地表覆盖对信阳五月鲜桃叶片、新梢及果实的影响

2018-04-08李文杨阎腾飞黄玉杰孙耀清赵师成

经济林研究 2018年4期

李文杨，阎腾飞，杨乐，黄玉杰，孙耀清，赵师成

（信阳农林学院林学院，河南信阳 464000）

区域干旱化是自然变化和区域人类活动影响共同作用的结果，已成为全球变化区域研究的重要内容之一[1-2]。自然降水是限制我国北方旱区农业生产和农业生态系统稳定性的最重要的因素[3]。地表覆盖具有蓄水保墒、控制沙尘污染、提高土壤肥力等功能，是当前世界旱农地区广泛推广的节水耕作技术[4]。常用的覆盖材料主要有草、秸秆、塑料薄膜等。果园对水分的需求，多依靠自然降水，在应对水资源缺乏的前提下保持果树正常生长发育并提高产量和品质就显得尤为重要。苹果树盘覆盖不同材料能抗旱保墒，能提高土壤肥力和果实品质[5-6]。果园生草提高了土壤肥力，促进了龙眼树生长[7]。麦草覆盖能明显提高桃园土壤相对含水量、桃果实产量及果实中可溶性固形物含量和维生素C 含量[8]。桃树Amygdalus persicaL.是中国主要的果树树种之一，在长期的栽培过程中形成了各具特色、为数众多的优良品种[9]。覆膜处理对不同品种的桃树的品质和产量影响不同，如鲁星油桃覆膜处理后，果实的单果质量、纵横径、果实中可滴定酸和维生素C 含量均显著升高；春雪桃覆膜处理对果实各项测定指标的影响均不显著[10]。

信阳五月鲜桃为信阳地区地方特色优良品种，该品种具有成熟期早，果实品质优良，口感鲜美等特点，适宜广泛推广栽培[11]，但是桃树种植多为露地栽培，水分利用率低，果实品质和产量易受到自然因素的干扰[12-14]。故开展不同覆盖处理条件下的节水栽培研究，探索适宜的覆盖措施，提升桃的品质和生产效益显得尤为重要。本研究以信阳五月鲜桃为研究对象，采用覆膜和覆草后再覆膜（膜＋草）2 种地表覆盖方式处理，研究地表覆盖措施对桃果实生长及品质的影响，旨在为探索合理高效的桃树节水栽培模式提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2017年3—6月在河南省信阳市平桥区龙井乡信阳五月鲜桃种植园进行田间试验，桃园种植面积为1.5 hm2，地理位置为114°06′E、31°125′N。该地属亚热带季风气候，日照充足，年均1 900～2 100 h；年平均气温15.1～15.3 ℃，无霜期长，平均220～230 d；年均降雨量900～1 400 mm，土壤质地为砂质土，pH 值约为6.7。室内试验在信阳林木种苗工程实验中心进行。

1.2 供试材料

信阳五月鲜桃本地优良单株嫁接苗，5年生，南北定植，株距为5 m，行距为4 m，灌溉、施肥、病虫害防治等按照常规管理，各处理管理条件保持一致。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，设置了清耕（CK）、覆膜和覆膜＋覆草（简称膜＋草）处理，每个处理5 棵桃树，处理前施基肥和常规灌溉，处理后不再施肥，天然降水灌溉。覆膜处理为树盘下进行覆膜，地膜为0.08 mm 聚乙烯白色地膜，膜宽5 m，盖膜后少量压土。膜＋草处理是先在行内覆打碎的小麦秸秆（覆草前无处理），盖到树冠外缘，厚度15 cm，然后覆膜。

1.4 项目测定

1.4.1 田间试验

信阳五月鲜桃果实硬核期（2017年5月13日）开始调查新梢生长，并测定果实发育期间果实纵横径。选取树体东、南、西、北各方向长势均匀，基本一致的当年新生嫩梢，挂牌，使用钢卷尺或游标卡尺，测量新梢直径和长度及果实纵横径。选取树冠中部无病虫害、生长发育正常的植株的结果枝组倒数第3 节至倒数第4 节的叶片进行采样，每株6 个叶片，用于测定叶片光合色素含量。果实成熟时，全株采果，用电子称测定单果质量和单株产量，其中每株采集桃树树冠中部长势一致，无病虫害的果实各3 个，每个处理共采集15 个果实用于果实品质测定。叶片和用于果实品质测定的样品均用冰盒保鲜取样，液氮速冻，-80 ℃冷藏。

1.4.2 室内试验

采用李合生[15]的方法进行叶绿素含量提取和计算。果实成熟时，检测果实品质和产量。用手持糖量计测定果实中可溶性固形物含量，采用蒽酮试剂法测定果实中可溶性糖含量[16]，采用氢氧化钠溶液滴定法测定果实中的可滴定酸含量[16]。

1.5 统计分析

用SPSS19.0 和Excel 2016 等软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 地表覆盖对信阳五月鲜桃果实产量和品质的影响

信阳五月鲜桃果实完全成熟后，统计果实产量，测定果实中可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量。结果表明（见表1）：2 种地表覆盖方式均能显著提高桃树的单株产量（P＜0.05），膜＋草处理的桃果实单果质量最大，与CK 相比差异显著。但覆膜与膜＋草2 种措施下，单株产量间无显著差异。覆膜处理的桃果实中可滴定酸含量与CK 相比显著下降，果实中的可溶性固形物含量和可溶性糖含量显著上升，分别比CK高8.14%和16.50%。由此可见，桃树生产上，采用单独覆膜措施效果更好。

2.2 地表覆盖对信阳五月鲜桃果实纵横径的影响

信阳五月鲜桃盛花期后，果实不断膨大。2 种地表覆盖方式下的桃果实纵径和横径变化均呈逐渐上升趋势；其中果实成熟后期，盛花期后78 d，膜＋草处理的果实纵径与CK 和覆膜处理下的果实纵径差异显著（P＜0.05）。果实成熟时（盛花期后85 d），膜＋草处理的果实横径与CK 差异显著（P＜0.05），果实纵径差异不显著。覆膜和膜＋草处理下的信阳五月鲜桃果实成熟期比幼果期纵径分别增加43.47%和40.73%；横径增加55.09%和57.55%。果实成熟期（盛花期85 d）纵横径均高于对照，其中膜＋草处理的信阳五月鲜桃果实纵横径最大，比CK 的果实纵横径分别高7.64%和8.24%。不同覆盖条件下，信阳五月鲜桃果实果形指数（纵径与横径之比）呈下降趋势，果实成熟期果形指数均近似于1.07。

表1 2种地表覆盖处理对信阳五月鲜桃果实产量和品质的影响†Table 1 Effect of two surface mulch treatments on fruit yield and quality of Xinyang Wuyuexian peach

表2 2种地表覆盖处理对信阳五月鲜桃果实纵横径的影响Table 2 Effect of two surface mulch treatments on longitudinal and transverse diameters of Xinyang Wuyuexian peach fruits mm

2.3 地表覆盖对信阳五月鲜桃新梢生长的影响

信阳五月鲜桃果实生长发育期间，对2 种地表覆盖栽培条件下的信阳五月鲜桃新梢生长的直径和长度进行了调查，结果如图1～2 所示。由图1～2 可见，盛花期后50—71 d 和85 d，膜＋草处理的桃树新梢直径与覆膜处理和CK 相比差异显著（P＜0.05）；盛花期后50—85 d，膜＋草处理的桃树新梢长度最高，与覆膜处理和CK 相比差异显著。果实成熟期（盛花期85 d），覆膜处理下的桃树新梢直径比CK 增高了23.39%，膜＋草处理下的桃树新梢直径比CK 增加了47.89%；覆膜处理的桃树新梢长度比CK 高22.91%，膜＋草处理的桃树新梢长度比覆膜处理高27.39%。

图1 2 种地表覆盖处理对新梢直径的影响Fig.1 Effects of two surface mulch treatments on shoot diameters

图2 2 种地表覆盖处理对新梢长度的影响Fig.2 Effects of two surface mulch treatments on shoot lengths

2.4 地表覆盖对信阳五月鲜桃叶片光合色素含量的影响

信阳五月鲜桃果实生长发育期间，叶片光合色素变化情况如图3～6 所示。结果表明：果实发育前期（盛花期后50 d），覆膜处理的桃树叶片叶绿素a、叶绿素b 含量最高，膜＋草处理下的桃树叶片类胡萝卜素含量最低，与CK 相比较均差异显著。盛花期后57 d，膜＋草处理下的桃树叶片叶绿素总含量和类胡萝卜素含量最高，与覆膜处理和CK 相比差异显著。盛花期后64 d，覆膜处理下的桃树叶片叶绿素a、叶绿素b 和叶绿素总含量与CK 相比显著降低。盛花期后78 d，2 种地表覆盖栽培处理下的桃树叶片叶绿素总含量和叶绿素b 含量均下降，与CK 相比差异显著。果实成熟期（盛花期后85 d），膜＋草处理下的桃树叶片叶绿素a、叶绿素b 及叶绿素总含量最高，分别比CK 高7.17%、27.40%和11.94%，其中叶片叶绿素含量b 与CK 相比差异显著。

图3 叶片中叶绿素a 含量的变化Fig.3 Changes of chlorophyll a contents in leaves

2.5 桃果实产量与叶片光合色素含量、新梢生长和果实纵横径的相关性

不同处理中的信阳五月鲜桃果实产量与果实成熟时的叶片光合色素含量、新梢直径和长度、果实纵横径等指标进行相关性分析（n＝15），结果显示：信阳五月鲜桃单株产量与单果质量、叶绿素b 含量呈显著正相关，相关系数分别为0.72 和0.67，与果实横径呈负相关，相关系数为0.759，桃果实产量与新梢直径和长度无相关性。

图4 叶片中叶绿素b 含量的变化Fig.4 Changes of chlorophyll b contents in leaves

图5 叶片中类胡萝卜素含量的变化 Fig.5 Changes of carotenoid contents in leaves

图6 叶片中叶绿素总含量的变化Fig.6 Changes of total chlorophyll contents in leaves

3 讨论

树体生长是果实产量和品质保证的前提，是光合产物的积累及干物质转化的过程，这一过程受到植物体本身的遗传特性影响和环境因素的制约。2 种地表覆盖措施与CK 相比，均能显著提高桃树果实产量，其中膜＋草处理能显著提高桃树新梢直径和长度、叶片叶绿素b 含量。相关性分析结果显示，桃树单株产量与单果质量、叶绿素b含量、果实横径呈正相关。桃树是喜光果树[17]，树冠层获得的太阳辐照能的量，直接影响到果树的生理过程。叶绿素的形成需要光照，叶片的叶绿素含量与光合有效辐射的强度呈明显的正相关[18-20]，地表覆膜能提高近地气层的光效应，限制水分的蒸散，膜下常聚集水层，水滴膜能反射光线，增加光量，有效改善树体叶片的光照条件，增加叶片的叶绿素含量，提高光合效率和光合物质积累[21-22]，从而促进新梢和果实的生长，这与前人研究结果一致，即地表覆盖具有显著改善树冠层光合有效辐照度的分布的功能，有利于提高红富士苹果、西瓜等的产量[23-24]，促进梨树新梢生长和叶片叶绿素b 的合成[25]。

本研究结果表明，膜＋草处理的桃单株产量和单果质量比单一覆膜处理要高，但二者间无显著差异，而谢驾阳等、梁芊等、宋宝云等[26-28]经研究发现覆草对果实产量的提高和果园土壤理化性状的改善比覆膜效果好，原因可能是本试验中桃树下覆草时间较短和草上覆膜后影响秸秆腐解过程，土壤中有机质矿化分解不完全，土壤中有效养分和有机质含量未完全被根系吸收，所以膜＋草处理对桃树产量的影响与单一覆膜相比差异不显著。本研究结果表明，单一覆膜能显著增加桃果实中可溶性固形物和可溶性糖含量，这可能与土壤的温度、水分和营养元素含量相关。地表覆膜具有保水和增加土壤温度的功能，秸秆覆盖有降低地温的作用[29-31]，膜＋草处理是在秸秆上覆膜，隔离了外界环境，延长了土壤低温的持续时间和秸秆腐化进程；而土壤温度与土壤呼吸速率和土壤水分含量呈显著正相关，土壤呼吸速率又与土壤有机质、土壤易氧化有机碳、水解氮、铵态氮等的含量极显著正相关[32]；土壤有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关，一定范围内土壤养分含量的增加可提高果实中可溶性固形物和可溶性糖的含量[33-35]，并且地表覆膜后有除草作用[36]，减少杂草与桃树的养分竞争，增加植物养分吸收；推测单一覆膜通过提高土壤温度，增加了土壤呼吸速率，改善了土壤肥力状况，从而提高桃果实品质。这还需要进一步开展2 种地表覆盖措施的田间试验的长期定位和光照、土壤温度、土壤水分含量和土壤营养元素含量测定等相关试验去综合验证。