砧木和覆膜對愛媛28果實營養品質的影響

王敏，楊蕾，洪林，王武，楊海健，周心智，張云貴，汪卉

（重慶市農業科學院果樹研究所，重慶 401329）

0 引言

【研究意義】愛媛28，又稱紅美人、果凍橙，從日本引進的雜柑品種，其母本為南香、父本為天草（楊蕾等，2021），具有皮薄肉嫩、汁多味甜、品質優良、經濟效益高的特性（黃振東等，2020）。2016年，重慶引進該品種，其成為重慶鄉村振興主導品種之一，截止2020年，重慶地區愛媛28的種植面積約3000 ha，產量約5萬t，在江津和長壽等區（縣）均有種植（楊蕾等，2020）。重慶屬亞熱帶溫暖濕潤氣候，相較浙江等引進較早的產區，9—11月期間重慶地區寡日照、雨水多，不利于愛媛28優良品質的形成，嚴重影響了重慶愛媛28的生產經營效益（楊蕾等，2020，2021）。為減少環境帶來的影響，生產上常通過選用不同砧木，并輔以覆膜等簡單的農藝措施，以提高果樹對環境的適應性，從而達到提質增效的目的。【前人研究進展】嫁接是柑橘繁殖的主要生產方式，砧木影響柑橘果實可溶性固形物（Total soluble solid，TSS）、可滴定酸（Titratable acid，TA）和維生素C（Vitamin C，Vc）含量及產量、抗性等性狀，是影響果實風味和內在品質的關鍵因子之一（趙旭陽，2011）。不同國家和地區對柑橘砧木的選擇有所不同，但均以枳和枳的雜種為主（姜小文等，2012；Albrecht et al.，2012）。有研究顯示，枳砧的柑橘果實能表現出更高的糖酸含量（Cantuarias-Avils et al.，2010），相比其他砧木，能明顯提高錦橙及哈姆林甜橙等柑橘品種的果實品質（淳長品等，2010；鄭永強等，2010），是極其優異的柑橘砧木。地表覆膜是果樹生產上常用的栽培措施，已得到廣泛應用，其中無色透明薄膜是最常用的覆蓋材料。地表覆膜具有增墑保濕（Suo et al.，2019；Zhang et al.，2019）、提高作物產量和水分利用效率（郭彬等，2021）及提升果實色澤、糖酸等綜合品質的作用（石學根等，2011；朱智鋒等，2021）。絕大部分研究者認為，覆膜處理對果實的最大影響是能起到明顯的增糖作用。溫州蜜柑（Zhang and Xie，2014）、椪柑（羅懌等，2017）、桃（李文楊等，2018）、金菠蘿（趙維峰等，2018）的糖含量經覆膜處理后均明顯增加。【本研究切入點】目前有關覆膜的研究主要集中在覆膜前后果實基礎品質的改變上，而忽略了果實營養品質的改變。有關不同砧木和覆膜對愛媛28果實綜合營養品質的影響研究鮮有報道。【擬解決的關鍵問題】在愛媛28種植中采用覆膜和不覆膜2種栽培措施，分析枳和卡里佐枳橙2種砧木和覆膜對愛媛28果實基礎品質、糖、有機酸、總酚、總黃酮、氨基酸及異味物質的影響，旨在為通過砧木選擇和簡易覆膜控水提升愛媛28果實綜合營養品質研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以愛媛28為試材，分別以枳［Poncirus trifoliata(L.)Raf，Trifoliate orange，Pt］和卡里佐枳橙（Carrizo citrange，CC）為砧木，于重慶市農業科學院江津先鋒柑橘品種區域試驗基地（北緯29°12′40″，東經106°18′9″）內進行，采用白色透氣材質的覆膜材料。主要儀器：高效液相色譜儀（RIGOL公司，L3000型）、色譜柱（賽分公司，Amethyst C18-H型，250 mm×4.6 mm，5 μm）、反相色譜柱（Kromasil公司，C18型，250 mm×4.6 mm，5 μm）、數控超聲波清洗器（昆山舒美，KQ2200DE型）、高速冷凍離心機（賽默飛，Thermo Micro CL 17R）、氮吹儀（杭州奧盛儀器，WD-12型）、電動榨汁機（博朗MPZ9）和手持糖度折光儀（Atago公司，Pocket Pal-1）。主要試劑：葡萄糖、蔗糖、果糖和山梨醇標準品（純度均為≥98%）、草酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸、富馬酸、奎寧酸、馬來酸、丙酮酸（上海源葉生物科技有限公司，純度均為≥98%）、17種氨基酸標準品（Sigma），純度≥99.9%，類黃酮標準品包括蕓香柚皮苷、野漆樹苷、橙皮苷、新橙皮苷、橙皮素、柚皮素、川陳皮素、桔皮素（源葉，純度≥99.9%），酚酸標準品包括原兒茶酸、對羥基苯甲酸、對香豆酸、咖啡酸、香草酸、芥子酸、阿魏酸（源葉，純度≥99.9%），HPLC級乙腈（J&K CHEMICAL LTD，純度≥99.9%），鹽酸（國藥集團化學試劑有限公司，優級純，36.0%~38.0%），正亮氨酸，三乙胺（國藥集團化學試劑有限公司，優級純，純度≥99.0%），異硫氰酸苯酯（Sigma，純度≥99.9%），正己烷（國藥集團化學試劑有限公司，優級純，純度≥97.0%），冰醋酸（生工，純度≥98%），無水乙酸鈉（國藥集團化學試劑有限公司，優級純，純度≥99%），磷酸（國藥集團化學試劑有限公司，AR（滬試），≥85.0%），乙酸（國藥集團化學試劑有限公司，分析純，純度≥98%）。

1.2 試驗設計

試驗設4種處理，即枳+不覆膜、枳+覆膜、卡里佐枳橙+不覆膜、卡里佐枳橙+覆膜。基地內柑橘樹均采用起壟栽培，壟面寬度8 m，株行距3 m×5 m，所選試驗材料樹齡為5年。每處理選定9株樹，3株樹為1個生物學重復。分別于2020和2021年的8月底在壟面全覆蓋白色防水透氣膜，當年10下旬采樣。采集每個生物學重復時，每株樹5取個果（東、南、西、北、中5個方位各采集1個），3株樹共15個果，用于后續營養品質測定和功能營養物質檢測。

1.3 果實品質指標測定

取15個大小均勻色澤接近的果實，用電子天平測量果實單果重；游標卡尺測定果實縱、橫徑；采用電動榨汁機將果肉榨汁，一部分果汁用于TSS、TA和Vc含量測定，另一部分裝于離心管中，液氮速凍后，置于-80℃冰箱留存待用。采用手持糖度折光儀測定可溶性固形物（Xi et al.，2014）；酸堿滴定法測定可滴定酸（王楠琪等，2019）；2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C（李合生，2000）。計算固酸比，固酸比=可溶性固形物/可滴定酸。

取出-80℃冰箱中留存果汁，于4℃解凍后，用于其他指標測定。采用RIGOL L3000高效液相色譜儀對4種糖（糖、山梨醇、葡萄糖和蔗糖）、10種有機酸（草酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸、富馬酸、奎寧酸、馬來酸、丙酮酸）和17種氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸）進行測定，具體方法參照何莎莎和周志欽（2018），其中，總糖含量、有機酸總量及總氨基酸（TAA）含量的計算均為測得的各物質之和。人體必需氨基酸（EAA）、非必需氨基酸(NAA)及兒童必需氨基酸（CE）的分類和計算方式參照陳宗禮等（2013）；酸味、甜味、苦味、藥效氨基酸的分類和計算方式參照孫娟娟等（2019）；芳香族氨基酸的分類和計算方式參照鄒元鋒等（2010）。參照蔡文國等（2010）的方法，采用Folin-Ciocalteu法測定果實的總酚含量；參照聶超（2014）的方法（略有改動），采用分光光度法，在510 nm吸光值下測定果實的總類黃酮含量；使用重慶阿米達生物科技有限公司提供的乙醛檢測試劑盒（K-ACHYD）和乙醇檢測試劑盒（K-ETOH）測定乙醛和乙醇含量，具體測定方法參照說明書。

1.4 統計分析

所有試驗采用3次生物學重復，2年數據平均。使用Excel 2016和SPSS 20.0進行數據處理；采用單因素ANOVA的LSD法分析差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 砧木和覆膜對果實基礎品質的影響

表1顯示了不同砧木愛媛28果實的基礎品質，不覆膜條件下，枳砧愛媛28果實的TSS、TA和Vc含量均顯著高于卡里佐枳橙砧果實（P＜0.05，下同）。枳砧果實的TA和Vc含量分別比卡里佐枳橙砧高8.20%和4.84%。卡里佐枳橙砧果實的單果重和縱徑均顯著大于枳砧，分別比枳砧果實增加4.86%和7.87%。因此，正常栽培條件下，枳砧果實的TSS、TA和Vc含量高于卡里佐枳橙砧，但卡里佐枳橙砧果實的單果重和縱徑更大。

對比覆膜與不覆膜栽培方式下枳砧和卡里佐枳橙砧愛媛28果實，結果如表1所示，相比不覆膜處理，覆膜能顯著增加果實TSS含量，枳砧和卡里佐枳橙砧果實的TSS含量增幅分別為9.90%和9.78%；但覆膜后果實Vc含量減少，枳砧和卡里佐枳橙砧果實的Vc含量分別減少18.50%和11.65%。除此之外，覆膜處理能顯著增加枳砧果實的單果重和TA含量，而卡里佐枳橙砧果實的單果重顯著減少6.89%。由此可見，覆膜處理有利于愛媛28果實TSS含量的積累，但不利于Vc含量增加，同時果實單果重受砧木影響。

表1 砧木和覆膜對愛媛28果實基礎品質的影響Table 1 Effects of rootstock and film mulching on the basic fruit quality of Ehime 28

2.2 砧木和覆膜對果實糖和有機酸含量的影響

由表2可知，不覆膜條件下，枳砧果實的總糖含量顯著高于卡里佐枳橙砧的總糖含量；同時，2種砧穗組合的果糖、山梨醇、葡萄糖和蔗糖含量也存在一定差異，枳砧果實的果糖、葡萄糖和蔗糖的含量均顯著高于枳橙砧果實，分別比枳橙砧果實高23.03%、30.18%和5.04%；而卡里佐枳橙砧果實的山梨醇含量較高。相比不覆膜處理，覆膜處理下枳砧愛媛28果實的總糖含量顯著增加，由60.01 mg/mL增加到77.69 mg/mL，主要表現為果糖、葡萄糖和蔗糖含量的增加，三者分別增加30.82%、31.19%和25.71%；覆膜后卡里佐枳橙砧愛媛28果實的總糖含量無顯著差異（P＞0.05，下同），而果糖、山梨醇和蔗糖含量分別顯著減少2.25%、50.00%和2.32%。可見，就總糖含量而言，無論是否覆膜，枳砧愛媛28的表現始終優于卡里佐枳橙砧。

表2 砧木和覆膜對愛媛28果實糖含量的影響（mg/mL）Table 2 Effects of rootstock and film mulching on the sugar content of Ehime 28（mg/mL）

如表3所示，不覆膜條件下，枳砧果實的有機酸總量顯著高于卡里佐枳橙砧，枳砧果實的有機酸含量為7309.03 μg/mL，比卡里佐枳橙砧果實高27.93%。通過對比10種有機酸的含量差異發現，包括草酸、酒石酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸、奎寧酸、馬來酸和丙酮酸在內的8種有機酸，均存在枳砧果實含量更高的現象。其中，檸檬酸含量差異最大，枳砧比卡里佐枳橙砧高38.86%；但相比枳砧，卡里佐枳橙砧的蘋果酸和富馬酸含量更高，分別比枳砧果實高45.17%和18.75%。相比不覆膜處理，覆膜狀態下愛媛28果實的有機酸總量顯著增加，可增加5.20%以上，主要表現為草酸、檸檬酸含量的增加，其中草酸含量增加10.99%~11.23%，檸檬酸含量增加8.97%~11.16%；蘋果酸、乙酸、琥珀酸、馬來酸和丙酮酸含量顯著減少，其中丙酮酸含量減少25.59%~27.51%。

表3 砧木和覆膜對愛媛28果實有機酸含量的影響（μg/mL）Table 3 Effects of rootstock and film mulching on the organic acid content of Ehime 28（μg/mL）

2.3 砧木和覆膜對果實總酚和總類黃酮含量的影響

如圖1所示，卡里佐枳橙砧愛媛28果實的總酚含量顯著高于枳砧，比枳砧高15.43%；卡里佐枳橙砧的果實總類黃酮含量較低，比枳砧果實低9.62%。同時，覆膜處理可有效增加果實總酚含量，卡里佐枳橙砧和枳砧的果實總酚含量分別增加28.88%和66.12%。覆膜處理對不同砧木果實的類黃酮含量影響存在較大差異，覆膜可顯著增加枳砧果實總類黃酮含量，增幅5.77%，但對卡里佐枳橙砧的果實總類黃酮含量影響不大。可見，覆膜處理對枳砧愛媛28的影響強于卡里佐枳橙砧，覆膜栽培措施更適用于枳砧愛媛28。

圖1 砧木和覆膜對愛媛28果實總酚和總類黃酮含量的影響Fig.1 Effects of rootstock and film mulching on the contents of total phenol and total flavonoid of Ehime 28

2.4 砧木和覆膜對果實氨基酸的影響

2.4.1 對果實中氨基酸組成及含量的影響.對愛媛28果實中氨基酸含量進行檢測，結果如表4所示，不覆膜條件下，枳砧與卡里佐枳橙砧的果實氨基酸含量存在較大差異。卡里佐枳橙砧的果實總氨基酸含量更高，為145.59 μg/mL，比枳砧果實高29.92%。通過對比17種氨基酸的含量差異發現，卡里佐枳橙砧果實中天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、蛋氨酸和異亮氨酸等10種氨基酸的含量顯著高于枳砧，其中脯氨酸含量差異最大，為31.14 μg/mL，是枳砧果實脯氨酸含量的1.59倍。但卡里佐枳橙砧果實的甘氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、亮氨酸和賴氨酸等6種氨基酸的含量顯著低于枳砧，其中丙氨酸含量差異最大，卡里佐枳橙砧比枳砧低45.19%。

由表4還可知，覆膜使枳砧愛媛28果實的總氨基酸含量顯著增加24.76%，表現為天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸和異亮氨酸等9種氨基酸含量的增加，其中酪氨酸的變化幅度最大，是不覆膜的3.35倍。同時，覆膜會使枳砧果實的甘氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸含量顯著減少，其中蘇氨酸減幅最大，為81.32%；覆膜處理使卡里佐枳橙砧果實的總氨基酸含量顯著減少37.83%，表現為天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和精氨酸等13種氨基酸含量的減少，其中，酪氨酸減幅最大，為80.00%。而覆膜較大幅度增加了卡里佐枳橙砧果實的蘇氨酸和丙氨酸含量，分別增加428.17%和54.08%。就總氨基酸含量而言，正常栽培條件下，卡里佐枳橙砧愛媛28的總氨基酸含量更高，但覆膜條件下，枳橙砧愛媛28的表現更優。

表4 砧木和覆膜對愛媛28果實17種氨基酸含量的影響（μg/mL）Table 4 Effects of rootstock and film mulching on the 17 amino acids contents of Ehime 28（μg/mL）

2.4.2 對果實EAA、NAA和CE含量的影響.如表5所示，砧木會影響接穗果實中EAA和NAA的含量及占比。枳砧愛媛28果實中EAA含量為9.35 μg/mL，高于卡里佐枳橙砧果實（6.77 μg/mL），其占比也更高，占TAA的8.34%。卡里佐枳橙砧果實的CE含量顯著高于枳砧，為31.63 μg/mL，但占TAA含量的21.73%，略低于枳砧果實。經覆膜處理，枳砧果實EAA的含量及占比顯著降低，占比由8.34%減至4.71%，枳砧果實的CE含量顯著增加，但其在TAA中的占比顯著減少，由22.98%減至21.11%；卡里佐枳橙砧果實的NAA含量及占比顯著增加，含量增加5.47%，占比由4.65%增加到7.89%，而CE的含量及占比顯著降低，含量減少39.14%，占比由21.73%減至21.27%。

表5 砧木和覆膜對愛媛28果實各類氨基酸組成與含量的影響Table 5 Effects of rootstock and film mulching on the composition and content of various amino acids in Ehime 28

2.4.3 對果實味覺氨基酸和藥效氨基酸含量的影響.味覺類氨基酸對果實風味有較大的影響，不同種類味覺氨基酸的占比構成了果實的不同風味。如表6所示，卡里佐枳橙砧愛媛28果實的酸味氨基酸、甜味氨基酸、芳香族氨基酸、苦味氨基酸及藥效氨基酸的含量均高于枳砧，其中藥效氨基酸含量的差異最大；枳砧果實中芳香族氨基酸、苦味氨基酸及藥效氨基酸占比更高，其占比分別為2.31%、26.43%和70.18%。可見，砧木影響著接穗果實味覺氨基酸的占比，從而造就果實的不同口感，相比卡里佐枳橙砧而言，枳砧果實的香氣和藥用價值更高。

表6 砧木和覆膜對愛媛28味覺類氨基酸含量的影響Table 6 Effects of rootstock and film mulching on the composition and content of various amino acids in Ehime 28

經覆膜處理，枳砧果實的酸味氨基酸和甜味氨基酸占比分別增加0.95%和1.10%，苦味氨基酸占比減少2.30%；卡里佐枳橙砧果實酸味氨基酸和甜味氨基酸占比分別增加0.03%和1.14%，苦味氨基酸占比減少0.89%。同時，覆膜處理降低芳香類氨基酸和藥效氨基酸的占比，對果實香氣品質和保健方面有一定負面影響，枳砧果實分別減少0.36%和2.12%，卡里佐枳橙砧果實分別減少0.62%和0.65%。可見，覆膜處理可有效增加愛媛28果實酸味氨基酸和甜味氨基酸的占比，同時減少苦味氨基酸的占比，從而提升果實品質。

2.5 砧木和覆膜對果實異味物質組成及含量的影響

如圖2所示，卡里佐枳橙砧果實的乙醇和乙醛含量均顯著高于枳砧果實，分別比枳砧果實高22.52%和10.14%。經覆膜處理，枳砧果實乙醇含量減少9.01%，乙醛含量減少15.58%；卡里佐枳橙砧果實的乙醇和乙醛含量分別減少11.76%和37.17%。可見，覆膜處理可有效減少愛媛28果實異味物質的積累。

圖2 砧木和覆膜對愛媛28果實異味物質組成及含量的影響Fig.2 Effects of rootstock and film mulching on the composition and content of smelly substances of Ehime 28

3 討論

3.1 砧木對愛媛28果實品質的影響

嫁接是柑橘繁殖的主要生產方式，嫁接植株的果實品質、產量、抗性等性狀受砧木影響顯著，砧木是影響果實風味和內在品質的關鍵因子之一（Sharma et al.，2016；Hemmati et al.，2018）。本研究測定了枳砧和卡里佐枳橙砧愛媛28果實的基礎品質，結果表明，枳砧愛媛28果實的TSS、TA及Vc含量均顯著高于卡里佐枳橙砧。事實上，在眾多柑橘砧木中，枳一向表現優異。有研究對比了包括李齊16-6枳和卡里佐枳橙在內的7種砧木，在以哈姆林甜橙作接穗的情況下，李齊16-6枳砧果實的TSS、TA和Vc含量均顯著高于其他砧穗組合（鄭永強等，2010）；劉翔宇等（2015）對比了枳砧和紅黎檬砧的可溶性總糖和蔗糖含量，證實枳砧果實優于紅黎檬砧；劉振等（2016）通過比較8種柑橘砧木下砂糖橘的果實品質，同樣得出枳砧果實的品質優于其他砧木，并認為枳是廣東省砂糖橘主產區的適宜砧木。同樣的，在本研究中，除總酚和總氨基酸含量低于卡里佐枳橙砧果實外，枳砧果實的總糖、總有機酸和總類黃酮含量均顯著高于卡里佐枳橙砧果實；且枳砧的乙醇和乙醛等異味物質的含量顯著低于卡里佐枳橙砧，更有利于枳砧愛媛28果實良好風味的形成。可見，對于愛媛28而言，枳砧的果實品質更優，枳是愛媛28的合適砧木。

3.2 覆膜對愛媛28果實品質的影響

研究表明，覆膜可有效增加柑橘品種的TSS含量（王利芬等，2010）。本研究發現，覆膜處理下，枳砧和卡里佐枳橙砧愛媛28的TSS含量增幅分別為9.90%和9.78%，提升效果顯著；而果實Vc含量明顯減少，與大部分研究結果不符。相關研究表明，覆膜對果實Vc含量的影響并不是絕對的，由品種自身特性決定，例如，覆膜增加了黃巖本地早（吳韶輝等，2012）、椪柑（羅懌等，2017）的Vc含量，但減少了粵引澳卡菠蘿（劉傳和等，2011）的Vc含量。本研究中，覆膜處理使枳砧果實總糖含量增加，卡里佐枳橙砧的總糖含量減少，與大多數研究者認為的覆膜增糖結論不相符。研究者認為，覆膜增糖是滲透調節的結果，水分虧缺誘導植株進行滲透調節，從而使果實內可溶性糖含量增加（Barry et al.，2004）。本研究中，不同砧木在覆膜處理下的增糖效果不同。基于上述機制，推測不同砧木對水分虧缺的應答機制可能存在差異，從而造成覆膜下增糖效應不同。與不覆膜相比，覆膜處理下枳砧和卡里佐枳橙砧愛媛28果實的有機酸總量及總酚含量均顯著增加。前人研究表明，覆膜對果實有機酸含量的影響存在極大差異（Yakushiji et al.，1996；石學根等，2011），覆膜對有機酸的影響會隨外界環境產生較大波動。與李歡等（2015）研究結果相似，本研究覆膜栽培在一定程度上促進了果實功能物質的積累：覆膜栽培下，枳砧和卡里佐枳橙砧果實的總酚含量均顯著增加，而兩者的類黃酮和氨基酸總量變化存在差異，枳砧果實類黃酮含量和氨基酸總量顯著增加，卡里佐枳橙砧果實類黃酮含量在無顯著差異，氨基酸總量顯著降低。覆膜對2種砧穗組合功能物質的影響呈現不同結果顯示，對類黃酮和氨基酸這類功能物質，砧木的影響可能大于覆膜的影響。乙醇和乙醛的積累是影響果實風味和品質好壞的重要因素，異味物質的過多積累不僅影響果實品質還會引發各種生理病害（Hagenmaier，2002；王晶等，2019）。本研究中，覆膜處理有效減少了愛媛28果實中異味物質含量，相比不覆膜處理，枳砧愛媛28果實中乙醇和乙醛含量減少了9.01%和15.58%，卡里佐枳橙砧減少了11.76%和37.17%。

4 結論

生產上愛媛28以枳作為砧木，其果實的綜合品質明顯優于卡里佐枳橙砧，且通過覆膜可進一步改良愛媛28的果實營養品質，提升風味。