一年兩熟夏黑葡萄日光溫室溫度變化與果實(shí)品質(zhì)差異性分析

張錦強(qiáng)，蘇學(xué)德，李鵬程，楊湘，李銘，郭紹杰

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院林園所/庫(kù)爾勒香梨種質(zhì)創(chuàng)新與提質(zhì)增效兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832000）

0 前言

【研究意義】夏黑葡萄含糖量高、香味濃郁、果粒大小均勻、易豐產(chǎn)、耐儲(chǔ)運(yùn)，是一個(gè)綜合性狀優(yōu)良的早熟品種[1]。新疆南疆地區(qū)光熱資源豐富，利用一年兩熟技術(shù)不但能提高葡萄的產(chǎn)量和質(zhì)量，還能提高溫室的利用率。溫度是影響葡萄生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因子之一，也是影響葡萄成花的必要因素，對(duì)設(shè)施栽培中葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要影響[2-3]。研究?jī)刹缙咸褱厥覂?nèi)溫度變化特點(diǎn)及品質(zhì)的差異性對(duì)今后新疆南疆日光溫室一年兩熟栽培管理具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】設(shè)施葡萄一年兩熟的研究多集中于品種的選擇以及栽培技術(shù)上[4-5]。而設(shè)施內(nèi)溫度變化規(guī)律的研究一般以地溫研究較多，或只對(duì)葡萄生長(zhǎng)的其中一個(gè)時(shí)期進(jìn)行研究[6-8]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】關(guān)于一年兩熟葡萄整個(gè)生育期設(shè)施內(nèi)空氣溫度變化情況的研究還鮮有報(bào)道。一年兩熟葡萄第二熟果實(shí)品質(zhì)要優(yōu)于第一熟，而溫度是影響生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，需監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)一年兩熟葡萄不同生育期溫度的變化規(guī)律，對(duì)比兩熟葡萄的產(chǎn)量及品質(zhì)。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以新疆南疆日光溫室一年兩熟夏黑葡萄為研究對(duì)象，研究溫室中第一熟和第二熟葡萄整個(gè)生育期的溫度變化及各生育期溫度變化規(guī)律，對(duì)比兩茬夏黑葡萄果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量差異性，為新疆南疆日光溫室一年兩熟葡萄生產(chǎn)管理提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2019～2020年在新疆和田地區(qū)昆玉市224 團(tuán)5 連（37.12°N，79.17°E）進(jìn)行。試驗(yàn)地屬極度干旱的暖溫帶大陸性氣候，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，空氣干燥，光熱資源充足。試驗(yàn)地土壤為沙壤土。溫室長(zhǎng)、寬、高分別為（100×10×4）m，東西向，墻體為磚混結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)地所栽品種為6年生夏黑葡萄，株行距為（0.5 × 2）m，栽培方式為“V”形架和T字形架，南北向。

1.2 方法

1.2.1 溫度光照

在第一熟葡萄萌芽期，夜晚覆蓋保溫被，白天打開(kāi)保溫被對(duì)棚內(nèi)葡萄進(jìn)行升溫處理，提高棚內(nèi)的溫度，在溫室溫度上升到一定程度，將保溫被完全撤除；第二熟在葡萄休眠期覆蓋保溫被進(jìn)行休眠，在破眠萌芽后去除保溫被，當(dāng)棚內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，通過(guò)放頂風(fēng)和腰風(fēng)進(jìn)行降溫，直至果實(shí)成熟。設(shè)施光照來(lái)源為自然光。

將MicroLite-U 盤(pán)型溫度記錄儀放置于溫室中間部分，分別于2019年11月13日～2020年5月5日進(jìn)行第一熟，2020年6月21日～2020年10月14日第二熟兩個(gè)時(shí)間段對(duì)溫室空氣溫度進(jìn)行24 h監(jiān)測(cè)，記錄時(shí)間間隔為2 h。表1

表1 夏黑葡萄第一熟與第二熟各生育期時(shí)間Table 1 growth period of the first and second harvest of Summer black grape

1.2.2 果實(shí)品質(zhì)

分別在第一熟和第二熟果實(shí)成熟期在溫室前中后三個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)行向兩側(cè)個(gè)隨機(jī)取兩穗果，共取12 穗果。單產(chǎn)測(cè)定：采用電子稱測(cè)定12穗的平均重量，隨機(jī)調(diào)查3行的果穗數(shù)，調(diào)查每行的面積，折合計(jì)算667m2果穗數(shù)；667m2產(chǎn)量（kg）=單穗重（kg）×每行穗數(shù)×每667m2行數(shù)；單粒重測(cè)定：在采樣果穗重隨機(jī)取3穗，在每個(gè)果穗上中下隨機(jī)取10 粒，用電子稱測(cè)定10 粒重，取平均值；果實(shí)可溶性固形物含量采用WYI 型手持糖量計(jì)測(cè)定；調(diào)查不同品級(jí)果實(shí)所占比例及商品果率：在測(cè)量小區(qū)內(nèi)，進(jìn)行果穗穗形整齊度、果粒大小均勻度、果實(shí)顏色的調(diào)查，并分別統(tǒng)計(jì)出各級(jí)果穗的數(shù)量（一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)），測(cè)量出各級(jí)果穗占據(jù)測(cè)量小區(qū)內(nèi)的葡萄果穗總數(shù)的比例。

一級(jí)果穗標(biāo)準(zhǔn)：粒重5.0～8.0 g，穗重400～800 g，可溶性糖≥18%；二級(jí)果穗標(biāo)準(zhǔn)：粒重＜5.0 g，＞8.0 g，穗重＜400 g，＞800 g，可溶性糖≥17%；三級(jí)果穗標(biāo)準(zhǔn)：粒重＜5.0 g，＞8.0 g 穗重＜400 g，＞800 g可溶性糖＜17%。

商品果率=（二級(jí)及以上果穗數(shù)/樣品總數(shù)）×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用Origin 2017進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 第一熟與第二熟整個(gè)生育期溫室內(nèi)日均溫度變化

研究表明，第一茬日光溫室中溫度從12月上旬一直到果實(shí)成熟期，溫度整體上呈上升趨勢(shì)，12月上旬溫度日平均溫度降到整個(gè)生育期的最低值3.2℃，在5月上旬日均溫度達(dá)到整個(gè)生育期的最高值28.4℃。第二茬時(shí)溫室內(nèi)溫度在葡萄從休眠期到成熟期溫度整體上先升后降，在7月下旬溫度達(dá)到整個(gè)生育期的最大值32℃，整個(gè)生育期溫度日均值在15℃以上。第二茬（25.3℃）室內(nèi)溫度均值明顯高于第一茬（16.7℃）。圖1，圖2

圖1 第一熟整個(gè)生育期溫室內(nèi)日均溫度變化Fig.1 Daily average temperature change in the greenhouse during the whole growth period of the first harvest

圖2 第二熟整個(gè)生育期溫室內(nèi)日均溫度變化Fig.2 Daily average temperature change in the greenhouse during the whole growth stages of the second harvest

2.2 第一熟與第二熟夏黑葡萄各生育期溫室內(nèi)溫度日變化

研究表明，第一熟和第二熟夏黑葡萄溫室內(nèi)溫度日變化均呈單峰型曲線變化。最低溫度出現(xiàn)在早上09:00 左右，溫度開(kāi)始上升，至下午15:00 ～17:00之間溫度上升到一天內(nèi)的最大值。新梢生長(zhǎng)期、開(kāi)花期、幼果膨大期3個(gè)時(shí)期第二熟溫室內(nèi)溫度高于第一熟溫室內(nèi)溫度。在果實(shí)成熟期第一熟溫室內(nèi)溫度明顯高于第二熟溫室內(nèi)溫度。圖3

圖3 第一熟與第二熟各生育期溫室內(nèi)溫度日變化Fig.3 Daily changesin greenhouse during different growth stages between the first harvest and the second harvest

2.3 第一熟與第二熟夏黑葡萄各生育期溫室內(nèi)晝夜溫差比較

研究表明，夏黑葡萄第一熟時(shí)溫室內(nèi)晝夜溫差開(kāi)花期最高，其次為果實(shí)成熟期，分別為25.3和23.6℃。夏黑葡萄第二熟各生育期溫室內(nèi)晝夜溫差均值呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)在果實(shí)成熟期達(dá)到最大值28.6℃。在果實(shí)快速膨大期以前，第一熟溫室內(nèi)的溫度晝夜溫差均值均高于第二熟，而之后第二熟晝夜溫差均值逐漸高于第一熟。在開(kāi)花期和果實(shí)轉(zhuǎn)色期溫差均值差異最明顯，在開(kāi)花期第一熟溫室內(nèi)晝夜溫差均值比第二熟晝夜溫差均值高58.1%，在果實(shí)轉(zhuǎn)色期第二熟晝夜溫差均值相較于第一熟晝夜溫差均值高46.3%。圖4

圖4 第一熟與第二熟各生育期溫室內(nèi)晝夜溫差均值Fig.4 Average temperature difference between day and night in temperature chamber of the first harvest and the second harvest

2.4 第一熟與第二熟果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量比較

研究表明，夏黑葡萄第一熟與第二熟在品質(zhì)和產(chǎn)量上均存在一定的差異。其中，果實(shí)可溶性固形物第二熟要比第一熟平均高0.7個(gè)百分點(diǎn)；而果實(shí)單粒重、單穗重、667m2產(chǎn)量第一熟均高于第二熟，其中第一熟667m2產(chǎn)量相較于第二熟667m2產(chǎn)量高13.9%；但商品果率第二熟較第一熟增加了5個(gè)百分點(diǎn)。表2

表2 第一熟與第二熟果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)Table 2 Yield and quality of the first and second harvest fruits

3 討論

溫度調(diào)控適當(dāng)與否是果樹(shù)設(shè)施栽培能否成功的關(guān)鍵[9]。氣溫對(duì)花器官發(fā)育質(zhì)量的影響很大，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使花粉活力下降。沈元月等[10]研究認(rèn)為，花期高溫會(huì)造成花藥絨氈層和減數(shù)分裂異常，進(jìn)而導(dǎo)致雄性敗育?；ㄆ跍囟仍?5～30℃最為合適，白天溫度不低于25℃，夜晚溫度不低于10℃，日均溫一般達(dá)到20℃才開(kāi)花[11-12]。第一熟晝夜溫差較大，夜晚溫度相對(duì)偏低，第二熟在花期的溫度要好于第一熟，溫度基本維持在25～30℃，更有利于授粉和坐果。劉洪波等[13]研究表明，葡萄果實(shí)縱勁、橫徑、果粒重等形態(tài)指標(biāo)以及果實(shí)糖度與晚上平均溫度、白天平均溫度、平均溫度差、平均溫度等微氣候因子成正相關(guān)。對(duì)果實(shí)膨大期的溫度變化來(lái)看，第二熟果實(shí)膨大期室內(nèi)日均溫度相對(duì)高于第一熟，而且第二熟果實(shí)膨大期日均溫度均高于20℃，但晝夜溫差差異不明顯。溫度在植物體內(nèi)花青素苷的合成過(guò)程中具有重要的作用。溫度是植物組織中影響花青素苷積累的重要環(huán)境因子之一，主要表現(xiàn)在對(duì)花青素苷穩(wěn)定的維持和誘導(dǎo)花青素苷合成途徑相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控上[14]。溫度主要通過(guò)影響酶的穩(wěn)定性來(lái)影響花青素苷的合成[15]。低溫會(huì)誘導(dǎo)花青素苷相關(guān)基因的表達(dá)，提高植物組織內(nèi)花青素苷的含量，而高溫會(huì)抑制相關(guān)基因的表達(dá)，降低植物體內(nèi)花青素含量的積累[16]。從第一熟和第二熟果實(shí)轉(zhuǎn)色期溫度變化來(lái)看，第二熟的日均溫相對(duì)要低于第一熟時(shí)的日均溫度，因此更利于葡萄果實(shí)花青素苷的形成，促進(jìn)葡萄果實(shí)更好的著色。在果實(shí)成熟期溫度是果實(shí)品質(zhì)形成的重要外界因素之一，其中晝夜溫差是形成果實(shí)糖、可溶性蛋白、VC 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的最直接氣候因子指標(biāo)。袁小康等[17]研究表明，正晝夜溫差可提高可溶性糖、糖酸比、可溶性蛋白、VC 等，促進(jìn)番茄果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分含量和品質(zhì)的提高。張任等[18]駿棗品質(zhì)形成的研究中發(fā)現(xiàn)，平均氣溫和平均最高氣溫與果實(shí)中可溶性糖含量和可溶性蛋白含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。研究中發(fā)現(xiàn)第二熟果實(shí)成熟期溫室內(nèi)晝夜溫差值要相對(duì)高于第一熟，但是日平均氣溫要低于第一熟，因此第二熟果實(shí)成熟期溫室內(nèi)氣溫對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的形成提供了更為有利的溫度條件。從夏黑葡萄萌芽期到果實(shí)成熟期，第一熟設(shè)施內(nèi)日均溫度變化呈現(xiàn)一個(gè)升高的趨勢(shì)，而第二熟設(shè)施內(nèi)日均溫度呈先升高后降低的趨勢(shì)，并且第一熟和第二熟設(shè)施內(nèi)溫度日變化趨勢(shì)基本相似，但同一時(shí)刻溫度高低有所差異，另外第二熟果實(shí)成熟期設(shè)施內(nèi)溫度晝夜溫差較大，設(shè)施內(nèi)溫度變化規(guī)律受南疆地區(qū)外界氣候環(huán)境影響較大。

研究結(jié)果顯示，第一熟夏黑葡萄單粒重、單穗重、和產(chǎn)量均高于第二熟，但第二熟夏黑葡萄穗形整齊，大小粒現(xiàn)象少，果實(shí)著色好，其商品果率達(dá)到了90%。其可能的原因是第一熟葡萄樹(shù)體生長(zhǎng)旺盛，根系活力強(qiáng)，有利于樹(shù)體枝條的萌發(fā)與生長(zhǎng)，葡萄果粒大，果穗重，產(chǎn)量高，而且第一熟葡萄果實(shí)膨大期光照相對(duì)強(qiáng)于第二熟時(shí)期，光合作用強(qiáng)[19]。而第二熟在成熟期溫室內(nèi)晝夜溫差大，利于果實(shí)內(nèi)部光合產(chǎn)物的積累，并且在葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期第二熟溫度相對(duì)低，有利于果實(shí)著色。

4 結(jié)論

新疆南疆一年兩熟夏黑葡萄第一熟和第二熟設(shè)施內(nèi)日平均溫度變化和晝夜溫差有較大差異。第一熟溫室內(nèi)日平均溫度呈上升趨勢(shì)，而第二熟溫室內(nèi)溫度呈先升后降的趨勢(shì)，第二熟溫室內(nèi)溫度均值要高于第一熟；第一熟與第二熟各生育期溫室內(nèi)溫度日變化均呈‘單峰’變化趨勢(shì)，在下午15:00～17:00溫度上升到1 d內(nèi)的最大值；第一熟溫室內(nèi)晝夜溫差以開(kāi)花期最高，幼果膨大期最低，而第二熟溫室內(nèi)晝夜溫差在整個(gè)生育期呈一個(gè)遞增的趨勢(shì)。第二熟設(shè)施內(nèi)溫度對(duì)葡萄生長(zhǎng)發(fā)育更有利。第一熟葡萄單穗、單粒、產(chǎn)量較高，而第二熟品質(zhì)要相對(duì)優(yōu)于第一熟。