避雨栽培微環(huán)境對“紅地球”葡萄生長發(fā)育的影響

魏志峰　郭景南　高登濤

摘要[目的]探索避雨栽培條件下葡萄果實生長發(fā)育的變化。[方法]采用8 年生“紅地球”葡萄樹為試驗材料，調查記錄避雨棚內小氣候日變化、果粒縱橫徑及重量動態(tài)變化、果實可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果實著色參數(shù)等。[結果]避雨栽培的小氣候環(huán)境顯著區(qū)別于露地；‘紅地球葡萄果粒重在前期增加較快，但后期生長滯后；果實可溶性固形物含量和可滴定酸含量均明顯提高；避雨栽培果實著色參數(shù)CIRG值為4.21，顯著區(qū)別于對照的4.64；但整個果實生長觀察期內，“紅地球”葡萄果?？v橫徑與對照無顯著差異。[結論]避雨栽培條件影響了“紅地球”葡萄果實生長和品質。

關鍵詞避雨栽培；“紅地球”葡萄；生長發(fā)育；果實品質

中圖分類號S663.1文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2018）28-0048-05

Effects of Rainshelter Microenvironment on Development of ‘Red globe Grape

WEI Zhifeng， GUO Jingnan， GAO Dengtao et al（Zhengzhou Fruit Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou， Henan 450009）

Abstract[Objective]In order to investigate the changes of berry growth and quality under rainshelter cultivation.[Method]Eightyearold ‘Red globe grapevine was used to study the effects of rainshelter cultivation on the microenvironment and the quality of grape， which mainly included the berry length，width， weight， soluble solids content， total acid content and berry coloring indexes.[Result]The microenvironment of rainshelter cultivation was significantly different from that of normal.The berry weight of ‘Red Globe grape grew quickly at first and slow later.Soluble solids content and total acid content increased obviously；CIRG of the berry coloring index was 4.21， which was significantly less than the control （4.64）.But during the observation period， the berry length and width showed no significant differences.[Conclusion]Rainshelter cultivation affected the growth and quality of ‘Red Globe grape.

Key wordsRainshelter cultivation；‘Red Globe grape；Development；Fruit quality

避雨栽培是近年來國內外葡萄種植的主要方式之一，特別是在葡萄生長期降雨量多的地區(qū)和部分晚熟葡萄品種的種植上普遍采用。這種栽培模式一定程度上預防了葡萄部分病害的發(fā)生危害[1]，但也一定程度影響了葡萄果實品質，尤其是降低葡萄口感等負面作用。相關資料顯示，針對避雨栽培對葡萄葉片的光合特性[2]、病蟲害防治[1，3]、果實可溶性固形物含量[4]、果實有機酸含量[5]等的研究較多，但多數(shù)研究結果不一致，甚至相悖。避雨栽培條件下氣候環(huán)境顯著區(qū)別于露地，尤其是光照強度明顯降低[6]，這是否會影響葡萄果面著色情況[7]現(xiàn)有研究鮮見報道。鑒于此，筆者研究了避雨栽培對葡萄果?？v橫徑、果粒重量、果實可溶性固形物含量以及有機酸含量等果實品質的影響，為避雨栽培方式改良提供參考與借鑒。

1材料與方法

1.1試驗材料供試葡萄品種為“紅地球”，8年樹齡。

1.2試驗方法

試驗于2017年在中國農業(yè)科學院鄭州果樹研究所試驗地進行，種植方向為南北行，株行距離為1.4 m×2.8 m，樹型采用V型架。園地土質為砂壤土，地面全部清耕，透光通風良好，葡萄樹勢中庸偏強。設處理組是避雨栽培，對照為露地。避雨方式為單行避雨棚。棚膜材料為醋酸乙烯，厚度為0.06 mm。選擇長勢一致的葡萄樹為試驗材料，單株為小區(qū)，進行3次重復，全園統(tǒng)一正常管理，每棵試驗樹留16穗供試葡萄，5月1日覆避雨棚膜，10月10日去膜。

1.3測定項目和方法

1.3.1取樣方法。盡量選取有代表性的果穗，在果穗不同部位均勻進行采樣，每次每處理采果30粒，放進液氮中并迅速帶回到實驗室，測定果粒縱橫徑和重量、果實可溶性固形物含量以及果面色澤參數(shù)。最后選取有代表性果穗，每處理采10穗測定可滴定酸含量。

1.3.2小氣候的測定。在典型的晴天，測定避雨棚內光照、溫度、空氣相對濕度的日變化，08 ：00—18：00每2 h記錄1次數(shù)據(jù)。采用照度計（型號：TES-1332A，臺灣泰仕）和電子溫濕度表（型號：HTC-1，天津凱隆達儀器儀表有限公司）測量。

1.3.3

土壤相對含水量測定。在一個完整的澆水周期內進行，澆水后每5 d測定1次，直到下1次澆水為止，分別在避雨棚內和棚外選取3個測量點，分別測量深度為5和20 cm的土壤含水量變化。將記錄的土壤最大持水量數(shù)據(jù)轉換成土壤相對含水量。采用土壤水分監(jiān)測儀（型號：AZS-2，北京澳作生態(tài)儀器公司）測量。

1.3.4果粒縱橫徑和重量的測定。果實膨大期至果實采收時每7 d進行1次采樣，葡萄果實的縱橫徑用游標卡尺測量（型號：16FN，廣州工具廠生產(chǎn)），精度為0.02 mm；葡萄果粒重用電子天平進行稱量（型號：E5500S，Sartorius生產(chǎn)）。

1.3.5可溶性固形物和可滴定酸的測定。7月18日開始，每7 d進行1次采樣，直至果實采收時止，用數(shù)字折射儀（PR-101，At ago，日本）測量果實可溶性固形物；最后在采收期（9月16日）用NaOH滴定法[8]測定葡萄果實可滴定酸含量。

1.3.6果實色澤指標的測定。每個重復隨機選10粒果粒，用手持式色差計（CR-400，CHROMA METER）測定果粒赤道部位的色澤，指標分別為L*、a*、b*，其中L*代表明亮度，取值范圍[1，100]，果面亮度隨L*增大而增加；a*、b*代表不同顏色組分，- a*為綠色，+ a*為紅色；- b*為藍色，+ b*為黃色，取值范圍均為[-60，+60]，其絕對值越大，顏色則越深。

利用a* 和b* 值可以計算出色澤飽和度C*（Chroma），C*=[ a*2+b*2]1/2，色澤飽和度是顏色的彩度，其值越大顏色純度越高[9]。色度角h°（hue angle），h°=arctangent（b*/a*），從0°～180°依次分別是紫紅、紅、橙、黃、黃綠、綠、藍綠色。進而計算紅色葡萄果實顏色指數(shù)CIRG （Color Index of Grape），CIRG =（180-h°）/（L*+ C*）。果實的外觀色澤用顏色指數(shù)的方法來評價[10]。有研究證明花青苷質量分數(shù)與CIRG 達到了0.835 的線性相關性[11]，即用顏色指數(shù)CIRG來衡量葡萄果實花青苷的質量分數(shù)和著色情況[12]。

1.4數(shù)據(jù)分析采用DPS V 7.05版軟件進行試驗數(shù)據(jù)分析，采用Excel制圖。

2結果與分析

2.1避雨栽培小氣候日變化

由圖1可知，避雨栽培的光照、溫度和空氣相對濕度等環(huán)境因子都與對照有明顯差異。從光照強度來看，避雨與對照處理均在12 h達到最高峰，隨后下降，但避雨栽培光照強度始終極顯著小于露地（圖1a）；由圖1b可知，10 h后避雨棚內溫度較對照高且達到顯著差異，二者均在14：00達到高點，隨后下降；二者的空氣相對濕度日變化曲線均呈先降后升的趨勢（圖1c），但08：00避雨處理空氣相對濕度顯著大于對照，而12：00和14：00時反之。

避雨栽培土壤相對含水量與對照明顯不同（圖2）。由圖2a可知，處理組在避雨棚內，5 cm深度的土層相對含水量變化較平穩(wěn)，但6月22日和7月2日明顯低于對照，這是由自然降雨所引起的；而處理組在避雨棚外5 cm深度土壤的相對含水量變化幅度較對照大（圖2b），分析認為這是避雨棚上的雨水流到行間所致；處理組的避雨棚內20 cm深度土層相對含水量變化較對照呈緩慢下降，在6月22日自然降雨后又顯著小于對照，避雨棚內土層含水量變化較平穩(wěn)（圖2c）；由圖2d可知，處理組在避雨棚外20 cm土層的相對含水量變化與對照始終沒有出現(xiàn)顯著區(qū)別。

2.2避雨栽培對葡萄果粒縱橫經(jīng)和果粒重的影響

在整個果實生長發(fā)育期“紅地球”葡萄果?？v徑、橫徑和果粒重均呈現(xiàn)快-慢-快-慢的生長變化規(guī)律（圖3所示），呈雙“S”型生長曲線[13]。5月30日—6月13日是果粒快速生長期，此時期是果?？v橫徑和果粒重生長的最快階段。隨后果粒在6月13—27日進入生長發(fā)育緩慢期。6月27日—7月25日則屬于果粒最后的膨大期。 7月25日后，果實發(fā)育依次進入轉色期和成熟期。

在整個果粒發(fā)育進程中，避雨栽培下“紅地球”葡萄的果?？v橫徑和果粒重量變化規(guī)律與露地栽培的基本一致，但二者的具體生長過程也有些差異。在記錄105 d時間里，二者的縱橫徑均未達到顯著差異水平（圖3a和3b所示）；6月6日、6月13日避雨栽培的果粒重分別是2.48、3.22 g，分別顯著大于對照組的1.78、2.74 g（如圖3c所示），但7月18日和8月1日處理組的果粒重極顯著小于對照，最后避雨栽培“紅地球”果粒重并為顯著區(qū)別于對照，避雨栽培果粒重出現(xiàn)前期生長迅速后期生長緩慢的變化規(guī)律。

安徽農業(yè)科學2018年

2.3避雨栽培對果實可溶性固形物含量和可滴定酸含量的影響

由圖4可知，避雨栽培果實可溶性固形物含量變化規(guī)律與對照的基本一致，最高值均出現(xiàn)在8月1日，之后下降，采收時（9月16日）二者的可溶性固形物含量分別是11.90%、11.07%。后期二者均出現(xiàn)下降趨勢，可能是“紅地球”葡萄生長后期出現(xiàn)長時間降雨量引起的，進而證明避雨栽培可有效提高葡萄果實可溶性固形物含量。

2.4避雨栽培對果面顏色和色澤參數(shù)的影響

由圖6可知，避雨栽培條件下“紅地球”葡萄果實色澤參數(shù)的動態(tài)變化規(guī)律與對照明顯不同。隨著“紅地球”葡萄果實生長發(fā)育成熟，果面各色澤參數(shù)先后與對照有顯著差異，這可能與避雨棚膜降低了光照強度有關。

“紅地球”葡萄果實由綠變紅的同時，避雨栽培的L*值基本不變，而對照L*值呈先降后升的動態(tài)趨勢，且始終極顯著小于避雨處理（圖6a所示）；二者的a*值在整個觀察期基本保持穩(wěn)定（圖6b），且避雨處理a*值在8月11號后顯著小于對照。在整個觀察期內避雨栽培b*值緩慢下降，但對照的b*值先降后升，避雨栽培b*值在9月1日極顯著大于對照（圖6c）。

在整個觀察期CIRG值反映果實顏色指數(shù)，避雨處理CIRG值較對照未呈先升后降的變化趨勢，且二者在8月25日之后達到顯著差異。在9月8日避雨處理CIRG值較對照也未達到最大值（圖6d）。根據(jù)顏色指數(shù)CIRG值與花青苷質量分數(shù)呈正相關線性，進一步推斷得出避雨栽培降低了“紅地球”果實花青苷含量。

3討論

3.1避雨栽培小氣候的變化避雨栽培在一定程度上改變了葡萄生長小氣候，尤其是光照強度、溫度、空氣相對濕度和土壤相對濕度等方面，進一步作用到葡萄整個生長發(fā)育過程。該試驗結果顯示，避雨栽培在晴朗的白天溫度有所提高，光照和棚內土壤濕度始終低于對照，避雨栽培棚內中午相對濕度低于對照，這與唐麗等[6]研究番茄避雨栽培小氣候的結果基本一致。

3.2避雨栽培對“紅地球”葡萄果?？v徑、橫徑和果粒重的影響

王學娟等[14]研究發(fā)現(xiàn)，避雨栽培條件下，‘赤霞珠葡萄果粒體積及果粒重較對照明顯增大[15]；也有學者發(fā)現(xiàn)避雨栽培在一定程度上延遲了葡萄成熟期。該試驗則證實避雨栽培下“紅地球”葡萄果?？v橫徑和果粒重均與對照有顯著差異，果粒重前期生長發(fā)育迅速，但后期生長緩慢。

3.3避雨栽培對“紅地球”葡萄果實可溶性固形物和可滴定酸含量的影響

葡萄果實可溶性固形物含量在避雨栽培條件下較露地顯著上升[1]。陶宇翔等[16]研究認為，溫差大的避雨栽培環(huán)境能促進光合作用的進行，即有利于更多的光合產(chǎn)物順利合成可溶性固形物；日本有關學者也發(fā)現(xiàn)，采前1個月之內溫度是果實可溶性固形物含量升高的最重要環(huán)境因子之一[17]。王華等[18]在研究影響葡萄成熟度的氣象因子時發(fā)現(xiàn)，降水降低了可溶性固形物含量，增加了可滴定酸含量，所以避雨栽培條件下土壤含水量較低，是增加可溶性固形物和降低可滴定酸的有利環(huán)境條件。但該試驗結果顯示，避雨處理二者均顯著高于對照，分析認為這與試驗時降水過多，避雨棚正好發(fā)揮避雨作用，從而有效降低土壤相對濕度有關。

3.4避雨栽培對“紅地球”葡萄果實顏色的影響

顏色作為葡萄果實品質最重要外觀指標，是多種不同色素共同作用的結果[19-20]。品種本身特性和外界環(huán)境共同影響果實顏色，果實著色不可缺少的環(huán)境因子是光。避雨栽培條件下，棚膜降低光照強度，不利于葡萄果實的著色。

該試驗研究發(fā)現(xiàn)，“紅地球”葡萄在避雨栽培條件下，果實顏色各參數(shù)顯著不同于對照。避雨栽培L*值在果實轉色期顯著大于對照，而L*值增大說明所測果面越亮[21]，這也說明弱光照的避雨栽培環(huán)境有利于果面亮度的增加；避雨栽培a*值在生長后期小于對照，根據(jù)a*值越大代表顏色越紅，越小則越綠，可以有效說明避雨栽培果實顏色相對偏綠；該試驗發(fā)現(xiàn)避雨栽培b*值在果實成熟時顯著大于對照，根據(jù)色澤參數(shù)b*值越大代表顏色越黃，越小則越藍，因此避雨栽培果實顏色相對偏黃；避雨栽培CIRG值較對照沒有呈先升后降的動態(tài)趨勢，且最后顯著小于對照，根據(jù)CIRG值與花青苷的質量分數(shù)呈正相關，間接推論出避雨栽培環(huán)境條件降低了果實花青苷含量，影響了果實著色。

葡萄果皮顏色主要取決于花青苷含量的高低。有研究發(fā)現(xiàn)，光照在花青苷合成途徑中起重要作用，特別是有關酶的活性[22]，避雨栽培的棚膜本身降低了光照強度，同時葡萄葉表面灰塵增大也遮光，最終降低葡萄果實總花青苷含量，影響著色。趙密珍等[23]也發(fā)現(xiàn)，歐亞種葡萄采用避雨栽培時，特別是果實為紅色的品種時，表現(xiàn)出著色不良、不一致等問題，由此可見避雨栽培雖然解決了病害等問題，但同時對果實著色存在不良作用，因此研究避雨栽培如何增加光照強度、改善果實品質有著十分重要意義。

4結論

避雨栽培在一定程度上改變了葡萄生長環(huán)境，果粒重前期生長迅速，但后期緩慢；果實可溶性固形物含量和可滴定酸含量均上升；果面顏色參數(shù)與露地有顯著差異，特別是CIRG值較對照減?。坏？v橫徑未受到影響。

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