復合肥與納米幾丁質混合噴施對圓黃梨品質的影響

呂珍珍，郭獻平，吳中營，韓永平，王東升

(河南省農業科學院園藝研究所，河南鄭州 450002)

水果的風味與果實的可溶性糖和有機酸含量及其比例緊密相關[1,2]。目前，多數梨園生產管理中普遍存在重施化肥、輕施有機肥，果實品質差的問題，迫切需要一種新型的功能性肥料來解決此類問題。幾丁質是一種六碳糖多聚體，化學結構與植物纖維素相似，性質穩定，廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲等的甲殼以及高等真菌的外壁和細胞壁內，在自然界中的蘊藏量非常大。納米幾丁質是由幾丁質原材料經酸水解制備所

得。近些年，納米材料已在多種植物上被研究其施用效應，例如氮肥中添加納米氫醌和納米茶多酚處理小白菜[3]，納米劑包膜氮肥處理早稻[4]，納米材料水澆灌玉米植株[5]，納米膠片水培育生菜[6]均可增加植株對氮、磷、鉀養分的吸收量，使農產品品質得到提升。研究證實，納米幾丁質能夠通過影響光合作用和礦質元素含量達到改善小麥質量的效果[7]。Cheng等[8]發現納米幾丁質參與調節小麥花期和灌漿期碳氮代謝途徑，增加干物質積累，提高產量和粗蛋白含量。對生長在砂質土壤中的小麥施用納米肥料能夠顯著提高產量[9]。因此，筆者試用納米幾丁質做助劑與水溶性復合肥混合噴施圓黃梨樹，研究對梨果品質的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗園概況

試驗于2019年在河南省農業科學院現代農業示范基地國家梨產業技術體系鄭州綜合試驗站示范梨園內進行。園地平坦，砂壤土，土層深厚，含有機質0.68%，全氮0.03%，速效氮62.52 mg/kg，有效磷148.47 mg/kg，速效鉀419.1 mg/kg，pH值8.3，有灌溉條件，管理水平良好。當地年平均氣溫14.4 ℃，日照1938 h，降水量656.3 mm，無霜期224 d。栽植圓黃梨，株行距2 m×4 m，南北行向，紡錘形樹形，10年生，樹勢中庸(圖1)。行間自然生草。

圖1 圓黃梨紡錘形樹形

1.2 試驗材料

①氮磷鉀復合肥 (20%-20%-20%)水溶肥，購自史丹利化肥股份有限公司，A為0.2%氮磷鉀復合肥(20%-20%-20%)水溶肥。②幾丁質原材料，購自Sigma公司。納米幾丁質水懸浮液是經XUE[7]等人改良的酸水解法制得，B為0.003%納米幾丁質(圖2)。

圖2 納米幾丁質水懸浮液

1.3 試驗設計與方法

試驗以0.2%氮磷鉀復合肥液A與0.003%納米幾丁質液水懸浮液B按3個不同比例(1∶1、0.75∶1、0.25∶1)混合后噴施，即處理T1(A+B)、T2(0.75A+B)、T3(0.5A+B)，另設單噴0.003%納米幾丁質T4(B)、單噴0.2%復合肥T5(A)，設空白對照CK(清水)。

選取生長勢和負載量一致的圓黃梨植株，每個處理設為單株小區，重復3次，隨機排列，計18株樹。分別于幼果期(盛花期后20 d即4月17日和盛花期后30 d即4月27日)2次全樹噴施。果實成熟時(8月13日)，各處理在樹冠中部四周隨機分散摘取梨果10個，每處理共取30個，運回實驗室進行果實品質指標測定。

1.4 指標測定

果實縱橫徑測量用游標卡尺，單果重用電子天平，果實硬度用數顯硬度計GY-4。

各處理每重復分別取1個果，去除果皮，果肉切碎，充分混合后放入-80 ℃冰箱液氮速凍(保持蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶酶活性)待測。測定可溶性固形物含量用數顯糖度計(Atago，PAL-1，日本)，可溶性糖含量用蒽酮比色法，可滴定酸含量用NaOH中和滴定法，糖組分(葡萄糖、果糖、蔗糖、山梨醇)用高效液相色譜法(Waters e2695)，蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性用酶試劑盒(北京索萊寶生物科技公司)法。

1.5 數據處理

利用Excel 2007軟件進行數據整理和繪圖，SPSS 20.0進行差異顯著性分析，新復極差法(Duncan)檢測不同數據組間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同處理對圓黃梨果實品質的影響

如表1，0.2%氮磷鉀復合肥液與0.003%納米幾丁質液按不同比例配施，可改善圓黃梨外觀品質。以T2(0.75A+B)處理的整體效果為佳。單果重(480.8 g)，縱徑(85.5 mm)、橫徑(97.7 mm)均顯著大于其他處理；僅果實硬度(2.99 kg/cm2)顯著低于處理T4-B(3.51 kg/cm2)，而與其他所有處理無顯著差異；可溶性固形物含量最高，與處理T1(A+B)、T3(0.5A+B)無顯著差異而顯著高于處理T4(B)；T5(A)，CK；可滴定酸含量最低但與其它所有處理無顯著差異。

觀察果實發現，T2(0.75A+B)處理比T5(A)處理的果皮顏色整體偏黃，成熟度較好(圖3)。可見，在梨果生產中，將納米幾丁質作為一種肥料輔助劑施用有望改善果品質量。

表1 不同處理對圓黃梨果實品質的影響

圖3 復合肥與納米幾丁質配合噴施的果實外觀狀

2.2 不同處理對圓黃梨果實糖組分含量的影響

由圖4可知，處理T2(0.75A+B)與常規施肥量T5(A)相比，梨果實中蔗糖含量分別為69.1 mg/g和48.6 mg/g，前者比后者提高了42.2%，差異顯著；另3種糖組分葡萄糖、果糖和山梨醇含量差異都不顯著。處理T2(0.75A+B)對梨果實蔗糖的增幅顯著，推測與蔗糖代謝兩種相關酶活性(SS和SPS)有關。

圖4 復合肥與納米幾丁質配合噴施對圓黃梨糖組分含量的影響

2.3 不同處理對圓黃梨果實糖代謝相關酶的影響

據圖5可知，T2(0.75A+B)和T5(A) 處理比較，SS酶活性分別為2.1 μmol·min-1·g-1·FW和1.0 μmol·min-1·g-1·FW，前者比后者提高了1.1倍，差異顯著；SPS酶活性分別為13.33 μmol·min-1·g-1·FW和6.4 μmol·min-1·g-1·FW，差異顯著。推測納米幾丁質是通過參與SS和SPS酶代謝調節過程，調控了果實糖分含量與轉化分配，進而影響果實品質。

圖5 復合肥與納米幾丁質配合噴施對圓黃梨SS酶和SPS酶活性的影響

3 小結與討論

試驗所用0.2%水溶復合肥(20%-20%-20%)與0.003%納米幾丁質水懸浮液以0.75∶1混配比例噴施幼果期圓黃梨樹，比噴施其他混配比例、單噴復合肥、單噴納米幾丁質時，果實綜合品質指標均佳。其中與單噴0.2%的水溶復合肥相比，單果重(480.8 g、429.3 g)提高12%；果實中蔗糖含量(69.1 mg/g、48.6 mg/g)提高了42.2%；蔗糖合成酶(SS)活性(2.1 μmol·min-1·g-1·FW和1.0 μmol·min-1·g-1·FW)，提高1.1倍；蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性(13.33 μmol·min-1·g-1·FW、6.4 μmol·min-1·g-1·FW)，提高1.08倍。這些指標均差異顯著，說明納米幾丁質與肥料配施具有協同增效的作用，起到改善果實品質的效果。并且比常規施肥量節肥，達到優化果園肥水管理的效果，在農業生產中具有較好的應用前景。

梨果實中的蔗糖、葡萄糖和果糖是主要的可溶性糖, 其含量對果實品質起重要作用。蔗糖可作為調節草莓果實發育和成熟的信號[10]，蔗糖代謝又是糖積累的重要環節[11]。許多學者在蘋果、葡萄、桃、獼猴桃、草莓、芒果和柑桔中發現蔗糖代謝相關酶與果實糖積累之間存在密切聯系[12,13]。肥料與納米幾丁質配施，后者通過參與蔗糖代謝途徑調節蔗糖代謝相關酶活性來影響果實內不同糖組分含量，尤其是蔗糖。