地面鋪反光膜對(duì)避雨大棚巨峰葡萄微環(huán)境、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及果實(shí)品質(zhì)的影響

李雙海，鄭誠(chéng)樂(lè)，侯毛毛，郜祥雄，倪亨代，佘文琴

(1 福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福州，350002；2 屏南瑞恒農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，福建屏南，352300)

巨峰葡萄為歐美雜交種四倍體品種，1959年引入中國(guó)，并在全國(guó)各地得到推廣[1]。近年來(lái)南方地區(qū)打破傳統(tǒng)思維，延續(xù)并發(fā)展果樹(shù)上山理論[2]，將葡萄引栽至山區(qū)，利用山區(qū)獨(dú)有的氣候特點(diǎn)，生產(chǎn)的果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于同緯度低海拔區(qū)域，且成熟期推遲，延長(zhǎng)了果實(shí)上市供應(yīng)期，經(jīng)濟(jì)效益良好，綜合表現(xiàn)優(yōu)良。光照強(qiáng)度是影響植物生長(zhǎng)的重要因素[3]。山區(qū)的光照強(qiáng)度與低海拔區(qū)存在差異。南方傳統(tǒng)葡萄種植地普遍設(shè)在低海拔區(qū)，對(duì)山區(qū)葡萄的栽培研究較少。通過(guò)在壟間鋪設(shè)反光膜增加植株背陰面光照，探究對(duì)葡萄栽植過(guò)程的生理變化影響文章尚少見(jiàn)。本試驗(yàn)通過(guò)在地表鋪設(shè)反光膜，探索山區(qū)避雨大棚葡萄樹(shù)冠光照條件的變化及對(duì)植株長(zhǎng)勢(shì)和果實(shí)品質(zhì)的影響，旨在為山區(qū)葡萄生產(chǎn)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況和試驗(yàn)材料試驗(yàn)地為福建屏南瑞恒農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司的葡萄種植基地，面積6.87 hm2(103畝)，位于福建屏南縣嶺下鄉(xiāng)開(kāi)源村，平均海拔890 m。試驗(yàn)區(qū)年平均氣溫14.5～16.3 ℃，年降水量1 842.3 mm。種植模式為避雨栽培，采用連棟鋼結(jié)構(gòu)鋼架塑料大棚(熱鍍鋅鋼管，立柱口徑5 cm，橫架、拱架3.3 cm，PO透明薄膜)，單棟規(guī)格20 m×5 m，株行距為1.8 m×3.2 m。葡萄園基礎(chǔ)設(shè)施完備，管理水平較高，采用水平棚架栽植，7月中下旬(20日)套袋，使用木漿紙袋。試驗(yàn)樹(shù)為9年生巨峰葡萄(扦插苗)。供試反光膜為銀白色PET鍍鋁塑料膜，購(gòu)自青島禹辰盛業(yè)商貿(mào)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法2021年6月隨機(jī)選取生長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致的植株開(kāi)展試驗(yàn)。試驗(yàn)組在地面鋪設(shè)反光膜，覆膜范圍包括壟面(見(jiàn)圖1)，每組處理6棟大棚，3次重復(fù)，合計(jì)18棟大棚，共720株葡萄；對(duì)照組為不鋪設(shè)反光膜(CK)，距離試驗(yàn)組40 m。

圖1 避雨栽培巨峰葡萄地面鋪反光膜情況

1.3 指標(biāo)測(cè)定與方法微環(huán)境測(cè)定：每棟大棚隨機(jī)選取12株進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定時(shí)間為7月3日(晴天)9：30、11：30、13：30、15：30和17：30，即每隔2 h測(cè)定一次。采用泰仕數(shù)字照度計(jì)(型號(hào)：TES-1332A)測(cè)定反射光光強(qiáng)，每株測(cè)定樹(shù)下距地面130 cm、主干四周、距離主干50 cm的東、南、西、北4個(gè)位點(diǎn)。采用富納德土壤探針溫度計(jì)(型號(hào)：TP101)測(cè)定土壤溫度，探測(cè)深度分為10 cm和20 cm，測(cè)試點(diǎn)位于植株行間兩側(cè)30 cm。將富納德機(jī)械溫濕度計(jì)(型號(hào)：TH130A1)放置于大棚內(nèi)，定時(shí)記錄棚內(nèi)溫度及濕度。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定：測(cè)定時(shí)間與微環(huán)境測(cè)定相同。采用便攜式M系列調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)(型號(hào)：MINI-版IMAGING-PAM)，選取葡萄植株枝梢靠近主干第二枝節(jié)間相同部位葉片，測(cè)定葉綠素?zé)晒鈪?shù)。測(cè)定之前葉片進(jìn)行暗處理30 min以上，測(cè)定部位為葉背。每處理測(cè)定3株，每株測(cè)3張葉片。測(cè)定參數(shù)包括光系統(tǒng)II的實(shí)際光合效率Y(II)、光化學(xué)淬滅系數(shù)qP、非光化學(xué)淬滅系數(shù)NPQ、電子傳遞速率ETR[4]。

果實(shí)品質(zhì)測(cè)定：采用NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸；采用手持折光儀(型號(hào)：LH-T80)測(cè)定可溶性固形物；采用pH示差法測(cè)定果實(shí)花色苷，使用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司花色苷植物試劑盒(系列號(hào)：HSG-2-Y)，OD值測(cè)定使用多功能酶標(biāo)儀(型號(hào)：infinite m200 pro)在波長(zhǎng)為530 nm和700 nm處進(jìn)行測(cè)定；采用DNS法測(cè)定果實(shí)總糖，使用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司總糖含量測(cè)定試劑盒(系列號(hào)：ZT-2-Y)，OD值測(cè)定使用多功能酶標(biāo)儀(型號(hào)：infinite m200 pro)在波長(zhǎng)為540 nm處進(jìn)行測(cè)定[5-7]。取樣時(shí)，3株為一個(gè)重復(fù)，重復(fù)3次，每株隨機(jī)取單串果穗3個(gè)。測(cè)定可滴定酸時(shí)，在每個(gè)果穗上部四面各取2粒果。測(cè)定可溶性固形物時(shí)，在每個(gè)果穗中部四面各取1粒果。測(cè)定花色苷時(shí)，在每個(gè)果穗中部四面各取1粒果。測(cè)定總糖時(shí)，在每個(gè)果穗底部取3粒果。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行SNK單因素方差分析和多重比較(α=0.05)。

2 結(jié)果分析

2.1 大棚內(nèi)微環(huán)境地面鋪設(shè)反光膜對(duì)大棚內(nèi)微環(huán)境產(chǎn)生了明顯影響。與不鋪設(shè)反光膜的對(duì)照相比，鋪設(shè)反光膜顯著增強(qiáng)了各時(shí)間點(diǎn)的反射光照強(qiáng)度，正午13：30達(dá)到頂峰，為8 827 lx(見(jiàn)圖2)。鋪設(shè)反光膜可升溫0.6～1.5 ℃，可降低棚內(nèi)空氣相對(duì)濕度1.8～9.3個(gè)百分點(diǎn)(圖3)。鋪設(shè)反光膜后深度10 cm和20 cm土溫的日變化幅度僅為1.40和0.77 ℃，低于對(duì)照(分別為3.98和1.16 ℃)。即，鋪設(shè)反光膜后，土壤溫度日變化更為平穩(wěn)，變化幅度小(見(jiàn)圖4)。

注：7月3日(晴天)測(cè)定。圖2和圖3同。

圖3 避雨栽培巨峰葡萄地面鋪反光膜棚內(nèi)溫度和濕度的日變化

圖4 避雨栽培巨峰葡萄地面鋪反光膜后土壤溫度的日變化

2.2 葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)鋪設(shè)反光膜各時(shí)段的實(shí)際光合效率Y(II)均高于對(duì)照，鋪設(shè)反光膜的日變化幅度小于對(duì)照；正午13：30時(shí)，鋪設(shè)反光膜與對(duì)照接近，這說(shuō)明晴天正午棚內(nèi)樹(shù)冠的光照接近葉片光使用能力飽和點(diǎn)。鋪設(shè)反光膜的光化學(xué)淬滅系數(shù)qP與電子傳遞速率ETR處于較高水平，整體高于對(duì)照。在15：30之前鋪設(shè)反光膜的非光化學(xué)淬滅系數(shù)NPQ趨近一致，17：30鋪設(shè)反光膜的略低于對(duì)照(見(jiàn)圖5)。

圖5 避雨栽培巨峰葡萄地面鋪反光膜后葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的日變化

2.3 果實(shí)品質(zhì)與對(duì)照相比，鋪設(shè)反光膜的葡萄單果質(zhì)量、果實(shí)可溶性固形物和總糖均顯著提高，這與提升光強(qiáng)增加光合作用有關(guān)。鋪設(shè)反光膜的果實(shí)可滴定酸含量顯著下降。鋪設(shè)反光膜的花色苷含量無(wú)顯著變化，其原因?yàn)檗D(zhuǎn)色期處于套袋中，反光膜對(duì)果皮的影響弱。整體分析，鋪設(shè)反光膜提高了葡萄果實(shí)品質(zhì)(見(jiàn)表1)。

表1 覆蓋反光膜對(duì)高山巨峰葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，在大棚避雨栽培葡萄的地面鋪設(shè)反光膜可以改善葡萄生長(zhǎng)微環(huán)境，提高葉下光照強(qiáng)度，提升空氣溫度，降低空氣濕度，減小土壤溫度的波動(dòng)。這與羅玲等[8]研究結(jié)果相似。分析認(rèn)為，因反光膜具有不透氣的屬性，可減少土壤水分蒸發(fā)，從而降低空氣相對(duì)濕度和保溫隔熱，為土壤微生物創(chuàng)造良好環(huán)境，可提高土壤生物活性，改善土壤肥力[9-10]。

葉綠素?zé)晒馓匦钥梢苑从橙~片光合作用光系統(tǒng)對(duì)光能的吸收、傳遞、耗散和分配，被視為是研究植物光合作用與環(huán)境關(guān)系的內(nèi)在探針[11-12]。本研究結(jié)果表明，鋪設(shè)反光膜對(duì)大棚避雨栽培葡萄葉片的葉綠素?zé)晒馓匦杂酗@著影響。其中，實(shí)際光合效率Y(II)在日變化過(guò)程中均高于對(duì)照，說(shuō)明實(shí)際光能轉(zhuǎn)化效率高于對(duì)照，這對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及內(nèi)含物質(zhì)的累積具有積極影響[13-19]。由光合作用引起的熒光淬滅稱之為光化學(xué)淬滅(qP)。本研究中，qP日變化曲線與實(shí)際光合效率[Y(II)]相似，均為先上升后下降，峰值出現(xiàn)在13：30。這與王文軍等[20]在灰棗上研究得到的Y(II)與qP存在極顯著關(guān)系的結(jié)果相符。電子傳遞速率ETR表示經(jīng)過(guò)光系統(tǒng)II的相對(duì)線性電子流速率，實(shí)際光合效率Y(II)越高電子傳遞率相應(yīng)提高[21]。非光化學(xué)淬滅(NPQ)表示光系統(tǒng)II吸收的能量用于耗散為熱量的比例。本研究中，鋪設(shè)反光膜與對(duì)照的NPQ變化趨勢(shì)相同，且差異無(wú)顯著。說(shuō)明山區(qū)大棚避雨栽培巨峰葡萄鋪設(shè)反光膜后，葉片吸收的光能用于熱消耗的能力無(wú)明顯增加，增加的光照強(qiáng)度主要被用于光合作用，沒(méi)有導(dǎo)致光合抑制的產(chǎn)生。

鋪設(shè)反光膜山區(qū)大棚避雨栽培巨峰葡萄果實(shí)品質(zhì)有促進(jìn)作用。其中，可溶性固形物、總糖含量和單果質(zhì)量均有顯著提升。果實(shí)品質(zhì)的提升得益于鋪設(shè)反光膜改善了葡萄生長(zhǎng)的微環(huán)境。如：光照條件增強(qiáng)促進(jìn)了光合作用，有利于果實(shí)內(nèi)含物質(zhì)的積累；相對(duì)溫暖干燥的環(huán)境，減少了病蟲(chóng)害的發(fā)生率。

綜上所述，地面鋪設(shè)反光膜，有利于改善山區(qū)大棚避雨栽培巨峰葡萄植株生長(zhǎng)微環(huán)境，提升光合作用，提高果實(shí)品質(zhì)。