地表覆蓋方式對桃果實發(fā)育過程中果實品質(zhì)指標的影響

李文楊，楊 樂，趙師成

(信陽農(nóng)林學院林學院，河南 信陽 464000)

0 引 言

植物的地理分布、生長發(fā)育、區(qū)域適應性和生物學特性受多種生態(tài)因子的制約，而水分是對植物生長影響最大的生態(tài)因子之一。干旱缺水嚴重制約著干旱、半干旱地區(qū)的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)[1]。地表覆蓋是當前世界旱農(nóng)地區(qū)廣泛推廣的一項免耕和保水技術(shù)，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的推廣和應用[2]。目前生產(chǎn)上常用的地表覆蓋材料主要有秸稈和塑料薄膜等。對農(nóng)作物的研究證明地膜覆蓋能限制水分的蒸散，提高地溫，提高近地氣層的光效應，增強植物的光合作用，提高品質(zhì)和產(chǎn)量[3-5]。秸稈覆蓋可增加土壤養(yǎng)分含量，改善土壤結(jié)構(gòu)和物理性狀，降低植物生長前期土壤無效蒸發(fā)，增加后期植株葉面有效蒸騰[1，6,7]，但也有報道秸稈覆蓋導致植物生長前期地溫過低從而引起產(chǎn)量下降[8,9]。

如何保證自然降水的蓄積，實施高效省工、簡便地利用現(xiàn)有水資源，并能提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)，也是經(jīng)濟林果樹節(jié)水栽培研究的重點。信陽五月鮮桃是信陽地方特色優(yōu)良桃樹品種，該品種具有成熟期早，品質(zhì)優(yōu)良，口感鮮美等特點，適宜在豫南地區(qū)推廣栽培[10]，但是桃樹種植多為露地栽培，降雨分布不均勻，水分利用率低，在桃樹生長期易發(fā)干旱或水澇，果實品質(zhì)和產(chǎn)量易受到自然因素的干擾[11-13]。果實品質(zhì)是當前及未來經(jīng)濟林果樹產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和市場競爭力的核心，而覆蓋栽培方式是改善果實品質(zhì)的重要途徑，如覆膜能顯著提高柑橘果實成熟時中可溶性固形物含量，汁胞中的蔗糖，葡萄糖和果糖含量均顯著增加[14]，覆秸稈處理后蘋果果實中的可溶性固形物含量和酸度顯著低于CK[15]。地表覆蓋是否能提高桃樹產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)研究較少。本研究為促進信陽五月鮮桃果實的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，采用覆膜和覆膜+覆秸稈兩種地表覆蓋方式應用于桃樹生產(chǎn)，研究地表覆蓋栽培措施對桃果實生長及品質(zhì)的影響，探索適宜于桃樹生長的有效節(jié)水栽培模式，并為經(jīng)濟林產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與水資源可持續(xù)利用研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區(qū)位于河南省信陽市平橋區(qū)龍井鄉(xiāng)信陽五月鮮桃種植園內(nèi)，于2017年3-6月進行田間試驗。桃園種植面積為1.5 hm2，地理位置為114°06′E、31°125′N，海拔75～300 m。該地屬于亞熱帶向暖溫帶過渡地區(qū)，冷暖適中，四季分明，年平均氣溫15.3 ℃，無霜期長，平均220～230 d；降雨豐沛，年均降雨量約1 100 mm，空氣濕潤，相對濕度年均77%。2017年1-6月平均高溫19.5 ℃，平均低溫15.4 ℃，1月份最低氣溫-4 ℃，6月極端最高氣溫35 ℃。栽培地土壤為沙壤，pH值約為6.7。室內(nèi)試驗在信陽林木種苗工程實驗中心進行。

1.2 供試材料

供試桃樹為信陽五月鮮桃本地優(yōu)良單株嫁接苗，5年生，南北定植，行株距均為4 m×5 m。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置了覆膜和覆膜+覆秸稈(膜+秸稈)兩種地表覆蓋方式，以清耕栽培為對照，每個處理5棵桃樹，單株小區(qū)，隨機區(qū)組排列，處理前施基肥和常規(guī)灌溉，處理后不再施肥，天然降水灌溉。

覆膜：樹盤下進行覆膜，膜寬5 m，地膜為0.08 mm聚乙烯白色地膜，蓋膜后少量壓土。

膜+秸稈：先在行內(nèi)覆打碎的小麥秸稈(覆秸稈前無處理)，蓋到樹冠外緣，覆秸稈厚度15 cm，然后覆膜。

信陽五月鮮桃果實硬核期(2017年5月13日)開始采樣，每隔7 d采一次樣，直到果實成熟采樣結(jié)束。采樣時選取不同處理桃樹樹冠中部東、西、南、北四個方向的無病蟲害的結(jié)果枝進行采果，每個處理每次采果20個，冰盒保鮮取樣，液氮速凍，-80 ℃冷藏。

灌溉、施肥、病蟲害防治等按照常規(guī)管理，各處理栽培管理條件保持一致。

1.4 測定項目與方法

用手持糖量計測定果實中的可溶性固形物含量，采用pH示差法測定不同處理的花青苷含量[16]，氫氧化鈉溶液滴定法測定可滴定酸含量，蒽酮試劑法測定可溶性糖含量[17]。

1.5 統(tǒng)計分析

用SPSS19.0和Excel2016等軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 地表覆蓋方式對桃果實發(fā)育過程中可溶性固形物和可溶性糖含量的影響

信陽五月鮮桃果實發(fā)育過程中，兩種覆蓋處理的桃果實中的可溶性固形物和可溶性糖含量不斷增加，呈上升趨勢。盛花期后50～78 d，不同處理的桃果實中可溶性固形物含量變化差異不明顯；盛花期后85～93 d，覆膜處理的桃果實中的可溶性固形物含量積累比膜+秸稈和CK處理相比略迅速。盛花期后93 d，覆膜、膜+秸稈和CK處理的桃果實中可溶性固形物含量分別比幼果期(盛花期后50 d)增加了50.12%、43.21%和43.90%(圖1)。盛花期后50～71d，膜+秸稈處理下的桃果實中可溶性糖含量積累速度均比覆膜處理和CK快；盛花期后78 d，覆膜處理的桃果實中可溶性糖含量積累速度增加，在盛花期后93 d達到高峰。覆膜、膜+秸稈和CK處理下的桃果實的可溶性糖含量分別比幼果期(盛花期后50 d)增加了368.61%、197.78%和333.33%(圖2)。

圖1 可溶性固形物含量變化

圖2 可溶性糖含量變化

2.2 地表覆蓋方式對桃果實發(fā)育過程中花青苷和可滴定酸含量的影響

兩種地面覆蓋方式對信陽五月鮮桃果實花青苷的影響見圖3，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同處理條件下，桃果實中花青苷含量的變化均為前期含量穩(wěn)定，盛花期后78 d以后，不同處理的花青苷含量顯著上升。盛花期后85～93 d，覆膜處理的桃果實中花青苷含量積累速度比膜+秸稈處理和CK顯著增加。信陽五月鮮桃果實發(fā)育過程中，不同處理的果實中可滴定酸含量隨著果實成熟度的增加而降低(圖4)。盛花期后50～64 d，不同處理的桃果實中可滴定酸含量從高到低，依次為膜+秸稈>覆膜>CK；盛花期后71 d后，覆膜處理的桃果實中可滴定酸含量比CK下降迅速，在盛花期93 d達到最低峰。

圖3 花青苷含量的變化

圖4 可滴定酸含量的變化

2.3 信陽五月鮮桃果實成熟時各項指標比較

信陽五月鮮桃果實成熟時，覆膜處理下的桃果實中可滴定酸含量、可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量與膜+秸稈處理和CK相比差異顯著(P<0.05)。覆膜栽培條件下，果實中可滴定酸含量最低，比CK低25.93%；果實中可溶性固形物含量、花青苷含量、可溶性糖含量最高，分別比CK約高8.14%、49.47% 和16.50%；膜+秸稈處理的桃果實中可滴定酸含量最高，但與CK相比差異不顯著，果實中花青苷含量與CK相比顯著增加。

2.4 信陽五月鮮桃果實生長發(fā)育過程中各項指標相關(guān)性分析

對不同處理的信陽五月鮮桃果實發(fā)育過程中(7個取樣時間)果實中可溶性固形物含量、花青苷含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量各項指標進行相關(guān)性分析(見表1)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4個果實品質(zhì)測定指標在果實發(fā)育過程中存在顯著相關(guān)性，具體表現(xiàn)為：桃果實中可溶性固形物含量與花青苷和可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)性，可溶性糖含量與花青苷含量呈顯著正相關(guān)；可滴定酸含量與可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量呈顯著負相關(guān)。

表1 桃果實發(fā)育過程中果實品質(zhì)指標相關(guān)性分析

注: * *表示在0.01水平上顯著相關(guān)。

3 討 論

3.1 地表覆蓋方式對信陽五月鮮桃果實品質(zhì)的影響

單一覆膜處理能夠顯著提高果實中可溶性固形物含量、可溶性糖含量和花青苷含量，降低果實中可滴定酸含量；膜+秸稈處理能提高果實中花青苷含量；綜合比較發(fā)現(xiàn)單一覆膜比膜+秸稈處理對桃果實品質(zhì)的改善更大?？赡茉蚴歉步斩捥岣咄寥鲤B(yǎng)分的含量，需要一定時間的腐解，這個過程需要溫度、光照和土壤微生物等的共同作用。微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中最具活力的組成部分，土壤微生物生物量被用作評價土壤肥力和土壤質(zhì)量早期變化的有效指標[18-20]。土壤微生物量碳、氮含量，脲酶，蔗糖酶與土壤含水量和溫度呈顯著或極顯著正相關(guān)。覆膜能增加地溫，而秸稈覆蓋降低地溫，秸稈上覆膜后隔離了外界環(huán)境，使覆蓋面與地面之間形成一個相對恒定的低溫低濕的小環(huán)境，可能影響了土壤微生物的生存及代謝活性，從而影響秸稈腐解過程及土壤肥力，而果實品質(zhì)的改善需要根系吸收充足的養(yǎng)分和適宜的溫度，所以膜+秸稈處理對桃果實品質(zhì)改善效果不顯著。

3.2 地表覆蓋方式對信陽五月鮮桃果實發(fā)育的影響

果實品質(zhì)中重要指標糖和酸等的組成與含量不僅受基因型的控制[21,22]，也受果實發(fā)育的調(diào)控。兩種地表覆蓋方式下，信陽五月鮮桃果實發(fā)育過程中可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量變化均為前期上升趨勢緩慢，盛花期78 d后迅速增加；而桃果實中可滴定酸度含量隨著果實成熟度的增加而逐漸降低。露地栽培條件下，桃、杏、葡萄果實發(fā)育過程中有機酸含量逐漸升高，果實成熟期迅速下降[23-25]。楊桃果實可溶性總糖的積累都是前期慢，后期快[26]。天津水蜜在盛花后45 d開始緩慢上升, 在盛花后86 d含量迅速增加[27]。本研究兩種地表覆蓋方式下，信陽五月鮮桃果實發(fā)育中可溶性糖、可滴定酸含量和花青苷含量變化趨勢跟露地栽培條件下果樹果實發(fā)育研究中糖、酸和花青苷含量變化一致，即覆蓋栽培對信陽五月鮮桃的果實發(fā)育過程中各項指標并未產(chǎn)生顯著影響，但是果實品質(zhì)指標迅速上升時間有差異，可能原因是不同的果樹成熟期早晚不同，果實中糖、可溶性固形物、花青苷等含量的積累速度的增加可能是其合成相關(guān)酶活性在果實發(fā)育后期作用增強的結(jié)果。

3.3 信陽五月鮮桃果實發(fā)育中各項指標的相關(guān)性分析

不同處理的信陽五月鮮桃果實發(fā)育過程中果實中可溶性固形物含量、花青苷、可溶性糖含量之間分別呈顯著正相關(guān)性，可滴定酸含量分別與可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量呈顯著負相關(guān)。前人研究發(fā)現(xiàn)覆蓋透濕性反光膜后對水蜜桃和油桃果實品質(zhì)的影響中發(fā)現(xiàn)果實總糖含量與蔗糖含量呈極顯著正相關(guān)，可滴定酸含量與奎寧酸和異檸檬酸呈顯著正相關(guān)[28]。不同生態(tài)區(qū)域蘋果多酚與糖酸相關(guān)性研究顯示總酚與可溶性固形物、酸存在顯著相關(guān)性[29]。果桑中可溶性固形物與還原糖存在顯著正相關(guān)關(guān)系[30]。這都說明多種果實生長發(fā)育性狀指標之間確實有影響，存在相互制約關(guān)系，果實中含有豐富的糖類物質(zhì)，果實中糖的組分與含量不僅決定著果實品質(zhì)形成的基礎(chǔ)原料供應，還影響著許多次生代謝及活性物質(zhì)底物的合成。信陽五月鮮桃果實發(fā)育中各指標相關(guān)性是否穩(wěn)定，如何利用果實發(fā)育過程中指標相關(guān)性預測和提高果實品質(zhì)和產(chǎn)量還待后續(xù)研究。

4 結(jié) 論

兩種地表覆蓋方式中單一覆膜對桃果實品質(zhì)影響最顯著，桃樹生產(chǎn)上單一覆膜具有周期短見效快，經(jīng)濟效益高的優(yōu)點，應大力推廣。桃果實發(fā)育成熟需要經(jīng)過一系列外觀形態(tài)、生理生化動態(tài)變化過程，果實生長發(fā)育過程中果實品質(zhì)的重要組成部分(可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和花青苷)之間存在顯著相關(guān)性。本研究為信陽五月鮮桃果實發(fā)育相關(guān)品質(zhì)指標的動態(tài)規(guī)律和果實品質(zhì)提高及機理研究提供理論數(shù)據(jù)。