陽光玫瑰葡萄果實生長發(fā)育及品質(zhì)對不同光質(zhì)的響應(yīng)

時曉芳 林玲 白先進(jìn) 郭榮榮 謝林君 白揚(yáng) 韓佳宇 張瑛 林玲 曹雄軍

摘要：【目的】探討陽光玫瑰葡萄果實生長發(fā)育及品質(zhì)對不同光質(zhì)的響應(yīng)，為提高果實品質(zhì)提供參考依據(jù)?！痉椒ā客ㄟ^夜間對盛花后1周的陽光玫瑰葡萄每天進(jìn)行6 h補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光處理，至果實轉(zhuǎn)色完成后（共8周）停止補(bǔ)光，以不補(bǔ)光為對照，測定分析不同光質(zhì)對果實生長發(fā)育期果實單粒重、橫縱徑、酒石酸、蘋果酸及果實成熟采摘時可溶性固形物的影響?！窘Y(jié)果】補(bǔ)光前期（補(bǔ)光1～4周）紅光、藍(lán)光和白光處理單粒重、縱徑與對照無明顯差異，補(bǔ)光后期（補(bǔ)光5～8周）各補(bǔ)光處理均能促進(jìn)葡萄果實的單粒重、縱徑、橫徑和可溶性固形物含量增加。與對照相比，紅光處理6～8周對果粒橫徑有顯著促進(jìn)作用（P<0.05，下同），增幅為3.1%～8.1%，補(bǔ)光第7周的增幅最大;藍(lán)光處理4～6周對果?？v徑有顯著促進(jìn)作用，增幅為3.8%～5.1%，最大差異出現(xiàn)在補(bǔ)光第6周。補(bǔ)光能增加酒石酸含量，紅光在蘋果酸代謝中起到積極作用，在果實轉(zhuǎn)色后期能顯著降低蘋果酸含量5.1%～23.2%。補(bǔ)光對成熟期果實的糖酸比有促進(jìn)作用，較對照顯著增加7.5%～20.6%。成熟期果實生理和品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)分析結(jié)果表明，補(bǔ)光后果實的單粒重、橫徑和縱徑與果實酒石酸和蘋果酸含量均呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。【結(jié)論】陽光玫瑰葡萄果實發(fā)育期進(jìn)行夜間補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光對提高果實單粒重、果?？v徑、橫徑、可溶性固形物含量和糖酸比有促進(jìn)作用;紅光在蘋果酸代謝中起積極作用，在轉(zhuǎn)色后期促進(jìn)蘋果酸降解。建議生產(chǎn)上在陽光玫瑰葡萄果實發(fā)育前期補(bǔ)充藍(lán)光，促進(jìn)果粒拉長，果實發(fā)育后期補(bǔ)充紅光，增加可溶性固形物含量，促進(jìn)蘋果酸降解，提高果實品質(zhì)。

關(guān)鍵詞： 陽光玫瑰葡萄;生長發(fā)育;果實品質(zhì);光質(zhì)

Abstract：【Objective】The response of berry growth and quality of Shine Muscat grape to different light qualities was studied to provide theoretical basis for improving fruit quality. 【Method】In this experiment，the Shine Muscat grape one week after full bloom stage was treated with red，blue and white light for 6 h every night until the berry color totally changed（8 weeks）. No supplementary light was as control.? The effects of different light qualities on single berry weight，transverse and longitudinal diameters，tartaric acid，malic acid and soluble solids during fruit ripening and picking were analyzed. 【Result】There was no great difference in single berry weight and longitudinal diameter between red light，blue light and white light treatment and the control in the early stage of light supplement（1-4 weeks），but the supplementary lighting treatments in the late stage（5-8 weeks） could promote the increase of single berry weight， longitudinal diameter， transverse diameter and soluble solids. The results showed that 6-8 weeks red light treatment had a significant promoting effect on fruit berry diameter（P<0.05， the same below），the increase range was 3.1%-8.1%，and the highest increase appeared in week 7. Blue light supplement for 4-6 weeks significantly promoted the berry longitudinal diameter， with an increase range of 3.8%-5.1%. The highest difference occurred at 6 weeks after light supplement. Supplemental light increased the content of tartaric acid，red light played a positive role in the metabolism of malic acid，and significantly reduced the content of malic acid by 5.1%-23.2%. Supplemental light promotes the sugar-acid ratio of the fruit in the mature stage， and increased 7.5%-20.6% compared with control. Correlation analysis of berry quality indexes at maturity showed that single grain weight，transverse diameter and longitudinal diameter of berry after light supplement treatment were extremely negatively correlated with tartaric acid and malic acid（P<0.01）. 【Conclusion】Red light，blue light and white light supplement at night during berry development period of Shine Muscat grape promotes the increase of single berry weight，berry longitudinal diameter，transverse diameter，soluble solid content，sugar-acid ratio. Red light plays an active role in malic acid metabolism and promotes malic acid degradation in the later stage of color transformation. It is suggested that blue light should be added in the early stage of berry development to promote berry elongation，and red light should be added in the late stage of berry development to increase soluble solid content，promote malic acid degradation and improve berry quality.

Key words： Shine Muscat grape; growth and development; berry quality; light quality

0 引言

【研究意義】陽光玫瑰（Shine Muscat）葡萄是中晚熟的歐美雜交葡萄，其親本是安蕓津21號（Akitsu 21）與白南（Hakunan）。該品種肉質(zhì)硬脆，具玫瑰香，不易裂果，耐貯運，在我國上市以來深受廣大消費者青睞，近年來在廣西、云南和浙江等南方產(chǎn)區(qū)葡萄一年兩收栽培技術(shù)推廣下，陽光玫瑰葡萄被廣泛引種栽培（王華新等，2016;林茜等，2020）。葡萄是喜光植物，南方葡萄大多采用避雨栽培，降低葡萄植株霜霉病及其他病害發(fā)生率的同時（杜飛等，2011），也在一定程度上削弱了光照強(qiáng)度（曹錳等，2016;成果等，2017）。因光照減弱導(dǎo)致葡萄果實品質(zhì)下降是葡萄栽培上的一個重大問題（劉帥等，2016）。因此，開展在陽光玫瑰葡萄盛花后補(bǔ)充LED光質(zhì)處理研究，對提高陽光玫瑰葡萄果實品質(zhì)具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】補(bǔ)光技術(shù)已在多種園藝作物上得到應(yīng)用，不同光質(zhì)能促進(jìn)光合作用、誘導(dǎo)植株開花、增加可溶性固形物含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和提高果實品質(zhì)等（趙雪惠等，2018;陳心源等，2019;王翠麗等，2019;楊俊偉等，2019;季一鳴等，2020）。在葡萄栽培方面，補(bǔ)白光、紅光和藍(lán)光可顯著增加巨峰葡萄春果的果粒重、縱徑和橫徑，提高果實可溶性固形物含量（黃秋鳳等，2019;王佳淇等，2020）;可增加巨峰葡萄春果花色苷含量，其中補(bǔ)白光12 h的處理效果更好（成果等，2017）;可提高夏黑葡萄的類黃酮等，其中補(bǔ)紅光3 h處理效果較好（魁小花等，2021）。補(bǔ)白光能促進(jìn)巨峰葡萄新梢生長，縮短新梢節(jié)間長度，提高葡萄芽內(nèi)多種生長促進(jìn)型內(nèi)源激素含量（白先進(jìn)等，2009），提高葉片凈光合速率（王海波等，2017）等。補(bǔ)藍(lán)光和紫外光能顯著提高瑞都香玉葡萄果實糖含量、降低酸含量，并促進(jìn)萜烯類物質(zhì)合成（張克坤等，2017）。目前，光質(zhì)對陽光玫瑰葡萄的相關(guān)影響報道較少。葡萄的糖酸含量及糖酸比是評價果實品質(zhì)的重要指標(biāo)，葡萄有機(jī)酸以酒石酸和蘋果酸為主，占總酸量的90%以上（趙新節(jié)，2002），果實有機(jī)酸是決定果實風(fēng)味和品質(zhì)不可或缺的重要因素之一。國內(nèi)外一直都有對酒石酸和蘋果酸的相關(guān)研究（周先艷等，2015;Chen et al.，2015），但光質(zhì)對葡萄果實有機(jī)酸的影響研究較少。曹雄軍等（2019）在葡萄一年兩收栽培的前期研究中，探討果實有機(jī)酸代謝，發(fā)現(xiàn)冬果成熟期長期低溫導(dǎo)致冬果中積累較高的蘋果酸?！颈狙芯壳腥朦c】目前陽光玫瑰葡萄廣受大眾喜愛，但光質(zhì)對其果實生長發(fā)育、果實品質(zhì)的影響機(jī)制尚不清楚，不利于陽光玫瑰葡萄設(shè)施栽培技術(shù)的提高?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以陽光玫瑰葡萄為試材，探討在果實生長發(fā)育階段進(jìn)行夜間補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光對果實生長發(fā)育及品質(zhì)的影響，旨在明確陽光玫瑰葡萄果實發(fā)育對不同光質(zhì)的響應(yīng)作用，為提高陽光玫瑰葡萄品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗地點與材料

試驗在位于廣西南寧市廣西東盟經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)里建農(nóng)場的廣西真誠農(nóng)業(yè)有限公司葡萄基地（東徑108°27′，北緯23°17′）進(jìn)行，南亞熱帶季風(fēng)氣候。試驗材料為2016年定植的陽光玫瑰葡萄，整形方式為H型，株行距4 m×6 m，南北行向，鋼架大棚避雨栽培，紅黃壤，微噴灌，試驗區(qū)常規(guī)管理。試驗用補(bǔ)光燈：20 W LED紅光燈（主峰波長660 nm）、20 W LED藍(lán)光燈（主峰波長450 nm）（深圳市恒春科技有限公司）及普通螺口節(jié)能白光燈（橫店集團(tuán)得邦照明股份有限公司）。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 試驗設(shè)計 從盛花后1周（2018年4月24日）開始進(jìn)行補(bǔ)光處理，每天在18：00至00：00進(jìn)行補(bǔ)光6 h，至果實轉(zhuǎn)色完成后（共8周）停止補(bǔ)光。試驗處理以每行為1個小區(qū)，3次重復(fù)，共設(shè)4個處理：1、LED紅光燈;2、LED藍(lán)光燈;3、普通螺旋節(jié)能白光燈;4、不補(bǔ)光作為對照。補(bǔ)光用燈功率均為20 W，延植株行向每隔3 m×3 m在樹冠下安裝一個補(bǔ)光燈，距離地面1.5 m，每次重復(fù)5株樹，每處理15株樹。補(bǔ)光時，處理間用2 m高遮陽黑網(wǎng)將其隔開，試驗期間田間進(jìn)行常規(guī)管理。

1. 2. 2 樣品采集 從補(bǔ)光1周后（盛花后2周）開始采樣，每周采樣1次，補(bǔ)光期間共采樣8次（表1）;果實完全成熟后采樣1次。每次樣品均是從各重復(fù)的5株植株上隨機(jī)剪下50粒果，保證剪下的果粒來自于果穗的上、中、下3個部位，樣品置于冰盒中帶回實驗室，1/2樣品立即測定單粒重、果實橫徑和縱徑等指標(biāo)，另1/2樣品存放-40 ℃冰箱，用于酒石酸、蘋果酸等指標(biāo)測定。果實成熟后，從各處理每個小區(qū)的所有植株中隨機(jī)選擇10串果穗（大果穗3串、中果穗4串、小果穗3串），每處理的3次重復(fù)均以此標(biāo)準(zhǔn)采樣，樣品放入冰盒帶回實驗室，進(jìn)行單粒重、果粒橫徑、縱徑、可溶性固形物、酒石酸和蘋果酸等指標(biāo)測定。

1. 2. 3 指標(biāo)測定 利用天平稱量果粒重，游標(biāo)卡尺測量果實的橫徑和縱徑，糖酸測定儀（ATAGO PAL-BX/ACID2）測定可溶性固形物和有機(jī)酸含量，糖酸比=可溶性固形物含量/有機(jī)酸含量;用島津液相色譜儀（LC20AD）測定酒石酸和蘋果酸含量，液相色譜分析條件：流動相為3% CH3OH和0.01 mol/L KH2PO4，pH 2.8，流速0.8 mL/min，柱溫25 ℃，進(jìn)樣量10 μL，檢測波長210 nm。酒石酸和蘋果酸標(biāo)樣（美國Sigma公司）純度均高于99.5%，色譜柱為島津C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。

1. 3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差統(tǒng)計分析，采用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性方差及相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 光質(zhì)對陽光玫瑰葡萄果粒重的影響

由表2可知，陽光玫瑰葡萄果實生長發(fā)育過程中，單粒重不斷增加，其中補(bǔ)光1～4周增加較緩慢。藍(lán)光處理在補(bǔ)光4～8周明顯促進(jìn)單粒重增加，較對照增重4.9%～12.0%，且與對照間存在顯著差異（P<0.05，下同）;紅光處理在補(bǔ)光6～7周果實單粒重增加明顯，較對照分別增重11.6%和11.0%，且差異顯著;白光處理在補(bǔ)光7周后單粒重顯著高于對照。果實完全轉(zhuǎn)色后（補(bǔ)光8周），3種光質(zhì)處理的陽光玫瑰葡萄單粒重均高于對照，以藍(lán)光處理的單粒重最高，其次是白光。說明陽光玫瑰葡萄果實生長發(fā)育期補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光，均有利于促進(jìn)果實單粒重的增加。

2. 2 光質(zhì)對陽光玫瑰葡萄果粒橫徑的影響

由表3可知，陽光玫瑰葡萄果實生長發(fā)育過程中，果粒橫徑不斷增大。補(bǔ)光5周，各補(bǔ)光處理對果粒橫徑促進(jìn)作用明顯高于對照，其中，紅光處理在補(bǔ)光6～8周的果粒橫徑顯著高于對照，增幅為3.1%～8.1%，補(bǔ)光7周的增幅最大。即紅光處理可明顯促進(jìn)陽光玫瑰葡萄果粒橫徑的增大。

2. 3 光質(zhì)對陽光玫瑰葡萄果?？v徑的影響

由表4可知，陽光玫瑰葡萄果實生長發(fā)育過程中，果?？v徑不斷增大，補(bǔ)光1～4周增大緩慢。補(bǔ)光4周后，補(bǔ)光處理開始與對照出現(xiàn)明顯差異，其中藍(lán)光處理在補(bǔ)光4～6周果?？v徑均顯著高于對照，增加幅度為3.8%～5.1%，最大差異出現(xiàn)在補(bǔ)光第6周;補(bǔ)紅光和白光的果?？v徑在補(bǔ)光5～8周也高于或等于對照，但除白光處理5周、8周和紅光處理6周與對照差異顯著外，其他時間的差異均不顯著（P>0.05，下同）。整體來看，藍(lán)光處理促進(jìn)陽光玫瑰葡萄果?？v徑增大效果較明顯。

2. 4 光質(zhì)對陽光玫瑰葡萄果實酒石酸的影響

由表5可知，在陽光玫瑰葡萄果實生長發(fā)育過程中，果實的酒石酸一直處于降解狀態(tài);整體來看，紅光、藍(lán)光和白光在補(bǔ)光處理1～6周均促進(jìn)果實酒石酸的降解，7～8周果實轉(zhuǎn)色后期不同程度地抑制果實酒石酸降解。表明陽光玫瑰葡萄果實膨大期進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)光處理，可加快酒石酸降解，但果實轉(zhuǎn)色后期補(bǔ)光不利于酒石酸降解。

2. 5 光質(zhì)對陽光玫瑰葡萄果實蘋果酸的影響

由表6可知，在補(bǔ)光4周后陽光玫瑰葡萄果實蘋果酸含量達(dá)最大值，之后逐漸下降，呈單峰趨勢。紅光處理1～4周的果實蘋果酸含量迅速上升，5～8周蘋果酸含量迅速下降，較對照下降5.1%～23.2%，說明紅光在陽光玫瑰葡萄果實蘋果酸代謝中起積極作用，對果實蘋果酸的積累與代謝均有促進(jìn)作用;藍(lán)光和白光在果實轉(zhuǎn)色后期對蘋果酸的降解作用與對照差異不顯著。即可在陽光玫瑰葡萄果實轉(zhuǎn)色期補(bǔ)紅光，促進(jìn)果實蘋果酸的降解。

2. 6 光質(zhì)對陽光玫瑰葡萄成熟后果實品質(zhì)的影響

為確定不同光質(zhì)處理對陽光玫瑰葡萄成熟采摘時期的影響，試驗在成熟期采樣1次，測定果實內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)。由表7可知，紅光和白光可顯著促進(jìn)果實可溶性固形物含量增加，較對照分別提高20.3%和20.1%;紅光、藍(lán)光和白光對果實酒石酸降解有抑制作用，較對照顯著提高21.8%～31.6%，對蘋果酸的降解有促進(jìn)作用，較對照顯著降低13.8%～52.0%，對糖酸比的增加也有促進(jìn)作用，較對照顯著提高7.5%～20.6%。即光質(zhì)在一定程度上可提高陽光玫瑰葡萄成熟期果實的可溶性固形物含量，降低蘋果酸含量，提高糖酸比，提高果實品質(zhì)。

2. 7 陽光玫瑰葡萄果實各生理和品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果

由表8可看出，果實單粒重與果粒橫徑和縱徑呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與酒石酸和蘋果酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān);果粒橫徑和縱徑與酒石酸和蘋果酸含量均呈極顯著負(fù)相關(guān);酒石酸與蘋果酸之間呈極顯著正相關(guān);可溶性固形物含量與果實單粒重、果粒橫徑、縱徑、酒石酸含量和蘋果酸含量之間的相關(guān)性較弱。即補(bǔ)充不同的光質(zhì)后，陽光玫瑰葡萄果粒增大的同時，果實酒石酸和蘋果酸含量隨之降低。

3 討論

光在植物的生長發(fā)育過程中起著重要信號作用，影響植物生長、物質(zhì)代謝、產(chǎn)量及品質(zhì)。本研究對陽光玫瑰葡萄在果實生長發(fā)育期進(jìn)行夜間補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光6 h光照處理，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)光1～4周果粒大小增加緩慢，與對照無顯著差異;補(bǔ)光5～8周，各處理均能促進(jìn)葡萄果實的單粒重、橫徑和縱徑增加;紅光和白光可促進(jìn)果實可溶性固形物含量的增加，對糖酸比的增加亦有促進(jìn)作用;紅光、藍(lán)光和白光對果實酒石酸降解有抑制作用，紅光對整個發(fā)育期果實蘋果酸的代謝有積極作用。說明陽光玫瑰葡萄發(fā)育期進(jìn)行補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光處理可提高果粒大小及可溶性固形物含量，降低有機(jī)酸積累，從而改善果實品質(zhì)。

目前，越來越多研究發(fā)現(xiàn)，光質(zhì)對葡萄的形態(tài)建成及果實品質(zhì)具有重要的調(diào)控作用。不同的LED光質(zhì)均顯著提高夏黑葡萄葉片的光合積累，對葡萄生長有明顯促進(jìn)作用（余陽等，2015）。補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光也能顯著增加巨峰葡萄果實的果粒重、縱徑和橫徑，提高果實可溶性固形物含量（趙文東等，2011;成果等，2017;黃秋鳳等，2019）?？自频龋?006）則研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充紅光和藍(lán)光均可促進(jìn)京秀葡萄新梢生長，縮短新梢節(jié)間長度，有利于葉片干物質(zhì)含量的積累。劉媛等（2009）研究表明藍(lán)光有利于白藜蘆醇的積累。本研究結(jié)果表明，在陽光玫瑰葡萄膨大期通過補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光可提高果實的外觀品質(zhì)（單粒重、橫徑和縱徑），果實可溶性固形物含量也得到提高，與前人研究結(jié)果（趙文東等，2011;黃秋鳳等，2019）相一致。

葡萄中有機(jī)酸以酒石酸和L-蘋果酸為主，占總酸量的90%以上，有機(jī)酸是決定果實風(fēng)味和品質(zhì)不可或缺的重要因素之一（趙新節(jié)，2002;問亞琴等，2009）;酒石酸和蘋果酸參與許多細(xì)胞代謝，具有重要代謝意義和生理功能（吳軍林等，2008）。本研究中，陽光玫瑰葡萄果實的酒石酸含量一直處于下降狀態(tài)，補(bǔ)光5～8周是果實酒石酸含量降低的高峰期，但紅光、藍(lán)光和白光對果實轉(zhuǎn)色期的酒石酸降解有抑制作用，與對照相比，減慢了降解進(jìn)程，且差異顯著。果實中蘋果酸的降解呈單峰曲線，在補(bǔ)光4周（果實膨大期）達(dá)最大值后逐漸下降，補(bǔ)光5～8周（果實轉(zhuǎn)色期）蘋果酸含量迅速下降。紅光在陽光玫瑰葡萄果實的蘋果酸代謝中起著積極作用，對果實蘋果酸的積累與代謝均有促進(jìn)作用。進(jìn)入果實轉(zhuǎn)色期后，紅光對蘋果酸積累的影響機(jī)理尚不清楚，有待進(jìn)一步探討。

相關(guān)分析結(jié)果表明，補(bǔ)充不同的光質(zhì)后，陽光玫瑰葡萄果實的單粒重和橫徑與可溶性固形物呈正相關(guān)，與果實酒石酸和蘋果酸含量呈負(fù)相關(guān)，說明果粒增大的同時，果實可溶性固形物含量隨之提高，有機(jī)酸含量則隨之降低。因此，在陽光玫瑰葡萄果實膨大期進(jìn)行補(bǔ)光，是提高果實品質(zhì)的一項有效設(shè)施栽培措施。

4 結(jié)論

陽光玫瑰葡萄果實發(fā)育期進(jìn)行夜間補(bǔ)充紅光、藍(lán)光和白光在一定程度上對提高果實單粒重、果?？v徑、橫徑、可溶性固形物含量和糖酸比有促進(jìn)作用，對酒石酸的降解有抑制作用;紅光在蘋果酸代謝中起積極作用，在轉(zhuǎn)色后期促進(jìn)蘋果酸降解。建議在陽光玫瑰葡萄生產(chǎn)栽培中，果實發(fā)育前期補(bǔ)充藍(lán)光，促進(jìn)果粒拉長，果實發(fā)育后期補(bǔ)充紅光，增加可溶性固形物含量，促進(jìn)蘋果酸降解，提高果實品質(zhì)。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）