維生素 B6 施用時間和劑量對富士蘋果品質的影響

王安然，倪蔚茹，賀錫燕，徐　金，王金政，毛志泉，沈　向

（1 山東農業大學園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，山東泰安 271018；2 山東省果樹研究所，山東泰安 271000）

維生素 B6 施用時間和劑量對富士蘋果品質的影響

王安然1，倪蔚茹1，賀錫燕1，徐金1，王金政2，毛志泉1，沈向1*

（1 山東農業大學園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，山東泰安 271018；2 山東省果樹研究所，山東泰安 271000）

【目的】探討不同時期土施不同劑量維生素 B6后對果實營養品質和香氣品質的影響，為提高富士果實品質提供新的營養途徑。【方法】于 2013年和 2014年在山東蒙陰縣進行了富士蘋果田間試驗。試驗設兩個施用時間分別為 4 月和 6 月，在富士蘋果距主干 60 cm 處土施維生素 B6，劑量分別為 0、3、5、7 g/plant。果實成熟時測定果實的氮磷鉀含量、可溶性固形物、Vc 等營養品質指標及香氣物質成分。【結果】2013年和 2014年果實中氮、磷、鉀含量均以 4 月份施 B6 7 g/plant 處理最高，與對照差異顯著。4 月、6 月份土施 B6 7 g/plant 處理的各項品質指標基本都顯著高于對照，同等劑量不同施用時間果實各測定指標 4 月與 6 月份之間差異顯著（除 2014年硬度外）。2013年和 2014年施用 7 g/plant 處理的總酯類揮發性物質的相對含量都顯著高于對照。酯類物質中 2-甲基丁酸乙酯的相對含量在 2013年和 2014年的所有處理（除 2013年4 月施用 3 g/plant 和 2014年6月施用 7 g/plant 處理外）都明顯高于當年對照。兩年中 4 月施用 7 g/plant 處理果實中的 2-甲基丁酸乙酯的含量在當年處理中最高，并與其它處理存在顯著差異。果實中丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基丁酸異丙酯相對含量在 2013年和 2014年4 月和 6 月施用 7 g/plant 處理中都明顯高于對照。【結論】4 月施用維生素 B6 提高果實的營養品質和單果重效果最佳，6 月施用提高果實的香氣品質更佳；本研究條件下，維生素 B6的適宜用量為 5～7 g/plant。

維生素 B6；富士蘋果；營養品質；香氣

蘋果是我國重要的經濟作物，種植面積和產量居世界首位。但不恰當的生產施肥技術使果實品質下降、風味變淡。提高果實品質增加產量，提升其在國際市場的競爭能力，使農民增加收入，獲得更好的經濟效益是目前蘋果生產的核心問題［1-2］。

化肥對提高農作物的產量和品質發揮著重要的作用。隨著在農業生產中化肥的施用量逐年增加，土壤中重金屬累積、土壤微生物活性降低、土壤酸化等現象日益嚴重，并且影響農產品的品質和產量［3-5］。目前我國各種研究都在提倡合理施用有機肥，來改善土壤狀況，減少對土壤污染，改善作物產量及其品質［6-7］。但有機肥中的有機營養物質，多以緩效的方式存在，需要經過長時間的分解，轉化為小分子物質（如維生素類、糖類、萜類等）才能被植物自身吸收利用［8］。作為土壤重要小分子物質的維生素，是植物生長發育過程中不可缺少的營養物質和生長調節劑。維生素在植物體內作為多種酶的輔基，在植物的代謝過程中發揮巨大的作用。王厚德［9］發現單獨在培養基中添加維生素 B6，使靈芝的菌絲產量增加了 13.2%。李振輪等［10］研究表明，使用不同劑量的維生素對甜玉米進行浸種，顯著提高了其萌發率和根活力。同時有研究表明，外源使用維生素對小麥、黃瓜等農作物的產量和品質提高具有顯著影響并且對增強其抗逆性也發揮顯著的作用［11-13］。有研究者證明，外源維生素可以改變植物營養缺乏的現象，對缺鎂的玉米噴施維生素 B6、B2后可以在一定程度上恢復玉米的生長發育［27］。維生素處理后對作物生長發育及其產量的影響雖然研究不少，但對蘋果等木本植物的各方面的影響鮮有報道。夏燕飛等［8］對采集的 168 個蘋果園土壤樣品進行分析，發現土壤中普遍含有一定量的維生素，其中的維生素 B6 含量與富士蘋果的可溶性糖、維生素 C、可溶性固形物等營養品質存在顯著相關性，我們在其研究基礎上選用土壤中有機營養物質維生素 B6 作為土壤調節物質對富士蘋果樹進行處理，并且在果實采收后，采用頂空固相萃取等技術，分析不同時期施用不同量維生素 B6后對蘋果營養及香氣品質的影響，從而為土壤肥料種類的選擇提供新思路。

1　材料與方法

1.1試驗點概況和供試材料

試驗果園位于臨沂蒙陰縣野店鎮煙莊村，供試果園耕層土壤養分含量分別為：有機質含量 1.5%、有效氮 124.60 mg/kg、有效磷 51.29 mg/kg、速效鉀141.21 mg/kg。

蘋果品種為 15年生盛果期以平邑甜茶為砧木的紅富士，落花 35 d后套袋，株行距 3 m×4 m。試驗處理所用為生物學試劑維生素 B6（鹽酸吡哆醇含量 ≥98%）。

1.2試驗設計

距果樹主干 60 cm 處，分別在行間、行內四個方位挖深 25 cm、寬 15 cm 的坑進行維生素 B6 土施。設置 4 個梯度，每個梯度為一個處理，每個處理的維生素 B6 施用量分別為 0（對照）、3、5、7 g/plant。并在 2013年和 2014年的 4 月、6 月份兩個時期在同一果園進行施用。每個處理設 3 個重復，進行隨機區組排列，每個小區 10 株。日常按常規管理方式進行管理。

1.3樣品采集與測定

1.3.1樣品采集在果實成熟期（2013年和 2014年10月中旬）進行采收，每個處理在樹冠中部四個方向采摘，每個處理共摘取 30 個，保存于 4℃ 冰箱備用。

果實香氣品質測定采用頂空固相萃取（SPME）技術提取果實香氣成分。經氣相色譜-質譜聯用儀（島津公司，Shimadzu GCMS-QP2010）進行測定分析。每個處理任意取 5 個蘋果去皮，取果肉切成 1 mm3大小碎塊混合，稱取 20 g 于錐形瓶中，加入內標 3-壬酮（0.4 g/L）5 μL 密封。插入在進樣口老化 30 min的萃取頭進行吸附，同時將錐形瓶放在 45℃ 磁力攪拌加熱板上加熱 40 min。吸附完成后，插進進樣口進行解吸。GC-MS 分析：采用美國 Finnigan Trace MS 氣相色譜-質譜聯用儀分析進樣；色譜條件：色譜柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm 毛細管柱。進樣口溫度 250℃，初始溫度 35℃，保持 4 min，然后以6℃/min 升至 120℃ 保持 1 min，然后以 10℃/min 升至 180℃后以 20℃/min 升至 250℃ 保持 7 min。載氣為 He（99.9%），流量為 0.8 mL/min，電離方式為EI，電子能量為 70 Ev，離子源溫度 200℃，進樣不分流。

1.4數據處理

經 GC-MS 測定后，通過 NIST/WILLEY 譜庫檢索確定其香氣成分，對其相對含量通過面積歸一化法進行計算。對其揮發性物質的定量，根據以下公式［19-20］計算：

含量=單峰面積/內標峰面積×內標物含量

數據采用 Microsoft Excel 2003 處理，DPS7.05軟件進行統計分析。

2　結果與分析

2.1維生素 B6 不同施用時期和劑量對富士蘋果果實礦質養分的影響

表1結果表明，2013年和 2014年的所有維生素B6 處理果實中的全氮、全磷、全鉀都都明顯高于對照，其中每年的 4月7 g/plant 的處理氮、磷、鉀含量最高。2013年、2014年4 月份 7 g/plant 處理中的全氮含量分別高出對照 23.14%、24.25%，全磷含量分別高出對照 32.97%、33.54%，全鉀含量分別高出對照 30.08%、23.79%。

表1　2013年和 2014年施用維生素 B6 的富士蘋果果實氮、磷、鉀含量（g/kg）Table 1　N， P， K content of Fuji apple effected of vitamin B6 in 2013 and 2014

2.2維生素 B6 不同施用時間和劑量對富士蘋果品質的影響

土施不同劑量維生素 B6后果實的各項品質指標都明顯高于當年對照（表2），其中兩年4 月和 6 月份7 g/plant 處理各項指標都顯著高于同年的其它處理。其中 4 月份與 6 月份的 7 g/plant 處理的各項品質指標相比，除 2014年硬度差異不顯著外，4 月份的效果明顯高于 6 月份。從表2可看出，兩年4、6 月份的 7 g/plant 處理的單果重都高于對照，其中 2013年明顯高出對照 7.47%、6.31%，2014年明顯高出對照8.46%、 6.57%。

表2　2013年和 2014年施用維生素 B6 富士蘋果果實營養品質Table 2　Effect of Vitamin B6 on the nutritional quality of Fuji apple in 2013 and 2014

2.3不同時期施用不同劑量維生素 B6 對果實香氣品質的影響

果實的香氣品質目前已經成為衡量果實品質重要標準之一，它主要決定果實的嗅感。根據香氣成分區分，富士果實為“酯香型”［21］。

維生素 B6 處理富士的主要香氣物質的相對含量和含量都得到了明顯提高，在改善果實香氣品質方面發揮了重要的作用。 表3表明，果實中的主要香氣成分為酯類物質，其中 2013年和 2014年4、6 月份施用 7 g/plant 維生素 B6 處理果實總酯類揮發性物質的相對含量分別為 97.82%、92.55% 和 94.87%、96.10%，并且它們都明顯高于對照。因為富士屬于“酯香型”，果實中的酯類物質含量對香氣品質影響發揮主導作用。其中酯類揮發性物質對果實擁有果香和甜香特征發揮著巨大的作用［22-23］。雖然在果實中檢測到大量的酯類化合物，但只有 2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基丁酸異丙酯等小部分脂類物質對蘋果果實的風味發揮著主要作用［24-25］。以上這些酯類揮發性物質在維生素 B6 處理過的富士果實的果肉中均被檢測出。除2013年4 月份 3 g/plant、2014年6 月份 7 g/plant 處理，香氣閾值低感知度高的 2-甲基丁酸乙酯的相對含量在兩年4、6 月份的處理都明顯高于對照。2013年和 2014年4 月和 6 月的 7 g/plant 處理中 2-甲基丁酸乙酯的含量分別顯著高出對照 1.2 倍、0.6 倍、0.18 倍、0.12 倍（表4）。其中 2013年和 2014年中的4 月的 7 g/plant 處理果實中的 2-甲基丁酸乙酯的含量在當年處理中最高，并與其它處理存在顯著差異。丁酸乙酯、己酸乙酯和 2-甲基丁酸丁酯都具有蘋果果實所特有的甜香氣和果香氣。丁酸乙酯相對含量在 2013年和 2014年4 月和 6 月的 7 g/plant 處理的果實中都高于對照，其含量分別高出對照 2.1 倍、1.5 倍、1.8 倍、3.7 倍，并且都與對照存在顯著性差異。己酸乙酯的相對含量在 2013年和 2014年4 月和 6 月的 7 g/株處理都明顯高于對照，其含量分別高出對照 1.1 倍、1.4 倍、2.0 倍、14 倍，并與對照存在顯著性差異。2-甲基丁酸丁酯在 2013年和 2014年4 月份、6 月的 7 g/plant 處理的相對含量都高于當年對照，其含量也都明顯高于對照，分別高出對照1.6、0.6、0.49、0.8 倍，并與當年對照存在顯著性差異。2-甲基丁酸異丙酯具有果實清香氣，它的相對含量在 2013年和 2014年4 月、6 月的 7 g/plant 處理都明顯高于對照，其含量也都明顯高于對照，分別高出 1.0、0.7、1.1、1.4 倍。并與對照存在顯著性差異。以上結果說明施用維生素 B6后使果實的甜香和果香更濃郁，在一定程度提高果實的香氣品質。綜合主要酯類物質相對含量比較，6 月的丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯分別比 4 月的高出 59.55 %、138.25 %、5.48 %，2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸異丙酯 4 月的相對含量雖然比 6 月的處理高，但是它們的相對含量的差異很小，因此總酯類物質 6 月的處理相對含量也高于 4 月。

表3　2013年和 2014年施用維生素 B6 的富士果實主要酯類揮發物質種類及相對含量（%）Table 3　Contents of volatile substances of major esters of Fuji affected by vitamin B6 in 2013 and 2014

表4　2013年和 2014年施用維生素 B6 的富士果實主要酯類揮發物質含量（μg/100g， FW）Table 4　Contents of major esters volatile substances of Fuji affected by vitamin B6 in 2013 and 2014

3　討論與結論

維生素對植物的正常生長發育起著至關重要的作用，外源維生素能夠作用于植物細胞、藻類、菌類等低等植物的培養，或將其施用于高等作物提高其產量、品質及抗逆性。維生素參與植物體內的氧化還原反應，并且直接影響無機營養在植物體內的運轉［26］。有研究表明使用外源維生素可以使植物自身缺乏無機營養得到改善，同時也能提高植物自身的無機營養物質的含量［27］。本試驗結果表明施用維生素B6后，7 g/plant 處理果實中全氮的含量比對照增加了 18.79%～19.52%，全磷含量比對照高出 24.80%～25.11%，全鉀含量高出對照 19.21%～23.12%。無機營養對果實的營養品質有著顯著的影響，有研究結果表明果實中氮含量的提高可以提高果實中可滴定酸的含量，施用磷肥可以提高富士的產量，也可以減少其在貯藏時期的生理病害，鉀可以增加果實的色澤還可以提高果實的含糖量及其香味、風味［28］。本試驗在施用了維生素 B6后，果實中的氮磷鉀含量增加的同時，果實的產量、糖酸比、花色苷等營養品質指標都明顯高于對照。同時維生素作為輔酶，參與關系植物生命活動關鍵酶的活動，參與植物細胞蛋白質、脂肪、糖酸的代謝活動，影響著植物本身的正常生長發育，同時影響著植物果實各種營養物質及其糖酸物質的積累［29］。本試驗運用維生素 B6后，也可能通過維生素作為輔酶參與各種代謝活動從而提高富士蘋果產量及其花色苷、糖酸、硬度等營養品質。

果實的香氣是果實風味重要的一部分，有研究表明富士蘋果果肉能夠檢測到 300 多種揮發性物質，因為富士果實為“酯香型”品種，其中酯類占峰面積的 78%～92%。本研究結果表明，在進行了維生素 B6 處理后的果實中酯類揮發性物質最高可占峰面積的 96.1%。果實中酯類特征香氣成分多通過氨基酸合成途徑產生，有研究顯示草莓［30］和香蕉［31］等果實的部分酯類香氣成分是通過丙氨酸轉化而成的。這些酯類物質通過前體物質氨基酸在轉氨酶和丙酮酸脫氫酶這兩種關鍵酶的共同作用下，進行轉氨基和脫羧基合成的［32-33］。而維生素 B6 作為轉氨作用的輔酶，同時具有脫羧作用，從而促進了其體內各種前體物質氨基酸在關鍵酶的作用下轉化成果實果肉內的酯類物質。也有研究表明，醇類化合物和醛類化合物也是影響果實香氣風味的重要物質，但在本次試驗中富士果實果肉中僅檢測到少量的醇類物質，而醛類物質很少或沒有檢出。這可能是果實套袋后使其調控酯類化合物合成的關鍵酶活化，促進醇類和脂肪酸向酯類化合物的方向轉化，增加了酯類揮發性物質在果實體內的積累。同時套袋抑制了調控醛類物質合成的關鍵酶 PDC 的活性，抑制了其在果實果肉的合成和積累［34］。因而使其醇類物質和醛類物質很少檢出或檢不出。

綜合以上研究結果表明，對于該年齡段富士蘋果果實營養品質和香氣品質而言施用維生素 B6 的最佳劑量為 7 g/plant。可能增加使用量效果會更加明顯，但從目前的效果分析，受到投入產出比例的限制，從經濟角度，施用 5 g/plant 維生素 B6，對果實的各項品質促進作用也很顯著，因此，5 g/plant 的施用量為最經濟的施用量。4 月份施用維生素 B6 可以明顯提高富士蘋果果實的營養品質，而 6 月份施用可以明顯提高果實的香氣品質。施用維生素 B6 增產增質的機理還亟需深入，特別是對于維生素 B6 施用后是對其樹體周圍土壤環境的影響，還是被其樹體直接吸收而發揮生理作用還需進一步的實驗進行驗證。

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Effects of vitamin B6 application time and doses on fruit quality of Fuji

WANG An-ran1，NI Wei-ru1，HE Xi-yan1，XU Jin1，WANG Jin-zheng2，MAO Zhi-quan1，SHEN Xiang1*
（1 College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University， State Key Laboratory of Crop Biology；2 Shandong Institute of Pomology， Tai'an， Shandong， 271018， China）

【Objectives】The effects of soil application of different doses of vitamin B6 on the fruit quality were studied in order to provide a new method to improve fruit quality of Fuji.【Methods】The doses of vitamin B6 of 0（control）， 3， 5 and 7 g per plant were added into soil 60 cm away from the Fuji apple trunk， and two application tine of April and June were set in 2013 and 2014. Contents of nitrogen， phosphorus， potassium， soluble solids， vitamin C and aroma components of the fruits were determined when the fruits were ripe.【Results】The total nitrogen， phosphorus and potassium contents in treatment of 7 g plant in April were the highest of 2013 and 2014， which were to significantly higher than the control. The quality indicators of 7 g per plant in both April and June treatments were significantly higher than those of the control in both 2013 and 2014，and the difference in the quality indicators between the two application time were significant（except the hardness indicator of 2014）. In 2013 and 2014， the relative content of total esters in 7 g per plant treatment was significantly higher than that of the control. The relative content of ethyl-2-methyl butyrate in esters was significantly higher than that of the control（except 3 g per plant in April 2013 and 7 g per plant in June 2014）. The content of ethyl-2-methyl butyrate of 7 g per plant in April was the highest in the current year， and the differences with other treatments were significant. The relative content of ethyl butyrate， ethyl caproate， butyl 2-methyl butyrate，isopropyl 2-methyl butyrate in treatment of 7 g per plant in both application times in 2013 and 2014 were significantly higher than that of the control， and also significantly higher than those of other does treatments.【Conclusions】Application of vitamin B6 7 g/plant in April performs best in improving the fruit nutritional quality and single fruit weight， but application of B6 7 g/plant in June peforms best in improving the quality of fruit aroma. Therefore the doses of vitamin B6 of 5 g or 7 g/plant is recommanded under the conditions of this study.

vitamin B6； Fuji fruit； nutritional quality； aroma

S605

A

1008-505X（2016）05-1348-08

2015-09-23接受日期：2016-01-04

支撐計劃專項經費（2014BAD16B02）；國家現代農業技術體系專項經費（CARS-28）；山東省2013年重大創新項目資助。

王安然（1990—），女，河南衛輝人，碩士研究生，主要從事果樹生物學方面研究。E-mail：anranjing123@163.com

Tel：0538-8249140，E-mail：shenx@sdau.du.cn