青農巴瑟斯學院創新創業實踐服務團攜果柄補鈣新型產品實地試用

單位：青島農業大學巴瑟斯未來農業科技學院

作者：宋軍瑤

響應國家鄉村振興战略，加強農業科技創新。為了解目前國內外套袋蘋果補鈣方法的行業背景，研發和完善蘋果果柄補鈣新型紙袋，測試產品實地運用的效果，為鄉村振興貢獻力量，12月30日，青島農業大學巴瑟斯未來農業科技學院“興農”果柄套袋產品創新創業實踐服務團，利用食品、化學專業知識和中外合作辦學中外課程交叉融合的優勢，對行業背景進行探索，研發出了果柄補鈣新型紙袋並與山東省棗莊市嶧城區東村家庭農場合作進行產品試用，並通過线上會議方式進行總結匯報，此實踐對於防治套袋蘋果缺鈣、大規模推廣套袋蘋果果柄補鈣技術、響應國家鄉村振興战略具有重要意義。

一、套袋蘋果補鈣行業背景文獻調研

我國套袋蘋果補鈣方法95%沿用常規非套袋蘋果補鈣方法。而常規補鈣方法並不適於套袋蘋果，導致補鈣效果差，僅由此造成果實腐爛等損失約佔總產量的20%～30%，經濟損失極其嚴重，直接導致每年經濟損失30億～50億，這嚴重影響着蘋果產業的蓬勃發展和經濟效益，大大打擊了果農種植蘋果的積極性。因此，套袋蘋果合理補鈣新產品的开發是當今蘋果產業一個必須要面對和急需解決的問題。

實踐團通過线上合作的方式對國內外近年來文獻進行整理總結，並通過线上會議的方式進行匯報總結，為實踐團產品的研發思路打下堅實的基礎。

二、套袋蘋果合理補鈣新產品的开發完善

針對目前果柄補鈣技術中存在的主要問題，實踐團經過研發，建立定點定向控釋模型，並將控釋凝膠的使用與蘋果紙袋一次成型過程相結合，簡化工藝流程，實現果柄補鈣技術的大規模推廣。同時，通過雙激素共同作用，有效解決蘋果果實內Ca2+分區合理性問題，從而高效降低套袋蘋果苦痘病等缺鈣症的發生率，大大提高套袋蘋果果品品質。

具體來講，針對常規果柄補鈣技術成本高，無法大規模推廣的瓶頸問題，實踐團研發制備殼聚糖（CTS）-海藻酸鈉-CaCO3與殼聚糖-海藻酸鈣-IAA-ABA層層自組裝微囊，並將雙微囊分散於超保水殼聚糖溫敏凝膠中，制備得到含有雙微囊的復合凝膠體系。利用凝膠的溫敏性能，將雙微囊控釋體系使用工藝與蘋果紙袋一次成型過程相結合，簡化制備及使用流程，實現果柄部位凝膠覆蓋與套袋流程一體化。通過在精確時間點對果柄處吸附的復合凝膠噴灑檸檬酸/檸檬酸鈉溶液，對殼聚糖（CTS）-海藻酸鈉-CaCO3層層自組裝微囊中的CaCO3沉澱進行酸溶處理，對殼聚糖-海藻酸鈣-IAA-ABA層層自組裝微囊中的海藻酸鈣進行Na/Ca置換，促進微囊溶脹，從而同時實現Ca2+、IAA及ABA的精確釋放，有效解決了果實生長過程中果柄對Ca2+、IAA及ABA的有效吸收問題，原理示意圖如圖1所示。另外，我們採用IAA和ABA兩種植物激素共同作用，利用層層自組裝微囊包裹和海藻酸的Na+/Ca2+置換方法，實現對IAA和ABA的長期穩定存儲及在補鈣高峯期與Ca2+同步的定點定向釋放，從而解決蘋果果實內Ca2+吸收後的再分配問題。而且，我們开發的套袋蘋果果柄補鈣凝膠產品巧妙地利用了殼聚糖溫敏凝膠體系低溫流動、高溫成膠且成型後形態不具有可逆性的性質，在低溫下將流動態凝膠塗抹於紙袋內側，後提高溫度，實現固態凝固，在紙袋加工過程中即可完成此工序，為實現果柄補鈣大規模應用提供了關鍵的技術支持。

圖1 基於濃度梯度響應的Ca2+、IAA及ABA定點定向控釋模型圖

三、產品試用情況調研

本年度實踐團在東村家庭農場管轄內的果園選擇富士蘋果八年株進行果柄套袋補鈣實驗。共選擇果樹100株，其中20株為空白對照組，其余80株共分為四個實驗組進行樣品試用實驗。2022年10月果實收獲季，統計數據如下：空白對照組果實產量為382公斤，四個實驗組的果實產量分別為491公斤、502公斤、517公斤、525公斤，實驗組平均果實增收達30%以上。另外，苦痘病發病率由對照組的17%降低至實驗組的2.8%。因此，“興農”果柄套袋技術在東村家庭農場取得令人滿意的試用效果，補鈣效果明顯，有效降低苦痘病發病率，並實現大幅度果實增產。

進一步調研目前傳統補鈣方法的局面和研究方法，為實踐團的研究打下基礎。實踐團开發的新產品打破了傳統補鈣方法強行用於套袋蘋果補鈣的尷尬局面，產品補鈣降害效果明顯，產品市場佔有潛力高，適用性強，市場前景廣闊，對防治套袋蘋果缺鈣問題、促進蘋果產業的蓬勃發展具有重要社會價值。

此外，習總書記強調“農業現代化關鍵是農業科技現代化，各地應加強農業科技創新，力爭讓農民用最好的技術種出最好的果實。”因此，高效提高套袋蘋果補鈣、降低套袋蘋果病害，對於響應國家鄉村振興战略、加強農業科技創新具有重要意義！

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