ChrisB.WatkinsandYosefAlSh℉fe
康奈尔大学综合植物科学学院园艺科，美国纽约州伊萨卡14853
关键词：嘎啦、采后果肉褐变、果实质量、可控气调贮藏、植物生长调节剂
这项研究得到了纽约苹果研究与发展计划的支持，建议在长期贮藏嘎啦苹果时，先用植物生长调节剂对果实进行预处理，然后在低氧和3.3℃的环境中贮藏经1-MCP处理的果实。
随着果实种植面积的增加，嘎啦苹果的贮藏变得越来越具有挑战性，因此需要越来越长的贮藏时间才能上市销售。贮藏期间可能出现的生理失调包括茎端果肉（梗洼）褐变（SEFB）、果肉褐变（FB）和果核褐变（图1）。与大多数生理性病害一样，不同果园区块的发病率差异很大。嘎啦果的褐变通常始于果实的茎端（因此被称为茎端果肉（梗洼）褐变），但会发展到整个果实。SEFB和FB都是果肉分解病。
多年来，嘎啦果气调贮藏的标准建议一直是2%的氧气和2%的二氧化碳，贮藏温度为0-0.5℃。最近，二氧化碳含量降低到了1%。然而，由于SEFB和FB造成的较大损失，一项多年期研究开始进行，目的是确定可减少或消除果实损失的管理方法。我们对影响果肉褐变的几个因素进行了调查，但关键因素是品种品系、果实成熟度、植物生长调节剂、储藏温度和氧气浓度。我们的结论是，要控制嘎啦苹果的果肉褐变病，必须结合各种管理措施。
1.采收前经过或未经过ReTain处理，采收后经过或未经过1-MCP处理，然后在0.5%和2%氧气条件下于0.5℃和3.3℃贮藏的水果。
2.来自纽约果园的水果在0.5%氧气条件下于0.5℃和3.3℃储藏。
注：在阅读本文时，请务必注意本文仅针对纽约果园得出的结果。因此，如果您不在纽约州，嘎啦果管理上的任何变化都应在相关地区大学人员或顾问的指导下进行。
多年来，嘎啦果气调贮藏的标准建议一直是2%的氧气和2%的二氧化碳，贮藏温度为0-0.5℃。最近，二氧化碳含量降低到了1%。然而，由于SEFB和FB造成的较大损失，一项多年期研究开始进行，目的是确定可减少或消除果实损失的管理方法。我们对影响果肉褐变的几个因素进行了调查，但关键因素是品种品系、果实成熟度、植物生长调节剂、储藏温度和氧气浓度。我们的结论是，要控制嘎啦苹果的果肉褐变病，必须结合各种管理措施。
1.采收前经过或未经过ReTain处理，采收后经过或未经过1-MCP处理，然后在0.5%和2%氧气条件下于0.5℃和3.3℃贮藏的水果。
2.来自纽约果园的水果在0.5%氧气条件下于0.5℃和3.3℃储藏。
注：在阅读本文时，请务必注意本文仅针对纽约果园得出的结果。因此，如果您不在纽约州，嘎啦果管理上的任何变化都应在相关地区大学人员或顾问的指导下进行。
图1.1.嘎啦苹果的内部储藏失调。A.茎端果肉（梗洼）褐变，B.果肉褐变，C.果核褐变
材料和方法
实验1.实验使用的是2022年布鲁克菲尔德嘎啦苹果树（生长于纽约州西部）。试验采用完全随机设计法，每12棵树设4个重复。在第一次收获前21天，根据树行体积喷洒半量的ReTain（0.25gL-1=0.033盎司/加仑）。喷洒材料是用0.1%SilwetL-77（Helena化学公司，田纳西州科利维尔市）混合配制的。喷洒处理在清晨进行，使用的是加压背负式喷雾器（Bellspray，Opelousas，LA），该喷雾器配有TeeJet8004VS平面扇形喷嘴（SprayingSystems，William）。
9月7日、14日和21日，每个重复从四棵树上采收果实。采收后，果实被运往康奈尔大学的采后实验室。过夜冷却后，在24小时内施用浓度为1ppm的1-甲基环丙烯（1-MCP）。采收后8天，将果实储存在2%O2/1%CO2或DCA0.5%O2/1%CO2的受控气氛中，温度为0.5℃和3.3℃。在采收时按照标准程序，存放9个月加7天（20℃）后对果实质量进行评估。
实验2：2021年，在每个生长区内CA储存的最佳收获期，从24个果园区（6HV、12WNY、6CH）中收获果实。4个重复的果实储存在0.5℃和3.3℃的0.5%氧气/1%二氧化碳中。没有应用1-MCP。8个月+7天（20℃），后评估果实质量。
结果
果实采收前经过或未经过ReTain处理，采收后经过或未经过1-MCP处理，然后在0.5℃和3.3℃的0.5%和2%氧气条件下贮藏。
收获时
果实成熟与果皮中叶绿素的流失有关。苹果表皮的底色或绿色可以用DA测量仪测量，从而得出反映叶绿素浓度的IAD值。IAD值越高，表明叶绿素浓度越高。
ReTain会影响嘎啦苹果叶绿素的损失，随着采收期的延长，这种影响会更加明显（图2）。在H1期，果实略微变绿（IAD值较高）。在H2期，IAD值达到0.6-0.8单位的峰值，与H1期的峰值相似，而大多数未处理的果实的IAD值在0-0.2和0.2-0.4之间。在H3期，IAD值峰值下降到0.4-0.6单位，而几乎80%的果实表皮几乎没有叶绿素浓度。ReTain处理过的果实在每次收获时的IAD值都高于未处理过的果实，这表明叶绿素的损失也被延迟了（数据未显示）。
实验1.实验使用的是2022年布鲁克菲尔德嘎啦苹果树（生长于纽约州西部）。试验采用完全随机设计法，每12棵树设4个重复。在第一次收获前21天，根据树行体积喷洒半量的ReTain（0.25gL-1=0.033盎司/加仑）。喷洒材料是用0.1%SilwetL-77（Helena化学公司，田纳西州科利维尔市）混合配制的。喷洒处理在清晨进行，使用的是加压背负式喷雾器（Bellspray，Opelousas，LA），该喷雾器配有TeeJet8004VS平面扇形喷嘴（SprayingSystems，William）。
9月7日、14日和21日，每个重复从四棵树上采收果实。采收后，果实被运往康奈尔大学的采后实验室。过夜冷却后，在24小时内施用浓度为1ppm的1-甲基环丙烯（1-MCP）。采收后8天，将果实储存在2%O2/1%CO2或DCA0.5%O2/1%CO2的受控气氛中，温度为0.5℃和3.3℃。在采收时按照标准程序，存放9个月加7天（20℃）后对果实质量进行评估。
实验2：2021年，在每个生长区内CA储存的最佳收获期，从24个果园区（6HV、12WNY、6CH）中收获果实。4个重复的果实储存在0.5℃和3.3℃的0.5%氧气/1%二氧化碳中。没有应用1-MCP。8个月+7天（20℃），后评估果实质量。
结果
果实采收前经过或未经过ReTain处理，采收后经过或未经过1-MCP处理，然后在0.5℃和3.3℃的0.5%和2%氧气条件下贮藏。
收获时
果实成熟与果皮中叶绿素的流失有关。苹果表皮的底色或绿色可以用DA测量仪测量，从而得出反映叶绿素浓度的IAD值。IAD值越高，表明叶绿素浓度越高。
ReTain会影响嘎啦苹果叶绿素的损失，随着采收期的延长，这种影响会更加明显（图2）。在H1期，果实略微变绿（IAD值较高）。在H2期，IAD值达到0.6-0.8单位的峰值，与H1期的峰值相似，而大多数未处理的果实的IAD值在0-0.2和0.2-0.4之间。在H3期，IAD值峰值下降到0.4-0.6单位，而几乎80%的果实表皮几乎没有叶绿素浓度。ReTain处理过的果实在每次收获时的IAD值都高于未处理过的果实，这表明叶绿素的损失也被延迟了（数据未显示）。
图2。基于2021年8月17日（第一次收获前21天）未处理（对照）或用半量ReTain处理的树木的IAD值的Gala苹果的分布。9月7日、14日和21日收获。高IAD值反映了果皮中叶绿素浓度较高
图3.处理和未经处理（对照）的嘎啦苹果的淀粉形态指数和果实硬度，果实于9月7日（H1）、14日（H2）和21日（H3）收获。
图4。2021年8月17日（第一次收获前21天），从未经处理（对照）或用半量ReTain处理的Gala苹果的茎端肉褐变。在9月7日（H1）、14（H2）和21（H3）收获果实，未处理或用1ppm1-MCP处理，在33℉或38℉（0.5℃和3.3℃）的0.5%或2%氧气（1%二氧化碳）中保存9个月。不同的字母表示对照和ReTain处理和没有1-MCP处理的差异。不同存储处理之间比较的最不显著差异为26%。
图5。2021年8月17日（第一次收获前21天），未经处理（对照）或用半量ReTain处理的Gala苹果的肉硬度（lb）。在9月7日（H1）、14（H2）和21（H3）收获果实，未经处理或用1ppm1-MCP处理，并在33℉或38℉（0.5℃和3.3℃）的0.5%或2%氧气（1%二氧化碳）中保存9个月。不同的字母表示对照和ReTain处理和没有1-MCP处理的差异。不同储存处理之间比较的最不显著差异为4.4磅
图6。2021年8月17日（第一次收获前21天）未处理（对照）或半量ReTain处理的Gala苹果的IAD值。在9月7日（H1）、14（H2）和21（H3）收获果实，未经处理或用1ppm1-MCP处理，并在33℉或38℉（0.5℃和3.3℃）的0.5%或2%氧气（1%二氧化碳）中保存9个月。不同的字母表示对照和ReTain处理和没有1-MCP处理的差异。不同存储处理之间比较的最不显著差异为0.43个单位。
贮藏后
在0.5%或2%的氧气中、33℉或38℉（0.5℃和3.3℃）温度下储存的水果的SEFB发生率如图4所示。在果实在ReTain、氧气和贮藏温度下的影响有几种明显的趋势：
1.在所有贮藏条件下，经过ReTain处理的水果的褐变程度都低于未经处理的水果。
2.在华氏38度（3.3℃）贮藏的水果的褐变程度远远低于在华氏33度（0.5℃）贮藏的水果。
3.在0.5%氧气中贮藏的水果的褐变程度远低于在2%氧气中贮藏的水果。
4.在0.5℃（0.5℃）、2%的氧气中贮藏的水果，虽然在统计上不一定有意义，但采收期较晚的水果的褐变程度有不断增加的趋势。
5.在ReTain处理的果实中，没有发现1-MCP对果肉褐变的影响，但在H3未处理的果实中，紊乱的发病率有时会增加。
任何考虑储存对疾病的影响都必须考虑处理对储存质量的影响，特别是果肉的硬度。图5显示了在33℉或38℉（0.5℃或3.3℃）时，0.5%或2%的氧气对果实硬度的影响。正如SEFB所发现的，处理对果肉硬度的几个趋势是明显的：
1.硬度随收获时间的延长而降低。
2.果实的硬度不受贮藏温度的影响。
3.经过ReTain处理的水果比未经处理的水果硬度大。
4.1-MCP处理对于避免软化至关重要，一般来说，ReTain+1-MCP处理的硬度最高。
1.无论采用哪种处理，随着采收时间的推迟，IAD值都会下降。
2.与未处理的水果相比，ReTain处理过的水果的数值一直较高。
3.这些数值不受1-MCP的影响。
纽约州果园的果实在0.5%氧气条件下于33℉或38℉（0.5℃和3.3℃）储藏，果肉坚硬度、SPI和IAD值表明果实成熟度在各种植区的果园区块之间存在差异（表1）。
例如，HV、WNY1、WNY2和CH的SPI分别为2.7至5.4、2.8至5.5、4.9至6.6和3.3至5.9单位。然而，各果园施用PGR的比例和时间差异很大。这些结果表明，施用PGR的方式并不总是能获得最大的处理效益。
例如，在一个地区（WNY2），SPI都很高，与WNY1中未施用PGR的区块相似。在33℉（0.5℃）温度下贮藏的果实褐变程度远高于38℉（3.3℃）温度下贮藏的果实，因此果园之间的褐变发生率存在差异。
表1美国西部哈德逊谷（WNY）和尚普兰生长区果园街区收获的Gala苹果的果肉硬度、淀粉模式指数（SPI）、IAD值（2021年）。在33℉（0.5℃）的0.5%氧气中储存8个月和在20℃的7天后，茎端肉褐变（SEFB）的发生率。P<0.05处的平均值的差异用字母表示。
在0.5%或2%的氧气中、33℉或38℉（0.5℃和3.3℃）温度下储存的水果的SEFB发生率如图4所示。在果实在ReTain、氧气和贮藏温度下的影响有几种明显的趋势：
1.在所有贮藏条件下，经过ReTain处理的水果的褐变程度都低于未经处理的水果。
2.在华氏38度（3.3℃）贮藏的水果的褐变程度远远低于在华氏33度（0.5℃）贮藏的水果。
3.在0.5%氧气中贮藏的水果的褐变程度远低于在2%氧气中贮藏的水果。
4.在0.5℃（0.5℃）、2%的氧气中贮藏的水果，虽然在统计上不一定有意义，但采收期较晚的水果的褐变程度有不断增加的趋势。
5.在ReTain处理的果实中，没有发现1-MCP对果肉褐变的影响，但在H3未处理的果实中，紊乱的发病率有时会增加。
任何考虑储存对疾病的影响都必须考虑处理对储存质量的影响，特别是果肉的硬度。图5显示了在33℉或38℉（0.5℃或3.3℃）时，0.5%或2%的氧气对果实硬度的影响。正如SEFB所发现的，处理对果肉硬度的几个趋势是明显的：
1.硬度随收获时间的延长而降低。
2.果实的硬度不受贮藏温度的影响。
3.经过ReTain处理的水果比未经处理的水果硬度大。
4.1-MCP处理对于避免软化至关重要，一般来说，ReTain+1-MCP处理的硬度最高。
IAD值（图6）：
1.无论采用哪种处理，随着采收时间的推迟，IAD值都会下降。
2.与未处理的水果相比，ReTain处理过的水果的数值一直较高。
3.这些数值不受1-MCP的影响。
纽约州果园的果实在0.5%氧气条件下于33℉或38℉（0.5℃和3.3℃）储藏，果肉坚硬度、SPI和IAD值表明果实成熟度在各种植区的果园区块之间存在差异（表1）。
例如，HV、WNY1、WNY2和CH的SPI分别为2.7至5.4、2.8至5.5、4.9至6.6和3.3至5.9单位。然而，各果园施用PGR的比例和时间差异很大。这些结果表明，施用PGR的方式并不总是能获得最大的处理效益。
例如，在一个地区（WNY2），SPI都很高，与WNY1中未施用PGR的区块相似。在33℉（0.5℃）温度下贮藏的果实褐变程度远高于38℉（3.3℃）温度下贮藏的果实，因此果园之间的褐变发生率存在差异。
表1美国西部哈德逊谷（WNY）和尚普兰生长区果园街区收获的Gala苹果的果肉硬度、淀粉模式指数（SPI）、IAD值（2021年）。在33℉（0.5℃）的0.5%氧气中储存8个月和在20℃的7天后，茎端肉褐变（SEFB）的发生率。P<0.05处的平均值的差异用字母表示。
每个地区的果实都储存在0.5%的氧气中，温度为0.5℃或3.3℃。在0.5℃储存的果实褐变程度远高于3.3℃，因此果园区块之间的发病率差异更为明显。表1还显示了在0.5℃温度条件下贮藏的果实的SEFB发生率。与果实成熟度一样，SEFB的发生率在不同地区也有很大差异，在HV、WNY1、WNY2和CH地区分别为20%至63%、1%至74%、58%至85%和8%至53%。在某些情况下，SEFB发生率与成熟度因素之间的关系非常明显；例如，在WNY1，极高的发生率（在2个未使用PGRs的果园区块中）与高SPI和低IAD值有关。
为了最大限度地缩小障碍易感性的差异，我们再次使用0.5℃的数据，进一步探讨了收获时的成熟度因素与贮藏后SEFB发生率之间的关系（图7）。结果表明，SEFB发生率与果肉硬度和SPI之间存在密切联系。
还发现SEFB与较低的IAD值密切相关。然而，总体R2值低于果肉硬度和SPI的R2值，因为低值（叶绿素较少）的CH果园果实SEFB发生率并不高。
正如实验1所发现的，在3.3℃温度条件下贮藏的果实的SEFB发生率远远低于0.5℃温度条件下贮藏的果实。图7显示了在0.5%氧气环境中，每个果园区块的水果在3.3℃温度下（Y轴）与0.5℃温度下（X轴）的SEFB发生率的差异。图中的直线表示SEFB发生率不受处理影响的情况。比较每个温度下的褐变发生率发现，除了一个例外，在褐变发生率最高的果园，3.3℃的贮藏温度比0.5℃的贮藏温度降低了约一半的果肉褐变发生率，而大多数果园区块的果实褐变发生率要高得多。例如，如果在0.5℃下果实的褐变发生率为40-60%，那么在3.3℃下贮藏的果实的褐变发生率则低于10%。
为了最大限度地缩小障碍易感性的差异，我们再次使用0.5℃的数据，进一步探讨了收获时的成熟度因素与贮藏后SEFB发生率之间的关系（图7）。结果表明，SEFB发生率与果肉硬度和SPI之间存在密切联系。
还发现SEFB与较低的IAD值密切相关。然而，总体R2值低于果肉硬度和SPI的R2值，因为低值（叶绿素较少）的CH果园果实SEFB发生率并不高。
正如实验1所发现的，在3.3℃温度条件下贮藏的果实的SEFB发生率远远低于0.5℃温度条件下贮藏的果实。图7显示了在0.5%氧气环境中，每个果园区块的水果在3.3℃温度下（Y轴）与0.5℃温度下（X轴）的SEFB发生率的差异。图中的直线表示SEFB发生率不受处理影响的情况。比较每个温度下的褐变发生率发现，除了一个例外，在褐变发生率最高的果园，3.3℃的贮藏温度比0.5℃的贮藏温度降低了约一半的果肉褐变发生率，而大多数果园区块的果实褐变发生率要高得多。例如，如果在0.5℃下果实的褐变发生率为40-60%，那么在3.3℃下贮藏的果实的褐变发生率则低于10%。
图7.嘎啦苹果在0.5℃、0.5%氧气条件下贮藏8个月后茎端果肉（梗洼）褐变百分比(SEFB)与果肉硬度、SPI和IAD值的相关性。果实于2022年从哈德逊河谷(HV)、纽约西部(WNY)和尚普兰种植区采收。
如前所述，人们总是担心较高的贮藏温度会影响果实的状态，其中一个关键因素是果肉的硬度。图9比较了贮藏温度对果肉硬度的影响，与SEFB的情况相同（图8），显示在3.3℃贮藏的果实与在0.5℃贮藏的果实硬度相似。这一结果表明，在较高温度下贮藏并不会导致果实的品质下降。在较软的果实中发现了一些差异，在3.3℃下储存的果实比在0.5℃下储存的果实更结实，这种影响可能与果实更结实有关，因为果肉褐变较少和/或果实失水稍多。
此外，初步的感官分析表明，（来自所有种植区的）在38℉（3.3℃）温度下储存的水果比在33℉（0.5℃）温度下储存的水果更受欢迎，或者没有发现差异。康奈尔感官中心将在美国农业部特种作物研究计划的支持下，对处理效果进行更详细的分析。
此外，初步的感官分析表明，（来自所有种植区的）在38℉（3.3℃）温度下储存的水果比在33℉（0.5℃）温度下储存的水果更受欢迎，或者没有发现差异。康奈尔感官中心将在美国农业部特种作物研究计划的支持下，对处理效果进行更详细的分析。
图8。纽约不同生长区3.3℃的Gala果实的茎端肉褐变（SEFB）百分比（见表1）和0.5℃。果实在0.5%的氧气中保存8个月。
图9.来自纽约不同产区的嘎啦果（见表1）在华氏38度与华氏33度（0.5℃和3.3℃）温度条件下的果肉坚硬度（磅）对比图。果实在0.5%的氧气中储存8个月。
讨论
本文概述的工作以及其他试验的支持表明，嘎啦果可以贮藏9个月或更长时间，而不会因果肉褐变病造成重大损失。然而，良好的控制取决于高水平的管理和对细节的关注。因素包括品系、果实成熟度、PGR的施用、贮藏环境中的氧气水平和贮藏温度。我们尚未对嘎啦的品系进行全面调查，但建议只使用早期着色品系进行长期贮藏。在花期较早的年份，选择高着色品系尤为重要，因为果实收获较早时，由于收获前缺乏较冷的夜晚，果实的着色可能会延迟。
果实成熟度。随着采收期的提前，果实更容易出现果肉褐变病症。虽然提前采收会因果实减小而给种植者带来经济损失，但在缺乏PGRs和低氧贮藏的情况下，提前采收是目前最直接的策略之一。总的来说，使用PGR可以防止晚收果实褐变。虽然PGRs对在38℉（3.3℃）的低氧条件下贮藏的果实可能不那么重要。然而，控制SEFB的PGR最佳施用量和施用时间仍不确定，因为行业内的做法差异很大。在某些情况下，使用PGRs处理过的果实果肉褐变程度很高，令人无法接受，而且我们有时会发现PGRs的效果较低，原因尚不清楚。在预计首次采收前三周施用半量的ReTain已显示出一致的效果，但还需要进行更多的研究。如果果实被运送到中央贮藏设施，则应确定每批果园中PGRs的使用情况，并作为贮藏决策的基础。在0.5%氧气（含1%二氧化碳）的条件下贮藏果实，果肉褐变的程度一直较低，尤其是在华氏38度比华氏33度（0.5℃和3.3℃）的条件下。在38℉（3.3℃）的温度下贮藏水果一直能降低果肉褐变的发生率。在华氏33度（0.5℃）会出现果肉褐变的水果，在华氏38度（3.3℃）通常不会出现病变。虽然并不总是需要使用1-MCP来保持果实质量，但它能防止意外的过熟问题，并能保持果肉紧实。我们知道，业界有人担心1-MCP会加剧褐变。不过，我们很少观察到使用1-MCP会导致果肉褐变增加的情况，而且只限于晚收的水果。