不同物候期人工誘導(dǎo)葡萄果實日灼的相關(guān)研究

范旭園，黃泳碧，譚茗月，白揚，韓佳宇，張延暉，廖原，白先進(jìn)，王博*

（ 1. 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧 530004；2. 廣西真誠農(nóng)業(yè)有限公司，廣西南寧 530007；3. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，廣西南寧 530007 ）

‘陽光玫瑰’為深受消費者喜愛的葡萄品種，果肉脆甜，香味濃郁[1]，近年來在我國廣西、云南、廣東、福建、陜西、北京等[2-7]多地推廣成功，成為目前我國高檔優(yōu)質(zhì)葡萄種植面積最大的品種之一[8]。但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，‘陽光玫瑰’葡萄在多地栽培易出現(xiàn)果實日灼現(xiàn)象[9-11]，尤以高溫強(qiáng)光天氣較多的地區(qū)更為嚴(yán)重[12]。葡萄發(fā)生日灼后，果實表面出現(xiàn)褐色斑點，嚴(yán)重時果實皺縮萎蔫，極大地降低了果實的品質(zhì)和產(chǎn)量[13]。

葡萄果實日灼的發(fā)生與強(qiáng)光直射、紫外線輻射及高溫等環(huán)境因素有關(guān)，較高的空氣濕度、較小的風(fēng)速、較低的土壤水分等因素在一定程度上會加劇日灼癥狀[13]。研究表明，高溫是引起果實日灼的主要原因，而果實表面的高溫一方面來自氣溫的熱交換，另一方面來自光輻射的部分光能轉(zhuǎn)化的熱能，使果實表面達(dá)到閾值溫度[14-15]，蒯傳化等[16]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄發(fā)生日灼的果表溫度閾值范圍為42.0～42.8 ℃。葡萄果實日灼的發(fā)生具有品種特異性，如‘紅地球’‘美人指’和‘溫克’等品種較易發(fā)生日灼[17-19]，‘夏黑’‘巨玫瑰’‘巨峰’等品種不易發(fā)生日灼[20]。此外，葡萄果實日灼的發(fā)生也與果實發(fā)育期有關(guān)，在果實幼果期、膨大期、硬核期、轉(zhuǎn)色期均可能發(fā)生日灼，但一般以果實快速膨大期發(fā)生較多[21-22]。

在正常的葡萄果實細(xì)胞中，活性氧的產(chǎn)生和消除處于動態(tài)平衡[23]。而遭受日灼侵害的果實細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)與超氧陰離子自由基代謝平衡被打破，細(xì)胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)不足以消除其危害，導(dǎo)致酚類物質(zhì)被氧化變褐，葡萄果實出現(xiàn)褐化、萎蔫的日灼癥狀[24]。

很多研究報道了‘陽光玫瑰’葡萄易發(fā)生日灼的時期，但結(jié)論不一，如廣西桂林5月下旬至6月中旬為易發(fā)期[25]、江蘇淮安的易發(fā)期為7月下旬到8月上旬以及第一次果實膨大期、大幼果期至封穗期以及幼果期等[26-29]。黃小云[21]調(diào)查了一年兩收栽培‘陽光玫瑰’葡萄冬果的日灼發(fā)生情況，發(fā)現(xiàn)冬果較易發(fā)生日灼的時期為果實膨大期和軟化期，并發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)含量與果實日灼密切相關(guān)。為進(jìn)一步明確葡萄果實發(fā)生日灼的相關(guān)規(guī)律，本文以易發(fā)生日灼的‘陽光玫瑰’葡萄和不易發(fā)生日灼的‘巨玫瑰’葡萄為試驗對象，研究不同物候期人工誘導(dǎo)日灼處理下兩個品種的日灼發(fā)生情況和變化規(guī)律，以及不同發(fā)育期和不同日灼進(jìn)程葡萄果實的總酚含量差異，探索葡萄果實日灼發(fā)生的表面閾值溫度、敏感時期以及日灼與果實總酚含量的關(guān)系，為生產(chǎn)上防治日灼、提質(zhì)增效提供理論指導(dǎo)。

1 試材與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2022年4—7月在廣西南寧廣西真誠農(nóng)業(yè)有限公司葡萄種植基地（108°8′33″E，23°11′48″N）進(jìn)行。以4年生‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄為試材，避雨栽培，平棚架，樹形為H形，南北行向，株行距為4 m×6 m，常規(guī)栽培管理。

1.2 試驗設(shè)計

分別在‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄種植區(qū)隨機(jī)選取長勢一致、生長健壯、無病蟲害的10株葡萄。參照Coombe[30]進(jìn)行物候期分類：E-L31（漿果豌豆大小，直徑約7 mm）、E-L32（開始封穗，若為緊穗品種，漿果開始相互接觸）、E-L33（漿果仍為綠色，硬）、E-L34（漿果開始變軟轉(zhuǎn)色，糖度開始提高）、E-L36（漿果完全轉(zhuǎn)色，糖度達(dá)到中等值）和E-L38（漿果成熟度達(dá)到采收要求）。在以上6個時期分別選取‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄樹10株，每株隨機(jī)選取15穗果實進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理。參考張建光等[31]的人工誘導(dǎo)果實日灼處理方法，在距離果穗15 cm處用強(qiáng)光高溫加熱燈（275 W，220 V，4.5萬Lx，嘉興藍(lán)巨星電器科技有限公司生產(chǎn)）對果穗進(jìn)行加熱照射，營造一個穩(wěn)定的“高溫”小氣候，在果穗表面出現(xiàn)日灼癥狀時停止誘導(dǎo)處理。其中3穗果實用于日灼發(fā)生閾值溫度的測定，5穗果實用于人工誘導(dǎo)日灼處理10 min和20 min時日灼發(fā)生率的測定，7穗果實用于人工誘導(dǎo)日灼處理后果實總酚含量的測定。

1.3 試驗指標(biāo)測定

1.3.1 葡萄果實日灼閾值溫度的測定

于‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’的上述6個時期各選取3穗果實進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理。處理過程中每穗果上、中、下隨機(jī)選取5個果粒，用德力西872紅外線測溫儀（德力西電器公司生產(chǎn)）測定果粒表面溫度，記錄果粒剛開始出現(xiàn)日灼癥狀，即果實表面失綠出現(xiàn)白色水漬狀時的溫度，每粒果為一個重復(fù)，共15個重復(fù)。

1.3.2 葡萄果實日灼發(fā)生率的測定

于‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’的上述6個時期各選取5穗果進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理，在處理后10 min和20 min時分別記錄每穗果上日灼果粒發(fā)生的數(shù)量，并統(tǒng)計果實的日灼發(fā)生率。計算公式為：日灼發(fā)生率（%）=(日灼果粒/總果粒數(shù))×100。每穗果為一個重復(fù)，共5個重復(fù)。

1.3.3 葡萄果實總酚含量的測定

于上述6個時期，分別在隨機(jī)選取的‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄7穗果實上進(jìn)行人工誘導(dǎo)日灼處理。在人工誘導(dǎo)日灼處理的不同階段分別采集正常果（SB-0）、日灼誘導(dǎo)處理3 min的果實（SB-1）、日灼面積占果?？偯娣e1/4的果實（SB-2）和日灼面積占果?？偯娣e3/4的果實（SB-3），用于總酚含量測定。各階段的采樣標(biāo)準(zhǔn)如下：

SB-0：在人工誘導(dǎo)日灼處理前，于每穗果的上、中、下各隨機(jī)采1～2粒果實，共40粒；SB-1：在人工誘導(dǎo)日灼處理3 min時，于每穗果日灼誘導(dǎo)面的上、中、下各隨機(jī)采集1～2粒果實，共40粒；SB-2：繼續(xù)進(jìn)行日灼誘導(dǎo)，每穗果上待果粒出現(xiàn)日灼且日灼表面積占果實總面積1/4時采樣，每穗果共隨機(jī)采集5～6粒，共40粒；SB-3：繼續(xù)進(jìn)行日灼誘導(dǎo)，每穗果上待果粒出現(xiàn)日灼且日灼表面積占果實總面積3/4時采樣，每穗果共隨機(jī)采集5～6粒，其后停止人工誘導(dǎo)日灼處理，共采集果粒40粒。

果實總酚含量的測定采用福林酚（F o l i n-Ciocalteau）法[32-33]并加以改動，結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量（GAE）表示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計處理，采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實的日灼閾值溫度

人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實發(fā)生日灼的果面閾值溫度反映出不同發(fā)育期兩個品種果實發(fā)生日灼的敏感程度。圖1所示，人工誘導(dǎo)日灼處理下，‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31至E-L38時期果實發(fā)生日灼時的表面閾值溫度為39.43～60.10 ℃，在E-L31～E-L33時期果實發(fā)生日灼的表面閾值溫度較低，為39.43～43.89 ℃，其中E-L33時期果實表面發(fā)生日灼的閾值溫度最低；在E-L34時期果實發(fā)生日灼的表面閾值溫度顯著高于前3個時期，其后各時期閾值溫度逐漸升高，在E-L38時期為最高，說明‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31～E-L33時期對日灼較敏感，且在E-L33時期最為敏感?！廾倒濉咸言谡麄€發(fā)育期果實發(fā)生日灼時的表面閾值溫度為40.05～62.56 ℃，整體高于‘陽光玫瑰’，在除E-L31、E-L32和E-L34外的各個時期果實發(fā)生日灼時的表面閾值溫度均顯著高于‘陽光玫瑰’葡萄?！廾倒濉咸言贓-L31和E-L32兩個時期發(fā)生日灼時的果實表面閾值溫度較低，分別為42.99 ℃和40.05 ℃，且以E-L32時期為最低，在E-L33時期果實發(fā)生日灼的表面閾值溫度顯著高于前兩個時期，其后各時期閾值溫度逐漸升高，在E-L38時期最高。說明‘巨玫瑰’葡萄也是在果實發(fā)育前期（E-L31和E-L32）對日灼較敏感，最敏感時期為E-L32時期。

2.2 人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實的日灼發(fā)生率

不同時長人工誘導(dǎo)日灼處理葡萄果實的日灼發(fā)生率進(jìn)一步反映出不同發(fā)育期兩個品種果實發(fā)生日灼的敏感程度。表1所示，在人工誘導(dǎo)日灼處理10 min時，‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31時期的日灼發(fā)生率最高為18.69%，E-L32時期略有降低，在E-L33時期再次上升至15.19%，在E-L34、E-L36、E-L38時期果實日灼發(fā)生率顯著下降，降至10%及以下，在E-L38時最低。人工誘導(dǎo)日灼處理10 min時，‘巨玫瑰’葡萄在E-L31時期日灼發(fā)生率最高，達(dá)16.02%，但E-L33時降至8.71%，其后逐漸下降，到E-L38時為0。人工誘導(dǎo)日灼處理20 min時，兩品種各物候期日灼率發(fā)生趨勢與處理10 min的類似，‘陽光玫瑰’葡萄日灼發(fā)生率由E-L31時期的84.47%下降到E-L38時期的31.25%，‘巨玫瑰’葡萄日灼發(fā)生率由E-L31時期的70.34%持續(xù)降低到E-L38時期的15.52%。在整個發(fā)育期（除E-L32），‘巨玫瑰’葡萄人工誘導(dǎo)日灼處理10 min和20 min的果實日灼發(fā)生率均顯著低于‘陽光玫瑰’。

表1 ‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄不同發(fā)育期果實的日灼發(fā)生率Table 1 The sunburn incidence of 'Shine Muscat' and 'Jumeigui' grapes at different developmental stages%

2.3 葡萄果實日灼進(jìn)程中總酚含量的變化

表2為‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄在人工誘導(dǎo)日灼處理下果實的總酚含量變化。其中，‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31、E-L32和E-L38時期，誘導(dǎo)果實發(fā)生日灼的過程中，總酚含量均先下降，在果實表面開始發(fā)生日灼時（SB-2或SB-3）上升；E-L33、E-L34和E-L36時期果實總酚含量均在日灼誘導(dǎo)3 min時（SB-1）上升，然后下降。‘巨玫瑰’葡萄E-L31時期在誘導(dǎo)果實發(fā)生日灼過程中，果實總酚含量持續(xù)下降；E-L33時期在日灼誘導(dǎo)3 min時（SB-1）果實總酚含量開始顯著上升，隨后下降；而E-L32、E-L34、E-L36和E-L38時期總酚含量在果實表面出現(xiàn)日灼時（SB-2）開始顯著上升，隨后下降。此外，從表2中各時期‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄正常果（SB-0）的總酚含量變化可以看出，‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31至E-L36時期果實的總酚含量持續(xù)下降，在E-L38時期總酚含量有小幅度上升；‘巨玫瑰’葡萄在E-L31～E-L33時期果實總酚含量持續(xù)下降，在E-L34和E-L36時期轉(zhuǎn)而上升，在E-L38時期又下降至最低。同時，‘陽光玫瑰’葡萄正常果果實的總酚含量在各果實發(fā)育期均顯著低于‘巨玫瑰’葡萄。

表2 ‘陽光玫瑰’和‘巨玫瑰’葡萄不同發(fā)育期果實日灼進(jìn)程中總酚含量的變化Table 2 Changes of total phenolic contents in sunburnt fruits of 'Shine Muscat' and 'Jumeigui' grapes at different developmental stages mg·g-1

3 討論與結(jié)論

葡萄果實日灼的發(fā)生與發(fā)育期有關(guān)。前人對‘陽光玫瑰’葡萄果實易發(fā)生日灼的時期有很多不同的報道，在果實快速膨大期[10]、幼果期[29]或大幼果期至封穗期均有發(fā)生。本研究中，在人工誘導(dǎo)日灼處理下‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31～E-L33時期、‘巨玫瑰’葡萄在E-L31和E-L32時期果實發(fā)生日灼時的表面閾值溫度較低且日灼發(fā)生率較高，表明‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31～E-L33時期容易發(fā)生日灼，‘巨玫瑰’葡萄在E-L31和E-L32時期易發(fā)生日灼。本研究中‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄在E-L31時期人工誘導(dǎo)日灼處理較易發(fā)生日灼，與一些研究報道不同[10,28-29]，這可能與大多研究是基于生產(chǎn)的調(diào)查結(jié)果有關(guān)。因為生產(chǎn)中葡萄E-L31時期一般氣溫較低，達(dá)不到果實發(fā)生日灼的閾值溫度，因此自然條件下，‘陽光玫瑰’日灼敏感期應(yīng)為E-L33時期，‘巨玫瑰’日灼敏感期應(yīng)為E-L32時期。本研究中‘陽光玫瑰’的E-L34～E-L38時期及‘巨玫瑰’的E-L33～E-L38時期，果實日灼發(fā)生的表面閾值溫度均顯著高于其他時期且日灼發(fā)生率較低，表明‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄在果實發(fā)育期后期不易發(fā)生日灼。

葡萄果實日灼的發(fā)生具有品種特異性。蒯傳化等[23]研究表明，中晚熟葡萄品種日灼發(fā)生嚴(yán)重，而早熟葡萄品種日灼發(fā)生較輕；大粒葡萄品種日灼發(fā)生較早且嚴(yán)重，而小粒葡萄品種日灼發(fā)生較晚且輕。本研究中，‘陽光玫瑰’在E-L33、E-L36與E-L38時期果實日灼發(fā)生的表面閾值溫度均顯著低于‘巨玫瑰’，在E-L31、E-L33至E-L38時期果實日灼發(fā)生率均顯著高于‘巨玫瑰’，表明‘陽光玫瑰’較‘巨玫瑰’易發(fā)生日灼。同時，人工誘導(dǎo)日灼處理下，‘陽光玫瑰’葡萄在果實發(fā)育的前3個時期（E-L31～E-L33）均較容易發(fā)生日灼，而‘巨玫瑰’葡萄僅在果實發(fā)育的前兩個時期（E-L31和E-L32）較容易發(fā)生日灼，表明‘陽光玫瑰’葡萄易發(fā)生日灼的持續(xù)時間較‘巨玫瑰’長。

葡萄果實日灼發(fā)生可能與果實總酚含量有關(guān)。黃小云[21]在研究一年兩收栽培模式下冬果發(fā)育期的‘陽光玫瑰’時發(fā)現(xiàn)，正常果與日灼果的非花色苷單體酚類物質(zhì)的總量無顯著性差異，但是單體酚類物質(zhì)含量有差異。本研究中‘陽光玫瑰’正常果中的總酚含量在各發(fā)育期均顯著低于‘巨玫瑰’，表明葡萄果實總酚含量高，抗氧化能力強(qiáng)，則不易發(fā)生日灼。并且在果實發(fā)生日灼進(jìn)程中，‘陽光玫瑰’全發(fā)育期（除SB-1）及‘巨玫瑰’的E-L32～E-L38時期果實總酚含量均有一個上升的變化，Liu等[34]在研究不同日灼狀態(tài)下石榴果皮中總酚含量的變化時發(fā)現(xiàn)，總酚含量隨日灼程度的增加而增加，表明果實日灼過程中的抗氧化反應(yīng)可能與活性氧清除和脂質(zhì)過氧化抑制有關(guān)，是果實的應(yīng)激反應(yīng)。本研究中，‘陽光玫瑰’與‘巨玫瑰’葡萄正常果中，均表現(xiàn)為E-L31時期總酚含量最高，然后下降又上升，雖然在E-L31時果實總酚含量高，但抵抗日灼能力弱，較容易發(fā)生日灼，這表明總酚不是影響葡萄果實日灼的唯一因素，還有其他物質(zhì)影響著果實日灼的發(fā)生[35]。

綜上所述，在廣西南寧的避雨栽培模式下，人工誘導(dǎo)日灼處理下‘陽光玫瑰’葡萄在E-L31～E-L33時期均較容易發(fā)生日灼，在E-L33時期對日灼最敏感；‘巨玫瑰’葡萄在E-L31與E-L32時期較容易發(fā)生日灼，在E-L32時期對日灼最敏感。整個果實發(fā)育期‘陽光玫瑰’葡萄均較‘巨玫瑰’葡萄易發(fā)生日灼。兩品種在日灼發(fā)生進(jìn)程中果實總酚含量均有顯著變化，且‘陽光玫瑰’葡萄正常果果實中總酚含量在各個發(fā)育期均顯著低于‘巨玫瑰’葡萄，總酚含量與果實日灼發(fā)生有一定相關(guān)性，但根據(jù)E-L31時期的總酚含量與日灼率，說明還有其他因素共同影響葡萄果實日灼的發(fā)生。