避雨栽培對(duì)棗光合特性和品質(zhì)的影響

張道玲，周軍永，金騰飛，張鵬飛，孫其寶*

避雨栽培對(duì)棗光合特性和品質(zhì)的影響

張道玲1, 2, 3，周軍永1，金騰飛2，張鵬飛2，孫其寶1*

(1. 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，合肥 230001；2. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，合肥 230036； 3. 宣城市宣州區(qū)種植業(yè)局，宣城 242000)

為研究避雨栽培對(duì)棗光合特性和品質(zhì)的影響，以‘李府貢棗’為試材，露地栽培為對(duì)照，避雨栽培為處理，測(cè)定環(huán)境因子、光合指標(biāo)的日變化、葉綠素含量及果實(shí)品質(zhì)。結(jié)果表明：避雨條件下，光照強(qiáng)度和凈光合速率顯著低于露地；葉綠素含量上升，葉綠素a/b比值降低；棗果著色較好，可溶性總糖較露地高10%，單果重及縱橫經(jīng)明顯降低；裂果率低于5%，露地栽培為50% ～ 60%。避雨栽培顯著提升棗果內(nèi)在和外觀品質(zhì)，降低裂果率。

棗；避雨栽培；光合特性；品質(zhì)

淮河以南夏季雨水集中，雨量較大，此時(shí)正值棗果生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，由此所導(dǎo)致的棗裂果、病果對(duì)南方棗產(chǎn)業(yè)造成了嚴(yán)重危害，制約了南方棗產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。前人研究表明，通過(guò)覆蓋塑料薄膜進(jìn)行避雨栽培，可有效降低果實(shí)裂果及各種病害的發(fā)生[1-2]，且有利于糖分的積累、有機(jī)酸的分解和果實(shí)的著色，但對(duì)光照強(qiáng)度和凈光合速率有一定的影響[3-4]。目前，關(guān)于葡萄等果樹的避雨栽培研究報(bào)道較多，關(guān)于棗的相關(guān)研究則相對(duì)較少，且多只針對(duì)成熟時(shí)期的光合特性和棗果實(shí)的品質(zhì)進(jìn)行，避雨栽培對(duì)棗光合特性、環(huán)境因子及葉綠色含量的季節(jié)性變化的影響尚未可知。為系統(tǒng)研究避雨栽培對(duì)環(huán)境因子、棗光合特性和果實(shí)品質(zhì)的影響，本試驗(yàn)以鮮食品種‘李府貢棗’為試材，以露地栽培為對(duì)照，研究了生長(zhǎng)季節(jié)（5—10月）避雨條件和露地條件下環(huán)境因子、棗樹光合特性和果實(shí)品質(zhì)的變化，以期為生產(chǎn)上棗樹避雨栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

安徽省農(nóng)科院棗基地避雨栽培（處理）和露地栽培（對(duì)照）的‘李府貢棗’。

1.2 方法

1.2.1 主要環(huán)境因子和光合指標(biāo)的測(cè)定 2014年7月—2015年5月期間，兩種栽培方式下，各自選取長(zhǎng)勢(shì)良好且基本一致的3株棗樹，在朝南面選取樹冠中上部3片樹葉，使用Li-6400型便攜式光合測(cè)定儀（美國(guó)Li-cor公司）測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，7:00—17:00期間每隔2 h測(cè)1次。本試驗(yàn)測(cè)定的指標(biāo)主要為‘李府貢棗’棚內(nèi)外凈光合速率（n, net photosynthesis rate）、棚內(nèi)外胞間CO2濃度（i,intercellular CO2concentration）、棚內(nèi)外大氣CO2濃度（a, CO2concentration）、棚內(nèi)外氣溫（a, Temperature）、棚內(nèi)外氣孔導(dǎo)度（S, stomatic conductance）、棚內(nèi)外葉片蒸騰速率（r, transpiration rate）、棚內(nèi)外空氣相對(duì)濕度（RH, relative humidity）及棚內(nèi)外光合有效輻射（PAR, photosynthetically active radiation）等。

1.2.2 葉綠色含量的測(cè)定 試驗(yàn)完畢后，將測(cè)定的‘李府貢棗’葉片摘下放入液氮帶回實(shí)驗(yàn)室。采用乙醇萃取葉綠素后，使用分光光度計(jì)測(cè)定665和649，根據(jù)公式（如下）計(jì)算葉綠素的含量。

葉綠色含量/（mg·g-1）=×××-1×1 000-1。：色素含量（mg·L-1）；：提取液體積（mL）；：稀釋倍數(shù)；：樣品鮮重（g）。

1.2.3 光響應(yīng)曲線和CO2響應(yīng)曲線的測(cè)定 天氣晴朗的8:00—11:30，在0 ～ 2 000 μmol·m-2·s-1光強(qiáng)范圍內(nèi)（大氣CO2濃度為400 μmol·mol-1），測(cè)定避雨和露地栽培條件下‘李府貢棗’的光響應(yīng)曲線（n-PAR）。隨后在0 ～2 000 μmol·mol-1CO2濃度范圍內(nèi)（光強(qiáng)為飽和光強(qiáng)），進(jìn)行‘李府貢棗’CO2響應(yīng)曲線（n-CO2）的測(cè)定。根據(jù)以上兩條曲線，分別求出兩種模式下‘李府貢棗’光飽和點(diǎn)（LSP）、光補(bǔ)償點(diǎn)（LCP）、CO2飽和點(diǎn)（CPS）及CO2補(bǔ)償點(diǎn)（CCP）。

1.2.4 果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定 在果實(shí)成熟期間，調(diào)查統(tǒng)計(jì)兩種栽培方式下‘李府貢棗’裂果率。每個(gè)處理隨機(jī)采取樹冠外圍中等大小的果實(shí)30個(gè)。使用分析天平測(cè)定單果重；游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)縱橫經(jīng)；蒽酮比色法測(cè)定可溶性總糖；標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定法測(cè)定可滴定酸；2, 6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定Vc含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用檢驗(yàn)方法對(duì)避雨和露地栽培相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析分析，用Origin軟件生成折線圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)季節(jié)棚內(nèi)外主要環(huán)境因子的日變化

如圖1(a)所示，兩種模式下光照強(qiáng)度的日變化均呈現(xiàn)明顯“單峰”型，且差異顯著。避雨條件下，比較一天中（7:00、9:00、11:00、13:00、15:00和17:00）光照強(qiáng)度的最大值，得出規(guī)律如下：7月PAR,max(1 236 μmol·m-2·s-1) > 9月PAR,max(1 167 μmol·m-2·s-1) > 5月PAR,max(1 130 μmol·m-2·s-1) > 10月PAR,max(887 μmol·m-2·s-1)。露地條件下，比較得出7月PAR,max(1 848 μmol·m-2·s-1) > 9月PAR,max(1 710 μmol·m-2·s-1) > 5月PARmax(1 689 μmol ·m-2·s-1) > 10月PARmax(1 577 μmol·m-2·s-1)。兩種栽培方式下，均表現(xiàn)為7月光照最強(qiáng)，5月和9月次之，10月最低。5月和7月日變化最大值出現(xiàn)在11:00，9月和10月日變化最大值出現(xiàn)在13:00。

如圖1(b)，兩種栽培模式下，環(huán)境溫度日變化基本呈現(xiàn)“低—高—低”的變化趨勢(shì)，且棚內(nèi)外差異較顯著，棚內(nèi)溫度較棚外高。避雨條件下，比較一天中（7:00、9:00、11:00、13:00、15:00和17:00）氣溫的最大值，得出規(guī)律如下：7月amax（41.9℃）> 5月amax（38.9℃）> 10月a,max（32.9℃）> 9月a,max（30.6℃）。露地條件下，比較得出：7月amax（43.09℃）> 5月amax（34.6℃）> 9月amax（33.69℃）> 10月a,max（31.65℃）。兩種模式下，最高環(huán)境溫度均出現(xiàn)在7月中的15:00。

如圖1(c)，兩種栽培方式下大氣CO2濃度均呈現(xiàn)“高—低—高”的變化趨勢(shì)，且傍晚濃度較清晨低，棚內(nèi)外略有差異。避雨條件下，比較一天中（7:00、9:00、11:00、13:00、15:00和17:00）CO2濃度的最大值，得出規(guī)律如下: 7月a,max（473.8 μmol·mol-1）> 5月amax（418.1 μmol·mol-1）> 10月a,max（412.6 μmol·mol-1）> 9月a,max（401.9 μmol·mol-1）。露地條件下，比較得出：7月a,max（504.1 μmol·mol-1）> 10月a,max（417.6 μmol·mol-1）> 5月a,max（417.5 μmol·mol-1）> 9月a,max（394.7 μmol·mol-1）。兩種模式下最高值均出現(xiàn)在7:00，且7月最高，9月最低，5月、10月居中。

如圖1(d)，空氣相對(duì)濕度的日變化趨勢(shì)與光照和溫度大致呈負(fù)相關(guān)，棚內(nèi)外差異顯著。避雨條件下，比較一天中（7:00、9:00、11:00、13:00、15:00和17:00）相對(duì)濕度的最大值，得出規(guī)律如下：9月RH,max（77.7%）> 10月RH,max（72.3%）> 7月RH,max（69.9%）> 5月RH,max（67.1%）。露地條件下，比較得出：7月RH,max（76.8%）> 9月RH,max（76.1%）> 5月RH,max（74.9%）> 10月RH,max（70.8%）。

2.2 兩種栽培方式下‘李府貢棗’光合特性的日變化

如圖2(a)所示，兩種模式下，‘李府貢棗’凈光合速率差異較顯著，且均為“單峰”型。避雨條件下，比較一天中（7:00、9:00、11:00、13:00、15:00和17:00）相對(duì)濕度的最大值，得出規(guī)律如下：7月n,max（15.99 μmol·m-2·s-1）> 9月n,max（11.51 μmol·m-2·s-1）> 5月n,max（10.95 μmol·m-2·s-1）> 10月n,max（6.89 μmol·m-2·s-1），最大值均出現(xiàn)在11:00。露地條件下，比較得出：7月n,max（20.4 μmol·m-2·s-1）> 9月n,max（17.2μmol·m-2·s-1）> 5月n,max（12.4 μmol·m-2·s-1）> 10月n,max（8.20 μmol·m-2·s-1），最大值均出現(xiàn)在9:00。7月光合作用最強(qiáng)，10月最弱，5月和9月居中。

注：(a)、(b)、(c)和(d)分別為棚內(nèi)外光照強(qiáng)度、大氣溫度、空氣CO2濃度和相對(duì)濕度的日變化。

Figure 1 Diurnal variation of PAR,T,aand RH of rain-shelter and open-field cultivation in different months

注：(a)、(b)、(c)和(d)分別為大棚內(nèi)外凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度及蒸騰速率的日變化。

Figure 2 Diurnal variations ofn,s,iandrof rain-shelter and open-field cultivation in different months

表1 避雨栽培和露地栽培‘李府貢棗’光與CO2的飽和點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)

表2 避雨栽培和露地栽培條件下‘李府貢棗’中葉綠素含量的變化

注：表中同行相同指標(biāo)不同字母表示差異顯著（< 0.05）。

圖3 避雨栽培和露地栽培條件下的棗果

Figure 3 The fruits of jujube under rain-shelter and open-field cultivation

表3 避雨栽培和露地栽培條件下果實(shí)外觀品質(zhì)

注：表中同列不同字母表示差異顯著（< 0.05），下同。

表4 避雨栽培和露地栽培條件下果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)

如圖2(b)所示，兩種栽培方式下，氣孔導(dǎo)度差異較為顯著。避雨條件下，比較一天中（7:00、9:00、11:00、13:00、15:00和17:00）氣孔導(dǎo)度的最大值得出規(guī)律：9月s,max（0.36 mol·m-2·s-1）> 7月s,max（0.31 mol·m-2·s-1）> 10月s,max（0.24 mol·m-2·s-1）> 5月s,max（0.12 mol·m-2·s-1）。露地條件下，比較得出：9月s,max（0.46 mol·m-2·s-1）> 7月s,max（0.38 mol·m-2·s-1）> 10月s,max（0.20 mol·m-2·s-1）> 5月s,max（0.12 mol·m-2·s-1）。兩種模式下，9月氣孔導(dǎo)度值最大，5月最小，7月和10月居中。

如圖2(c)所示，兩種栽培方式下胞間CO2濃度基本呈現(xiàn)“高—低—高”的變化趨勢(shì)，日變化趨勢(shì)與凈光合速率呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，且差異顯著。

如圖2(d)所示，兩種栽培方式下葉片蒸騰速率基本呈現(xiàn)“單峰”型，且差異顯著。避雨條件下，比較一天中（7:00、9:00、11:00、13:00、15:00和17:00）蒸騰速率的最大值得出規(guī)律如下：7月r,max（8.5 mmol·m-2·s-1）> 10月r,max（（4.8 mmol·m-2·s-1）> 9月r,max（（4.1 mmol·m-2·s-1）> 5月r,max（（3.1 mmol·m-2·s-1）。露地條件下，比較得出：7月r,max（（7.8 mmol·m-2·s-1）> 9月r,max（（5.1 mmol·m-2·s-1）> 10月r,max（（3.7 mmol·m-2·s-1）> 5月r,max（（3.0 mmol· m-2· s-1）。7月蒸騰速率最強(qiáng)，5月最弱，9月和10月居中。

2.3 兩種栽培方式下光與CO2飽和點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)的比較

由表1可知，兩種栽培方式下，避雨栽培的‘李府貢棗’光飽和點(diǎn)與CO2飽和點(diǎn)均低于露地，但光補(bǔ)償點(diǎn)和CO2補(bǔ)償點(diǎn)均高于露地。

2.4 兩種栽培方式下葉片葉綠素含量的比較

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用時(shí)吸收和傳遞光能的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，適量的遮光可使其含量增加，葉綠素a/b下降，有利于對(duì)光能的捕獲和吸收，從而有效利用弱光[3]。葉綠素 a 是以吸收長(zhǎng)波光為主，葉綠素 b 則能夠有效地吸收散射光，二者對(duì)于光合作用起著至關(guān)重要的作用[5]。綜合生長(zhǎng)季節(jié)（5月、7月、9月和10月份）來(lái)看，避雨栽培對(duì)葉綠素影響較顯著，避雨條件下葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量高于露地栽培，而葉綠素a/b則低于露地栽培（表2），這與田田[6]關(guān)于避雨栽培對(duì)櫻桃光合特性影響的研究結(jié)果一致。

2.5 兩種栽培方式下棗果品質(zhì)的比較

相對(duì)于露地栽培，避雨栽培顯著降低了裂果率，棚內(nèi)‘李府貢棗’棗果裂果率低于5%，而露地栽培高達(dá)50% ～ 60%，且避雨栽培果實(shí)外觀品質(zhì)高于露地（圖3）。避雨條件下平均單果重為8.52 g，露地栽培為14.97 g，兩種栽培方式的平均單果重差異顯著；避雨栽培條件下果實(shí)縱橫經(jīng)分別為27.28和25.37 mm，而露地栽培的分別為33.33和31.38 mm，避雨栽培和露地栽培的果實(shí)縱橫經(jīng)差異顯著（表3），這與曹錳[7]研究的在快速生長(zhǎng)后期葡萄單果重以及縱橫徑顯著低于露地栽培等相符。

兩種栽培模式下棗果內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定結(jié)果詳見表4。果實(shí)硬度差異不顯著；避雨栽培可溶性總糖明顯高于露地栽培；可滴定酸和VC略高于露地栽培，但差異不顯著。綜上所述，避雨栽培對(duì)果實(shí)硬度、可滴定酸以及VC影響不大，卻提高了可溶性總糖含量。

3 討論與結(jié)論

3.1 避雨栽培對(duì)‘李府貢棗’光合特性影響

避雨栽培因覆蓋棚膜，影響光強(qiáng)、大氣溫度等因子，進(jìn)而影響棗樹光合作用，這與栗進(jìn)朝[8]、楊尋[9]等研究結(jié)果相符。避雨條件下，‘李府貢棗’5月和7月最強(qiáng)光照在11: 00，9月和10月最強(qiáng)光照在13: 00。露地條件下，5月和7月最強(qiáng)光照在13:00，9月和10月最強(qiáng)光照在11:00時(shí)。由此可知，研究棗樹光合特性，露地栽培條件下，春夏季以13:00、秋季以11:00為好；避雨條件下，春夏季以11:00、秋季以13:00為好。

余海霞等[10]研究表明，避雨栽培可提高溫度，降低濕度。本研究結(jié)果表明， 5月、7月和10月避雨棚內(nèi)溫度基本高于露地。但9月棚內(nèi)溫度卻低于棚外，且低于10月棚內(nèi)溫度?？赡?月棚內(nèi)位置選擇不當(dāng)，導(dǎo)致測(cè)量的溫度較實(shí)際值低。

植物光合作用隨環(huán)境因子變化而改變，影響果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量[11-12]。光飽和點(diǎn)及補(bǔ)償點(diǎn)是反映作物對(duì)光環(huán)境適應(yīng)性的重要指標(biāo)。光飽和點(diǎn)較高、光補(bǔ)償點(diǎn)較低的作物對(duì)光環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，反之則弱[13]。避雨栽培的‘李府貢棗’對(duì)強(qiáng)光的適應(yīng)能力下降，光飽和點(diǎn)與CO2飽和點(diǎn)均低于露地，但光補(bǔ)償點(diǎn)和CO2補(bǔ)償點(diǎn)則相反，說(shuō)明避雨栽培影響了棗樹的光能利用率，從而影響光合作用，進(jìn)而導(dǎo)致單果重下降。

石巖在研究蘋果梨葉片光合特性時(shí)發(fā)現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)枝、無(wú)果短枝、果臺(tái)副梢葉綠素含量從5月份開始增加，在8月達(dá)到最大值。其中營(yíng)養(yǎng)枝葉綠素含量在8月底達(dá)到最大值，9月高于7月[14]。本研究結(jié)果顯示，避雨栽培和露地栽培條件下，5月至9月葉綠素含量一直維持在較高水平，10月開始下降，說(shuō)明棗樹葉片10月開始衰老。但此時(shí)避雨栽培條件下葉片總?cè)~綠素和葉綠素a的含量都顯著高于露地，說(shuō)明避雨栽培能在一定程度上延緩棗樹葉片衰老。

3.2 避雨栽培對(duì)‘李府貢棗’果實(shí)品質(zhì)影響

避雨栽培能提高果皮亮度，減少果面斑痕，提升棗果外觀品質(zhì)[15-18]，可能是由于避雨栽培在果實(shí)轉(zhuǎn)色期提供了相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，果實(shí)受外界風(fēng)雨的影響程度降低，降低果實(shí)機(jī)械損傷的程度，也可能是棚內(nèi)相對(duì)干燥的環(huán)境抑制了一些病蟲害的發(fā)生，從而提高果實(shí)表面光潔度[19-20]。

2014年8月，合肥地區(qū)降雨量達(dá)到162 mm，較常年偏多30%，降雨天數(shù)多達(dá)19 d，其余天數(shù)為多云和陰天，日照時(shí)數(shù)僅為86.8 h，較常年偏少50%。即便如此，避雨條件下‘李府貢棗’果實(shí)可溶性糖含量仍達(dá)到了25.06%，顯著高于露地栽培。說(shuō)明避雨栽培能顯著提高棗果可溶性糖含量[21]，但不影響果實(shí)硬度、可滴定酸和維生素C含量。此外，避雨栽培顯著降低了裂果率。

本試驗(yàn)表明，避雨栽培能夠顯著提升棗果實(shí)內(nèi)在和外觀品質(zhì)，降低裂果率，促進(jìn)棗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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Effects of rain-shelter cultivation on photosynthetic characteristics and fruit quality of jujube

ZHANG Daoling1, 2, 3, ZHOU Junyong1, JIN Tengfei2, ZHANG Pengfei2, SUN Qibao1

(1. Horticulture Research Institute, Anhui Academy of Agriculture Sciences, Hefei 230001;2. School of Horticulture, Anhui Agricultural University, Hefei 230036;3. Xuanzhou District Planting Bureau of Xuancheng City, Xuancheng 242000)

In order to analyze the effect of rain-shelter cultivation on the quality and photosynthetic characteristics of jujube, taken ‘LifuGongzao’ as the test material and open-field cultivation as the control, the environment factors, photosynthetic indexes, chlorophyll content and fruit quality were investigated. As results, as compared with the open-field cultivation, in the condition of rain-shelter, light intensity(PAR) and photosynthetic rate(n) were significantly decreased, the content of chlorophyll was increased, while the ratio of Chla/Chlb was lower. In the rain-shelter conditions, the fruits had better color, and the total soluble sugar was 10% higher than that in the open-field, but the longitudinal diameter and traverse diameter of fruits and single fruit mass were obviously reduced; the fruit cracking rate was below 5%, while which was 50% - 60% cultivated in the open-field. In conclusion, the results suggested that rain-shelter cultivation could increase the quality of fruits and reduced the fruit cracking rate.

jujube; rain-shelter cultivation; photosynthetic characteristics; quality

S665.1

A

1672-352X (2021)06-0904-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20220106.008

2022-1-6 20:50:09

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20220106.1230.016.html

2021-07-24

安徽省重點(diǎn)研究與開發(fā)計(jì)劃面上攻關(guān)項(xiàng)目（202004a06020008）和安徽省果樹產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)（皖農(nóng)科函〔2021〕711 號(hào)）共同資助。

張道玲，碩士。E-mail：1014490003@qq.com

通信作者:孫其寶，研究員。E-mail：anhuisqb@163.com