避雨棚甜樱桃地面覆盖透湿性反光膜的效应研究

张卓，王磊，高洁，陈秋菊，张才喜

(上海交通大学农业与生物学院，上海 200240)

果园铺设反光膜可以调节果树冠层微环境、改善果实品质，是一项优质高效的实用生产技术[1]。透湿性反光膜是具有反光、防雨和透湿功能的新型反光膜，可重复使用3～5年。桃[2，3]、葡萄[4,5]和柑桔[6-8]生产园铺设透湿性反光膜，改善了果树冠层的光环境，提升了果实的理化品质、商品性及效益。笔者测试了覆盖透湿性反光膜对甜樱桃树冠空间反射光光强和光质、不同土层土壤温度、根际土壤微生物含量和果实品质的影响，为甜樱桃优质高效栽培提供参考。

1 试验材料与方法

1.1 材料

试验设在上海市奉贤区丰庄樱桃园内，试验品种布鲁克斯，砧木吉塞拉5号，5年生，树高2～2.5m，株行距1.5m×2.5m。设施为连栋钢结构塑料薄膜避雨棚，共5跨。每跨宽8m，顶高4.2m，长86m，种植3行，南北行向起垄栽植，垄宽1.5m，高0.3m，每行28株，铺设透湿性反光膜(图1)。

透湿性反光膜，由聚乙烯纤维纺粘而成，宽1.0m，厚0.16mm，具有重量轻、防雨、透气性好、反射率高的特点，由杜邦公司生产。

图1 甜樱桃行内铺设透湿性反光膜

1.2 试验设计

试验设处理和对照，处理于果实转色期(5月16日)选2行树，沿垄面铺设透湿性反光膜，至采果完毕揭膜。对照2行，不铺设透湿性反光膜。

1.3 指标测定

反射光光强，处理和对照各选择5株树，于5月28日9时，用泰仕数字照度计(TES-1332A)，在距离主干0.6m的东、南、西、北4个方向垂直高度10cm、50cm、90cm、130cm、170cm处测定。

辐射照度，处理和对照各选择5株树，于6月1日10时，用分光辐射照度计(CL-500A，KONICA MINOLTA)在距离主干0.6m的东、南、西、北4个方向，测定距离地表90cm、130cm处反射光辐射照度，可见光波段紫光(380～470nm)、蓝光(470～505nm)、绿光(505～525nm)、黄光(525～610nm)、橙光(610～640nm)、红光(640～780nm)。

土壤温度，处理和对照各选择有代表性1株树，于5月18日至6月17日，用DS1922L温度记录仪记录土层15cm、30cm深处土壤温度的变化。

根际土壤微生物数量，处理和对照各选择5株树，6月16日，每株树采集树冠投影5个位点的土壤样本。参照姚圣梅[9]和Viaud[10]的方法，用稀释平板法分离土壤微生物，观察统计菌落数。

果实颜色分级，6月17日，处理和对照各选10株树，各随机采集5kg果实，按分级色卡(图2)进行分级。设置L*(亮度)(13.01～13.82)、C*(色度)(44.93～62.43)为5级，L*(13.82～21.41)、C*(62.43～65.16)为4级，L*(21.41～31.68)、C*(65.16～71.12)为3级。级数越大，果实颜色越深。

图2 甜樱桃分级色卡

6月18日，处理和对照各选择生长状况一致、负载量相当的8株树，分别随机采集100个果实进行果实品质指标测定。各指标重复测定3次。

单果重，用电子天平称量。

果实可溶性固形物含量，用PAL-1手持折光仪(Atago，日本)测定。

果实几何直径，想象果实为长方体，对应纵径为高L，横径为长W，厚度为宽T；用公式Dg=(LWT)1/3[11]计算。

果实色度，用全自动测色色差仪(S-6017，北京辰泰克仪器技术有限公司)测定果实赤道部位3个不同方向的L*、a*、b*值，用以定义三维空间颜色，(L*值越大亮度越高，a*值为红色饱和度值，b*值为黄色饱和度值)，色度值计算公式C*=(a^2+b^2)1/2。

果汁pH值用pH计测定。

可滴定酸(TA)含量(以苹果酸计)，用0.02mol/L NaOH滴定果汁测定。

维生素C含量[12]，用碘酸钾滴定法测定。

果实花青素含量，用1%HCl-甲醇溶液提取，用双波示差法分别在530nm和600nm处测定吸光度，计算花青素总含量[12]。

数据用Microsoft Excel 2016整理，作图、表，用IBM SPSS Statistics 22.0做差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 覆盖透湿性反光膜对反射光光强的影响

在树体不同高度处，处理的反射光光强均显著大于对照。10cm高处，处理和对照的反射光光强差值最大，处理是对照的7.2倍；50cm高处两者反射光光强分别为16000lx和2900lx；130cm高处两者反射光光强差值最小(图3)。

图3 覆盖透湿性反光膜在不同高度的反射光光强

注：不同小写字母代表在P < 0.05水平差异显著，下同。

2.2 覆盖透湿性反光膜对辐射照度的影响

对照和处理在90cm和130cm高处，在蓝光区、绿光区和红光区的辐射照度均为处理高于对照。紫光区(395nm处)处理和对照差值最小，红光区(750nm处)差值最大。对照在90cm和130cm处的360～700nm波段内辐射照度几乎没有差异，处理在90cm和130cm处的720～780nm波段内辐射照度大致相同(图4)。

图4 覆盖透湿性反光膜在90cm和130cm高处的辐射照度

2.3 覆盖透湿性反光膜对不同土层温度的影响

与对照相比，覆盖透湿性反光膜后，土层15cm和30cm深处的土壤温度分别平均降低约2.8℃和1.5℃(图5)。

图5 覆盖透湿性反光膜在土层15cm和30cm深处的温度变化

2.4 覆盖透湿性反光膜对甜樱桃根际土壤微生物的影响

如表1，覆盖透湿性反光膜，对布鲁克斯甜樱桃根际土壤微生物种类和数量有影响，细菌数量显著高于对照，是对照的1.3倍；真菌数量显著高于对照；放线菌数量与对照差异不显著。

2.5 覆盖透湿性反光膜对甜樱桃果实颜色级别的影响

如图6，与对照相比，覆盖透湿性反光膜增加了5级果的比例，达到58.62%。对照的3级果和4级果所占比例是77%，远高于处理的41%。覆盖透湿性反光膜促进了果实着色，果实颜色较对照更深(数级越大，果实颜色越深)。

图6 覆盖透湿性反光膜甜樱桃果面颜色的级别变化

2.6 覆盖透湿性反光膜对甜樱桃果实品质的影响

如表2，覆盖透湿性反光膜对布鲁克斯甜樱桃果实品质有影响，亮度、色度值均显著低于对照，表现果皮颜色更深、着色更好(亮度和色度由色差仪测定计算出，值越小，果皮颜色越深)。可溶性固形物、花青苷含量显著高于对照；而几何直径、果柄长度、平均单果重、可滴定酸含量、pH值、维生素C含量方面与对照差异不显著。

表1 覆盖透湿性反光膜甜樱桃根际土壤微生物的数量变化

表2 覆盖透湿性反光膜对布鲁克斯甜樱桃果实品质的影响

注：表中同列数字旁不同小写字母表示P<0.05水平差异显著。

3 小结与讨论

保护地栽培常因覆盖材料的反射与吸收光导致设施环境内光照强度降低，喜光树种甜樱桃若长时间处于弱光环境，容易出现结果部位外移，树势虚旺，加剧新梢生长和果实生长对光合产物的竞争[13]。光质对果实品质的形成有调控作用。蓝光有助于增大果实，提升含糖量；红光促进着色，花青素含量高；各种光质的含量相应提高后，有助于增大果个和果实表面光洁度[14]。缺乏有效光照会影响果实的着色进程。

覆盖透湿性反光膜提升了树冠冠层内反射光光强，显著提高了布鲁克斯甜樱桃的可溶性固形物含量和花青苷含量，果实颜色更深，这与处理增加反射光不同波段辐射照度和反射光光强高于对照有关。铺设透湿性反光膜提升了红光和蓝光的辐射照度，增强了叶片的光合能力，增加了果实的可溶性固形物含量，促进了果实着色。

土壤温度18℃是甜樱桃根系适宜生长的温度，超过23.4℃，根系停止生长[15]。试验的对照在15cm和30cm土层深处的平均地温分别是24.81℃和23.58℃，比处理高2.8℃和1.5℃。说明处理能更好地调节土壤温度适宜于甜樱桃根系的生长，这与透湿性反光膜的反光能力强、良好的透湿性加速了土壤与空气的热交换有关[16]。

根际土壤微生物影响土壤养分的组成与转化[17]，抑制土传病害的发生，克服连作障碍[18]。根际土壤微生物数量是表征土壤肥力的主要生物学指标，增加土壤微生物数量并保持较高的活性是提高肥力的前提[19]。覆盖透湿性反光膜增加了土壤细菌、真菌、放线菌的数量，这与透湿性反光膜具有良好的透湿保水性，维持了土壤与大气的气体交换有关。综上，在上海地区应用透湿性反光膜可有效改善甜樱桃冠层光照环境，降低土壤温度，促进果实着色，提升甜樱桃品质。