补碳对设施杨梅果实生长和品质的影响

顾礼力， 张力文， 刘 杰， 杨再强

(1.江苏省连云港市气象局，江苏连云港 222002； 2.江苏省气象服务中心，江苏南京 210008； 3.南京信息工程大学，江苏南京 210044)

补碳对设施杨梅果实生长和品质的影响

顾礼力1，3， 张力文2， 刘 杰1， 杨再强3

(1.江苏省连云港市气象局，江苏连云港 222002； 2.江苏省气象服务中心，江苏南京 210008； 3.南京信息工程大学，江苏南京 210044)

以“丁岙”杨梅(MyricarubraSieb cv.‘Dingao’)为试材，于杨梅幼果期至成熟期控制设施大棚内CO2浓度在1 000 μL/L左右，研究补碳对设施杨梅果实发育进程、相对发育速率及品质的影响。结果表明，补碳可以加快设施杨梅果实的发育进程，设施补碳杨梅的成熟期比设施不补碳提前7 d；设施补碳杨梅的果实相对发育速率加快，成熟期时补碳杨梅果实的相对发育速率为不补碳的1.12倍；设施补碳杨梅果实的平均直径比设施不补碳杨梅增大10.5%、含酸量降低11.5%、含糖量增加13.1%。对设施杨梅进行碳肥补充，可以促进杨梅果实的发育进程和果径的生长，改善设施栽培带来的杨梅品质下降问题。

设施栽培；杨梅；补碳；相对发育速率；品质；果径

杨梅(MyricarubraSieb)是中国著名的特产水果之一[1]。近年来，杨梅设施栽培因可避风、避雨[2]、果实提前成熟、经济效益较好而得以迅速发展[3]。然而，设施环境相对封闭，易致光照不足、CO2匮乏，进而产生光合效率降低、产量不高、品质下降等问题[4]，设施杨梅生产亟待解决。CO2是植物光合作用的物质基础，对植物生理代谢、生长发育及品质形成具有重要作用。近年来，利用CO2调节作物生长受到国内外学者的广泛关注[5-9]，张富仓等认为，增加作物生长环境中的CO2浓度会促进作物的光合速率增加，延长作物的光合作用时间，降低作物的光补偿点[10-12]。王志强等研究表明，设施内适当提高CO2浓度，可使油桃日平均光合速率提高 25.9%，光能利用率也显著增加，在一定程度上弥补了光照不足对果实生长发育的影响，改善了树体的有机营养水平[13]。朱世东等测定高CO2浓度下生长的番茄果实品质发现，与正常生长的番茄果实相比，其果实中葡萄糖、果糖、维生素C含量分别增加7.4%～19.0%、6.3%～14.4%、2.9%～10.5%，可滴定酸降低2.6%～5.5%[14]。杨梅设施栽培于1999年取得成功[15]，起步相对较晚，有关设施杨梅补充CO2的气肥技术与效应研究鲜见报道。本试验通过人为控制设施杨梅环境中的CO2浓度，以探讨补碳对设施杨梅果实生长发育及品质的影响，为设施杨梅的高效发展提供重要参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2011年1—6月在茶山镇丁岙村杨梅种植基地(28°36′ N、120°38′ E)进行，试验大棚为长25 m、宽8 m、高 6 m 的竹木结构塑料大棚，地形为丘陵地，海拔68 m，东南向呈40°斜坡，土质为沙壤土，微酸性，肥力中等。供试品种为丁岙杨梅，树龄为15～20年。

1.2 试验设计

试验设置3个处理，分别为设施补碳(CE)、设施不补碳(FC)、露地(NC)。设施补碳处理是在杨梅进入幼果期，通过架设在大棚内距地面3.0 m高的塑料管道及管道上孔径 1 mm、孔距2 cm的小孔向试验棚内均匀施放CO2，直到杨梅成熟，控制杨梅大棚内CO2浓度为1 000 μL/L左右。每日补碳时间为08：00—17：00，阴雨天不补碳。

1.3 调查内容及方法

1.3.1 小气候数据 使用美国产HOBO Watchdog 2000型数据采集器，分别采集太阳辐射、温度、湿度等大棚小气候数据；采用校正过的美国产Telaire-7001型CO2分析仪测定CO2浓度。

1.3.2 杨梅果实数据 采用游标卡尺分别测量不同处理4个方位杨梅果实的纵径、横径，取平均值；分别采用折光仪法、比色法、中和滴定法、靛酚滴定法测定杨梅果实的可溶性固形物含量、含糖量、含酸量、维生素C含量[16]。

1.3.3 相对发育速率 通过计算相对发育速率来表示不同处理杨梅果实的发育速度，计算公式为：

(1)

式中：Rij为相对发育速率；i表示不同处理；j表示果实的不同发育阶段；rsj为发育最快的处理各阶段发育所需天数占整个发育天数的比例；dsj为发育最快的处理在第j发育阶段所需天数；Dij为其他处理各阶段发育阶段所需天数。

2 结果与分析

2.1 不同处理间日总辐射与日均温差异

由图1可知，不同处理间日总辐射变化趋势一致，露地环境日总辐射值相对最高，设施补碳和设施不补碳杨梅之间日总辐射无明显差异，多云或者阴天时设施栽培日总辐射下降更为明显，这可能是由覆膜、支架遮挡所致；不同处理间日均温变化趋势基本一致，设施补碳和设施不补碳大棚之间的日均温差异不明显，但露地种植环境与设施种植环境相比，日均温呈现前期差异大后期差异相对较小的变化趋势，这是由于杨梅生育前期露地栽培气温低，设施大棚为保温往往揭膜通风时间短，而到生育后期，随着气温上升，为避免棚内温度过高，往往延长揭膜通风时间进行降温。

2.2 不同处理间CO2浓度差异

测定晴天气候条件下不同处理环境CO2浓度的日变化曲线，由图2可见，设施补碳环境下，CO2浓度控制在 1 000 μL/L 左右；设施不补碳生长环境下，CO2浓度呈现夜间高、白天随辐射强度增强而下降的趋势，上午9：00—10：00达到最低，后又缓慢上升，这可能与大棚此时需给大棚揭膜通风降温有关；露地栽培生长环境下，CO2浓度始终在 340 μL/L 左右。

2.3 补碳对杨梅果实发育进程的影响

杨梅果实发育分为5个阶段，分别为幼果期、硬核期、膨大期、转色期、成熟期。由表1、图3可见，进入幼果期前由于未进行补碳处理，除露地种植的杨梅在4月1日进入幼果期外，设施栽培的杨梅进入幼果期日期无明显差异；设施补碳杨梅进入膨大期、转色期、成熟期的日期分别比设施不补碳杨梅提前2、3、7 d，随补碳时间延长，补碳杨梅发育速率呈加速态势；设施补碳杨梅比露地种植杨梅提前21 d成熟；设施补碳、设施不补碳、露地栽培杨梅从幼果到成熟所需天数分别为74、83、81 d；在相同发育阶段，补碳处理的杨梅果实发育速率相对最快；成熟阶段(第Ⅳ阶段)，设施补碳、设施不补碳、露地杨梅的相对发育速率分别为1.00、0.89、0.93，设施补碳杨梅果实的相对发育速率是设施不补碳杨梅的1.12倍；除果实初始发育阶段(第Ⅰ阶段)设施不补碳杨梅的相对发育速率稍大于露地杨梅外，其他各阶段相对发育速率大小依次为设施补碳>露地>设施不补碳，这可能是因为设施不补碳栽培未加快杨梅的发育进程，只是改变了杨梅生长的小气候环境，使各生育期较露地种植杨梅有所提前，且越到生育后期提前的幅度越小，而补碳杨梅加快了设施杨梅的发育进程，且越到后期提前的幅度越大。

表1 不同栽培环境下杨梅的生育期

注：幼果期：雌花凋敝，50%雌花花柄上出现幼果；硬核期：50%果实纵径、横径大于13 mm×11 mm；膨大期：补碳、不补碳、露地栽培50%的杨梅果实纵径、横径分别大于22 mm×20 mm、19 mm×17 mm、17 mm×15 mm；转色期：50%挂枝杨梅果实由浅红开始变为深红；成熟期：果实成熟，开始采收。

2.4 补碳对杨梅果实直径生长的影响

由图4可见，增施CO2气肥能够显著促进杨梅横径、纵径的生长；幼果期时大棚内补碳杨梅和不补碳杨梅的横径、纵径差异不显著，但坐果20 d时，补碳、不补碳、露地杨梅的果实横径、纵径分别为1.44、1.76、1.29 cm和1.45、1.09、1.20 cm，相互间达到显著差异水平(P<0.05)；杨梅进入盛果期时，补碳、不补碳、露地杨梅果实的平均直径分别为3.05、2.76、2.37 cm，设施补碳杨梅果实的平均直径比设施不补碳显著提高了10.5%，比露地杨梅显著提高了28.7%。

2.5 补碳对杨梅果实品质的影响

由表2可见，与设施不补碳杨梅相比，补碳杨梅果实维生素C含量、单果质量、含糖量、可溶性固形物含量分别增加47.5%、17.8%、13.1%、16.9%，并通过0.01显著性检验；补

碳杨梅果实可食率有显著提升，比设施不补碳杨梅增加5.8%，并通过0.05显著性检验；补碳杨梅果实可滴定酸含量有明显下降，比设施不补碳杨梅下降了11.5%，并通过0.05显著性检验；补碳杨梅与露地杨梅相比，维生素C含量有极显著提升。

表2 补碳对杨梅果实品质的影响

注：“*”表示通过0.05差异显著性检验；“**”表示通过0.01差异显著性检验。

3 结论与讨论

杨梅设施种植给传统杨梅产业带来新的发展，而设施杨梅环境调控成为杨梅产业高效发展的新课题。通过给设施杨梅增施CO2气肥表明，补碳可以促进杨梅果实的生长，加快发育进程使杨梅提前成熟，并提高杨梅品质，与黄艺等的研究结论[17]相一致。有研究表明，植物对CO2浓度的变化具有光合适应现象，即处于短期空气中CO2浓度升高，植物的光合作用能力会有较大的提高，而处于长期空气中CO2浓度升高，植物的光合作用能力反而下降[18]。目前，没有高浓度二氧化碳对杨梅叶片光合速率影响的报道，今后须进一步深入研究补碳对设施杨梅光合特性的影响及不同补碳时长下光合特性的变化规律。

补碳能提高设施杨梅的品质、缩小设施栽培杨梅在品质和口感上与露地杨梅的差距，这与侯新村等的研究结果[19]相一致。王冬良等研究表明，CO2浓度分别为1 000、2 000、3 000 μL/L 时，西葫芦的产量分别较对照增加32.18%、86.97%、84.3%[20]，可见施放CO2浓度不同，对产量的影响亦有不同。本研究依据经验判断控制设施环境CO2浓度在 1 000 μL/L 左右，对不同CO2浓度条件下的补碳效应未做研究，今后可开展相关研究。

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10.15889/j.issn.1002-1302.2017.02.038

2015-12-18

公益行业(气象)科研专项[编号：GYHY(QX)200906023]。

顾礼力(1987—)，男，江苏兴化人，硕士，助理工程师，从事设施农业作物生长发育模型及农业生物环境调控研究。Tel：(0518)85806750；E-mail：632252929@qq.com。

张力文，主要从事设施小气候研究。E-mail：326532716@qq.com。

S667.606

A

1002-1302(2017)02-0130-03

顾礼力，张力文，刘 杰，等. 补碳对设施杨梅果实生长和品质的影响[J]. 江苏农业科学，2017，45(2)：130-132，181.