不同生物保护膜对瑞雪苹果果实品质的影响

Effect of different biological protective films on fruit quality of Ruixue apple

摘要

目的 研究不同生物保护膜对瑞雪苹果果实品质的影响，以期筛选出适宜瑞雪苹果不套袋栽培的生物保护膜。 方法 以3年生瑞雪为试材，设置A（皮尔瑞俄钙膜）、B（太阳果生物防护膜）、C（康露威有机皮膜保护剂）3种生物保护膜处理，以不套袋喷清水、套袋（双层三色袋）为2种对照，测定果实品质。 结果 与不套袋处理相比，喷施3种生物保护膜均能显著提高果实亮度和果面光洁度，但对果形指数、果实硬度、可溶性固形物含量无显著影响；与套袋处理相比，喷施3种生物保护膜均能显著提高瑞雪果实单果质量、果实可溶性固形物含量以及果实钙含量，但对果实可滴定酸含量和维生素C含量无显著影响。 结论 喷施3种生物保护膜均能提高瑞雪苹果果实品质及果实钙含量，其中喷施B生物保护膜显著提升了瑞雪苹果的果实外观品质，同时对果实内在品质影响较小，可作为适宜的生物保护膜用于瑞雪苹果不套袋栽培。

Abstract

Objective The study aimed to clarify the effect of different biological protective films on the fruit quality of the Ruixue apple, screening the suitable protective film for Ruixue apple cultivation without bagging. Method The Ruixue apple of 3-year-old was treated by spraying three biological protective film,i.e.,A (Pierreio calcium film), B (sun fruit biological protective film) and C (Kangluwei organic skin film protective agent), with the apples that were either bagged or sprayed by clean water as the control, followed by fruit quality evaluation for the differently-treated apples. Result Compared with no bagging treatment, spraying three kinds of biological protective films could significantly improve fruit brightness and fruit surface smoothness, but had no significant effect on fruit shape index, fruit hardness and soluble solid content, whereas, compared with bagging treatment, spraying three treatment groups could significantly improve the single fruit weight, soluble solids content and calcium content of the Ruixue fruit, but had no significant effect on titratable acid content and vitamin C content. Conclusion Spraying three kinds of biological protective films can improve fruit quality and calcium content of Ruixue apple.Among them, spraying B biological protective film significantly improved the appearance quality of the apples, and had little effect on their internal quality. It can serve as a suitable biological protective film for Ruixue apple cultivation without bagging.

Graphical abstract

关键词

不套袋 / 生物保护膜 / 瑞雪苹果 / 果实品质 / 钙含量

Key words

no bagging cultivation / biological protective film / the Ruixue apple / fruit quality / calcium content

苹果（Malus domestica Borkh.）是我国水果生产中主要栽培的树种，也是世界上栽培最广泛的水果树种之一^［1］。苹果套袋技术从上世纪70~80年代在我国开始应用，2005年，农业部设立“苹果套袋关键技术示范补贴”专项，加速了套袋技术的推广和普及，成为苹果生产的常规管理措施^［2］。苹果套袋有利于果实着色^［3］，使果面光洁^［4］、减轻病虫害^［5］。但苹果套袋带来栽培成本升高^［6］、果实内在品质下降^［7］等一系列问题。因此，寻找一种安全省力高效，替代果实套袋的新型技术迫在眉睫^［8］。

目前研发较多的一种是将营养元素、微生物、生物刺激素等与胶体复配，制备成苹果套袋替代品，将果袋替代品用于果实表面，可形成一层替代套袋的保护膜，能提高果实内在品质，改善风味，促进叶片、树体及果实的生长发育，促进苹果着色^［3］。

我国现阶段研发推广的有以生物刺激素腐植酸与胶体复配的制剂^［9］，以复合微生物菌剂为主要成分的生物免疫膜^［10］，以钙元素为主要成分的膜剂^［11］。研究表明，喷施植物生长调节剂可提高大豆^［12］、玉米^［13］和水稻^［14］等作物产量；国内外学者研究表明壳聚糖复配处理能显著提高黄瓜^［15］、草莓^［16］、脐橙^［17］、苹果^［18］等果蔬硬度、糖酸比、可溶性固形物、Vc及可溶性蛋白质等内含物。吕娇阳^［19］研究表明喷施生物保护膜（复合微生物菌剂）成本显著低于套袋成本，每亩节约1 596.11元。瞿振芳等^［20］研究表明喷施有机保护膜（以钙元素为主要成分的膜剂）果实亮度显著高于不套袋果，果实颜色更加鲜红，底色更黄。陈学森等^［21］建议在苹果上可喷施“阳光生物保护膜”以替代套膜袋。

瑞雪苹果作为具短枝性状，早果、丰产性强且具有特殊香气的优质晚熟黄色苹果新品种，较耐贮藏，采用不套袋栽培，能充分发挥新品种果实特性的比较优势，有利于开拓市场、实现产品差异化竞争^［22］。但崔彩芳等^［23］研究表明瑞雪苹果不套袋栽培后，其成熟期较套袋果会提前且果实硬度显著低于套袋果硬度，贮藏性会减弱，在某种程度上或许会降低其商品价值。为了维持其效益，应通过一些措施来提高瑞雪苹果不套袋果的耐贮性。而钙是植物生长发育所必需的营养元素，对果实鲜食品质及贮藏品质具有显著的影响^［24］。因此，可通过喷施以钙元素为主要成分的膜剂或者微生物菌剂来提高果实钙含量，增加果实硬度延长贮藏期，以实现瑞雪苹果不套袋栽培。

目前市面上已经有多种生物保护膜，但其对瑞雪不套袋栽培的影响并不清楚，分析相关影响，一方面可筛选较适宜的膜，规范使用方法，一方面可为研发专用膜提供参考和思路。本研究探讨不同生物保护膜对瑞雪苹果果实品质的影响，从而筛选出适宜瑞雪苹果不套袋栽培的生物保护膜，为黄土高原瑞雪苹果不套袋栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验于2020年5月~10月在陕西省渭南市白水县西和家卓村振华专业合作社（N 35°12′26″，E 109°32′49″）进行，海拔900 m，年均降雨量577.8 mm，年均气温11.4 ℃。试验材料为3年生瑞雪，M ₂₆矮化自根砧栽培，株行距2 m×4 m。

1.2 试验设计

试验共设置3种生物保护膜处理（表1），以不套袋喷清水、套纸袋（双层三色袋，外袋一面黄色一面黑色，内袋红色）为2种对照处理。每种处理选取生长健壮，树势一致的3株树，3次重复。用水量均为每3株4.5 L，于花后统一开始喷第1次，每隔15~20 d使用喷雾器对整株树进行均匀喷洒，直至花后180 d采收，共计喷施8次，期间田间肥水管理一致。A、B、C均稀释300倍喷施使用，遇雨水后需要及时补喷。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 采样

试验地的瑞雪苹果成熟期为2020年10月下旬，每株样本树均按照从树冠由外围至内层多方位进行果实采摘，每3株树作为一个处理混合取样，重复3次，将果实放置于装有冰袋的保温泡沫箱中运回实验室，放4 ℃冰箱冷藏备用，待测。

1.3.2 果实外观指标测定

单果质量^［25］：用电子天平称质量，精度为0.1 g。

果形指数^［25］：用游标卡尺分别测量果实纵径和横径，求其比值。

果实色泽参数^［26］：用Minolta CR-400型色差计测定果面的L^*、a^*和b^*值。（L代表果皮亮度，a表示果皮红绿色度，b表示果皮黄蓝色度）值。

1.3.3 果实内在指标测定

硬度^［27］：用FTA-GS-15水果质地分析仪测定。

可溶性固形物含量^［27］：用日产ATAGO（PAL-1）手持数显折光仪测定。

可滴定酸含量^［27］：用FFRUIT ACIDZTY METER GMK-835型酸度计测定。

VC含量^［28］：通过钼蓝比色法，利用紫外分光光度计测定在760 nm下的吸光度值，代入公式计算VC含量。

1.3.4 果实全Ca测定

取样：植物果实样本选取健康成熟无病虫害的瑞雪果实，剪去果柄。

清洗：先用蒸馏水清洗3次再用去离子水洗净擦干，将果实切分为1 cm³左右，充分混匀，称质量并记录。

烘干：称好后将样品置于105 ℃恒温箱内处理15 min，再降至80 ℃恒温烘至恒质量，取出后将其充分粉碎过0.5 mm塑料筛，混合均匀后装入自封袋，置于干燥器备用。

测定方法：采用火焰原子吸收分光光度计法测定^［29］。

1.4 数据处理

试验数据测定3次生物学重复，采用SPSS 16.0数据分析软件进行方差、相关性分析，用 Microsoft Excel 2015进行数据处理与统计分析。数据以\overline{x}±s表示。

2 结果与分析

2.1 不同生物保护膜对瑞雪果实外观品质的影响

2.1.1 不同生物保护膜对瑞雪果实单果质量及果形指数的影响

由表2可知，与CK₁相比，A、B、C 处理的瑞雪苹果单果质量、纵径、横径均显著提高，B、C处理果形指数均显著提高，其中以B处理的效果最好。A、B、C 处理的单果质量较CK₁分别显著提高29.04%、32.22%、24.87%；纵径较CK₁分别显著提高21.07%、31.50%、24.13%；横径较CK₁分别显著提高13.87%、19.73%、14.71%；B、C处理果形指数较CK₁分别显著提高10.22%、7.95%。

由表2可知，B、C处理的果实纵径较CK₂分别显著提高13.40%、7.06%，B处理横径较CK₂显著提高8.59%；以B处理的单果质量、果形指数最高，与CK₂相比均无显著差异；结果表明，B处理较不套袋能显著提高果实横径和纵径。

2.1.2 不同生物保护膜对瑞雪果实色泽的影响

由表3可知，A、B、C 处理的果皮红绿色度较CK₁分别显著提高41.09%、25.85%、22.52%；黄蓝色度分别显著提高46.99%、43.74%、42.77%；果实亮度分别显著降低9.25%、6.78%、8.70%。喷施3种生物保护膜较套袋处理均能显著提高瑞雪苹果果皮红绿色度、黄蓝色度，其中以B处理最接近套袋果的亮度。

由表3可知，A、B、C 处理的果实亮度较CK₂分别显著提高4.16%、6.99%、4.79%；果皮红绿色度分别显著降低142.86%、205.71%、219.43%；黄蓝色度以A处理最高，为50.24，与CK₂无显著差异。喷施3种生物保护膜较不套袋处理均能显著提高瑞雪苹果果实亮度，其中以B处理最高。

由图1可知，CK₁的果面光洁度最高，与CK₂相比，A、B、C 处理的瑞雪苹果果面较光洁，果点小且颜色浅，CK₂果实表面果点大而多，果面有锈。喷施3种生物保护膜较不套袋处理均能提高瑞雪苹果果面光洁度。

2.2 不同生物保护膜对瑞雪果实内在品质的影响

由表4可知，A、B、C 处理的可溶性固形物含量较CK₁分别显著提高19.40%、18.43%、19.18%；固酸比含量较CK₁分别显著提高9.03%、13.05%、4.28%，且各处理间差异显著，其中B处理固酸比含量最高，为72.14，比A、C处理分别显著提高3.69%、8.42%；果实硬度分别显著降低16.99%、16.31%、12.88%；VC含量以C处理最高，为7.05 mg/100 g，与CK₁无显著差异；可滴定酸含量以C处理最高，为0.24%，较CK₁显著提高14.29%。喷施3种生物保护膜较套袋处理均能显著提高可溶性固形物、固酸比含量。

由表4可知，A、B、C 处理瑞雪苹果VC含量均显著降低，较CK₂分别显著降低8.11%、6.74%、6.24%；可滴定酸含量以C处理最高，为0.24%，与CK₂无显著差异；固酸比以B处理最高，较CK₂显著提高9.30%。喷施3种生物保护膜较不套袋处理VC含量均显著降低。

2.3 不同生物保护膜对瑞雪苹果果实Ca含量的影响

由图2可知，喷施3种生物保护膜后果实Ca含量均显著高于CK₁、CK₂，与CK₁相比，分别显著提高133.33%、393.33%、40.00%；与CK₂相比，分别显著提高105.88%、335.29%、23.52%；且各处理间差异显著，其中B处理Ca含量最高，为0.74 mg/g，比A、C处理分别显著提高111.43%、252.38%。喷施3种生物保护膜较CK₁、CK₂均能显著增加瑞雪苹果果实Ca含量，其中B处理的效果最好。

3 讨论

品质与生产成本是影响苹果产业效益的重要因素。苹果果实品质主要基于外观和口感两方面^［30-31］。果实外部特征中，果实颜色是消费者购买产品时所考虑的首要指标，其次是果个^［32］。瞿振芳等^［20］研究表明，与不套袋相比，喷施有机保护膜能够显著提高2种嘎拉的果实亮度，果实颜色更加鲜红，底色更黄。本研究中，喷施A、B、C 生物保护膜较不套袋处理果实亮度均显著提高，果皮红绿色度均显著降低，这与瞿振芳等^［20］研究结果相似但略有不同。苹果果实色泽主要是由底色和盖色共同决定^［33-34］。之所以形成不同色泽，是因为其果皮中色素成分的差异，花青苷、叶绿素和类胡萝卜素3种色素成分的比例含量在不同品种之间有其特定的范围^［35］。瑞雪苹果不套袋栽培，果实为黄绿色，在高海拔地区阳面有少量红晕^［22］。对于红色品种，可能是因为生物保护膜的成膜物质附着于果皮表面，使果实色泽得以改善，促进果实着红色；在色素积累方面，可能是因为生物保护膜在降低叶绿素含量的同时促进了花青苷的积累，同时使花青苷合成途径中的关键酶 PAL活性增加，从而使果实颜色更加鲜红，这主要和生物保护膜主成分作用有关^［8］。

张瑞芳^［36］研究表明，与套袋、不套袋相比，喷施生物保护膜能显著提高延长红、龙富短枝、长富2号及蜜脆的单果质量，对果形指数无显著差异。本研究中，喷施B、C生物保护膜较套袋处理均能显著提高单果质量和果形指数，与不套袋相比，均无显著差异。这与前人研究结果相近但略有不同，可能是因为生物保护膜的作用效果正好与果实发育、代谢时间吻合，也可能与生物保护膜添加的主成分及其浓度有关^［8］。

糖酸比是水果内部品质的重要指标之一，可用于评价水果的口感以及甜酸度^［37］。苹果固酸比与糖酸比成极显著正相关，因而苹果风味与固酸比密切相关^［38］。李展飞^［8］研究发现与套袋对照相比，品质改良剂均能显著提高早、中、晚熟3个品种苹果的糖酸比，增加果实风味。本研究中，喷施A、B生物保护膜较套袋、不套袋处理均能显著提高瑞雪果实固酸比，这与李展飞的研究结果相似但略有不同，可能是因为不同生物保护膜中的成膜材料以及稳定性不同从而影响成膜效果，对果实生长发育和果实品质形成影响有关^［39］。

Ca含量对果实贮藏品质具有显著的影响^［24］。党纳^［39］研究发现，与套袋、不套袋相比，喷施品质改良剂（TR1和TR2）能够显著提高果实Ca含量；本研究中，喷施A、B、C 生物保护膜较套袋处理、不套袋处理均能显著增加果实Ca含量，促进果实对Ca的积累，这与党纳^［39］研究结果基本一致。本研究发现，果实Ca含量与果实硬度不成正比，且3种生物保护膜之间果实Ca含量差异显著，可能是因为3种生物保护膜产品本身所含的Ca含量不同引起，也可能是因为生物保护膜本身的成分材料所引起的Ca含量差异，或者产品中所含有不同性质的Ca离子导致植株吸收的Ca含量不同所引起的差异，这有待进一步研究。同时，生物保护膜作为一种新型钙膜，可能在果实贮藏品质上有一定的潜力，这有待进一步研究。

生物保护膜作为一种新型材料，有望替代果实套袋在苹果不套袋栽培上应用推广，由于苹果免套袋栽培对树势、果园管理水平以及不套袋配套栽培措施要求较高，因此，仍需进一步的深入研究明确其配套栽培技术措施。

4 结论

与套袋处理相比，喷施3种生物保护膜均能显著提高瑞雪果实单果重、果实可溶性固形物含量以及果实Ca含量；与不套袋处理相比，喷施3种生物保护膜均能显著提高果实亮度，提高果面光洁度，显著增加果实Ca含量。本研究中，B生物保护膜综合效果较好，可作为适宜的生物保护膜在瑞雪苹果不套袋栽培中使用。

参考文献

[1] 陈玉兆.生物保护膜在苹果生产上的应用［D］.杨凌：西北农林科技大学，2017.

[2] 王金政，毛志泉，丛佩华，等.新中国果树科学研究70年—苹果［J］.果树学报，2019，36（10）：1255-1263.

[3] 马巧荣，张开祥，徐福利.苹果套袋与免套袋栽培比较分析［J］.安徽农学通报，2021，27（21）：69-70+95.

[4] 王旭，张天山，王晓亮，等.套袋对苹果种植的影响研究进展［J］.现代农业科技，2021（9）：65-66+68.

[5] 马明兴.苹果套袋栽培新技术的探讨［J］.现代园艺，2020，43（14）：17-18.

[6] 张建梅.苹果套袋技术发展面临的问题及前景［J］.山东农业工程学院学报，2020，37（3）：59-62.

[7] 邓瑞，袁仲玉，夏雪，等.套袋对“瑞雪”苹果果实品质的影响［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2018，46（7）：117-123.

[8] 李展飞.品质改良剂在苹果上的应用效果及其机理研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2014.

[9] 薛瑜瑜.陕西科技大学研发苹果“面膜”助力优质果品飘红［J］.腐植酸，2020（4）：100.

[10] 孙慧英，李亮，李敏生，等.对苹果无袋化栽培的思考［J］.果树资源学报，2020，1（5）：63-65.

[11] 张森，高小霞，童耀宏.苹果套袋和无袋化栽培技术思考［J］.西北园艺（综合），2020（5）：35-37.

[12] 罗晓峰，代宇佳，宋艳，等.三种植物生长调节剂对大豆生长发育及产量的影响［J］.核农学报，2021，35（4）：980-988.

[13] 吴琼，郑殿峰，冯乃杰，等.壳聚糖不同处理方式对玉米光合特性及产量的影响［J］.安徽农学通报，2020，26（10）：18-22.

[14] 蒋斌.叶面施硒—壳聚糖肥对镉污染条件下作物生长及品质影响研究［D］.长沙：湖南大学，2014.

[15] 罗雪云，吴晓彤，谢颖思，等.抗菌肽壳聚糖复合膜对水果黄瓜的保鲜作用［J］.现代食品科技，2020，36（7）：142-149，330.

[16] 孙娜，王华，胡文斌，等.不同处理方式对五叶草莓贮藏品质的影响［J］.保鲜与加工，2021，21（9）：21-26.

[17] 陈玉环，彭旋，陈楚英，等.三颗针提取液复合涂膜对“纽荷尔”脐橙贮藏保鲜的影响［J］.江西农业大学学报，2016，38（3）：469-475.

[18] 唐琦，葛永红，董雪，等.壳聚糖复合多聚赖氨酸处理对苹果果实贮藏品质的影响［J］.食品工业，2018，39（10）：184-187.

[19] 吕娇阳.不套袋富士系苹果品种筛选及无袋栽培技术研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2018.

[20] 瞿振芳，郝贝贝，刘振西，等.豫西嘎啦苹果免套袋技术探究［J］.现代园艺，2020，43（21）：77-78.

[21] 陈学森，毛志泉，沈向，等.我国苹果产业节本增效关键技术Ⅰ：易着色功能型苹果新品种培育及无袋化栽培技术［J］.中国果树，2017（1）：1-4，103.

[22] 高华，赵政阳，王雷存，等.苹果新品种瑞雪的选育［J］.果树学报，2016，33（3）：374-377.

[23] 崔彩芳，王应强，姚志龙，等.采收期与套袋对瑞雪苹果品质的影响研究［J］.中国果菜，2021，41（10）：56-61.

[24] 欧志锋.钙处理对红富士苹果果实品质及贮藏性的影响［D］.泰安：山东农业大学，2014.

[25] 李新文，陈佰鸿，毛娟，等.不同砧木对‘赤霞珠'葡萄生长及果实品质的影响［J］.甘肃农业大学学报，2018，53（1）：71-77.

[26] 邓瑞，袁仲玉，夏雪，等.瑞阳苹果套袋与不套袋果实品质的比较分析［J］.甘肃农业大学学报，2019，54（1）：74-79+88.

[27] 郭梦月，范献光，蒋小兵，等.苹果新品种瑞雪果实主要特性研究［J］.西北农业学报，2018，27（1）：84-90.

[28] 王风霞，黄玉琴，谢天柱.测定果蔬中维生素C含量的方法比较［J］.落叶果树，2013，45（2）：8-11.

[29] 秦永凤，梁俊，韩明明，等.‘瑞阳’苹果苦痘病的发生与主要营养元素含量的关系［J］.果树学报，2020，37（12）：1907-1913.

[30] Ma B Q， Chen J， Zheng H Y，et al.Comparative assessment of sugar and malic acid composition in cultivated and wild apples［J］.Food Chemistry，2015，172：86-91.

[31] Meng R， Zhang J， An L，et al.Expression profiling of several gene families involved in anthocyanin biosynthesis in apple （Malus domestica Borkh.）skin during fruit development［J］.Journal of Plant Growth Regulation，2016，35（2）：449-464.

[32] 岳正洋.不套袋栽培对苹果果实品质及耐贮性的影响［D］.杨凌：西北农林科技大学，2021.

[33] 景晨娟.套袋对苹果果皮着色的影响及其相关基因表达分析［D］.杨凌：西北农林科技大学，2017.

[34] 张学英，张上隆，叶正文，等.不同颜色果袋对李果实着色及花色素苷合成的影响因素分析［J］.果树学报，2007，24（5）：605-610.

[35] 王少敏，高华君，张骁兵.套袋对红富士苹果色素及糖、酸含量的影响［J］.园艺学报，2002（3）：263-265.

[36] 张瑞芳.不套袋对苹果品质的影响及果锈产生主要因素分析［D］.杨凌：西北农林科技大学，2019.

[37] 刘燕德，吴明明，李轶凡，等.苹果可溶性固形物和糖酸比可见/近红外漫反射与漫透射在线检测对比研究［J］.光谱学与光谱分析，2017，37（8）：2424-2429.

[38] 郑丽静，聂继云，李明强，等.苹果风味评价指标的筛选研究［J］.中国农业科学，2015，48（14）：2796-2805.

[39] 党纳.新型苹果品质改良剂的应用效果及其机理研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2016.

基金资助

陕西省科技重大专项(2020zdzx03-06-02-02)

财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系(CARS-27)