采前鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗光合特性及果實(shí)品質(zhì)的影響

王鑫，于軍,2，鮑荊凱，王艷 ,2，閆敏，吳翠云,2*

（1塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院/南疆特色果樹(shù)高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

（2塔里木盆地生物資源保護(hù)利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

新疆是紅棗種植大省，新疆紅棗產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量的48%［1］。南疆是新疆紅棗的主產(chǎn)區(qū)，紅棗種植面積及產(chǎn)量分別占全疆的83.2%和92.4%［2］。駿棗是目前南疆紅棗的主要種植品種之一［3］，在棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，密植棗園隨著樹(shù)齡的增長(zhǎng)，樹(shù)體過(guò)密，光照不足，導(dǎo)致棗產(chǎn)量下降、內(nèi)膛果實(shí)著色慢、果實(shí)品質(zhì)下降等問(wèn)題。鋪設(shè)反光膜是提高果實(shí)品質(zhì)、改善光照的有效措施，目前已在果樹(shù)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用。在柑橘［4］、葡萄［5］、櫻桃［6］、蘋果［7］等果樹(shù)上鋪設(shè)反光膜均可提升果實(shí)品質(zhì)，果實(shí)中可溶性固形物、Vc含量顯著提升，果實(shí)的可滴定酸含量有所下降，果實(shí)上色速度加快。反光膜對(duì)改善樹(shù)體微環(huán)境也有一定效果。王浩等［4］研究表明鋪設(shè)透濕反光膜對(duì)柑橘冠層反射光強(qiáng)度、可見(jiàn)光光質(zhì)均得到了顯著提升，根系表層土壤中細(xì)菌、真菌及放線菌的數(shù)量也有所增加，土壤溫度有所下降。顏麗菊等［8］在大棚楊梅園鋪設(shè)反光膜顯著增加了棚內(nèi)的溫度和相對(duì)濕度。鋪膜后隨反光強(qiáng)度的增加，凈光合速率、蒸騰速率及氣孔導(dǎo)度均有一定程度的提升［9?10］。

反光膜目前在多種果樹(shù)上已有應(yīng)用，但在駿棗栽培中的應(yīng)用還鮮有報(bào)道，本試驗(yàn)以銀色反光膜、透濕性反光膜為試材，研究采前鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗葉片光合、果實(shí)外觀及內(nèi)在品質(zhì)的影響，為反光膜在駿棗上的應(yīng)用提供參考，以期為駿棗促熟提質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2020年9月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)一師十團(tuán)駿棗生產(chǎn)園進(jìn)行，駿棗樹(shù)高2～2.5 m，冠幅1.8～2.2 m，樹(shù)型為開(kāi)心形，株行距1.5 m×3 m，管理水平一致。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇樹(shù)勢(shì)、負(fù)載量一致的駿棗樹(shù)，于果實(shí)白熟期（2020年9月5日）進(jìn)行覆蓋，單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，覆蓋共設(shè)置3個(gè)處理，分別為：透濕性反光膜，銀色反光膜以及不鋪膜（CK），每30株為一小區(qū)，3次重復(fù)。覆蓋材料為DuPontTMTyveK?透濕性反光膜（美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)，門幅 1.52 m，密度 60 g·m?2）；銀色反光膜（國(guó)產(chǎn)，門幅1.50 m，厚度0.02 mm）。為防止反光效果相互影響，處理間設(shè)4.5 m寬隔離行。覆蓋前除去雜草、萌蘗，平整地塊，整畦覆蓋，膜緊貼地面，用石塊壓實(shí)，接合處用鐵絲固定。

1.3 地表反光測(cè)定

選擇晴朗的天氣，采用照度計(jì)（TES?1339，泰仕電子工業(yè)股份有限公司）分別測(cè)定行間及膛內(nèi)的反射光強(qiáng)度。測(cè)定時(shí)間為10:00～18:00，每2小時(shí)測(cè)定一次。測(cè)定高度為距地1.2 m、1.6 m；膛內(nèi)測(cè)定距離為樹(shù)干東側(cè)0.4 m處；行間測(cè)定距離為距樹(shù)干1.5 m處，每個(gè)處理測(cè)定3次。

1.4 葉片光合參數(shù)指標(biāo)測(cè)定

光合指標(biāo)測(cè)定：于覆膜20 d后使用便攜式光合測(cè)定儀Li?6400對(duì)葉片光合能力進(jìn)行測(cè)定。在晴天11:00～12:00測(cè)定距離地面高度1.4～1.5 m的樹(shù)冠中下部?jī)?nèi)膛葉片的凈光合速率Pn，μmol/m?2·s?1、氣孔導(dǎo)度Gs，mol/m?2·s?1、胞間 CO2濃度Ci，μmol/m?2·s?1、蒸騰速率Tr，mmol/m?2·s?1。每樹(shù)選擇棗吊中部 3 片葉片進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)3次。

葉綠素、類黃酮、氮平衡指數(shù)的測(cè)定：采用DU?ALEX SCIENTIFIC+TM植物多酚?葉綠素儀（上海澤泉科技公司）進(jìn)行葉綠素、類黃酮、氮平衡指數(shù)的測(cè)定。每樹(shù)選擇樹(shù)體中下部3片成熟葉片，每個(gè)處理測(cè)定9株樹(shù)。

1.5 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

于覆膜20 d后，隨機(jī)采集樹(shù)冠中下部，東、南、西、北四個(gè)方位成熟度一致的全紅果實(shí)，每處理30個(gè)。

果實(shí)色澤測(cè)定：果實(shí)色差測(cè)定采用CR?400色彩色差計(jì)(柯尼卡美能達(dá)公司，日本)，以白色標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行校正，測(cè)定果實(shí)赤道部位四個(gè)方位的明亮程度L*、紅色飽和度a*、黃色飽和度b*以及顏色對(duì)立維度坐標(biāo)a、b值，并根據(jù)a、b值計(jì)算色澤比h=a/b、色飽和度C=(a2+b2)/2。

果實(shí)質(zhì)構(gòu)特性：采用 TMS?Pro質(zhì)構(gòu)儀 (Food Technology Corporation,USA)參考楊植等［11］的方法測(cè)定果實(shí)的硬度、粘附性、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性，對(duì)果實(shí)質(zhì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)。

果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定：采后的果實(shí)采用電子天平測(cè)定單果重，縱橫采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定。將果實(shí)去皮、核，果肉研成勻漿，蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖、酸堿滴定法測(cè)定可滴定酸、鉬藍(lán)比色法測(cè)定Vc含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，Origin 8.5進(jìn)行繪圖，DPS 7.5 Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)分析。圖中不同小寫字母代表處理間存在顯著差異（P＜0.05），不同大寫字母代表處理間存在極顯著差異（P＜0.01）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鋪設(shè)反光膜對(duì)反射光強(qiáng)的影響

由圖1可知，鋪設(shè)透濕性反光膜和銀色反光膜在全天10:00～18:00均可提升樹(shù)膛與行間距地1.2 m、1.6 m處反射光強(qiáng)度，反射光強(qiáng)隨高度的增加而降低，在12:00～14:00時(shí)反射光強(qiáng)度達(dá)到最大值。兩種膜的反射光強(qiáng)均能達(dá)到15 000 Lx以上，且在行間此反射水平可維持6 h以上，而對(duì)照全天反射光強(qiáng)均達(dá)不到此水平，最大反射光強(qiáng)僅有10 000 Lx左右。

圖1 鋪設(shè)反光膜對(duì)反射光強(qiáng)的影響

在反射效果上，透濕性反光膜優(yōu)于銀色反光膜和對(duì)照，全天平均反射光強(qiáng)是銀色反光膜的1.15倍，是CK的3.22倍。在距地1.2 m處膛內(nèi)反光效果最佳，此處透濕性反光膜與銀色反光膜全天膛內(nèi)平均反射光強(qiáng)分別是對(duì)照的3.77倍、3.16倍。但在上午10:00～12:00銀色反光膜反射光強(qiáng)高于透濕性反光膜。行間反射光強(qiáng)在14:00時(shí)距地1.2 m處達(dá)到最高。透濕性反光膜、銀色反光膜的反射光強(qiáng)度達(dá)35 055.56 Lx、31 833.33 Lx，是對(duì)照的2.49倍、2.26倍；在1.6 m處反射光強(qiáng)雖有下降，但反光效果卻有所提升，比對(duì)照提高了2.87倍、2.78倍。結(jié)果表明鋪設(shè)反光膜可顯著改善駿棗樹(shù)體中下部冠層光照。

2.2 鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗葉片光合能力的影響

圖2表明鋪設(shè)反光膜不同程度上提升了駿棗葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr），胞間CO2濃度（Ci）值有所降低。銀色反光膜極顯著提升Pn及降低了Ci，顯著提升了Tr。鋪設(shè)透濕性反光膜除葉片Pn、Gs極顯著高于對(duì)照外，其余與對(duì)照無(wú)顯著性差異。鋪設(shè)銀色反光膜較對(duì)照、透濕性反光膜，葉片Pn分別提高了70.67%、30.95%，葉片Ci降低了18.05%、12.93%。就葉片Gs而言，透濕性反光膜較對(duì)照、銀色反光膜提升了48.50%、41.02%。銀色反光膜處理下的葉片Tr比對(duì)照提高了12.18%，與透濕性反光膜間差異不大。

圖2 鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗葉片光合特性的影響

2.3 鋪設(shè)反光膜對(duì)葉片葉綠素、類黃酮、氮平衡指數(shù)的影響

由圖3可知，鋪設(shè)反光膜提高了葉片的葉綠素指數(shù)、氮平衡指數(shù)，降低了類黃酮指數(shù)。鋪設(shè)銀色反光膜與對(duì)照處理間葉片葉綠素、類黃酮、氮平衡指數(shù)差異極顯著，比對(duì)照葉片葉綠素指數(shù)、氮平衡指數(shù)提高了5.67%、13.85%，類黃酮指數(shù)下降了11.12%；鋪設(shè)透濕反光膜與銀色反光膜，葉片葉綠素、類黃酮、氮平衡指數(shù)變化趨勢(shì)一致，但差異不顯著。

圖3 鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗葉片葉綠素指數(shù)、類黃酮指數(shù)、氮平衡指數(shù)的影響

2.4 鋪設(shè)反光膜對(duì)果實(shí)色澤的影響

L*直接反映果實(shí)的明亮程度，值越大果實(shí)越明亮；a*代表紅色飽和度，a*負(fù)值為綠色，正值時(shí)為紅色，數(shù)值絕對(duì)值越大顏色越深；b*為黃色飽和度，正值為黃色，負(fù)值為藍(lán)色；C值為色彩飽和度，表示色彩的鮮艷程度；h為色澤比，表示果實(shí)的色調(diào)。從表1中可以看出，采前鋪設(shè)反光膜提高了果實(shí)的紅色飽和度、色澤比，降低了果實(shí)的黃色飽和度，對(duì)果實(shí)明亮程度、色彩飽和度變化影響不顯著。鋪設(shè)透濕性反光膜果實(shí)紅色飽和度顯著高于對(duì)照，比對(duì)照提高6.43%，鋪設(shè)銀色反光膜果實(shí)紅色飽和度高于對(duì)照，但差異不顯著。果實(shí)的色澤比處理間差異極顯著，色澤比從大到小依次為銀色反光膜＞透濕性反光膜＞對(duì)照。黃色飽和度在鋪膜后均有下降，銀色反光膜比對(duì)照及透濕性反光膜分別下降了22.31%、13.74%。黃色飽和度的下降以及色澤比的提升表明鋪膜加快了果實(shí)由黃色向紅色轉(zhuǎn)變的速度，增大了果實(shí)的紅色比。

表1 鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗果實(shí)色澤的影響

2.5 鋪設(shè)反光膜對(duì)果實(shí)質(zhì)構(gòu)特性的影響

通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA分析，模擬人體口腔進(jìn)行咀嚼時(shí)的狀態(tài)，可以直觀精確的反映出果實(shí)的質(zhì)地特性。如表2所示，銀色反光膜比對(duì)照及透濕性反光膜顯著、極顯著降低了果實(shí)的硬度、粘附性、彈性、咀嚼性。比CK分別下降了35.1%、66.67%、5.7%、34.15%。比透濕性反光膜分別下降了27.84%、80%、2.3%、24.91%。鋪設(shè)透濕性反光膜后果實(shí)粘附性極顯著高于銀色反光膜和對(duì)照，果實(shí)硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性與對(duì)照無(wú)顯著性差異。內(nèi)聚性反應(yīng)細(xì)胞間結(jié)合力大小和保持完整性的能力，覆膜處理后果實(shí)的內(nèi)聚性雖有一定上升但無(wú)顯著性差異。鋪設(shè)反光膜后果實(shí)的質(zhì)構(gòu)特性有所改變，果實(shí)硬度降低。

表2 鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗果實(shí)質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.6 鋪設(shè)反光膜對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

由表3可知，采前鋪設(shè)反光膜對(duì)果實(shí)的單果重、縱橫徑、可溶性糖含量均無(wú)顯著影響，但極顯著降低了果實(shí)中可滴定酸的含量，鋪設(shè)銀色反光膜果實(shí)中可滴定酸含量最低，分別比透濕性反光膜和對(duì)照低0.01%和0.03%。鋪設(shè)透濕性反光膜極顯著提高了果實(shí)中Vc含量（392.07 mg/100 g），是對(duì)照的1.14倍。兩種反光膜對(duì)果實(shí)可溶性糖含量的提高均不顯著。

表3 鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗果實(shí)品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，采前鋪設(shè)反光膜可以有效的改善樹(shù)體下部光照環(huán)境，提高樹(shù)膛內(nèi)部反射光強(qiáng)度，經(jīng)反光膜處理后樹(shù)行間反光強(qiáng)度可維持20 000 Lx左右的水平6 h以上。透濕性反光膜反光效果優(yōu)于銀色反光膜。其原因是漫反射的特性，可以將平行的入射光無(wú)規(guī)則地向各個(gè)方向反射，而鏡面反射則只能沿光徑反射［12］。在樹(shù)膛內(nèi)1.2 m處兩種反光膜均達(dá)到最佳的反射效果，此高度可為鋪設(shè)反光膜的棗園矮化密植高度提供依據(jù)。唐曉松等［13］研究表明透濕性反光膜鋪設(shè)寬幅的增加可顯著增強(qiáng)反射率，若棗園大面積鋪設(shè)則反射效果更佳。

棗樹(shù)的光飽和點(diǎn)在30 000～43 000 Lx［14］，反光膜通過(guò)提高樹(shù)膛內(nèi)部光強(qiáng)，改變下部葉片光照環(huán)境，誘導(dǎo)氣孔開(kāi)放，達(dá)到提高光合速率的效果。本試驗(yàn)表明鋪設(shè)反光膜后可顯著提高樹(shù)體中下部葉片的凈光合速率和氣孔導(dǎo)度，降低葉片的胞間CO2濃度，銀色反光膜效果優(yōu)于透濕性反光膜，但測(cè)定時(shí)間上與樹(shù)膛內(nèi)銀色反光膜反射光強(qiáng)度高于透濕性反光膜時(shí)間段吻合，對(duì)于全天的光合特性規(guī)律還需要進(jìn)一步探究。

葉綠素是植物光合的重要成分，葉綠素的含量直接關(guān)系到植物的光合速率，類黃酮?jiǎng)t是植物抵御逆境的主要物質(zhì)，類黃酮含量隨脅迫的加重而增加，葉綠素含量則與其相反［15］。鋪設(shè)反光膜后，駿棗葉片的葉綠素指數(shù)、氮平衡指數(shù)均有提升，類黃酮指數(shù)有所下降。葉綠素含量的提升可促進(jìn)光合速率的增大，加快光合產(chǎn)物的累積，從而提高植株抵御脅迫的水平。氮平衡指數(shù)是葉綠素和類黃酮的比值，是反映植物長(zhǎng)勢(shì)的重要指標(biāo)［16］。氮平衡指數(shù)的升高表明植株葉片氮素營(yíng)養(yǎng)水平的提高，這與王浩［17］研究結(jié)果一致，葉片中氮元素的提高有利于葉片的正常生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。

成熟果實(shí)的色澤主要是由類黃酮和類胡蘿卜素單獨(dú)或組合形成，而光照則會(huì)調(diào)控類胡蘿卜素的合成［18?19］，樹(shù)體郁閉，光照不良則是導(dǎo)致樹(shù)體下部駿棗果實(shí)轉(zhuǎn)色慢、著色差、果實(shí)品質(zhì)不良的主要原因。在鋪設(shè)透濕性反光膜后果實(shí)的紅色飽和度顯著高于對(duì)照，兩種膜均能降低果實(shí)的黃色飽和度，增大果實(shí)的色澤比，表明果實(shí)著色的提前。在促進(jìn)果實(shí)著色方面，透濕性反光膜效果優(yōu)于銀色反光膜，其原因可能是兩種膜對(duì)各波段光的反射能力不同，不同波段的光對(duì)促進(jìn)果實(shí)著色也有一定差異。王浩［17］研究表明鋪設(shè)透濕性反光膜顯著增加了380～780 nm光波段的絕對(duì)輻射強(qiáng)度，馬躍［20］發(fā)現(xiàn)380～490 nm波長(zhǎng)的光輻射顯著影響了紅星、紅富士、國(guó)光三個(gè)蘋果品種的上色。后續(xù)可對(duì)兩種膜的各波段光輻射強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)TPA分析表明鋪設(shè)反光膜可顯著改變果實(shí)的質(zhì)構(gòu)特性，促進(jìn)果實(shí)的成熟，從而使果實(shí)的硬度、咀嚼性和彈性降低，這與黃展文等［21］對(duì)龍灘珍珠李的研究結(jié)果一致。鋪設(shè)反光膜有效的降低了果實(shí)中的可滴定酸含量，以銀色反光膜效果最佳，比對(duì)照低0.03%。透濕性反光膜在增加果實(shí)Vc含量上有極顯著的效果，處理后的果實(shí)Vc含量高于對(duì)照1.14倍。其原因可能與紫外線?B（UV?B）的反射有關(guān)，不同UV?B的劑量對(duì)果實(shí)中Vc含量有一定影響。王英利等［22］對(duì)番茄的研究表明，在一定范圍內(nèi)UV?B可增加果實(shí)內(nèi)的Vc含量，UV?B劑量過(guò)高則會(huì)降低Vc含量。對(duì)可溶性糖含量提升不顯著的可能是鋪設(shè)時(shí)間過(guò)短造成的，還需對(duì)鋪膜天數(shù)，鋪膜時(shí)期的選擇進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)。

綜上所述，采前鋪設(shè)反光膜對(duì)駿棗果實(shí)品質(zhì)、光合特性均有一定程度的提升，值得進(jìn)一步的研究與推廣。