溫室生草對南疆桃葉片、果實質(zhì)量的影響

楊夢宇, 張琦*, 袁振楊, 陳俊, 閆利

(1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院, 南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室, 兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室, 新疆 阿拉爾 843300; 2.兵團第三師五十三團園林工作站, 新疆 圖木舒克 843900)

桃(PrunnsersicaL.)屬薔薇科(Rosaceae)李屬(Prunus)桃亞屬(Amygdalus)植物，原產(chǎn)于我國，果實具有豐富的營養(yǎng)價值[1]。果園生草覆蓋可以有效改善果園小氣候環(huán)境[2]，提高土壤肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤蓄水保墑能力[3]，是果樹生產(chǎn)主要開展的土壤管理方式。王孝娣等[4]研究發(fā)現(xiàn)，生草作綠肥可使桃樹葉片柵欄組織和海綿組織細胞層數(shù)增多，葉片增大、增厚，葉綠素含量增加，葉片的凈光合速率增強。毛培春等[5]研究發(fā)現(xiàn)，生草能顯著提升果實的維生素C和可溶性固形物含量，明顯改善桃的品質(zhì)，能降低蜜橘果實可滴定酸含量，增加可溶性糖和可溶性固形物含量[6]。桃園種植適宜的作物，可以抑制雜草，改善桃園環(huán)境，促進果樹生長發(fā)育[7]。南疆地區(qū)設(shè)施果樹以桃為主，但發(fā)展規(guī)模小，栽培技術(shù)相對落后。溫室土壤管理主要采取清耕方式，再加上盲目施肥，管理不科學(xué)，導(dǎo)致土壤板結(jié)、土壤鹽漬化程度增加[8]，直接影響設(shè)施果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，對溫室桃園進行生草間作處理，探究生草對桃樹葉片質(zhì)量、果實品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，以改進南疆設(shè)施桃園的土壤管理方式，為溫室桃園生草栽培有效管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地及試驗材料

試驗地位于新疆維吾爾自治區(qū)兵團第三師五十三團三連的日光溫室，日光溫室長75 m，跨度10 m，脊高4.7 m，下挖80 cm，骨架為立柱焊接鋼架結(jié)構(gòu)；后墻及東西山墻采用磚混結(jié)構(gòu)，后墻及東西山墻外基部堆土。供試桃樹品種為‘中農(nóng)金輝’，2015年春季定植，株行距0.8 m×2 m，樹齡4年，樹形主干形，單位面積株數(shù)為324株·hm-2。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)清耕(CK)、間種小黑麥(T1)和間種三葉草(T2)3個處理。2017年11月上旬扣棚升溫，2017年12月下旬播種，采用行間生草模式，生草覆蓋區(qū)域長9 m，寬1.5 m，每小區(qū)8行，各小區(qū)管理措施一致。

1.3 測定指標與方法

1.3.1葉片性狀指標測定 于2018年5月上旬，每處理隨機采集樹冠中部外圍60片葉片，帶回實驗室測定葉片性狀指標，每個處理3次重復(fù)。用數(shù)顯游標卡尺(瀘工0～150 mm)測定葉長、葉寬、葉片厚度。用直徑0.8 cm打孔器避開葉片主葉脈，隨機打5個葉圓片，然后于80 ℃下烘干至恒質(zhì)量，稱取干質(zhì)量，計算比葉重。用電子天平(JY-20002型，上海金鵬分析儀器有限公司)稱量葉片鮮重。

比葉重(g·m-2)=葉圓片干重(g)/圓片面積(m2)。

參照趙先明等[9]方法提取并測定葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量。葉片全氮(N)含量測定采用濃H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法[10]測定；全磷(P)含量用釩鉬黃比色法[11]測定；全鉀(K)含量用火焰光度計法[11]測定。

1.3.2果實品質(zhì)測定 果實成熟期，每處理隨機采集30個果實。用數(shù)顯游標卡尺測定果實縱、橫徑，用電子天平(JY-20002型，上海金鵬分析儀器有限公司)稱量單果重，用手持式折光儀(PAL-1型，青島潤祿機電設(shè)備有限公司)測定可溶性固形物含量，用硬度計(GY-3型，珠海天創(chuàng)儀器有限公司)測定果實去皮硬度，用酸堿中和滴定法[12]測定可滴定酸含量，用蒽酮比色法[13]測定可溶性糖含量，用分光光度法[14]測定果皮葉綠素含量，采用2，6-二氯靛酚滴定法[13]測定果實維生素C含量。

1.3.3坐果率及產(chǎn)量測定 花芽膨大期對不同處理桃樹主枝和新梢進行掛牌并統(tǒng)計各類花芽數(shù)量。于坐果期(花后15 d)調(diào)查各處理桃樹結(jié)果枝的果情況，統(tǒng)計坐果率。果實成熟期，每處理隨機挑選5株桃樹，調(diào)查單株結(jié)果數(shù)，并計算產(chǎn)量。相關(guān)指標計算公式如下。

坐果率=果實數(shù)/花數(shù)

產(chǎn)量=平均單株結(jié)果數(shù)×平均單果重×單位面積桃樹株數(shù)。

1.3.4隸屬函數(shù)計算 運用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對果實品質(zhì)和產(chǎn)量的數(shù)據(jù)進行標準化。

式中，Xij表示i種類j指標的隸屬值；Xij表示i種類j指標的測定值；Xjmax、Xjmin分別表示指標的最大值和最小值。

采用標準差系數(shù)法計算標準差系數(shù)Vj。

對標準差系數(shù)進行歸一化，得到各個果實品質(zhì)及產(chǎn)量指標的權(quán)重系數(shù)Wj。

依據(jù)權(quán)重系數(shù)計算果實品質(zhì)和產(chǎn)量的綜合評價D值。

1.4 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計

采用Micsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理并作圖，運用DPS 7.05統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生草對溫室桃園葉片指標的影響

不同處理的桃樹葉片指標結(jié)果(表1)顯示，T1和T2處理桃樹葉片的長度、寬度均顯著大于CK，比葉重分別比CK顯著提高10.10%和14.65%，比葉面積分別顯著降低9.29%和12.54%，而T1和T2處理之間差異不顯著。T1和T2處理的桃葉片全N、全P和全K含量均顯著高于CK。T1處理的葉片全N、全K含量最高，分別比CK高1.36和1.40 g·kg-1，且顯著高于T2處理；T2處理葉片全N、全K含量也顯著高于CK。T2處理全P含量最高，T1次之，分別較CK顯著提高13.14%和10.29%?？梢姕厥疑菽茉龃笕~片，提高比葉重，降低比葉面積；生草還可以提高土壤N、P、K利用效率。

葉片葉綠素是吸收光能的主要物質(zhì)，葉綠素含量很大程度決定葉片的光能吸收、轉(zhuǎn)化和傳遞能力，與葉片光合速率密切相關(guān)[15]。由表1可知，T1和T2處理的桃樹葉片葉綠素a含量顯著高于CK，葉綠素b含量顯著低于CK；T1處理的葉綠素總量最高，為2.61 mg·g-1，T1和T2處理分別較CK顯著提高47.33%和36.11%。3個處理間葉綠素a/b的值存在顯著差異，大小表現(xiàn)為T1>T2>CK。T1和T2處理的類胡蘿卜素含量均顯著高于CK，分別高0.07和0.06 mg·g-1。說明生草能增加桃樹葉片的葉綠素含量，增強葉片光合作用，有利于樹體養(yǎng)分的積累。

表1 不同處理下桃樹的葉片指標

2.2 生草對溫室桃園果實外在品質(zhì)的影響

不同處理的桃樹果實品質(zhì)結(jié)果(表2)顯示，T1處理的平均單果重最高，為101.75 g，T2次之，CK最小，為86.95 g。T1和T2處理桃果實的縱徑和橫徑均顯著高于CK。T1和T2處理的果形指數(shù)高于CK，T1處理比CK顯著高0.05。T1和T2處理的桃果皮葉綠素含量均顯著低于CK，含量分別減少0.07和0.06 mg·g-1?？梢?，生草處理能顯著增加桃果實的縱橫徑和單果重，減少果皮葉綠素含量，改善果實的外觀品質(zhì)。

表2 不同處理下桃果實的品質(zhì)指標

T1處理的桃果實硬度顯著低于T2和CK處理，T2與CK處理之間無顯著差異，但T2較T1顯著高0.49 kg·cm-2。T1和T2處理桃果實的可溶性糖和可溶性固形物含量均顯著高于CK處理，可溶性糖含量分別增加1.41%和1.05%，可溶性固形物含量分別增加1.63%和1.26%；生草處理顯著降低了果實的可滴定酸含量，進而顯著增加了糖酸比。T1和T2處理桃的維生素C含量較CK分別顯著高1.67和0.53 μg·g-1?？梢姡菽芴岣咛夜麑嵖扇苄蕴呛?，降低可滴定酸含量，增加糖酸比和維生素C含量，增加果實內(nèi)在品質(zhì)。

2.3 果實品質(zhì)與葉片指標之間的相關(guān)性分析

對桃樹果實品質(zhì)指標與葉片指標進行相關(guān)性分析，結(jié)果(表3)顯示，單果重與葉片橫徑、葉片縱徑和葉綠素a含量呈顯著正相關(guān)，與葉綠素a/b、葉片全氮含量呈極顯著正相關(guān)，與葉綠素b含量呈極顯著負相關(guān)。果實縱徑與葉片全磷含量呈顯著正相關(guān)，與比葉重呈極顯著正相關(guān)，與比葉面積呈顯著負相關(guān)。果實橫徑與葉綠素a/b、葉片全氮含量呈顯著正相關(guān)，與葉片縱徑、葉片橫徑和葉綠素a含量呈極顯著正相關(guān)；與葉綠素b含量呈顯著負相關(guān)。果形指數(shù)與葉綠素a/b和葉片全N含量呈顯著正相關(guān)，與葉綠素b含量呈顯著負相關(guān)，與總?cè)~綠素含量呈極顯著正相關(guān)?？扇苄蕴呛颗c葉片縱徑、葉片橫徑、葉綠素a/b和葉片全氮含量呈顯著正相關(guān)，與葉綠素a含量呈極顯著正相關(guān)，與葉綠素b含量極顯著負相關(guān)；可滴定酸含量與葉片縱徑、葉片橫徑、葉綠素a含量呈極顯著負相關(guān)，與比葉面積呈顯著正相關(guān)，與葉片全P含量呈顯著負相關(guān)。維生素C含量與總?cè)~綠素呈極顯著正相關(guān)，與葉片全K含量和葉片厚度呈顯著正相關(guān)。

表3 果實品質(zhì)及葉片指標的相關(guān)性分析

2.4 生草對溫室桃園枝條坐果率的影響

不同處理的桃樹枝條坐果率結(jié)果(圖1)顯示，T1和T2處理的桃樹主枝坐果率均顯著高于CK，分別比CK高1.91%和2.60%。T1和T2處理的桃樹新梢坐果率較CK分別顯著高3.12%和0.44%。T2處理的桃樹主枝上單花芽坐果率最高，為33.33%，T1處理的桃樹主枝上復(fù)花芽坐果率最高，為47.22%，CK的桃樹主枝上單花芽和復(fù)花芽坐果率均最低，分別為31.46%和37.36%?？梢姡瑴厥姨覉@生草能夠顯著提高坐果率。T1處理的桃樹新梢上單花芽坐果率最高，為25.35%，T2和CK分別為19.17%和23.97%。桃樹新梢上復(fù)花芽坐果率大小表現(xiàn)為T2>T1>CK，分別為40.00%、32.35%和21.79%。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異在P<0.05水平具有顯著性。

2.5 生草對溫室桃園產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量是評價果樹經(jīng)濟效益的重要指標。不同處理的桃樹產(chǎn)量結(jié)果(表4)顯示，T1和T2處理的單株果實數(shù)量較CK處理顯著提高26.49%和12.58%。T1和T2處理的產(chǎn)量分別較CK處理高2 042.88和1 101.92 kg·hm-2?？梢?，生草能提高溫室桃園的桃樹產(chǎn)量，溫室桃園間種小黑麥的豐產(chǎn)性最好，優(yōu)于間種三葉草和清耕處理。

表4 不同生草處理的產(chǎn)量

2.6 生草對溫室桃園果實品質(zhì)和產(chǎn)量的綜合評價

對不同生草處理的溫室桃果實品質(zhì)和產(chǎn)量等指標進行隸屬函數(shù)分析，求出綜合評價D值，D值越大代表果實品質(zhì)及產(chǎn)量越好。從表5可以看出，T1處理的綜合得分最高，為0.75；T2次之，為0.58；CK最低，為0.21。因此，溫室桃園生草可以選擇小黑麥作為生草品種。

表5 不同處理的果實品質(zhì)和產(chǎn)量的綜合評價

3 討論

葉片是為植物提供和積累養(yǎng)分的重要庫源器官，葉片中N、P、K等養(yǎng)分含量是葉片的主要功能性狀之一，能直接反映出樹體對環(huán)境資源的獲取和利用情況[16-18]。本研究發(fā)現(xiàn)，溫室桃生草覆蓋后增加了成熟期葉片的全N、全P和全K含量。這與溫美娟等[19]和張良英等[20]研究結(jié)果一致。究其原因可能是生草后根茬和根系分泌物增加了豐富的外源碳，導(dǎo)致土壤肥力變化，增加了葉片的養(yǎng)分含量。

葉綠素是植物葉片進行光合作用的重要色素，對植物的生長發(fā)育起著重要作用。葉綠體捕光蛋白復(fù)合體中葉綠素a/b值越高，在強光下的光合速率越高，抵抗光抑制能力較強[21]。生草能增加葉綠素a含量、葉綠素a/b和總?cè)~綠素含量[22]。本研究表明，間種小黑麥和三葉草處理的葉綠素a含量較對照分別提高了20.65%和14.87%，總?cè)~綠素含量分別提高11.54%和4.27%。與李芳東等[22]研究結(jié)果相似。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是生草后增加了葉片養(yǎng)分含量，促進了葉綠素的合成，從而增加了葉綠素含量。

果園生草具有減少病蟲害，調(diào)節(jié)果園生態(tài)環(huán)境、促進果樹生長發(fā)育，提高果實品質(zhì)產(chǎn)量的作用[23]。生草能提高桃果實可溶性糖和可溶性固形物含量，顯著增加單果重，對果實品質(zhì)改善效果顯著[24-25]。本研究中，間種小黑麥和三葉草能增加桃果實中可溶性糖含量和可溶性固形物含量，明顯改善桃果實的內(nèi)在品質(zhì)。王孝娣等[26]研究發(fā)現(xiàn)行間種植黑麥草后果肉平均硬度減小，儲運性變差。本研究結(jié)果表明，種植三葉草能使桃果實硬度增加，而間種小黑麥使果實硬度減小，與王孝娣[26]研究結(jié)果不一致。一方面可能是由于間種三葉草改變了果實內(nèi)纖維素和果膠酶的含量，導(dǎo)致硬度增加，另一方面可能是由于小黑麥生長發(fā)育過程根系吸收大量鈣，影響了樹體對土壤中鈣的吸收，導(dǎo)致硬度下降[27-28]。

本研究發(fā)現(xiàn)，溫室桃園生草能提高坐果率，增加單果重并提高產(chǎn)量。這與谷艷榮等[29]和李濤濤等[30]研究結(jié)果一致。分析認為生草能夠增加葉片質(zhì)量，提高葉綠素含量，增強葉片光合作用，進而促進果實的干物質(zhì)積累，增加單果重，提高桃樹產(chǎn)量。

綜上所述，溫室間種小黑麥處理的桃樹生長與產(chǎn)量品質(zhì)最佳。溫室生草能促進桃樹葉片生長，增加葉片厚度和質(zhì)量，提高葉片的葉綠素積累量和養(yǎng)分含量。生草還降低了可滴定酸含量，提高了可溶性固形物和可溶性糖含量，明顯改善了果實品質(zhì)，提高坐果率和增加產(chǎn)量效果顯著。本研究探索了生草對南疆溫室桃葉片、果實品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，為改進南疆溫室果園土壤管理方式和促進溫室桃優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。關(guān)于間種小黑麥生草模式在南疆地區(qū)溫室果園的大面積推廣，仍需從經(jīng)濟成本等方面進一步探討。