避雨棚甜櫻桃地面覆蓋透濕性反光膜的效應研究

張卓，王磊，高潔，陳秋菊，張才喜

(上海交通大學農業(yè)與生物學院，上海 200240)

果園鋪設反光膜可以調節(jié)果樹冠層微環(huán)境、改善果實品質，是一項優(yōu)質高效的實用生產技術[1]。透濕性反光膜是具有反光、防雨和透濕功能的新型反光膜，可重復使用3～5年。桃[2，3]、葡萄[4,5]和柑桔[6-8]生產園鋪設透濕性反光膜，改善了果樹冠層的光環(huán)境，提升了果實的理化品質、商品性及效益。筆者測試了覆蓋透濕性反光膜對甜櫻桃樹冠空間反射光光強和光質、不同土層土壤溫度、根際土壤微生物含量和果實品質的影響，為甜櫻桃優(yōu)質高效栽培提供參考。

1 試驗材料與方法

1.1 材料

試驗設在上海市奉賢區(qū)豐莊櫻桃園內，試驗品種布魯克斯，砧木吉塞拉5號，5年生，樹高2～2.5m，株行距1.5m×2.5m。設施為連棟鋼結構塑料薄膜避雨棚，共5跨。每跨寬8m，頂高4.2m，長86m，種植3行，南北行向起壟栽植，壟寬1.5m，高0.3m，每行28株，鋪設透濕性反光膜(圖1)。

透濕性反光膜，由聚乙烯纖維紡粘而成，寬1.0m，厚0.16mm，具有重量輕、防雨、透氣性好、反射率高的特點，由杜邦公司生產。

圖1 甜櫻桃行內鋪設透濕性反光膜

1.2 試驗設計

試驗設處理和對照，處理于果實轉色期(5月16日)選2行樹，沿壟面鋪設透濕性反光膜，至采果完畢揭膜。對照2行，不鋪設透濕性反光膜。

1.3 指標測定

反射光光強，處理和對照各選擇5株樹，于5月28日9時，用泰仕數字照度計(TES-1332A)，在距離主干0.6m的東、南、西、北4個方向垂直高度10cm、50cm、90cm、130cm、170cm處測定。

輻射照度，處理和對照各選擇5株樹，于6月1日10時，用分光輻射照度計(CL-500A，KONICA MINOLTA)在距離主干0.6m的東、南、西、北4個方向，測定距離地表90cm、130cm處反射光輻射照度，可見光波段紫光(380～470nm)、藍光(470～505nm)、綠光(505～525nm)、黃光(525～610nm)、橙光(610～640nm)、紅光(640～780nm)。

土壤溫度，處理和對照各選擇有代表性1株樹，于5月18日至6月17日，用DS1922L溫度記錄儀記錄土層15cm、30cm深處土壤溫度的變化。

根際土壤微生物數量，處理和對照各選擇5株樹，6月16日，每株樹采集樹冠投影5個位點的土壤樣本。參照姚圣梅[9]和Viaud[10]的方法，用稀釋平板法分離土壤微生物，觀察統(tǒng)計菌落數。

果實顏色分級，6月17日，處理和對照各選10株樹，各隨機采集5kg果實，按分級色卡(圖2)進行分級。設置L*(亮度)(13.01～13.82)、C*(色度)(44.93～62.43)為5級，L*(13.82～21.41)、C*(62.43～65.16)為4級，L*(21.41～31.68)、C*(65.16～71.12)為3級。級數越大，果實顏色越深。

圖2 甜櫻桃分級色卡

6月18日，處理和對照各選擇生長狀況一致、負載量相當的8株樹，分別隨機采集100個果實進行果實品質指標測定。各指標重復測定3次。

單果重，用電子天平稱量。

果實可溶性固形物含量，用PAL-1手持折光儀(Atago，日本)測定。

果實幾何直徑，想象果實為長方體，對應縱徑為高L，橫徑為長W，厚度為寬T；用公式Dg=(LWT)1/3[11]計算。

果實色度，用全自動測色色差儀(S-6017，北京辰泰克儀器技術有限公司)測定果實赤道部位3個不同方向的L*、a*、b*值，用以定義三維空間顏色，(L*值越大亮度越高，a*值為紅色飽和度值，b*值為黃色飽和度值)，色度值計算公式C*=(a^2+b^2)1/2。

果汁pH值用pH計測定。

可滴定酸(TA)含量(以蘋果酸計)，用0.02mol/L NaOH滴定果汁測定。

維生素C含量[12]，用碘酸鉀滴定法測定。

果實花青素含量，用1%HCl-甲醇溶液提取，用雙波示差法分別在530nm和600nm處測定吸光度，計算花青素總含量[12]。

數據用Microsoft Excel 2016整理，作圖、表，用IBM SPSS Statistics 22.0做差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 覆蓋透濕性反光膜對反射光光強的影響

在樹體不同高度處，處理的反射光光強均顯著大于對照。10cm高處，處理和對照的反射光光強差值最大，處理是對照的7.2倍；50cm高處兩者反射光光強分別為16000lx和2900lx；130cm高處兩者反射光光強差值最小(圖3)。

圖3 覆蓋透濕性反光膜在不同高度的反射光光強

注：不同小寫字母代表在P < 0.05水平差異顯著，下同。

2.2 覆蓋透濕性反光膜對輻射照度的影響

對照和處理在90cm和130cm高處，在藍光區(qū)、綠光區(qū)和紅光區(qū)的輻射照度均為處理高于對照。紫光區(qū)(395nm處)處理和對照差值最小，紅光區(qū)(750nm處)差值最大。對照在90cm和130cm處的360～700nm波段內輻射照度幾乎沒有差異，處理在90cm和130cm處的720～780nm波段內輻射照度大致相同(圖4)。

圖4 覆蓋透濕性反光膜在90cm和130cm高處的輻射照度

2.3 覆蓋透濕性反光膜對不同土層溫度的影響

與對照相比，覆蓋透濕性反光膜后，土層15cm和30cm深處的土壤溫度分別平均降低約2.8℃和1.5℃(圖5)。

圖5 覆蓋透濕性反光膜在土層15cm和30cm深處的溫度變化

2.4 覆蓋透濕性反光膜對甜櫻桃根際土壤微生物的影響

如表1，覆蓋透濕性反光膜，對布魯克斯甜櫻桃根際土壤微生物種類和數量有影響，細菌數量顯著高于對照，是對照的1.3倍；真菌數量顯著高于對照；放線菌數量與對照差異不顯著。

2.5 覆蓋透濕性反光膜對甜櫻桃果實顏色級別的影響

如圖6，與對照相比，覆蓋透濕性反光膜增加了5級果的比例，達到58.62%。對照的3級果和4級果所占比例是77%，遠高于處理的41%。覆蓋透濕性反光膜促進了果實著色，果實顏色較對照更深(數級越大，果實顏色越深)。

圖6 覆蓋透濕性反光膜甜櫻桃果面顏色的級別變化

2.6 覆蓋透濕性反光膜對甜櫻桃果實品質的影響

如表2，覆蓋透濕性反光膜對布魯克斯甜櫻桃果實品質有影響，亮度、色度值均顯著低于對照，表現果皮顏色更深、著色更好(亮度和色度由色差儀測定計算出，值越小，果皮顏色越深)。可溶性固形物、花青苷含量顯著高于對照；而幾何直徑、果柄長度、平均單果重、可滴定酸含量、pH值、維生素C含量方面與對照差異不顯著。

表1 覆蓋透濕性反光膜甜櫻桃根際土壤微生物的數量變化

表2 覆蓋透濕性反光膜對布魯克斯甜櫻桃果實品質的影響

注：表中同列數字旁不同小寫字母表示P<0.05水平差異顯著。

3 小結與討論

保護地栽培常因覆蓋材料的反射與吸收光導致設施環(huán)境內光照強度降低，喜光樹種甜櫻桃若長時間處于弱光環(huán)境，容易出現結果部位外移，樹勢虛旺，加劇新梢生長和果實生長對光合產物的競爭[13]。光質對果實品質的形成有調控作用。藍光有助于增大果實，提升含糖量；紅光促進著色，花青素含量高；各種光質的含量相應提高后，有助于增大果個和果實表面光潔度[14]。缺乏有效光照會影響果實的著色進程。

覆蓋透濕性反光膜提升了樹冠冠層內反射光光強，顯著提高了布魯克斯甜櫻桃的可溶性固形物含量和花青苷含量，果實顏色更深，這與處理增加反射光不同波段輻射照度和反射光光強高于對照有關。鋪設透濕性反光膜提升了紅光和藍光的輻射照度，增強了葉片的光合能力，增加了果實的可溶性固形物含量，促進了果實著色。

土壤溫度18℃是甜櫻桃根系適宜生長的溫度，超過23.4℃，根系停止生長[15]。試驗的對照在15cm和30cm土層深處的平均地溫分別是24.81℃和23.58℃，比處理高2.8℃和1.5℃。說明處理能更好地調節(jié)土壤溫度適宜于甜櫻桃根系的生長，這與透濕性反光膜的反光能力強、良好的透濕性加速了土壤與空氣的熱交換有關[16]。

根際土壤微生物影響土壤養(yǎng)分的組成與轉化[17]，抑制土傳病害的發(fā)生，克服連作障礙[18]。根際土壤微生物數量是表征土壤肥力的主要生物學指標，增加土壤微生物數量并保持較高的活性是提高肥力的前提[19]。覆蓋透濕性反光膜增加了土壤細菌、真菌、放線菌的數量，這與透濕性反光膜具有良好的透濕保水性，維持了土壤與大氣的氣體交換有關。綜上，在上海地區(qū)應用透濕性反光膜可有效改善甜櫻桃冠層光照環(huán)境，降低土壤溫度，促進果實著色，提升甜櫻桃品質。