钙处理有机物料养蚯蚓对荔枝果实品质的影响
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2014-01-16 22:28:02
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1 材料与方法

1.1 试验材料
   选2002年定植的树体大小、长势相近的妃子笑荔枝树为试材,供试土壤为红壤土; 施肥的基质为牛粪,并使用水稻秸秆、荔枝枯枝落叶为覆盖物,接种蚯蚓品种为“进农6号”,所施用的氯化钙浓度分别为2500mg/kg、5000 mg/kg、10000 mg/kg。
1.2 试验设计与处理
   试验于2008年3月15日到2008年6月15日在广西大学农学院果树标本园内进行;试验采用单株区组,设置 3 个处理,两个对照,每个处理重复 3 次,分别为:
   处理A:树盘覆盖牛粪盘养蚯蚓并分别在接种蚯蚓后的1周、2周、3周、4周进行等量淋施2500mg/kg氯化钙,各一次,共浇钙四次。牛粪厚度为10 cm,面积1 m2左右(树干基部 20 cm 范围内不铺设牛粪),在牛粪中接种 100 条“进农6号”具有繁殖节的成龄蚯蚓,牛粪上铺盖稻草;
   处理B:树盘覆盖牛粪:同处理1,但浇钙浓度为5000 mg/kg;
   处理C:树盘覆盖牛粪:同处理1,但浇钙浓度为10000 mg/kg;
       CK1:树盘覆盖牛粪:同处理1,但浇清水;
       CK2:清耕作为对照处理;
1.3 数据收集
   试验处理设计完成后,立即对荔枝树冠外围中层各个方向的新稍叶片采样,每棵试验处理树平均采30~50张叶片。每隔15天左右的时间采样一次,共7采批样品。每次采好的叶片鲜样要立即带回实验,进行以下处理:(1)采回的叶片先用0.5%肥皂水清洗,然后用自来水把叶片表面的肥皂泡沫冲洗干净,最后在用去离子水清洗2次。(2)将洗干净的叶片平铺开,待叶片上的水分大量被蒸发完后放入牛皮纸制的信封内,然后放入预先调好温度105℃的烘箱内进行叶片杀青20min,完毕后再调低烘箱温度降至75℃,进行24小时的叶样烘干。(3)将烘干的样品,用植物粉碎机将其粉碎并过100mm筛子,所获样品放在干燥器保存,待测定。将以上7批前处理好的干燥叶片样品,按照《土壤农化分析》(鲍士旦,2000)参考书上的有关测定植物养分的方法,测定叶片、采收后果皮、果肉、果核中钙含量及果实质量等有关指标。
2 结果与分析
2.1 不同钙处理对妃子笑荔枝叶片Ca含量的影响
   各外源钙处理期间叶片全Ca含量动态见图1。由图可知,不同处理的荔枝叶片的全Ca含量变化趋势复杂,总体上看,各处理叶片中Ca含量呈下降趋势。其中清耕处理(CK2)叶片中Ca含量从3月15日到4月30日,先经历了一个快速下降期。然后,从4月30日到6月15日叶片中Ca含量缓慢下降。并维持在较低的水平。而其它处理叶片中钙含量相比CK2,基本上维持在一个相对较高的水平。从各处理的变化情况来看,CK1的变化范围为1.55%~1.05%,CK2的变化范围为1.59%~0.83%,处理A的变化范围为1.49%~1.23%,处理B的变化范围为1.58%~1.10%,处理C的变化范围为1.52%~0.98%。对比各处理与CK2(清耕)的变化情况,可以发现,CK1在4月15日前(即养蚯蚓处理30天)叶片中Ca含量与CK1差异不大,从4月30日(即养蚯蚓45天)叶片中Ca含量高于CK2,且随着时间的推移,CK1叶片中Ca的含量相对于CK2,维持一个相对较高的水平。处理A和处理B叶片中K含量的变化趋势与CK1相似,但从4月30日开始(即养蚯蚓45天)处理A和处理B叶片中Ca含量要高于CK1。再对比处理A和处理B的情况可发现,在4月30日前(即养蚯蚓45天)处理A和处理B差异不大,而4月30日后(即养蚯蚓45天),处理B叶片中含量要高于处理A。再看处理C叶片全钙含量情况,在4月30日前(即养蚯蚓后45天)叶片中Ca含量均与CK2差异不大,略低于CK2。从4月30日后,叶片中Ca含量开始高于CK2,随着蚯蚓转化的进行,从5月15日开始叶片中Ca含量高于CK1,但仍低于处理A和处理B。可见,不同浓度的外源钙在果园养蚯蚓处理过程中,能提高荔枝叶全Ca含量,蚯蚓对外源Ca的转化作用是逐步推进的过程且受外源钙浓度的影响。蚯蚓能将外源钙富集和转化。另外,蚯蚓将牛粪转化成的蚯蚓粪,具有优良的理化和微生物特性,为妃子笑荔枝根系吸收Ca提供了良好的基础。从各处理对外源钙的响应情况看,不同浓度的外源钙处理对蚯蚓将外源钙向树体传递、转换作用发生了影响,从而影响到荔枝叶片中Ca素的积累。浓度最高的处理C抑制了蚯蚓对外源钙的转换,使处理C叶片中Ca含量要低于处理A和处理B,但仍然高于CK1和CK2。处理A和处理B差异不大,总的来说要叶片中Ca含量要高于CK1和处理C。其中处理B叶片中Ca含量最高。另外,虽然外源钙对叶片中Ca含量有影响,特别是高浓度的外源钙显著的减弱了蚯蚓对钙的转化作用,但随着养蚯蚓时间的增加,外源钙的影响将逐步减弱,最终叶片中Ca的含量仍然高于CK2(清耕)和CK1。
图1 不同钙处理对荔枝叶片全Ca含量的影响
Fig.1 Effects of calcium treatments on Ca content in litchi leaves
#p#副标题#e#
2.2 不同钙处理对妃子笑荔果皮和果实中钙形态、分布和含量的影响
   果园养蚯蚓中不同浓度外源钙处理,对妃子笑荔枝果核、果肉和果皮各中各种钙的形态影响如表1。从表中可以看到,不同外源钙处理对果实总钙产生了显著影响。各处理间果实总钙含量高低依次为处理B>处理A>处理C>CK1>CK2,各处理与CK2对比处理B果实中总钙提高了29.13%,处理A提高了19.84%,处理C提高了9.07%,CK1提高了5.70%。可见,果园盘养蚯蚓中各外源钙处理均能提高妃子笑荔枝果实总钙的含量。而不同浓度的外源钙处理中,以处理B(即浓度5000mg/kg)的效果最好。处理C(即浓度为10000mg/kg)的效果最差。从各处理果实中钙的分布来看,各处理无显著差异。果实中钙集中分布在果皮,果皮中钙含量占了果实总钙的95.27%~96.89%,果核和果肉仅占1.84%~2.16%和1.27%~2.75%。从各处理果皮中各种形态的钙分布来看,果皮中的钙以HCl-Ca形态为主,占果实总钙的40.8%~73.13%,其次是HAC-Ca和NaCl-Ca形态钙,分别占果实总钙的12.31%~23.72%和6.38%~20.92%,再次是H2O-Ca形态钙,占果实总钙的3.47%~8.8%,最后是Res-Ca形态钙,占果实总钙的0.97%~1.59%。各外源钙处理间果皮中各形态钙含量存在显著差异。各外源钙处理提高了果皮中H2O-Ca、NaC1-Ca和HAC-Ca形态钙的含量,降低了HCl-Ca形态钙的含量,而对Res-Ca形态钙含量无显著的影响。其中处理B果皮中H2O-Ca、NaC1-Ca和HAC-Ca含量比CK2分别提高了227.32%、323.45%和148.69%,而HCl-Ca形态钙的含量比CK2降低了27.96%;处理A果皮中H2O-Ca、NaC1-Ca和HAC-Ca含量比CK2分别提高了88.48%、205.63%和100.38%,而HCl-Ca形态钙的含量比CK2降低了13.64%;处理C果皮中H2O-Ca、NaC1-Ca和HAC-Ca含量比CK2分别提高了48.23%、121.66%和37.78%,而HCl-Ca形态钙的含量比CK2降低了7.76%。可见,在果园养蚯蚓过程中,各外源钙处理提高中果实钙含量。其中,主要是提高了果皮中钙的含量,且主要是提高了果皮中H2O-Ca、NaC1-Ca和HAC-Ca形态钙的含量。
表1 不同浓度外源钙处理对荔枝果实钙分布、形态和含量的影响
Table 1 Effects of Ca treatments on Ca distribution, form and content in lithch fruit
 
处理
果核
果肉
果皮
总钙
total
全钙
全钙
H2O-Ca
NaC1-Ca
HAC-Ca
HCl-Ca
Res—Ca
mg/kg
%
mg/kg
%
mg/kg
%
mg/kg
%
mg/kg
%
mg/kg
%
mg/kg
%
CK1
51.53b
2.17
47.40b
1.99
108.95b
4.59
265.19b
11.16
342.72b
14.42
1529.56c
64.37
30.74a
1.29
2376.08b
CK2
41.36a
1.84
28.65a
1.27
78.07a
3.47
143.40a
6.38
276.84a
12.31
1643.97d
73.13
35.73a
1.59
2248.01a
处理A
58.25b
2.16
49.91b
1.85
147.14c
5.46
438.28c
16.27
554.74c
20.59
1419.70b
52.69
26.16a
0.97
2694.18c
处理B
57.37b
1.98
79.84c
2.75
255.52d
8.80
607.23d
20.92
688.47d
23.72
1184.29a
40.80
30.03a
1.03
2902.77d
处理C
47.47b
1.94
45.47b
1.85
115.72b
4.72
317.86b
12.96
381.44b
15.56
1516.44c
61.85
27.53a
1.12
2451.94b
注:同列数字后面不同英文字母表示差异显著(P≤ 0.05).
Note:Different letters after each column indicate significant difference at P≤ 0.05.
 
2.3 不同处理对果实可溶性固形物、可食率、果肉厚度及裂果率的影响
   不同外源钙处理对果实中可溶性固形物含量、可食率、以及裂果率产生了显著的影响。如表6-2所示,从可溶性固形物含量上看,外源钙处理降低了果肉中可溶性固形物的含量。其含量的高低顺序为CK1>CK2>处理C>处理A>处理B。这与其它学者在苹果和梨上研究相似。Fallahi等(1985)分析表明,金矮生苹果果实中的Ca含量与果实可溶性固形物含量(SSC)呈负相关。郗荣庭等(1997)证明,鸭梨果实的Ca含量与糖、酸含量呈负相关。从可食率和果肉厚度来看,处理A和处理B要显著高于CK1和处理C,处理A和处理B之间差异不显著。处理C和CK1要显著高于CK2,但处理C和CK1之间差异显著。而各处理对果肉厚度的影响无显著差异。从裂果率来看,不同外源钙处理对妃子笑荔枝的裂果率产生了显著的影响。钙是细胞壁的重要组成成份之一,在维持细胞膜的稳定方面也起到重要影响,一般认为,钙能增加细胞壁的强度,已有的研究指出,叶面喷钙可减轻多种果实的采前裂果(孟玉平等2003; Moon et al. 2002a,b)。李建国等(1999)研究也表明,荔枝的裂果率与叶片的钙含量呈明显的负相关。从表5-2可以看出:不同外源钙处理对妃子笑裂果率的影响存在显著差异。其中以处理B的效果最好。各处理间裂果率从低到高的顺序是处理B<处理A<处理C
表2 不同处理对果实内在品质的影响
Tab.2 Effect of treatments on fruit eating quality
处理
Treatment
可溶性固形物含量(%)
TSS /%
可食率(%)
Rate of edible parts
果肉厚度(cm)
flesh thickness
裂果率%
rate of cracking fruit
CK1
18.36 c
79.56 b
1.01 a
11.28 b
CK2
17.96 c
78.71 a
0.94 a
16.75 c
A
16.90 a
80.19 c
1.03 a
6.56 a
B
15.73 a
81.60 c
1.07 a
5.23 a
C
17.48 b
79.72 b
1.00 a
10.56 b
注:同列数字后面不同英文字母表示差异显著(P≤ 0.05).
Note:Different letters after each column indicate significant difference at P≤ 0.05.
2.4 不同处理对产量、单果重、果实大小和种子大小的影响
   由表3可知,与对照相比,果园养蚯蚓过程中进行外源钙处理显著增加果实单果重,其中处理A、处理B、处理C和CK1的平均值分别为26.33g、27.95g、24.78g和24.46g,分别比CK2提高了15.60%、22.68%、8.79%和7.38%。从单株平均产量来看,果园盘养蚯蚓提高了平均单株产量,且其中进行外源钙处理的处理B和处理C产量提高得最多,比对照CK2分别提高了48.81%和43.36%。可见,果园养蚯蚓提高了妃子笑荔枝树体的营养水平,为其果实的发育提供了充分的营养基础。在树体营养充分保证下能够获得较高的产量。而在养蚯蚓过程中进行外源钙处理,通过蚯蚓的转化作用,外源无机钙转换为易于吸收和利用的有机态钙,使妃子笑荔枝果实钙含量提高,从而进一步提高了单株产量。使得补钙效果较好的处理B和处理A平均单株产量显著的高于其它处理。荔枝对钙素营养的需求比较大,而且就不同器官钙的分布来看,果实占据了很大的比例,所以,如何改善果实的钙营养状况,是改善荔枝品质,提高荔枝产量的一个急需解决的问题。本试验表明,养蚯蚓过程中进行外源钙处理,能提高树体钙素营养水平,从而提高平均单株产量,在栽培模式上为解决荔枝缺钙问题提供了一个有效的途经。从果实大小和果核大小来看,各处理间无显著差异。
表3 不同处理对果实和种子大小的影响
Tab.3 Effectsof different treatment on fruit and seed size
处理
Treatment
果实大小/cm  Fruit size
种子大小/cm Seed Size
单果重/g
Fruit weight
平均单株产量/公斤/株
average yield per tree
横径Horizontal
纵径vertical
横径Horizontal
纵径vertical
CK1
3.53a
3.77a
1.02b
1.72a
24.46b
13.16b
CK2
3.47a
3.64a
1.32b
1.54a
22.78a
10.05a
A
3.66a
3.86a
0.95a
1.72a
26.33c
14.40c
B
3.71a
3.89a
0.93a
1.74a
27.95c
14.95c
C
3.61a
3.81a
1.41c
1.65a
24.78b
13.31b
  注:同列数字后面不同英文字母表示差异显著(P≤ 0.05).
NoteDifferent letters after each column indicate significant difference at P≤ 0.05.
3 小结
   果园养蚯蚓过程中外源Ca处理,能提高妃子笑荔枝叶片中Ca含量,且以5000mg/kg浓度最佳。
   果园养蚯蚓过程中外源钙处理,能提高妃子笑荔枝果实总钙的含量。且果实中钙主要分布在果皮,在果实和果肉分布较少。
   果园养蚯蚓过程中外源钙处理,显著影响果皮中钙的形态。提高了水溶性有机酸钙(H2O-Ca)、果胶酸钙(NaC1-Ca)、磷酸钙和碳酸钙(HAC-Ca)含量,降低了草酸钙(HCl-Ca)含量,对硅酸钙(Res-Ca)无显著影响。
   果园养蚯蚓过程中外源钙处理,显著提高了单果重,平均单株产量和可食率降低了裂果率。妃子笑果实品质得以改善,产量得以提高。

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