噴施尿素對渭北紅富士蘋果葉片營養與果實香氣和品質的影響

李愛梅，張 超，李本晟，張 玲，趙永桂，韓明玉，張立新

（1.西北農林科技大學生命科學學院，陜西 楊凌712100；2.西北農林科技大學資源環境學院，陜西 楊凌712100；3.西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌712100）

噴施尿素對渭北紅富士蘋果葉片營養與果實香氣和品質的影響

李愛梅1，張 超2，李本晟1，張 玲1，趙永桂1，韓明玉3，張立新1

（1.西北農林科技大學生命科學學院，陜西 楊凌712100；2.西北農林科技大學資源環境學院，陜西 楊凌712100；3.西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌712100）

為改善渭北紅富士蘋果葉片營養狀況及果實品質，以長富2號蘋果為材料，通過葉面噴施不同濃度（0.2%、0.5%、0.8%）尿素，研究不同處理對紅富士蘋果葉片營養、果實香氣成分以及果實品質的影響。結果表明，從幼果期到果實膨大后期，葉片氮含量呈先降低后升高趨勢，磷和鉀含量呈先升高后降低趨勢，噴施尿素均提高葉片營養水平，其中以N2（噴施0.5%尿素）處理葉片整體營養水平較好，葉片氮、磷、鉀的平均含量分別較對照（N0）提高15.68%、10.37%、5.6%。噴施尿素均不同程度增加了果實香氣含量，其中壬醛、乙酸乙酯、乙酸戊酯在噴施尿素之后出現，總體以N2處理為最高，其香氣成分總量較N0處理提高了22.29%。N2和N3處理分別顯著提高了果實氨基酸、可滴定酸，但對果實可溶性糖、維生素C無顯著影響。綜合分析表明，噴施0.5%尿素能夠有效增加蘋果樹葉片營養、提高果實香氣與品質。

葉面噴氮；紅富士蘋果；葉片營養；果實香氣；果實品質

渭北旱塬地區是紅富士蘋果最適生態栽培區之一，栽培面積逐年擴大，近年來由于果農盲目施用氮肥，造成土壤肥力退化、樹勢變弱，導致該地區紅富士蘋果果實品質連年下降。氮是植物必需礦質元素之首，是影響果樹生長發育和果實品質產量的基礎。氮素一方面可以促進葉片葉綠素合成，從而有益于光合作用及碳水化合物形成；另一方面還可以影響植物體內各種酶的活性，進而影響果樹的各種生理生化過程［1］。磷是核酸、某些酶類和呼吸代謝中能量轉換物質ATP的主要成分，磷量適當則新梢健壯，花芽分化良好，果實早熟，缺磷則開花減少，易落果，果實品質劣變，酸多糖少［2］。鉀是多種酶，如糖磷酸激酶、丙酮酸激酶等的活化劑，可以促進光合作用和碳水化合物的運轉，施鉀適當有利于增強樹勢，促進成花著果，提高品質［3］。近年來，對果樹中礦質營養元素含量及動態變化進行了大量研究，結果表明改善果樹營養條件對果樹生長發育、產量和品質有重要意義［4－6］。果實香氣是果實品質的一個非常重要的指標，但由于香氣物質在果實內的代謝比較復雜，提高果實香氣的有效措施有限，研究相對較少。由于氮是植物生長發育中起重要作用的礦質元素，在土壤速效氮含量偏低時，采用葉面噴施氮肥的方法，能夠促進植物的生長發育。為此，本研究采用葉面噴施尿素的方法，研究氮素營養對紅富士蘋果葉片營養和果實香氣的影響，從而為提高果園產量及果實品質，減少化肥的使用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2012年11月至2013年11月在陜西省旬邑縣西北農林科技大學蘋果試驗園進行。試材為1998年栽植的矮化中間砧長富2號，中間砧為M26，基砧為新疆野蘋果，株行距3 m×4 m，栽植密度每666.7 m255株，以‘秦冠’作為授粉樹。試驗園土壤為壤土，土壤基本養分狀況見表1。供試肥料為尿素（含N≥46%）。

表1 試驗園土壤基礎地力Table 1 Physical and chemical characteristics of soil used in the experiment

1.2 試驗設計與分析方法

1.2.1 試驗設計 試驗設4個處理，分別為：處理1，0.2%尿素（N1）；處理 2，0.5%尿素（N2）；處理 3，0.8%尿素（N3）；處理 4，清水對照（N0）。以 2棵樹為一個處理小區，每個處理3次重復，隨機區組排列。在果樹東南西北四個方向選擇高度、長勢相似、著生果實的枝條。在蘋果物候期內共噴5次，分別為2012年5月16日、6月16日、7月16日、8月16日、9月16日，所有選定的枝條按要求噴施相應的溶液，單棵樹噴施同一濃度或種類溶液，每次噴施量為2 500mL·棵－1，其它管理措施同常規方法。

1.2.2 葉片樣品采集及分析 每個處理每個小區葉片自5月16日起開始采集，每隔一個月采集一次，共采5次。采集的葉片為樹冠外圍東、西、南、北四個方向正常發育枝條的中部葉片，隨機采摘，100片葉組成一個樣，葉片全氮、全磷含量采用AA3連續流動分析儀測定；鉀含量采用火焰光度計法測定。測定之前將樣品烘干粉碎，通過H2O2－H2SO4消煮，開始測定［7］。

1.2.3 果實品質的測定 果實成熟后（10月22日），從樹冠東、西、南、北、內膛和頂部位置隨機采摘，每棵重復取樣8個蘋果，每個處理采摘48個蘋果用于測定果實品質。果實硬度用手握式國產GY－1型硬度計測定；果實可溶性固形物含量用手握式可溶性固形物測定儀測定；可溶性糖用蒽酮比色法測定；Vc用2，6－二氯酚錠酚法測定；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G－250染色法測定均參考高俊鳳方法［8］。

1.2.4 GC－MS芳香成分測定 采用 TRACE，GC／MS氣質聯用儀，固相微萃取樣品前處理：在40 mL的樣品瓶中加入15 g蘋果汁，Ig氯化鈉，10μL 3－壬酮（0.04mg·mL－1），封口后在 50℃恒溫條件下平衡10min，將老化好的萃取頭（老化時間2 h）插入樣品瓶頂空，50℃下吸附30 min后，拔出萃取頭，插入氣象色譜進樣口高溫解吸附2min。色譜條件：色譜柱為彈性石英毛細管柱DB－WAX（60 m×0.25 mm×0.25μm）；升溫程序：40℃保持 2.5 min，以 5℃·min－1升至 150℃，以 10℃·min－1升至 230℃保持 5 min；載氣（He）流速：1 mL·min－1，壓力 2.4 kPa，載氣（He）流速：1 mL·min－1，不分流進樣。質譜條件：電子轟擊離子源；電子能量70 eV；傳輸線溫度230℃；離子源溫度230℃；母離子 m／z 285；激活電壓 1.5 V；質量掃描范圍m／z 35～500 amu。電離方式EI，電離電壓為70 eV，離子源溫度250℃，接口溫度230℃。

1.3 數據分析

數據采用Excel軟件進行分析，差異顯著性分析采用 SPSS 20.0數據分析軟件（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對葉片營養動態變化的影響

由表2可知，蘋果葉片全氮含量自5月份起先降低后升高，最后達到穩定。葉面噴施尿素增加了葉片的全氮含量，且與尿素濃度基本呈現正相關。在5月份與9月份，各處理與對照間無顯著差異。6月份，N2處理葉片氮含量顯著高于N0處理，增幅達到16.57%，N3處理葉片氮含量與N0也有顯著差異，增幅達到了15.88%。7月份，N2、N3處理的葉片氮含量顯著高于對照，N1和對照之間的差異不顯著。9月份，N2、N3處理的葉片氮含量均顯著高于N0，而N1和N0處理的差異未達顯著差異水平。在本試驗中，噴施0.5%（N2）和 0.8%（N3）尿素對葉片氮含量提升效果較好，不同生育期內葉片平均氮素含量較 N0、N1分別提高 15.68%、12.32%和 15.69%、12.33%。

表2 不同時期蘋果樹葉片氮含量 ／（mg·kg－1）Table 2 Nitrogen concentration in leaves of Fujiapple during different periods

由表3、表4可知，蘋果葉片全磷含量自5月份開始基本呈現先升高后降低的趨勢，而全鉀含量呈現出先升高后降低，后期達到穩定的趨勢。葉面噴施尿素增加了葉片的全磷和全鉀含量，但其變化趨勢均較小，且在各個時期不同處理間均無顯著性差異。在9月份，各處理蘋果葉片全磷含量表現為N2＞N3＞N1＞N0，葉片全鉀含量表現為N2＞N1＞N3＞N0，N2處理葉片全磷和全鉀含量分別較N0提高了10.37%和5.6%。

2.2 不同處理對果實香氣的影響

由表5可知，不同噴施濃度對富士蘋果香氣成分有一定程度影響。所有處理紅富士蘋果中共檢測到香氣成分40種，其中對照（N0）果實檢測到27種，包括醇類5種、酯類14種、醛類4種、酮類4種，其它物質4種；N1處理果實中檢測到34種，包括醇類4種、酯類17種、醛類6種、酮類2種，其它物質5種；N2處理果實中檢測到35種，包括醇類5種、酯類16種、醛類7種、酮類3，其它物質4種；N3處理果實中檢測到35種，包括醇類4種、酯類18種、醛類6種、酮類2種，其它物質5種。在果實香氣物質總量中，醇類、酯類和醛類比例較大，說明這三類物質為果實中主要香氣物質，其中壬醛、乙酸乙酯、乙酸戊酯均在噴施尿素之后出現，以N2處理增加量最大，分別較 N0處理增加 1.07、0.87、0.45μg·kg－1。

表3 不同時期蘋果樹葉片磷含量 ／（mg·kg－1）Table 3 Phosphorus concentration in leaves ofFujiapple during different periods

表4 不同時期蘋果樹葉片鉀含量／（mg·kg－1）Table 4 Potassium concentration in leaves of Fujiapple during different periods

表5 噴施不同濃度尿素對果實主要香氣成分含量的影響Table 5 Effects of foliar-applied urea on aroma component concentration of apple fruit

噴施尿素后，果實香氣中除醇類物質含量有所降低外，其余香氣物質含量均增加，說明尿素噴施抑制了果實中醇類的形成，促進了酯類、醛類的形成。N0、N1、N2、N3處理果實香氣總量分別為333.63、342.41、407.99、352.56μg·kg－1，說明葉面噴施尿素提高了果實中香氣物質的含量，且以N2處理果實香氣增加量最大，較N0處理提高22.29%（圖1）。

2.3 不同處理對果實品質的影響

由表6可知，噴施尿素對果實可溶性糖和維生素C含量影響不大，但對可滴定酸、氨基酸和可溶性蛋白含量有一定程度的影響。N2和N3處理均顯著增加了果實的可滴定酸和氨基酸含量，分別較N0提高8%、20%和7.1%、2.8%。噴施尿素均顯著提高果實可溶性蛋白含量，但不同濃度處理間無顯著性差異。

圖1 噴施不同濃度尿素對果實的香氣成分種類及含量的影響Fig.1 Effects of foliar-applied urea on aroma components and concentration of apple fruit

表6 不同處理果實品質Table 6 Fruitquality of different treatments

3 討論與結論

氮素是果樹良好生長的物質基礎，也是植物必需的重要營養元素之一。其對果樹的作用主要體現在器官的建造、生化反應過程、物質的代謝以及果實產質量的形成等方面，具有不可替代的地位［9］。本研究表明，蘋果葉片氮含量在其關鍵生育期呈現出先降低后升高并趨于穩定的趨勢。李保國［10］等研究指出，河北省太行山南段年周期內紅富士葉片氮含量均為六月中下旬最低，與本研究結果一致；但與安貴陽等［11］對紅星蘋果葉片養分含量變化趨勢的研究結果差異較大，這可能與蘋果品種、研究區環境因素和采樣時間等有關［12－14］。

葉面噴肥肥效快，用肥省，又不受生長中心限制，可以及時滿足果樹需求，改善葉片的營養狀況，作為果樹上重要的輔助性施肥方式，對改善葉片功能具有重要的作用［15］。本試驗結果表明，葉面噴施尿素增加了葉片全氮含量，0.5%是最適宜噴施的尿素濃度，這與馮煥德等［4］、陳磊等［5］、王春枝等［6］、蘇婷等［16］在蘋果、梨、葡萄上的研究結果相一致。此外，噴施尿素也增加了葉片全磷、全鉀含量，并且0.5%濃度表現最好，這與李寶印等［17］對“八月脆”桃增施氮肥能夠提高果葉片磷含量之結果基本一致。張彤彤等［18］對梨棗的研究表明，氮肥與葉片氮磷鉀含量呈現顯著地正相關關系，增施氮肥可提高果樹葉片氮磷鉀元素的含量。

氮施用過量或不足導致氮肥利用率降低，進而也造成蘋果果實品質降低［18］。Dixon等［19］研究表明，蘋果揮發性物質中，低分子酯類物質占78%～92%，以乙酸、丁酸和己酸分別與乙醇、丁醇和己醇形成的酯類為主，它們具有典型的蘋果香味［20］。本研究表明，富士蘋果中有40種香氣物質，其中酯類物質19種。富士果實含量較高的香氣成分有：異丁醇、2－正己醛、2－己烯醛、正己醇、3－壬酮、α－法呢烯、乙酸－2－甲基丁酯、2－甲基丁酸己酯、2－甲基丁酸丁酯以及2－甲基丁酸乙酯，占到總香氣成分的94.57%。由于不同地域和試驗條件的不同，測定結果間存在較大的差異。早期學者研究認為，果樹缺乏肥料會使其果實風味變差，并認為只有均衡養分才能保證良好的果實風味［21］。史沉魚等［22］通過不同施肥處理對紅富士蘋果香氣成分的影響研究表明，氮磷鉀肥分次以不同方式施用，果實含有的香氣成分含量和種數總體高于一次性施肥的果實，分次鑒定出的香氣總含量為96.65%，一次施肥為93.7%。Taylor等［23］研究表明，嘎啦蘋果香氣成分在一定程度上受到氮素的影響。本研究表明，噴施尿素后，香氣成分有所增加，以噴施0.5%濃度尿素效果尤為顯著。酯類物質總含量變化與香氣成分總含量相似，0.5%濃度噴施表現最好的效果，這可能是由于果實香氣成分中支鏈脂肪族醇、醛、酮和酯類物質主要來源于氨基酸代謝，氨基酸通過轉氨作用形成支鏈酮酸，經脫羧或脫氫，形成支鏈醇和酰基－CoA，進而形成支鏈酯類物質。果實中酯香型、果香型的特征香氣成分多數從氨基酸代謝產生，而氮則是合成氨基酸的前體物質［24－26］。

［1］ 劉松忠.氮素營養對“羅莎”草莓果實芳香物質及其前體影響的研究［D］.泰安：山東農業大學，2004.

［2］ Nava G，Dechen A R，Nachtigall GR.Nitrogen and potassium fertilization affect apple fruit quality in southern Brazil［J］.Commun Soil Sci Plant Anal，2008，39（1－2）：96-107.

［3］ 趙永桂.環剝與葉面噴氮對紅富士蘋果葉片營養及果實品質的影響［D］.楊凌：西北農林科技大學，2014.

［4］ 馮煥德，李丙智，張林森，等.不同施氮量對紅富士蘋果品質、光合作用和葉片元素含量的影響［J］.西北農業學報，2008，17（1）：229-232.

［5］ 陳 磊，伍 濤，張紹鈴，等.豐水梨不同施氮量對果實品質形成及葉片生理特性的影響［J］.果樹學報，2010，27（6）：871-876.

［6］ 王春枝，朱福磊，劉麗杰，等.氮磷鉀肥對紅富士蘋果產量、品質和葉片礦質元素含量的影響［J］.中國果樹，2009，（2）：14-17.

［7］ 鮑士旦.土壤農化分析［M］.第三版.北京：中國農業出版社，2000.

［8］ 高俊鳳.植物生理學實驗指導［M］.北京：高等教育出版社，2006：229-231.

［9］ 李文慶，張 民，束懷瑞.氮素在果樹上的生理作用［J］.山東農業大學學報（自然科學版），2002，33（1）：96-100.

［10］ 李保國，徐愛春，齊國輝，等.紅富士蘋果葉片主要礦質元素含量變化規律研究［J］.河北林果研究，2006，21（3）：296-299.

［11］ 安貴陽.蘋果葉營養元素含量的標準值及其影響因素研究［D］.楊凌：西北農林科技大學，2004.

［12］ 馬海洋.渭北旱塬紅富士蘋果不同時期葉片營養診斷研究［D］.楊凌：西北農林科技大學，2012.

［13］ 徐愛春.紅富士蘋果葉片主要礦質元素與果實產質量關系的研究［D］.保定：河北農業大學，2004.

［14］ 顧曼如，張若杼，束懷瑞，等.蘋果氮素營養研究初報—一植株中氮素營養的年周期變化特性［J］.園藝學報，1981，（4）：21-28.

［15］ 章雅靚，黃朱鳳，趙春德，等.葉面噴肥對主干形整枝桃葉片營養和果實品質的影響［J］.上海交通大學學報（農業科學版），2005，23（1）：15-18.

［16］ 蘇 婷.新疆三個主栽葡萄品種秋季噴肥的效應研究［D］.楊凌：西北農林科技大學，2010.

［17］ 李保印，王浚明.棗樹葉片中礦質元素年變化動態及施肥對生長和結果的影響［J］.果樹科學，1995，12（1）：41-43.

［18］ 張彤彤，徐福利，汪有科，等.施用氮，磷，鉀對密植梨棗生長與葉片養分季節動態的影響［J］.植物營養與肥料學報，2011，18（1）：241-248.

［19］ DeJong TM，Day K R，Johnson R S.Partitioning of leaf nitrogen with respect to within canopy light exposure and nitrogen availability in peach（Prunus persicɑ）［J］.Trees，1989，3（2）：89-95.

［20］ Dixon J，Hewett EW.Factors affecting apple aroma／flavor volatile concentration：review［J］.New Zealand JCrop Hort Sci，2000，28（3）：155-173.

［21］ Rowan D D，Lane H P，Allen JM，et al.Biosynthesis of 2－methylbutyl，2－methyl－2－butenyl and 2－methyl butanoate esters in’Red Delicious’and’Granny Smith’apples using deuterium-labeled substrate［J］.JAgric Food Chem，1996，44（10）：3276-3285.

［22］ Nava G，Dechen A R.Long-team annual fertilization with nitrogen and potassium affect yield and mineral composition of‘fuji’apple［J］.Sci Agric（Piracicaba Braz），2009，66（3）：377-385.

［23］ 史沉魚，李向民，李曉東，等.兩種施肥處理對紅富士蘋果香氣成分的影響［J］.北方園藝，2010，（3）：1-3.

［24］ Taylor A J，Hort J.Measuring proximal stimuli involved in flavour perception［J］.Flavor Percep，2004，1：1-34.

［25］ 席萬鵬，郁松林，周志欽.桃果實香氣物質生物合成研究進展［J］.園藝學報，2013，40（9）：1679-1690.

［26］ 陳 明，向妙蓮.果實香氣合成研究進展［J］.現代園藝，2011，（6）：17-18，20.

Effect of foliar-applied nitrogen on‘Fuji’apple leaf nutrition and aroma compounds and fruit quality

LIAi-mei1，ZHANG Chao2，LIBen-sheng1，ZHANG Ling1，ZHAO Yong-gui1，HANMing-yu3，ZHANG Li-xin1
（1.College of Life Sciences，Northwest A＆F University，Yɑngling，Shɑɑnxi 712100，Chinɑ；2.College of Life Nɑturɑl Resourcesɑnd Environment，Northwest A＆F University，Yɑngling，Shɑɑnxi712100，Chinɑ；3.College of Horticulture，Northwest A＆F University，Yɑngling，Shɑɑnxi 712100，Chinɑ）

In order to improve the leaf nutrition levels and fruit quality of apple，Fujiapplewas selected to be the experimentalmaterial in the experiment.The effects of differentnitrogen levels on the dynamic change of the leaves’nutrients，aroma compounds and quality of Fujiapplewere studied by spraying urea in five times of intervalwith different levels（0.2%，0.5%and 0.8%）from May to September.The results showed that，from young fruit to later expanding period，the contentof nitrogen（N）in leaves decreased first，then increased，and finally reached an optimum；phosphorus（P）and potassium（K）content increased at first，then decreased，and finally reached a stable level.The contentof N，P and K was improved by foliar-applied urea.N，P and K average content under N2 treatment was 15.68%，10.37%and 5.6%higher than the control，respectively.Aroma content of apple was increased to a high extent by spraying urea，the nonanal，ethylacetate and butanoic acid-pentylesterwere appeared after spraying urea，and treatment N2 had best effect，the total amount of aroma components of the treatment N2 increased by 22.29%compared with control（N0）.The treatment N2 and N3 significantly enhanced amino acids and titratable acidity，but had no significant effect on soluble sugar and vitamin C.Comprehensive analysis showed that spraying 0.5%urea（N2）could effectively increase the apple leaf nutrients，improve fruit aroma and quality.

foliar-applied urea；Fuji apple；leaf nutrition；apple aroma；apple quality

S143.1＋4

A

1000-7601（2017）05-0169-06

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.05.25

2016-09-04

2016-10-08

陜西省水利科技計劃項目（2015slkj－12）；農業部公益性行業科研專項（201303104）；陜西省科技統籌創新工程計劃項目（2015KTCL02－27）

李愛梅（1991—），女，河南周口人，碩士研究生，研究方向為植物生理與營養。E-mail：xnzhanglixin＠163.com。

張立新（1969—），男，教授，博士生導師，主要從事植物生理與營養研究工作。E-mail：zhanglixin＠nwsuaf.edu.cn。