿袋、红袋、牛皮纸袋和蓝袋果皮相对电导率分别比对照减小66.89%、35.14%、21.12%、16.64%。白袋果皮相对电导率与对照相比无显著差异。结果表明，套红袋、绿袋、蓝袋、牛皮纸袋可以显著降低日灼对果皮的损伤。

2.5不同滤光袋对石榴果实品质的影响

2.5.1石榴籽粒不同滤光袋对石榴籽粒百粒重、核百粒重、籽粒出汁率以及籽粒硬度等指标均有显著影响（表2）。其中，套绿袋和红袋果实的百粒重分别相比对照增加22.01%和13.79%，套白袋、蓝袋和牛皮纸袋后百粒重较对照分别减少3.70%、17.46%和23.45%。套红袋、绿袋、蓝袋果实核百粒重较对照分别降低35.84%、25.95%、33.99%，套牛皮纸袋果实中内种皮的百粒重无显著变化，套白袋果实的内种皮显著增加20.70%。套袋也显著降低石榴果实的籽粒硬度，蓝袋、红袋、白袋、牛皮袋、绿袋果实的籽粒硬度较对照分别降低16.30%、35.60%、35.60%、38.90%和56.30%。作为石榴食用部位的外种皮，是果实重要的商品性状，其大小决定籽粒的出汁率。在本研究中，除牛皮纸袋外，套其余滤光袋果实的籽粒出汁率均有一定程度的提高，其中红袋效果最好，比对照增加9.69%。

2.5.2风味物质含量对套不同滤光袋果实中的可溶性固形物（SSC）、可滴定酸（TA）、可溶性糖以及固酸比进行比较发现，套牛皮纸袋、蓝袋和绿袋果实的可溶性固形物含量分别比对照增加11.20%、9.37%和7.03%（表2）。套袋也可一定程度上提高果实的可溶性糖含量，套红袋、绿袋、蓝袋果实的可溶性糖含量分别比对照增加26.72%、15.40%和23.57%。套蓝袋和牛皮袋的可滴定酸含量较对照分别增加5.80%、11.60%、8.70%，套白袋果实的可滴定酸含量下降17.40%，套红袋果实的可滴定酸含量较对照无显著变化。固酸比作为反映果实风味的综合指标，在本研究中，不同滤光袋对果实固酸比影响不大。

2.5.3果实品质的主要影响因子分析对不同滤光纸袋处理果实的百粒重、核百粒重、籽粒出汁率、籽粒硬度、果皮厚度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸以及固酸比等9个品质指标进行主成分分析，筛选反映不同滤光袋对石榴果实品质影响的主要因子。根据特征值大于1的原则，共提取3个主成分，这3个主成分的累积贡献率达89.435%（表3）。从表4可以看出第一主成分代表指标为可滴定酸和可溶性固形物，其特征向量绝对值分别为0.965和0.910；第二主成分代表指标为可溶性糖，特征向量绝对值为0.872；第三主成分籽粒硬度具有最高的特征向量绝对值，为0.966。因此，套袋对果实品质的影响主要反映在可滴定酸、可溶性固形物、可溶性糖和籽粒硬度4个指标。

在主成分分析的基础上，根据综合评价模型计算不同滤光袋处理果实内在品质的综合得分和排名（表5），综合得分越高说明果实综合内在品质越好。排名前2的为绿袋和红袋，说明这2个袋型处理的石榴果实品质最好；白袋、未套袋果实的综合得分排名靠后，说明这2个处理的石榴果实品质最差。

3讨论

日灼是由高温和强光造成的生理性伤害，果实日灼具有一定的阈值温度。石榴果实发生日灼的阈值温度为45～50℃[18]。日灼对石榴果实外观品质具有很大影响。研究表明，套袋可有效保护果实免受阳光直射，从而减少日灼发生率[19]。在Wonderful石榴的研究中，与对照（未套袋）相比，套纸袋极大地降低了晒伤果实百分比[10]。此外，不同颜色（白色、蓝色和红色）滤光袋会提供特定的微域光环境[20]。在本研究中，相比于未套袋，套袋果实日灼指数降低，明显改良了石榴外观品质，验证了前人的观点。在本研究中，与未套袋果实相比，不同滤光果袋内温度明显增加，其中牛皮纸袋内的温度明显超过石榴日灼发生的阈值温度。同时，套袋也显著降低了光照强度，如牛皮纸袋具有极好的遮光效果，其袋内光照强度降至0Lux，且套牛皮纸袋果实的日灼指数为0。因此，本研究认为套袋可能主要通过减弱强光胁迫来提高果实抗日灼能力，同时，不同颜色滤光袋对光照的减弱和过滤效果有所不同，造成了石榴果实不同的抗日灼能力。但是套绿袋和牛皮纸袋的果实均出现果锈的现象，推测可能是绿袋和牛皮纸袋导致袋内形成高温高湿的环境，造成果皮细胞老化、坏死，表皮下的薄壁细胞经过细胞壁加厚和栓化后，在角质层、蜡质层及表皮层破裂处露出果面而形成果锈[21]。

果皮的MDA含量反映果皮膜脂过氧化程度。相比于对照，套袋处理后石榴果皮MDA含量显著降低，表明套袋处理可很好地保护果实免受膜脂过氧化伤害。胁迫产生的自由基由于其反应性升高导致电解质渗漏和细胞死亡，造成膜完整性的破坏[22]。陈立松等[23]在柚子的研究中证明了电解质泄漏率与水果应对逆境胁迫的抗性有关。本研究发现，除白袋外，其余袋型处理的石榴果皮相对电导率与对照相比显著降低，说明套袋能减小石榴果皮细胞膜透性，从而提高果实的抗性。

套袋种类、颜色不仅影响石榴果实外观品质，还會对果实内在品质造成影响[24]。光是植物生长发育的最重要环境因子之一，不同波长的光形成不同的光质[25]。在柑橘、芒果、苹果等多种果树的研究发现，由于果实接收到不同的光质，会影响果实品质各项指标[7]。不同颜色滤光袋对光的吸收能力有差异，可改变光质、光强和透光率，因此对果实品质形成具有不同的调节作用[26]。蓝色滤光膜可以提高草莓的含糖量、可滴定酸含量以及固酸比[27]，紫色滤光膜袋处理的梨果实品质较高，其硬度和可滴定酸减小，可溶性固形物和可溶性糖含量提高[26]。WU等[28]证明套袋提高了石榴果实总糖含量。蒲高斌等[29]研究表明，红光和蓝光处理可提高番茄转色期果实的可溶性糖及有机酸含量。在本研究中，套红色和蓝色果袋的果实可溶性糖含量显著提高，这与前人的研究结果一致。在番茄果实的研究中发现，不同光质处理对番茄果实可滴定酸含量有影响，红光可以增加果实可滴定酸含量，而蓝光降低可滴定酸含量[30]。在本研究中，套绿袋、蓝袋和牛皮纸袋的果实可滴定酸含量显著增加，白袋果实可滴定酸显著降低，可能是不同光质对石榴有机酸（如柠檬酸和苹果酸）的合成或者降解酶的活性造成了不同程度的影响。

在本研究中，与对照相比，套红袋和绿袋果实百粒重显著增加，套红袋、绿袋、蓝袋果实核百粒重显著下降，说明套红袋和绿袋能显著增加石榴的可食用部分。本研究发现5种颜色滤光袋处理的石榴籽粒硬度与对照相比显著下降，且不同滤光袋处理的果实之间籽粒硬度有所不同。籽粒的硬度主要由木质素含量决定[13]，套袋可以显著抑制PAL、C4H、4CL等木质素代谢相关酶的活性，导致其催化进入木质素合成途径中的苯丙氨酸含量减少，导致木质素合成和沉积减少，从而导致硬度下降[31]。

主成分分析表明，果实套袋主要影响可滴定酸、可溶性固形物、可溶性糖和籽粒硬度4个品质指标。在主成分分析的基础上结合综合评价结果可以看出：本研究中，与对照相比，套红袋果实的可滴定酸和可溶性固形物含量无显著变化，可溶性糖含量增加，籽粒硬度降低籽粒出汁率增加，可食性高。套绿袋果实可滴定酸、可溶性固形物和可溶性糖含量均显著增加，籽粒硬度降低，籽粒出汁率无显著变化，但在调查中发现，其表面容易产生果锈，果实外观品质差；而红袋处理的果实日灼指数较低，外观品质良好，且着色较佳。因此，综合果实外在和内在品质，本研究认为红玉石籽适宜用红袋进行套袋栽培。