地表覆盖反光膜对红肉蜜柚叶片气体交换的影响

梁海峰， 刘顺枝， 马泽华， 钟进良， 胡位荣*

(1.广州大学 生命科学学院，广东 广州 510006；2.梅州市果树研究所，广东 梅州 514071)

红肉蜜柚是从琯溪蜜柚的芽变株系选育而成的红肉类型柚新品种，果肉富含番茄红素和β-胡萝卜素，且成熟期较琯溪蜜柚稍早，已在福建、广东、江西和广西等省区广泛栽种[1-2]。与福建省平和县相比，广东省梅州市种植的红肉蜜柚早熟1～2周，能在中秋节和国庆节上市，具有较好的销售空间和应节优势，成为梅州市重要的柚类栽培品种之一[3-4]。

红肉蜜柚的主要结果部位是在树冠内膛和中下部，在光照、热量不足时易出现果皮外观转色延迟、果肉呈色不稳定的现象，增施有机肥、整形修剪等措施可提高果实外观内质[3,5]。地表覆盖栽培具有增加树体内膛光照、促进果实着色和提高果实品质等作用[6-7]，目前，反光薄膜覆盖已在苹果[7-9]、梨[10]、桃[11]、葡萄[12]、草莓[13]等果树上应用。覆膜可使土壤与树体产生一定的水分胁迫而诱发渗透调节机制，从而增加椪柑果实中的糖含量[14]；透湿性反光膜显著提升了“宫川”温州蜜柑的冠层反射光强度、可见光光质和叶片净光合速率[15]；起垄加覆膜增加了温州蜜柑果实糖、酸含量[16]。笔者等以5年生红肉蜜柚为供试材料，研究地表覆膜后果实生长发育时期柚树光照及内膛叶、树冠叶气体交换日变化，以期为改善红肉蜜柚种植园温光条件、提升果实品质提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料为广东省梅州市科艺农业发展有限公司种植基地的5年生酸柚砧红肉蜜柚，树高2 m，树冠宽1～1.5 m，株间距3.5 m×3.5 m。

1.2试验设计

选择树势、挂果量相近的红肉蜜柚果树36株，于2017年4月30日进行地膜覆盖，设覆盖无孔银色反光薄膜(厚0.3 mm，处理1)、有孔银色反光薄膜(厚0.3 mm，孔间距20×25 cm，孔径0.5 cm，处理2)和对照(不覆膜，CK)3个处理。每4株为1个小区，3次重复。覆膜前除草、整地，覆膜范围超过树冠滴水线外0.5 m，覆膜处理的水肥管理与CK一致。

1.3指标测定

1.3.1果园的光照强度、温度和CO2浓度选择晴朗天气，采用照度计(TES-1339，泰仕电子工业股份有限公司)、数字测温仪(WMY-01，上海禄霖电器有限公司)和便携式光合蒸腾仪(Yaxin-1102，北京雅欣理仪科技有限公司)测定果园光照强度、温度和CO2浓度的日变化(6:00-18:00)，3次重复。其中，照度计、数字测温仪在树体内膛东、南、西、北(离地间距0.3 m)4个位置分别测定光照强度和温度，取平均值。由于照度计是单向采光，对果园光照强度测定时采用水平垂直向上采光；对树体内膛光照强度测定时采用水平垂直向上(背地)采光和水平垂直向下(向地)采光。

1.3.2叶片气体交换参数选择晴朗天气，采用便携式光合蒸腾仪分别于2017年6月28日、6月29日，各处理随机选3株树，每株树随机选3片无病害叶于正南方向测定内膛叶(离地间距0.5～0.8 m，树冠下层内部叶)、树冠叶(离地间距1.2～1.5 m，树冠中层外部叶)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(gs)和胞间CO2浓度(Ci)的日变化。

1.4数据处理

试验数据用软件Excel 2007进行统计和绘图，用软件Spss 19.0进行显著性分析。

2结果与分析

2.1果园光照强度、CO2浓度、温度及树内膛温度日变化

从表1看出，6:00-18:00果园光照强度呈先增强后降低趋势，12:00达高峰，呈现右偏分布的单峰型日变化。6:00-18:00果园CO2浓度呈先降低后增加趋势，10:00浓度最低，16:00浓度最高。果园温度6:00-14:00逐渐升高，14:00达日间最高气温，10:00-18:00为日间高温时段，为右偏分布的单峰型日变化。树内膛温度日变化与果园温度日变化相近，14:00时CK、处理1和10:00时处理2的温度达当日最高，分别为31.4℃、31.8℃和32℃。处理1和处理2树内膛日平均气温分别比CK高0.38℃和1.14℃，处理2的树内膛日平均温度比处理1高0.76℃。两种覆膜都提高了树内膛温度，无孔覆膜提高的幅度大于有孔覆膜。

表1果园光照强度、CO2浓度、温度及树冠内膛温度的日变化

2.2树内膛光照强度日变化

从图1可知，CK背地采光时的光照强度高于向地采光，背地采光时，覆膜处理的光照强度与CK差异不大。背地采光，处理2在10:00达到高峰，处理1、CK则在14:00达到高峰，3个处理的光照强度总体呈双峰型日变化。向地采光，覆膜的光照强度高于CK，在8:00-16:00明显高于CK，处理1、处理2与CK的最大差异达2 443 lx和2 720.35 lx，为CK光照强度的3.3倍和5.1倍，处理2的高峰出现时间比处理1早2 h；处理2和CK的光照强度均呈现双峰型日变化；两种反光薄膜覆盖均可显著提高树内膛的光照强度，增光效果相当。

图1不同处理树内膛背地和向地光照强度的日变化

Fig.1 Diurnal variation in light intensity of inside tree toward sky and land of different treatments

2.3叶片气体交换的日变化

2.3.1内膛叶由图2可知，处理1、处理2和CK的Pn在6:00-8:00无明显差异，随日照强度增强而上升，10:00达高峰，分别为5.38 μmol/(m2·s)、4.92 μmol/(m2·s)和4.53 μmol/(m2·s)，此后开始下降；处理1、处理2在10:00-14:00高于CK，其中处理1在该时段较CK高18.78%、32.05%和13.04%，处理2较CK高8.75%、13.81%和34.26%，表明覆膜处理提高了内膛叶的Pn，处理2 在16:00-18:00出现光补偿点，此时光照强度为846.5～1230.75 lx，18:00呼吸速率高于光合速率。处理1和处理2的E在6:00-12:00高于CK，其中在8:00、10:00分别比CK高1.4 mmol/(m2·s)和1.8 mmol/(m2·s)；10:00达到高峰，12:00降至与CK相当；14:00处理2高于处理1和CK，16:00覆膜的E又低于CK，覆膜处理在上半日提高了内膛叶的E。处理1、处理2的gs在6:00-12:00高于CK，8:00达到高峰，12:00降至与CK相当；处理1分别在6：00、8:00和10:00较CK高42.92 mmol/(m2·s)、164.46 mmol/(m2·s)和75.38 mmol/(m2·s)，处理2分别较CK高40.96 mmol/(m2·s)、137.94 mmol/(m2·s)和45.24 mmol/(m2·s)。表明覆膜处理可提高上半日内膛叶的gs。处理1、处理2的Ci在6:00-14:00呈下降趋势，14:00-18:00先增加后下降；CK在6:00-8:00下降后趋于平缓。两种覆膜处理内膛叶气体交换日变化之间差异较小。

注：*表示在0.05水平上差异显著。

Note: * indicates significance of difference atP≤ 0.05 level.

图2不同处理内膛叶气体交换的日变化

Fig.2 Diurnal variation in leaf gas exchange in the inside leaves of different treatments

2.3.2树冠叶由图3可知，覆膜处理树冠叶Pn在6:00-8:00与CK相当，随日照强度增强Pn迅速升高；处理1和处理2的高峰较日照强度高峰早2 h，并不随光照强度的增强而继续升高，达到光饱和点时光照强度为18 685 lx，此后开始平缓下降；CK的Pn高峰在10:00，为15.87 μmol/(m2·s)，高于处理1和处理2，达到光饱和点时光照强度为39 340 lx，较12:00日照高峰低7 775 lx，随后开始下降；覆膜处理树冠叶的Pn在10:00-12:00受到抑制，在10:00、12:00处理1分别较CK低37.24%和23.47%，处理2分别较CK低27.98%和18.49%，呈左偏分布的单峰型日变化。处理1、处理2和CK的E在6:00-10:00随日照强度和温度的增高而升高，处理1和处理2在10:00-12:00处于高峰水平，且高于CK；CK在12:00达到高峰，为4.16 mmol/(m2·s)，均低于处理1和处理2，处理1、处理2和CK在12:00开始出现下降，14:00后相当，总体上覆膜处理树冠叶的E高于CK。处理1的gs在10:00达到高峰，之后开始下降，处理2和CK在12：00达到高峰，14：00降至与处理1相当。处理2和CK的Ci在6:00-8:00下降，8:00后开始增加，处理2在6:00-12:00均高于CK；处理1在6:00-12:00持续增加，此后开始下降；两种覆膜处理在16:00后相当。两种覆膜处理树冠叶气体交换日变化间差异较小。

图3不同处理树冠叶气体交换的日变化

3结论与讨论

有研究表明，野生宜昌橙的Pn在10:00达到第1个高峰，16:00出现次高峰，E高峰出现时段与Pn相近[17]；奈92-1脐橙、贡柑的Pn在10:00出现高峰，呈单峰型变化，与E和gs呈正相关，沙糖桔、沙田柚的Pn在8:00出现高峰，12:00和14:00出现次峰，与E和gs相关性不强[18]；琯溪蜜柚的Pn在8:00-10:00出现首峰，14:00后出现次峰，与光照强度、E、gs呈正相关[19]。本试验结果表明，红肉蜜柚树冠叶的Pn和E在高峰时段高于内膛叶；覆膜处理的树冠叶Pn随光照强度增强而迅速上升，8:00后开始下降，未随光照强度的继续增强而上升，而CK则在10:00达到高峰，此后开始下降，覆膜处理与对照的Pn均呈单峰型日变化；E也呈单峰型日变化，但覆膜处理的在高峰时段高于CK。gs随光照强度的增强而升高，为单峰型日变化；Ci先下降后升高，在下半日趋于平稳，总体变化较小。可见，覆膜没有改变红肉蜜柚树冠叶片气体交换的日变化规律，Pn与E、gs、光照强度呈正相关，这与琯溪蜜柚的光合特性相符[19]。

覆盖反光膜均可提高玉米、杨树等叶片的Pn[20-21]，但PRIVé等[22]在苹果园地表覆盖薄膜后发现，反光膜没有改变苹果叶片的气体交换。本研究结果表明，红肉蜜柚地表覆盖反光膜后，内膛叶Pn在高峰时段高于CK，提高了CO2同化率，有利于叶片积累干物质；E和gs在上半日出现高峰期，为左偏分布的单峰型，且覆膜处理显著高于CK，与覆膜提高树体内膛光照的作用相符；而Ci总体高于对照，但是差异较小。反光膜反射的日光主要投射在树体内膛叶片的下表面，在10:00-14:00内膛叶处理1、处理2的Pn分别较CK高0.84 μmol/(m2·s)和0.68 μmol/(m2·s)，增幅为21.76%和17.62%，可见，地表覆盖反光膜较好地改善了红肉蜜柚树内膛微环境。有关地表覆膜对红肉蜜柚果实品质的影响有待进一步研究。