大棚冬季栽培對(duì)柑橘防凍效果及其果實(shí)品質(zhì)的影響

石姣姣，陳元珺，史宏斌，袁明清，程 剛

（重慶市萬州區(qū)氣象局，重慶 404028）

柑橘是世界第一大水果，有138 個(gè)國(guó)家栽培種植。柑橘是亞熱帶常綠果樹，氣候?qū)Ω涕倨贩N性狀影響較大。三峽庫區(qū)具有冬季冷涼但無明霜的氣候特點(diǎn)，特別適宜2—4 月成熟的晚熟柑橘生產(chǎn)。重慶市萬州區(qū)屬三峽庫區(qū)，位于長(zhǎng)江上游，亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，非常適宜柑橘種植，柑橘也是萬州區(qū)大力發(fā)展的重要、特色水果，目前全區(qū)柑橘種植面積已達(dá)2.40 萬 hm2，其中玫瑰香橙 0.80 萬 hm2、檸檬 0.67 萬hm2、紅橘 0.80 萬 hm2、雜柑 0.13 萬 hm2。萬州區(qū)的晚熟柑橘種植主要集中在甘寧鎮(zhèn)，種植品種為源自意大利西西里島的塔羅科血橙。晚熟柑橘成熟時(shí)間為12 月底到次年2 月，上市時(shí)間一般在2 月中旬，此段時(shí)間正是冬季低溫凍害最頻發(fā)時(shí)期。近年來，全球氣候變化加劇，秋冬異常天氣頻發(fā)，給柑橘生產(chǎn)帶來了重大影響［1-4］。在 2016 年 1 月的寒潮中，萬州區(qū)晚熟柑橘種植片區(qū)最低氣溫達(dá)-4～-5 ℃，導(dǎo)致柑橘凍害嚴(yán)重，落果多，果實(shí)水分遺失，品質(zhì)受影響，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

目前，晚熟柑橘防凍措施較多，有煙熏、噴灑防凍劑、塑料膜覆蓋、溫室、大棚等，操作難度、經(jīng)濟(jì)成本和防凍效果差異較大［5，6］。大棚種植是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種主推方式，但大棚在柑橘種植方面的應(yīng)用研究較少。因此，為應(yīng)對(duì)氣候變化，探索新環(huán)境下晚熟柑橘種植新模式，本研究在玫瑰香橙園開展塑料膜聯(lián)棟大棚柑橘試驗(yàn)，研究其冬季低溫防凍效果及其對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為柑橘種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018 年 12 月至 2019 年 2 月在重慶市萬州區(qū)甘寧鎮(zhèn)重慶西部農(nóng)業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司塔羅科血橙園進(jìn)行試驗(yàn)。該果園坡度緩地勢(shì)較平坦，于2004 年種植塔羅科血橙樹苗，株行距為2.5 m×5.0 m，起壟栽培，壟寬3.0 m，溝寬1.5 m，壟高0.5 m。所選試驗(yàn)樹為中庸樹，其長(zhǎng)勢(shì)及立地條件基本一致。

大棚東西向?yàn)槊靠? m，共7 跨，總長(zhǎng)56 m；南北向?yàn)槊块_間4.0 m，共10 開間，總長(zhǎng)40 m；總占地面積為2 240 m2，肩高4.0 m，頂高5.8 m。頂部和四周采用PEP 利得牌優(yōu)質(zhì)無滴膜，厚度為0.15 mm。大棚側(cè)面和頂部均設(shè)置了開窗系統(tǒng)。棚內(nèi)外各安裝一臺(tái)移動(dòng)氣象觀測(cè)設(shè)備，主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)外氣溫變化情況。

在大棚內(nèi)隨機(jī)選取相鄰的2 行（每行9 株）為1個(gè)處理；在離大棚20 m 左右位置隨機(jī)選擇相鄰的2行（每行9 株）為對(duì)照（CK），管理措施大棚內(nèi)外均相同。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目

于塔羅科血橙果實(shí)采收期（2019 年2 月28 日）采集果樣。采樣時(shí)，每處理以3 株為1 個(gè)重復(fù)，共6次重復(fù)。每株樹在中部東、南、西、北4 個(gè)方位各采2個(gè)果，每個(gè)重復(fù)共采集24 個(gè)果為1 個(gè)果樣，每處理6個(gè)重復(fù)樣品，及時(shí)將果樣進(jìn)行測(cè)試分析。委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（重慶）檢測(cè)塔羅科血橙果樣中的可食率、出汁率、可溶性固形物、糖分含量、總酸、固酸比等柑橘內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)，并出具檢測(cè)報(bào)告。

2 結(jié)果與分析

2.1 大棚對(duì)溫度的影響

2.1.1 大棚內(nèi)外日最低和最高氣溫變化 從圖1 中可看出，氣溫從12 月中旬到2 月均處于較低水平，強(qiáng)降溫過程均發(fā)生在這一時(shí)段，棚外日最低氣溫在-0.5～13.3 ℃，棚內(nèi)日最低氣溫在1.4～14.6 ℃。大棚有效提高了日最低氣溫，在其中3 次強(qiáng)降溫天氣過程中，大棚外溫度降為0 ℃以下，而大棚內(nèi)最低氣溫仍保持在1～2 ℃，保護(hù)柑橘不受凍害的影響。由圖2所示，大棚外日最高氣溫在3.8～17.2 ℃，大棚內(nèi)日最高氣溫在8.4～26.5 ℃，差異較大。

圖1 大棚內(nèi)外日最低氣溫變化

2.1.2 大棚內(nèi)外氣溫日較差變化 由圖3 可見，大棚內(nèi)的氣溫日較差高于大棚外，大棚外的氣溫日較差波動(dòng)范圍在1.1～15.6 ℃，大棚內(nèi)的氣溫日較差波動(dòng)范圍在0.2～20.2 ℃，氣溫日變化較大棚外劇烈。

由圖4 可知，整個(gè)冬季，大棚內(nèi)外的氣溫差值基本上呈日最低氣溫差值＜日平均氣溫差值＜日最高氣溫差值。且大棚內(nèi)外日最高氣溫差值與氣溫日較差變化呈較明顯正相關(guān)：氣溫日較差越大，棚內(nèi)外日最高氣溫的差值就越大，說明大棚升溫效果顯著。日最高溫差值的峰值集中在8.5 ℃（12 月11 日）、7.1～5.2 ℃（12 月 16—18 日）、7.1 ℃（12 月 20 日）、6.4～5.1 ℃（1 月 21—23 日）、7.4 ℃（2 月 22 日），為幾次寒潮天氣過程；7.2 ℃（1 月 5 日）、8.1 ℃（1 月 17日）、7.4 ℃（2 月 1 日）、10.8 ℃（2 月 24 日）、8.7 ℃（2 月25 日）、7.5 ℃（2 月28 日）為幾次晴好天氣過程。

2.2 大棚對(duì)柑橘品質(zhì)的影響

圖3 大棚內(nèi)外氣溫日較差變化

圖4 大棚內(nèi)外日最低氣溫差值、日平均氣溫差值、日最高氣溫差值

2.2.1 果實(shí)著色 柑橘果實(shí)的著色情況很大程度上決定著果實(shí)的外觀品質(zhì)，是決定果實(shí)商品價(jià)值的重要指標(biāo)之一。由圖5 可知，上面一排是大棚內(nèi)柑橘，下面一排是大棚外柑橘。從果實(shí)外觀來看，大棚內(nèi)柑橘的著色效果較大棚外差，不能體現(xiàn)塔羅科血橙的優(yōu)勢(shì)；從果實(shí)內(nèi)部來看，兩者果肉差距較明顯，大棚內(nèi)柑橘果實(shí)的整體著色率和著色程度均較大棚外差。

2.2.2 果實(shí)品質(zhì) 由表1 可知，大棚栽培有效提高了塔羅科血橙的可食率、出汁率、可溶性固形物和糖分含量，降低了總酸的含量，增加了固酸比。在可食率方面，棚內(nèi)較棚外塔羅科血橙提高了1.82 個(gè)百分點(diǎn)；在出汁率方面，棚內(nèi)較棚外提高了5.55 個(gè)百分點(diǎn)；在可溶性固形物方面，棚內(nèi)較棚外提高了0.7 個(gè)百分點(diǎn)；在糖分含量方面，棚內(nèi)較棚外提高了1.6 個(gè)百分點(diǎn)；在總酸方面，棚內(nèi)較棚外降低了8.45%，固酸比增加了2.75?？傮w來看，大棚內(nèi)栽培的塔羅科血橙主要是在出汁率和降低總酸2 個(gè)方面表現(xiàn)較好且比較明顯。

圖5 大棚（上）和對(duì)照（下）塔羅科血橙果肉的著色

表1 大棚內(nèi)外塔羅科血橙果實(shí)品質(zhì)比較

3 討論

3.1 對(duì)溫度的改變

由于塑料薄膜能讓太陽短波輻射透射進(jìn)入，而地面長(zhǎng)波輻射不能穿透塑料薄膜散失，從而使熱量保留在大棚里，大棚的增溫效果明顯［7，8］。從 2018年的12 月到次年的2 月，整個(gè)冬季，大棚提高了棚內(nèi)的日最低氣溫，增溫幅度在0.2～3.6 ℃，幾次寒潮強(qiáng)降溫天氣，棚外最低氣溫在-0.5 ℃左右，棚內(nèi)最低氣溫也維持在1～2 ℃，保護(hù)柑橘免受凍害的影響；大棚也明顯提高了日最高氣溫，增溫幅度在0.5～10.8 ℃，日最高氣溫的變化較日最低氣溫劇烈，受天氣現(xiàn)象的影響較大，越是寒潮和晴好天氣，增溫效果越明顯，大棚內(nèi)日最高氣溫越高。相應(yīng)的，大棚內(nèi)的氣溫日較差較大棚外大，且寒潮天氣和晴好天氣溫差更明顯。

3.2 對(duì)品質(zhì)的影響

塔羅科血橙的果皮和果肉之所以呈玫瑰色，主要是其富含花青素，花青素在陽光和紫外線的作用下，呈血一樣的顏色［9］。影響花青素含量的氣象因素主要是氣溫，其次是光照［10］。氣溫和光照對(duì)血橙果實(shí)中花青素的形成還具有互補(bǔ)作用，當(dāng)環(huán)境光照不足不利于血橙果實(shí)中花青素的形成時(shí)，降低的溫度能彌補(bǔ)光照的不足，在一定程度上抵消因光照不足對(duì)血橙果實(shí)著色的不利影響［11］。塑料大棚提高了最低氣溫，讓柑橘免受凍害影響，但光照條件較棚外弱，且低溫環(huán)境時(shí)間短，影響了花青素的形成，造成柑橘著色效果較大棚外差。

有研究表明，在一定范圍內(nèi)，糖分含量隨著溫度升高而升高，酸含量隨著溫度的下降而增加［12］，這與本研究結(jié)論基本一致。水果的酸度主要取決于果實(shí)中有機(jī)酸的含量，水果的酸甜是由糖酸比決定的。如果含糖量高而有機(jī)酸含量低，那口感就甜甜的；相反，如果有機(jī)酸含量高而含糖量低，那口感就比較酸。大棚內(nèi)日最高氣溫的增溫幅度遠(yuǎn)大于日最低氣溫的增溫幅度，加大了大棚內(nèi)的晝夜溫差，更有利于果實(shí)糖分的積累［13］，且降低了總酸含量，因此大棚內(nèi)的柑橘糖酸比較大棚外高，口感較好。

4 小結(jié)

隨著全球極端天氣現(xiàn)象頻發(fā)，未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)受到更多的挑戰(zhàn)。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)作用下，晚熟柑橘是目前大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，由于生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，會(huì)面臨較多的氣象不確定因素。大棚用于晚熟柑橘冬季防凍，有利有弊。有利的方面是防凍效果好，柑橘可食率、出汁率有所提高，且提高了糖分含量降低了總酸含量，口感更佳；不利的方面是搭設(shè)大棚需要一定的成本，價(jià)格為 100～200 元∕m2，大多數(shù)果園占地上百畝，經(jīng)濟(jì)成本較高，一般只能小范圍適用。覆蓋的膜需要每年更換，需要一定的維護(hù)成本，且鋼架平均使用壽命為10～20 年，都是經(jīng)濟(jì)成本，需要考慮。大棚內(nèi)塔羅科血橙果實(shí)的著色效果較弱，不能很好地體現(xiàn)此柑橘在市場(chǎng)上主推的玫瑰香橙品牌。此外，由于大棚內(nèi)環(huán)境較封閉，在棚內(nèi)開展病蟲害防治時(shí)，果樹果實(shí)表面及土壤的試劑殘留較大棚外高，冬季需注意澆灌防止大棚內(nèi)土壤缺水。因此，廣大種植戶需結(jié)合自己的自身?xiàng)l件選擇合適的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。