陸泰良,陽愛民,李海炎,梁瑞鄭,萬保雄
(廣西特色作物研究院,廣西 桂林 541004)
【研究意義】桃原產(chǎn)于我國,至今已有4000多年的栽培歷史。近年來,我國南方地區(qū)桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,栽培面積大幅增長,主栽品種為中油4號、中油13號和春美等早熟品種,成熟期主要集中在5-6月,此時(shí)正值寡日照的梅雨或暴雨季節(jié),光合作用效率低,病害發(fā)生嚴(yán)重并影響桃果實(shí)品質(zhì)。果樹避雨栽培可形成干燥微環(huán)境,有利于開花和座果,減輕病害發(fā)生,改善果實(shí)外觀,且采收果實(shí)時(shí)不受天氣影響[1]。但避雨栽培覆蓋的薄膜會降低棚內(nèi)光照強(qiáng)度,尤其是南方寡日照的陰雨天氣會加劇光照不足,嚴(yán)重影響桃果實(shí)著色及內(nèi)在品質(zhì)[2]。已有研究表明,鋪設(shè)反光膜可有效改善樹體局部光照條件[3]。因此,研究寡日照條件下鋪設(shè)反光膜對避雨栽培早熟桃果實(shí)品質(zhì)的影響,對完善我國南方早熟油桃的高效栽培技術(shù)體系具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】避雨栽培在我國葡萄[4]、桃[5]、枇杷[6]、梨[7]等果樹上的大面積推廣應(yīng)用促使其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著提高,已成為果樹設(shè)施栽培的重要組成部分。王立如等[8]研究表明,葡萄謝花后20 d至成熟期間在葡萄架下地面鋪設(shè)反光膜可有效改善葡萄葉幕的光照環(huán)境,提高葉片凈光合速率、葉綠素含量和水分利用率,提高果實(shí)花青苷含量和可溶性固形物含量,從而提高葡萄果實(shí)品質(zhì)。郭秀珠等[9]研究認(rèn)為,葡萄園鋪設(shè)反光膜可增強(qiáng)樹冠光照強(qiáng)度,提高葡萄果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性總糖含量,降低果實(shí)可滴定酸含量。張俊娜等[10]研究發(fā)現(xiàn),在蘋果樹盤下鋪設(shè)反光膜能顯著提高果實(shí)的維生素C(Vc)含量和著色程度,降低果實(shí)可滴定酸含量,且以鋪設(shè)反光膜20 d時(shí)果實(shí)著色效果最好。寧少君等[11]研究顯示,在南豐蜜桔花后120 d覆蓋銀黑色反光膜能提高樹冠內(nèi)膛葉片的光合能力,并顯著提高果實(shí)Vc、可溶性糖和可溶性固形物含量,降低果實(shí)可滴定酸含量。周京一等[12]研究發(fā)現(xiàn),鋪設(shè)反光膜可有效提高土壤溫度,提高果實(shí)可溶性固形物含量,尤其在多雨年份效果更明顯,并使花期提前3 d,但對桃果實(shí)成熟期無顯著影響。張斌斌等[13]研究表明,晚熟桃樹冠底部鋪設(shè)反光膜可不同程度提高其果實(shí)可溶性固形物和總糖含量及糖酸比,總酸含量顯著下降,同時(shí)使果皮花色素苷含量升高。吳春芳等[14]研究顯示,在油桃花后20 d鋪設(shè)反光膜可顯著增強(qiáng)設(shè)施內(nèi)行間、株間的光照強(qiáng)度,提高可溶性總糖和Vc含量及果實(shí)著色指數(shù)。沈建生等[15]研究發(fā)現(xiàn),樹冠底部鋪設(shè)反光膜能明顯改善樹冠中下部光照條件,在多濕寡照的南方地區(qū)有利于改善早熟桃果實(shí)品質(zhì)?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,關(guān)于南方避雨栽培條件下鋪設(shè)反光膜對早熟桃果實(shí)品質(zhì)影響的研究鮮見報(bào)道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】在南方寡日照條件下,探究果實(shí)著色初期鋪設(shè)反光膜對避雨栽培早熟桃果實(shí)品質(zhì)的影響,為南方早熟桃提質(zhì)增效提供參考依據(jù)。
試驗(yàn)于2020年5月18日至6月5日在廣西桂林市廣西特色作物研究院桃試驗(yàn)園進(jìn)行,設(shè)施為5連棟鍍鋅鋼管避雨棚,以棚內(nèi)4年生中油13號油桃為試驗(yàn)材料。反光膜(江蘇產(chǎn))規(guī)格為10.0 m×1.0 m×0.2 mm。氣象數(shù)據(jù)由廣西桂林市氣象局提供。試驗(yàn)歷時(shí)19 d,其中雨天11 d,晴天6 d,陰天2 d;平均日降水量19.6 mm(圖1),其中在果實(shí)成熟后期連續(xù)8 d降雨,平均日降水量33.6 mm;在果實(shí)成熟中后期,平均日照3.3 h(圖2),屬于南方常見的寡日照天氣。
圖1 廣西桂林市2020年5月18日至6月5日的降雨情況
圖2 廣西桂林市2020年5月18日至6月5日的日照時(shí)數(shù)情況
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在桃果實(shí)著色初期(5月18日)開始鋪設(shè)反光膜,分別測量離地面1.0和1.5 m高度樹冠的光照強(qiáng)度。每處理3株,3次重復(fù),以不鋪設(shè)反光膜為對照(CK)。每隔4 d從樹冠的中、下部采集果實(shí),每株采10個(gè),共30個(gè)。具體采樣日期為5月18日、5月22日、5月26日、5月30日和6月5日,其中6月5日為果實(shí)成熟采收期。將采集樣果的果肉與果皮分離,切碎后置于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 測定指標(biāo)及方法 使用電子天平稱量樣果單果重;使用ST-80C型照度計(jì)測量高度1.0和1.5 m樹冠的光照強(qiáng)度;利用PAL-1型手持折光儀測定果實(shí)可溶性固形物含量;可滴定酸含量采用滴定法進(jìn)行測定;可溶性總糖含量采用斐林式容量法進(jìn)行測定[16];果肉蘋果酸、檸檬酸、奎尼酸、果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇含量參考胡湘明等[17]的方法進(jìn)行測定;果皮中矢車菊素-3-葡萄糖苷含量參考胡亞東等[18]的方法進(jìn)行測定。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和制圖,以SPSS 22.0進(jìn)行差異顯著性分析。
由表1可知,鋪設(shè)反光膜后,反光膜處理與CK距地面1.0 m樹冠處的光照強(qiáng)度分別為6033.3和1366.7 lx,反光膜處理是CK的4.41倍,二者差異極顯著(P<0.01,下同);距地面1.5 m樹冠處的光照強(qiáng)度分別為4816.7和700.0 lx,反光膜處理是CK的6.88倍,二者差異極顯著。說明鋪設(shè)反光膜能極顯著提高桃樹樹冠中下部光照強(qiáng)度,改善光照條件。
表1 鋪設(shè)反光膜后桃樹不同高度樹冠的光照強(qiáng)度
由表2可知,果實(shí)采收時(shí)(6月5日)反光膜處理和CK桃果實(shí)的平均單果重分別為130.93和129.40 g,二者差異不顯著(P>0.05,下同);反光膜處理桃果實(shí)的可溶性固形物含量為11.67%,較CK高0.90%(絕對值,下同);反光膜處理桃果實(shí)的固酸比為38.90,顯著高于CK(6.30,P<0.05,下同)。說明鋪設(shè)反光膜對中油13號油桃果實(shí)單果重?zé)o明顯影響,但可有效提高其可溶性固形物含量和固酸比。
表2 鋪設(shè)反光膜對中油13號單果重、可溶性固形物含量和固酸比的影響
從表3可看出,反光膜處理第4天,桃果實(shí)的可溶性總糖含量由鋪膜當(dāng)天的6.63%升至7.08%,CK的可溶性總糖含量由鋪膜當(dāng)天的6.58%升至6.70%,反光膜處理的增幅比CK高0.33%,但差異不顯著;反光膜處理第8天,桃果實(shí)的可溶性總糖含量提高至8.99%,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的增幅比CK高0.31%,但差異不顯著;反光膜處理第12天(5月30日),反光膜處理與CK的桃果實(shí)可溶性總糖含量均達(dá)最高值,分別為10.16%和9.88%,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的增幅比CK高0.23%,差異仍不顯著;至果實(shí)成熟采摘時(shí)(6月5日),反光膜處理和CK桃果實(shí)的可溶性總糖含量均較采前6 d(5月30日)明顯下降(分別下降8.56%和10.22%),主要原因是5月30日至6月5日連續(xù)大雨,導(dǎo)致果實(shí)可溶性總糖含量降低??梢姡佋O(shè)反光膜雖可提高中油13號油桃果實(shí)的可溶性總糖含量,但效果不明顯。
表3 鋪設(shè)反光膜對中油13號桃果實(shí)可溶性總糖和可滴定酸含量及糖酸比的影響
反光膜處理第4天,桃果實(shí)的可滴定酸含量由0.62%降至0.58%,CK的可滴定酸含量由0.65%降至0.63%,反光膜處理的降幅比CK高0.02%,差異不顯著;反光膜處理第8天,桃果實(shí)的可滴定酸含量降至0.47%,CK的可滴定酸含量降至0.58%,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的降幅比CK高0.08%,但差異不顯著;反光膜處理第12天,桃果實(shí)的可滴定酸含量降至0.37%,CK的可滴定酸含量降至0.48%,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的降幅比CK高0.08%,差異不顯著;經(jīng)計(jì)算,反光膜處理桃果實(shí)的可滴定酸含量在處理后12 d內(nèi)以每4 d降低0.083%的速度快速下降,而CK的可滴定酸含量在處理后12 d內(nèi)平均每4 d僅降低0.057%,直至采前6 d才大幅下降。說明鋪設(shè)反光膜可快速降低中油13號油桃果實(shí)的可滴定酸含量。
反光膜處理第4天,桃果實(shí)的糖酸比由10.69升至12.20,CK的糖酸比由10.12升至10.63,反光膜處理的增幅比CK高1.00,但差異不顯著;反光膜處理第8天,桃果實(shí)的糖酸比升至19.13,CK的糖酸比升至14.88,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的增幅比CK高3.68,但差異不顯著;反光膜處理第12天,桃果實(shí)的糖酸比升至27.46,CK的糖酸比升至20.58,二者差異顯著;果實(shí)成熟采摘時(shí),反光膜處理桃果實(shí)的糖酸比升至30.97,較鋪膜當(dāng)天上升189.71%,而CK的糖酸比升至26.88,較鋪膜當(dāng)天上升150.72%。說明鋪設(shè)反光膜可有效提高中油13號油桃果實(shí)的糖酸比,提高其風(fēng)味品質(zhì)。
從表4可看出,反光膜處理第4天,桃果實(shí)的葡萄糖含量由2.13 g/100 g升至2.60 g/100 g,CK的葡萄糖含量由2.15 g/100 g升至2.53 g/100 g,反光膜處理的增幅比CK高0.09 g/100 g,但差異不顯著;反光膜處理第8天,桃果實(shí)的葡萄糖含量升至2.73 g/100 g,CK的葡萄糖含量升至2.67 g/100 g,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的增幅比CK高0.08 g/100 g,但差異不顯著;反光膜處理第12天,鋪設(shè)反光膜和CK果實(shí)的葡萄糖含量均達(dá)最高值,分別為3.53和3.13 g/100 g,但差異不顯著;經(jīng)計(jì)算,反光膜處理桃果實(shí)的葡萄糖含量在處理后12 d內(nèi)以平均每天0.117 g/100 g的速度升高,而CK的葡萄糖含量在處理后12 d內(nèi)僅以平均每天0.082 g/100 g的速度升高,反光膜處理較CK每天多提高0.035 g/100 g。說明鋪設(shè)反光膜可提高桃果實(shí)葡萄糖含量,隨著鋪設(shè)反光膜時(shí)間的延長葡萄糖含量持續(xù)升高。但觀察也發(fā)現(xiàn),反光膜處理和CK桃果實(shí)的葡萄糖含量在6月5日分別下降至1.47和1.40 g/100 g,與5月30日相比降幅分別達(dá)58.4%和55.3%,應(yīng)與果實(shí)采前6 d內(nèi)連續(xù)大雨有關(guān)。
表4 鋪設(shè)反光膜對中油13號桃果實(shí)葡萄糖、蔗糖、果糖和山梨醇含量的影響
反光膜處理后8 d內(nèi)鋪設(shè)反光膜處理和CK桃果實(shí)的蔗糖含量變化均不明顯;反光膜處理第12天,反光膜處理和CK桃果實(shí)的蔗糖含量分別從1.63和1.53 g/100 g升至3.07和3.03 g/100 g,但差異不顯著;至果實(shí)成熟采摘時(shí),反光膜處理和CK桃果實(shí)的蔗糖含量均達(dá)最高值,分別為5.80和5.67 g/100 g,二者差異不顯著。說明鋪施反光膜對提高中油13號油桃果實(shí)蔗糖含量無明顯作用。
反光膜處理和CK桃果實(shí)的果糖含量在處理后8 d內(nèi)均無明顯變化;反光膜處理第12天桃果實(shí)的果糖含量和CK的果糖含量均升至最高,與處理后第8天相比,反光膜處理的增幅比CK高0.32 g/100 g,但差異不顯著。說明鋪設(shè)反光膜可提高桃果實(shí)果糖含量,但效果不明顯。觀察還發(fā)現(xiàn),采收前6 d內(nèi)反光膜處理和CK桃果實(shí)的果糖含量均大幅下降(分別降至1.53和1.43 g/100 g),可能與連續(xù)大雨天氣影響有關(guān)。
在鋪設(shè)反光膜后12 d內(nèi),反光膜處理和CK桃果實(shí)的山梨醇含量均有小幅波動變化,但無顯著差異;在果實(shí)采收前6 d內(nèi)反光膜處理桃果實(shí)的山梨醇含量由7.07 g/100 g急劇升至14.40 g/100 g,CK由6.80 g/100 g急劇升至11.80 g/100 g,與果實(shí)采收前6 d相比,反光膜處理的增幅比CK高2.33 g/100 g。說明中油13號油桃果實(shí)成熟期間遇到寡日照天氣可通過鋪設(shè)反光膜提高棚內(nèi)光照強(qiáng)度以增強(qiáng)其光合作用。
由表5可知,反光膜處理和CK桃果實(shí)的檸檬酸含量均在處理后第4天快速降低,其中反光膜處理從4.77 g/kg降至2.80 g/kg,而CK從4.63 g/kg降至3.20 g/kg,反光膜處理的降幅比CK高0.54 g/kg,但差異不顯著;反光膜處理第8天,其桃果實(shí)的檸檬酸含量降至2.03 g/kg,而CK的檸檬酸含量降至2.63 g/kg,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的降幅比CK高0.74 g/kg,但差異不顯著;反光膜處理第12天,其桃果實(shí)的檸檬酸含量降至1.93 g/kg,而CK的檸檬酸含量降至2.50 g/kg,反光膜處理的降幅比CK高0.71 g/kg,但差異不顯著;果實(shí)采收時(shí),反光膜處理桃果實(shí)的檸檬酸含量較鋪膜當(dāng)天下降74.21%,而CK檸檬酸含量較鋪膜當(dāng)天下降69.11%,降幅稍低于反光膜處理。說明鋪設(shè)反光膜可降低中油13號油桃果實(shí)的檸檬酸含量,但效果不明顯。
表5 鋪設(shè)反光膜對中油13號桃果實(shí)檸檬酸、奎尼酸和蘋果酸含量的影響
反光膜處理和CK桃果實(shí)的奎尼酸含量在處理第4天均大幅下降,其中反光膜處理從2.43 g/kg降至1.73 g/kg,CK從2.47 g/kg 降至1.93 g/kg,反光膜處理的降幅比CK高0.16 g/kg,但差異不顯著;反光膜處理第8天,桃果實(shí)的奎尼酸含量降至1.51 g/kg,CK的奎尼酸含量降至1.57 g/kg,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的降幅比CK高0.02 g/kg,但差異不顯著;反光膜處理第12天,桃果實(shí)的奎尼酸含量和CK的奎尼酸含量分別降至1.10和1.33 g/kg,但差異不顯著;果實(shí)采收時(shí),反光膜處理桃果實(shí)的奎尼酸含量比鋪膜當(dāng)天降低1.70 g/kg,CK僅降低1.73 g/kg。說明鋪設(shè)反光膜對桃果實(shí)的奎尼酸含量無明顯影響。
反光膜處理和CK桃果實(shí)的蘋果酸含量均呈降低—升高—降低的變化趨勢。其中,在反光膜處理第4天,桃果實(shí)的蘋果酸含量從3.50 g/kg降至2.77 g/kg,而CK的蘋果酸含量從3.40 g/kg降至2.83 g/kg,反光膜處理的降幅比CK高0.16 g/kg,差異不顯著;反光膜處理第8天,桃果實(shí)的蘋果酸含量降至2.10 g/kg,CK的蘋果酸含量升至3.43 g/kg,二者差異顯著;自處理的第4天起,反光膜處理桃果實(shí)的蘋果酸含量均低于CK;果實(shí)采收時(shí),反光膜處理桃果實(shí)的蘋果酸含量降至1.60 g/kg,CK降至1.97 g/kg,與鋪膜當(dāng)天相比,反光膜處理的降幅比CK高0.47 g/kg。說明鋪設(shè)反光膜可降低桃果實(shí)的蘋果酸含量,但效果不明顯。
反光膜處理第4天,桃果皮的花色素苷含量由0.33 μg/g迅速升至0.50 μg/g(表6),而CK從0.32 μg/g僅升至0.35 μg/g,反光膜處理的增幅比CK高0.14 μg/g;反光膜處理第8天,桃果皮的花色素苷含量升至1.20 μg/g,CK升至0.72 μg/g,即鋪設(shè)反光膜的第4~8天,反光膜處理的增幅比CK高0.47 μg/g;反光膜處理第8天至果實(shí)采收時(shí)果皮的花色素苷含量變化不明顯,僅從1.20 μg/g升至1.57 μg/g,升高了0.37 μg/g;至果實(shí)采收時(shí)反光膜處理桃果皮的花色素苷含量較鋪膜當(dāng)天的0.33 μg/g升高1.24 μg/g,其增幅比CK高0.86 μg/g,果實(shí)采收時(shí)反光膜處理桃果皮的花色素苷含量是CK的2.24倍,且差異顯著。說明鋪設(shè)反光膜可顯著提高中油13號油桃果皮的花色素苷含量,增加果實(shí)著色程度。
表6 鋪設(shè)反光膜對中油13號桃果皮花色素苷含量的影響
桃是喜光作物,對光照強(qiáng)度變化反應(yīng)敏感[19],當(dāng)年生枝條常因樹冠蔭蔽而干枯死亡。在露地栽培條件下,桃果實(shí)中的可溶性固形物和總糖含量與光合有效輻射強(qiáng)度呈顯著正相關(guān)[20],且可溶性固形物含量與光照強(qiáng)度的相關(guān)性最高[21]。本研究結(jié)果表明,在避雨栽培的弱光環(huán)境下,反光膜處桃樹冠中下部的光照強(qiáng)度是CK的4.41~6.88倍,山梨醇(薔薇科植物光合主要產(chǎn)物)含量高于CK 18.1%。洪莉等[22]的研究結(jié)果也表明,中國櫻桃朱紅鋪設(shè)反光膜可增加藍(lán)光和紅光輻射強(qiáng)度,提高其葉片和果實(shí)的凈光合速率;可溶性固形物含量較CK提高0.90%,可溶性總糖含量提高0.42%,加快桃果實(shí)中檸檬酸和蘋果酸含量降低,從而提高固酸比和糖酸比,與周京一等[12]、張斌斌等[13]、吳春芳和李強(qiáng)峰[14]的研究結(jié)果相似;但對蔗糖和奎尼酸含量無明顯影響,與胡湘明等[17]的研究結(jié)果一致;果實(shí)成熟期連續(xù)降雨對避雨栽培條件下桃果實(shí)品質(zhì)具有明顯的負(fù)面影響,主要原因是連續(xù)降雨使土壤水含量處于飽和狀態(tài),樹體吸收大量水分導(dǎo)致果實(shí)的可溶性總糖、葡萄糖和果糖被稀釋,風(fēng)味變淡,與萬保雄等[23]、周京一等[12]、楊穎等[24]的研究結(jié)論相似。
本研究觀察發(fā)現(xiàn),鋪設(shè)反光膜后樹冠中下部桃果實(shí)外觀最明顯的變化是第3天開始快速著色,第8天果面有30%~40%著紅色,第20天果面有60%~70%著色,而CK的果實(shí)著色速度緩慢,在果實(shí)成熟采收時(shí)果皮的花色素苷含量顯著低于反光膜處理。光是植物生長發(fā)育的主導(dǎo)因子之一,也是桃花色素苷生物合成必不可少的自然條件[25]。桃果實(shí)著色程度與果皮中花色素苷含量密切相關(guān),主要為矢車菊素-3-葡萄糖苷在桃果皮表層內(nèi)積累[26];鋪設(shè)反光膜可加大桃樹果實(shí)受光面積和強(qiáng)度,促進(jìn)光合作用和果實(shí)對碳同化產(chǎn)物的吸收,苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性增強(qiáng)[27],促進(jìn)DFR、UFGT、CHS和F3H等相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄,從而促使果皮花色素苷形成和積累[28],提高果實(shí)的著色程度。因此,在南方寡日照氣候條件下,避雨栽培模式的早熟桃于成熟前18 d在樹冠底部鋪設(shè)反光膜,可改善其光照強(qiáng)度,增強(qiáng)葉片和果實(shí)的光合作用,降低果實(shí)酸的含量,提高果實(shí)可溶性糖含量,快速增加果實(shí)著色程度,從而提高果實(shí)品質(zhì)和商品果率。
近年來,冰雹、凍害和降雨等極端惡劣天氣對桃生產(chǎn)造成的危害較大,為降低惡劣氣候?qū)μ疑a(chǎn)的影響,避雨栽培已在浙江、江蘇、上海等地迅速興起,且效益顯著。南方地區(qū)早熟桃成熟季節(jié)主要集中在5-6月的雨季,光照少,但通過在著色前期鋪設(shè)反光膜,可有效改善其果實(shí)外觀和內(nèi)在品質(zhì)。
在寡日照條件下,于避雨栽培模早熟油桃果實(shí)著色前期在樹盤鋪設(shè)反光膜,可有效提高果皮的花色素苷含量,促進(jìn)果實(shí)著色,快速提高果實(shí)的葡萄糖、果糖、山梨醇和可溶性固形物含量,促進(jìn)果實(shí)可滴定酸、檸檬酸和蘋果酸含量降低,提高固酸比和糖酸比,從而提高果實(shí)品質(zhì)。