反光膜應用對大棚葡萄光合特性及果實品質的影響

王立如， 房聰玲， 徐紹清， 高長達， 徐永江， 付 濤， 王忠華， 吳月燕

(1.浙江省慈溪市林特技術推廣中心，浙江 慈溪315300;2.浙江省慈溪市新浦鎮(zhèn)林業(yè)站，浙江 慈溪315322;3.浙江萬里學院生物與環(huán)境學院，浙江 寧波315100)

大棚設施栽培可以提早葡萄果實成熟期，減少病蟲害發(fā)生和農藥殘留，改善果實品質，特別是外觀品質，提高生產效益，因此在中國南方葡萄生產中得到了廣泛應用［1］。大棚栽培條件下光照度減弱［2-4］，大棚內光照度只有露地的70%以下［4］。大棚內光照度的下降在一定程度上給果樹的生長發(fā)育和果實品質帶來了不利的影響，弱光是影響設施葡萄連年豐產的重要環(huán)境因素［5］。研究結果表明，多層膜下不利于葡萄生長［6］，高濕弱光影響葡萄的光合特性［7］，大棚栽培明顯降低了梨果實內可溶性糖，特別是蔗糖的含量［8］。

在實際生產中，可以采用各種技術措施來改善果園的光照條件，以提高果實品質，其中鋪設反光膜是重要的措施之一。通過鋪設不透氣的反光膜可有效改善果樹冠層的微環(huán)境，進而提高果實品質與商品性，目前已在桃［9］、葡萄［10-11］、柑橘［12］、梨［13］、李［14］等果樹上有較多應用。但不透氣的塑料薄膜因膜內氣體、水分和熱量與外界不能充分交換，長期使用對根呼吸與土壤中微生物生長不利，易對果樹生長發(fā)育造成不良影響。此外，這些薄膜質地較薄容易破損，影響控水效果，對環(huán)境造成一定影響。而透濕性地膜是一種新型農用地膜，具有反光、防雨、透氣的功能，能重復使用3 ～5 年。目前這種新型地膜在我國應用較少，僅在柑橘［15］、桃［16］、越橘［17］研究中有報道，在葡萄生產中尚未見相關研究報道。

葡萄是浙江省農業(yè)主導產業(yè)，慈溪市是浙江省葡萄主產區(qū)之一。慈溪地處浙東杭州灣南岸，屬季風型氣候，夏天高溫多雨，冬季溫暖低濕少雨，日照時間短。與自然條件下生產環(huán)境相比，大棚設施栽培葡萄棚內光照弱、光照時間短，影響了葡萄樹體的生長，進而影響了果實產量與品質。本試驗以巨峰葡萄為試驗材料，通過在葡萄大棚內地面鋪設不同種類的反光膜，研究不同光環(huán)境條件對大棚葡萄葉片光合特性、果實發(fā)育和品質的影響，為通過改善大棚內光環(huán)境提高設施葡萄的產量和品質提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與設計

試驗于2011 年在浙江省慈溪市勝山鎮(zhèn)上蔡村的葡萄連棟大棚內進行。選生長勢基本一致的5 年生巨峰葡萄作為試驗材料，成熟期在7 月下旬至8 月初，種植在單棚長75 m，寬5 m，頂高3.5 m 的大棚內，平棚架式，栽植兩行，株行距為1.5 m×2.5 m，試驗期間其他栽培管理按常規(guī)進行。地膜覆蓋時間為5 月20 日，謝花后20 d 至葡萄成熟期間鋪設在葡萄架下地面，覆蓋材料為:外白內黑的透濕性反光膜(日本德山塑料公司提供，規(guī)格100.0 m×2.0 m，厚度0.25 mm，外層防雨透氣，內層為無紡布;國產銀灰色反光膜(浙江省杭州新光塑料有限公司農膜分公司生產，規(guī)格600.0 m×1.5 m，厚度0.02 mm);國產銀色反光膜(山東豐源新型反光材料科技有限公司生產，規(guī)格100.0 m×1.5 m，厚度0.02 mm)，對照(CK)為不覆蓋反光膜。覆蓋前平整葡萄園地面，除去雜草，整個畦面覆蓋，膜緊貼地面，用石塊或水泥桿固定膜，接合部用鉗子夾住，葡萄采收后除去地膜。各處理間設置隔離行(寬2.5 m)。試驗采用隨機區(qū)組，重復3次。每個處理5 株葡萄，總鋪設68 m 反光膜。6 月下旬起定期測定葉片光合作用、葉綠素含量、果實質量、花青苷和可滴定酸(TA)以及可溶性固形物(TSS)含量等指標。處理間的取樣部位一致。

1.2 測定方法

1.2.1 光合作用和葉綠素含量測定 選用GXH-3051C 植物光合測定儀(北京均方理化科技研究所生產)對田間各處理葡萄葉片光合作用進行跟蹤測量，于2011 年7 月5 日、7 月19 日、8 月3 日多云天氣下以及7 月12 日陰間多云天氣下于上午8∶ 30 ～10∶ 30測定光照、溫度、葉室溫度和濕度，計算葡萄凈光合速率、蒸騰速率、水分利用率和氣孔阻抗等。選用葉綠素測定儀SPAD-502(日本KONICA MINOLTA 公司生產)測定葉綠素含量，處理在不同時期測定每個枝梢基部第4 張葉，每個處理測定5 張葉片，每張葉片不同部位測5 次。

1.2.2 果實品質測定 從2011 年6 月20 日起每隔7 天左右采樣一次，每個處理隨機取果粒20 顆測定，果穗于7 月12 日、7 月26 日、8 月3 日各采一次，每個處理隨機取果穗3 穗測定。用電子天平秤稱葡萄穗質量和單果質量;果實花青苷含量采用Ultrospec 3300 pro 分光光度計(美國Amersham 公司生產)測定［18］;果實可滴定酸采用酸堿中和滴定法測定［19］;可溶性固形物(TSS)含量采用Pocket refrac tameter 數(shù)顯測定儀測定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用DPS 軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同反光膜對葡萄葉片光合作用的影響

2.1.1 不同反光膜對葡萄葉片凈光合速率的影響

表1 顯示，每次測定的葉片凈光合速率變化總體趨勢相似。7 月5 日測定結果表明，應用透濕性反光膜、銀灰色反光膜的葡萄葉片其凈光合速率極顯著高于對照，而銀色反光膜的葡萄葉片其凈光合速率與對照無顯著性差異，3 種反光膜間無極顯著性差異;7 月12 日測定結果表明，應用3 種反光膜的葡萄葉片凈光合速率極顯著高于對照，其中應用透濕性反光膜與銀灰色反光膜、銀色反光膜差異極顯著;7 月19 日測定結果表明，應用3 種反光膜的葡萄葉片凈光合速率極顯著高于對照;8 月3 日測定結果表明，應用透濕性反光膜、銀灰色反光膜的葡萄葉片凈光合速率極顯著高于對照，銀色反光膜顯著高于對照。

2.1.2 不同反光膜對葡萄葉片凈蒸騰速率的影響

各時期葡萄葉片蒸騰速率變化趨勢與對照相似，但各時期3 種反光膜與對照的差異性不一致，沒有規(guī)律。7 月5 日測定結果表明，應用3 種反光膜的葡萄葉片蒸騰速率與對照無顯著性差異;7 月12 日測定結果表明，應用透濕性反光膜的葡萄葉片蒸騰速率顯著低于對照，應用銀色反光膜的葡萄葉片蒸騰速率極顯著高于對照，而銀灰色反光膜與對照無顯著性差異;7 月19 日測定結果表明，應用透濕性反光膜、銀灰色反光膜的葡萄葉片蒸騰速率極顯著高于對照;8 月3 日測定結果表明，應用透濕性反光膜的葡萄葉片蒸騰速率顯著低于銀灰色反光膜(表2)。

表1 不同反光膜對葡萄葉片凈光合速率的影響Table 1 Effect of different reflective films on the net photosynthetic rate of grape leaves

表2 不同反光膜對葡萄葉片蒸騰速率的影響Table 2 Effect of different reflective films on the transpiration rate of grape leaves

2.1.3 不同反光膜對葡萄葉片水分利用率的影響

表3 顯示，應用3 種反光膜在不同階段都不同程度地提高了葡萄葉片水分利用率。7 月5 日測定結果表明，應用3 種反光膜的葡萄葉片水分利用率極顯著高于對照，其中透濕性反光膜的葡萄葉片水分利用率極顯著高于另兩種反光膜;7 月12 日測定結果表明，應用透濕性反光膜、銀灰色反光膜的葡萄葉片水分利用率極顯著高于對照，而銀色反光膜與對照無顯著性差異，其中透濕性反光膜極顯著高于另兩種反光膜;7 月19 日測定結果表明，應用3 種反光膜的葡萄葉片水分利用率極顯著高于對照，而3種反光膜間無顯著性差異;8 月3 日測定結果表明，應用透濕性反光膜的葡萄葉片水分利用率極顯著高于對照以及另兩種反光膜。

2.1.4 不同反光膜對葡萄葉片氣孔阻抗的影響

應用3 種反光膜對葡萄葉片氣孔阻抗變化沒有規(guī)律，7 月5 日、7 月19 日和8 月3 日測定結果顯示與對照無顯著性差異，而7 月12 日透濕性反光膜和銀灰色反光膜的葡萄葉片氣孔阻抗最小，顯著低于對照，而銀色反光膜的葡萄葉片氣孔阻抗最大(表4)。

表3 不同反光膜對葡萄葉片水分利用率的影響Table 3 Effect of different reflective films on the water use efficiency of grape leaves

表4 不同反光膜對葡萄葉片氣孔阻抗的影響Table 4 Effect of different reflective films on the stomatal resistance of grape leaves

2.2 不同反光膜對葡萄葉片葉綠素含量的影響

表5 顯示，3 種反光膜的應用均不同程度提高了葡萄葉片葉綠素含量。7 月5 日測定結果表明，應用銀色反光膜的葡萄葉片葉綠素含量顯著高于對照，但3 種反光膜間無顯著性差異;7 月19 日測定結果，應用透濕性反光膜和銀色反光膜的葡萄葉片葉綠素含量顯著和極顯著高于對照;7 月12 日、7 月26 和8 月3 日測定結果表明，應用透濕性反光膜、銀灰色反光膜、銀色反光膜的葡萄葉片葉綠素含量與對照無顯著差異。

2.3 不同反光膜對葡萄果實品質的影響

2.3.1 不同反光膜對葡萄果穗質量的影響 表6表明，應用透濕性反光膜提高了葡萄果穗質量，應用銀灰色反光膜、銀色反光膜均不同程度提高了葡萄果穗質量。7 月12 日測定結果，應用透濕性反光膜的葡萄果穗質量極顯著高于對照以及另兩種反光膜;7 月26 日測定結果，應用3 種反光膜的葡萄果穗質量顯著高于對照;8 月3 日測定結果，應用透濕性反光膜和銀色反光膜的葡萄果穗質量極顯著高于對照。

表5 不同反光膜對葡萄葉片葉綠素含量的影響Table 5 Effect of different reflective films on chlorophyll content of grape leaves

表6 不同反光膜對果穗質量的影響Table 6 Effect of different reflective films on the weight of cluster

2.3.2 不同反光膜對葡萄單果質量的影響 隨著葡萄的生長發(fā)育，葡萄單果質量在不斷地增加，應用3種反光膜的葡萄單果質量與對照差異不顯著(表7)。

2.3.3 不同反光膜應用對葡萄花青苷含量的影響 表8 顯示，葡萄花青苷含量隨著果實的成熟不斷增加，反光膜的應用對葡萄花青苷含量的提高有顯著的影響。6 月20 日測定結果表明，應用透濕性反光膜和銀色反光膜的花青苷含量極顯著高于對照;6 月28 日測定結果表明，應用透濕性反光膜和銀灰色反光膜的花青苷含量極顯著高于對照;7 月5 日測定結果表明，應3 種反光膜的葡萄花青苷含量極顯著高于對照;7 月12 日、7 月26 日和8 月3 日測定結果均表明，應用透濕性反光膜的葡萄花青苷含量極顯著高于對照。

2.3.4 不同反光膜對葡萄可滴定酸含量的影響 葡萄生長發(fā)育過程中果實可滴定酸含量在6 月至7 月初快速下降，之后保持在低酸度水平，反光膜的應用使葡萄果實可滴定酸含量稍有下降，但下降效果不明顯，3 種反光膜與對照差異不顯著(表9)。

2.3.5 不同反光膜對葡萄可溶性固形物含量的影響 葡萄TSS 含量隨果實成熟不斷增加，反光膜的應用對果實生長發(fā)育后期TSS 含量的提高有顯著的促進作用。6 月20 日、6 月28 日、7 月5 日和7 月12 日測定結果表明，應用3 種反光膜對葡萄TSS 含量提高無顯著作用;7 月26 日測定結果表明，應用3種反光膜的葡萄TSS 含量顯著高于對照，其中透濕性反光膜達到極顯著;8 月3 日測定結果，應用3 種反光膜的葡萄TSS 含量極顯著高于對照(表10)。

表7 不同反光膜對葡萄單果質量的影響Table 7 Effect of different reflective films on the weight of single fruit

表8 不同反光膜對葡萄花青苷含量的影響Table 8 Effect of different reflective films on the cyanine contents of grape fruit

表9 不同反光膜對葡萄可滴定酸含量的影響Table 9 Effect of different reflective films on the titrable acid of grape fruit

表10 不同反光膜對葡萄可溶性固形物含量的影響Table 10 Effect of different reflective films on the total soluble solids of grape fruit

3 討論

光是葡萄生長發(fā)育最主要的環(huán)境因子。大棚設施栽培條件下，因棚膜對自然光線的阻擋，大棚內光照度明顯低于露地，導致棚內葉片的光合作用因光照不足而減弱。本研究結果表明，3 種反光膜應用均明顯提高葉片凈光合速率，其中尤以透濕性反光膜的效果最為突出，主要是因為反光膜增強了葡萄棚面下的光照反射，這與前人在梨［8］、葡萄［10］和柑橘［15］上的應用效果相似。本研究結果還表明3 種反光膜的應用可不同程度地提高葡萄葉片水分利用率，其中透濕性反光膜顯著高于對照，這與前人在桃園應用反光膜可提高葉片的凈光合速率、光能和水分利用率的結論相一致［9，20］。而吳月燕等［6-7］在對無核白雞心葡萄的光合特性研究中發(fā)現(xiàn)，凈光合速率與氣孔導度和胞間CO2濃度呈顯著正相關，隨著薄膜覆蓋量增加，凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、胞間CO2濃度和水分利用率均降低，但在本研究中3 種反光膜應用后葡萄葉片蒸騰速率各時期與對照差異不顯著，此外應用3 種反光膜后葡萄葉片氣孔阻抗后期變化規(guī)律與對照相似，且與對照差異不顯著，但前期變化較大，7 月12 日測得結果顯示，對照與銀色反光膜的氣孔阻抗值較高，而另兩個反光膜處理較低，與前人研究有所不同，這可能與測定當天是陰間多云天氣有關。說明在陰天透濕性反光膜和銀灰色反光膜能夠獲得較多的CO2，有利于維持較高的光合作用能力，在我國南方夏季潮濕多雨的條件下，這對葡萄果實中糖等有機物的積累有重要的意義。

葉片葉綠素含量在生長發(fā)育階段中呈現(xiàn)兩頭低中間高的現(xiàn)象，各種反光膜應用后，葉片葉綠素含量變化大致相同，這與蘋果、梨葉片葉綠素含量的變化的研究結果相似［21］。葉綠素是捕獲光能的物質基礎，葉綠素的合成離不開光的參與，而且與光質有關。本研究結果表明3 種反光膜總體提高了葡萄葉片葉綠素含量，透濕性反光膜處理的葉片葉綠素含量相對較高，這可能是由于葡萄在不同的生長發(fā)育階段或不同的環(huán)境條件下對光的反應不同所致。

反光膜對葡萄單果質量的增加效果不明顯，這與劉林等［11］的研究結果相同，但對葡萄果穗質量增加卻有明顯地促進效果;此外鋪設反光膜可以提高紅光和遠紅光的反射率［11］，從而促進了花青苷的合成，改善果皮著色，其中使用透濕性反光膜可使椪柑果實著色提前［15］。本試驗結果表明，反光膜對葡萄生長發(fā)育后期果皮花青苷含量的提高有顯著影響，其中透濕性反光膜的效果最好，這與前人的研究相一致。

Sato 等［22］認為葡萄的大部分經濟性狀如含糖量、可滴定酸含量、成熟度及可溶性固形物含量等的變化都依賴于自然環(huán)境因素。在制約葡萄果實品質構成的因素中，果實中糖類的組成與含量是決定果實品質的最重要因素［23］。已有研究結果表明，提高大棚光照度可以明顯促進設施梨［13］、葡萄［10-11］果實糖的積累。本研究結果證明在大棚內鋪設反光膜，可以促進果實糖積累，尤其是顯著增加TSS 含量。這一結果與前人在椪柑和桃上的研究結果相似［15-16，24］。鋪設反光膜之所以增加果實可溶性糖含量，可能是鋪膜后設施內的光照條件得到改善，葉片的凈光合速率提高，葉片中酸性轉化酶和蔗糖合成酶的活性也相應升高，使糖類等碳水化合物積累較多向果實運輸，從而提高果實含糖量。

此外，反光膜(特別是透濕性反光膜)應用后，果園雜草生長得到抑制，降低了雜草與果樹的水肥競爭。鋪設反光膜可以提高葉幕下部葉片光合速率，促進果實糖積累，提高果實品質。因此反光膜尤其是透濕性反光膜的應用是南方大棚葡萄栽培中一項具有應用價值的技術措施。

透濕性反光膜、銀灰色反光膜、銀色反光膜應用均明顯提高了大棚葡萄葉片凈光合速率，提高了葡萄葉片水分利用率和葉片葉綠素含量。反光膜提高了果實中TSS 含量和花青苷含量。綜上所述，在設施內鋪設反光膜可有效改善葡萄葉幕下的光環(huán)境，提高葡萄果實品質，其中以透濕性反光膜效果較為突出。

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