反光膜对北疆滴灌葡萄生长、光合作用及品质的影响

李志强，刘洪亮，田铃枝，陈虎，刘晓伟，陈红梅，吕军，王磊

(1.石河子农业科学研究院 土壤肥料研究所，新疆 石河子 832000； 2.新疆石河子142团，新疆 石河子 832000)

葡萄是世界上种植面积较大的水果之一，2011年起我国鲜食葡萄产量居世界首位，至2014年葡萄栽培面积居世界第二[1]。反光膜作为一种功能膜，作用在果树上可改善果园微环境，提高果实品质。新疆地区大田葡萄促早熟生产和提高葡萄品质的方法主要有改变葡萄品种、架势改良和水肥调控等。研究发现，铺设反光膜可改善桃[2-3]、油桃[4]、柑橘[5]、李[6]、苹果[7-9]、椪柑[10]、梨[11-12]、枇杷[13]、杧果[14]等果园微气候，提高大棚葡萄[15]、杨梅[16]光照条件，提高果实品质。以上研究主要集中在光照不足或果实成熟期阴雨天较多的南方或大棚光照不足的环境，而反光膜在新疆滴灌葡萄上的应用还未见相关报道。本文以新疆大田滴灌葡萄为研究对象，研究铺设反光膜对土壤含水量，葡萄养分吸收、生长发育、光合作用、收获期、产量和品质的影响，为反光膜在新疆滴灌葡萄的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2017年6—10月在新疆石河子市142团2连2号地进行。供试土壤为灌耕灰漠土，试验选取土壤肥力均匀、果树长势较一致的5年生葡萄品种弗雷无核作为试验材料，采用高厂架栽培模式，株距2.0 m，行距3.5 m，每667 m2种植98～102株。0～60 cm土壤有机质含量12.35 g·kg-1，速效氮、速效磷、速效钾含量分别为26.73、14.52、224.87 mg·kg-1，土壤pH值为7.98，电导率为0.126 ms·cm-1。

1.2 试验设计

设3个处理：处理1为对照，裸地不铺膜，地面清理干净，无杂草和遮挡物；处理2为铺PE膜(新疆天业节水灌溉股份有限公司，厚度0.01 mm，宽2.5 m)，铺设时中间叠加1.2～1.5 m；处理3为铺银黑反光膜(中国农业科学研究院环境发展与可持续研究所，厚度0.02 mm，宽3.0 m)，铺设时黑色朝向地面，银光色朝向天空。

由于膜有反光作用，为试验准确和减少反射光对其他试验区影响，设置隔离带，采用大区试验，不设小区。每个大区宽30 m(10行)，每行长110 m，每个大区间隔离带6 m(2行)，试验用地共计13 860 m2。试验于6月14—15日铺设地膜，其他栽培管理措施与大田一致。

1.3 调查项目

调查取样。每个大区选3个点。2017年7月11日测定葡萄新梢日生长长度、新梢叶片数、新梢节间数、新梢长度、新梢干重(6月22日修剪后长出新副梢)，同时采用LI-6400测定葡萄叶片光合作用，取葡萄枝条样品，回实验室后用纯净水洗净、烘干、粉碎，测定植株氮、磷、钾含量；葡萄成熟期调查单株结穗数、单穗重、第一次采收率、第二次采收率、单株产量、产量，以及葡萄果粒横径、纵径、单粒重、果穗重、果肉硬度、可溶性固形物含量、酸含量、Vc含量、可溶性糖含量。

新梢长度采用卷尺测量，新梢鲜重、干重用百分之一天平称重。新梢日生长长度=新梢长度/19。

葡萄单株果穗数。葡萄成熟后每处理选择10棵葡萄，调查每株葡萄果穗数量。

单穗重。每处理选6～8个点，每点选取代表性3穗(电子天平称取质量)，取均值算出单穗重。

单株产量/kg=单穗重(g)×每株结穗数/1000(按商品穗计算，低于350 g及烂穗等不算)。

测定含水量。7月14日取样，位置分别距离葡萄行35(滴灌带位置)、75、150 cm，每点分别于0～20、20～40、40～60 cm三层取样，重复3次。样品用自封袋封好，带回实验室，用铝盒称重法测定土壤含水量。

8月5日调查葡萄第一次采摘率，8月15日调查第二次采摘率，每处理调查10株果树(重复3次)。

土壤碱解氮测定。采用碱解扩散法测定。土壤速效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定；土壤速效钾采用NH4OAc浸提，火焰光度计测定；pH采用上海雷磁PHS-3C酸度计测定；电导率采用上海雷磁DDS-307电导率仪，测定土∶水为1∶5；植株氮磷钾含量采用浓H2SO4-H2O2消解；全氮采用凯式定氮仪测定；全磷采用钼锑抗比色法测定；全钾采用火焰光度计测定[8]；枝条养分吸收量=枝条养分含量×枝条干重。果实纵、横径采用电子数显卡尺测定；葡萄单粒重、果穗重采用百分之一天平测定；葡萄硬度采用爱德堡G-4数显硬度计测定；可溶性固形物含量用PAL-1型数显测糖仪测定；可滴定酸含量用NaOH滴定法测定；Vc含量用2，6-二氯苯酚吲哚染料滴定法测定[9]；可溶性糖测定采用GB/T 6194—1986《水果、蔬菜可溶性糖测定法》。

采用SPSS 17.0软件进行数据处理统计和方差分析，采用Excel 2010做表，Origin 8.5作图。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖处理对土壤含水量的影响

由图1可知，铺设反光膜，土壤各层含水量随着距离葡萄行距的增加而减少。其中，0～20 cm土壤层含水量最高，40～60 cm土层含水量差异减少，且有趋于一致的趋势。

图1 反光膜处理对土壤含水量的影响

由图2可知，铺设PE膜的土壤各层含水量有较大差异。其中，0～20 cm表层距离葡萄行距70 cm处土壤含水量最高，40～60 cm土层含水量距离葡萄行距35和70 cm趋于一致。

图2 PE膜处理对土壤含水量的影响

由图3可知，裸地土壤各层含水量有较大差异，0～20 cm表层土壤含水量距离葡萄行距70 cm处最高，20～60 cm深度土壤含水量距离葡萄行距35和70 cm急剧下降，距离葡萄行距150 cm土壤含水量亦迅速减少。对比不同处理发现，铺膜处理的土壤含水量比裸地显著提高，尤其是40～60 cm土层含水量差异巨大。

图3 裸地处理对土壤含水量的影响

对比反光膜和PE膜处理结果可知，距离葡萄行距70 cm处0～20、20～40、40～60 cm各土层含水量差异较大，PE膜处理比反光膜处理分别增加8.1%、10.6%、-5.4%；对比反光膜和裸地处理结果可知，距离葡萄行距35 cm处进行反光膜处理，0～20、20～40、40～60 cm各土层含水量分别比裸地增加3.9%、7.0%、50.5%，反光膜处理在距离葡萄行距150 cm处的0～20、20～40、40～60 cm各土层含水量分别比裸地增加17.8%、5.0%、35.0%；对比PE膜和裸地处理结果可知，PE膜处理距离葡萄行距35 cm处0～20、20～40、40～60 cm各土层含水量分别比裸地增加10.5%、3.8%、39.4%，PE膜处理距离葡萄行距150 cm处的0～20、20～40、40～60 cm各土层含水量分别比裸地增加16.7%、-0.1%、26.2%。

2.2 不同土层和行距距离对土壤含水量的影响

由图4～5可知，不同覆盖处理下，不同土层土壤含水量和不同行距距离下土壤含水量均表现为PE膜>反光膜>裸地(对照)。

图4 不同处理对土壤各层含水量的影响

图5 不同覆盖处理对不同行距距离 土壤含水量的影响

2.3 反光膜对葡萄养分含量的影响

由表1可知，覆膜处理对葡萄氮、磷、钾养分含量有显著影响，减少了葡萄植株氮、钾的含量，增加植株磷的含量。反光膜、PE膜处理的葡萄植株的氮含量分别较对照减少0.19、0.13百分点，其磷含量分别较对照增加0.017、0.010百分点，其钾含量分别较对照减少0.07、0.04百分点。由此可知，不同处理下的葡萄植株氮、钾含量表现为对照>PE膜>反光膜，植株磷含量表现为反光膜>PE膜>对照。

表1 反光膜对葡萄养分含量的影响

注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。表2～7同。

2.4 反光膜对葡萄养分吸收的影响

新生枝条的养分吸收量，即新生枝条养分的含量×新生枝条的干重。由表2可知，铺膜增加了葡萄新生枝条氮、磷、钾养分的吸收，反光膜相比PE膜和对照处理差异显著。反光膜和PE膜处理的氮吸收量分别较对照增加36.7%、5.8%，磷吸收量分别较对照增加80.5%、26.0%，钾吸收量分别比对照增加32.1%、4.6%。由此可知，不同处理下的葡萄植株的氮、磷、钾吸收量表现为反光膜>PE膜>对照。

2.5 反光膜对光合作用的影响

由表3可知，覆膜处理增加了葡萄叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)。相比对照处理，反光膜和PE膜处理后，叶片Pn分别增加14.0%和2.1%，Gs分别增加25.0%和15.0%，Ci分别增加0.8%和14.2%，Tr分别增加29.0%和25.4%。结果表明，不同处理对葡萄叶片Pn、Gs、Tr的影响表现为反光膜>PE膜>对照，对葡萄叶片Ci的影响表现为PE膜>反光膜>对照。

表2 反光膜对葡萄养分吸收的影响

表3 反光膜对葡萄叶片光合作用参数的影响

2.6 反光膜对葡萄生长的影响

由表4可知，覆膜处理显著促进葡萄生长，反光膜处理与对照相比枝条鲜重、干重、枝条长度和日生长量有显著增加，PE膜处理与对照相比枝条长度、叶片数、节间数和日生长量有显著增加。相比对照，反光膜处理的葡萄枝条鲜重、干重、枝条长度、叶片数、节间数、日生长量、节间长分别较之增加31.4%、43.9%、30.8%、5.8%、7.0%、30.8%、22.5%；PE膜处理较对照的葡萄枝条鲜重、干重、枝条长度、叶片数、节间数、日生长量、节间长分别增加9.4%、9.6%、37.3%、32.9%、30.5%、37.1%、2.5%。不同处理效果表现为反光膜>PE膜>对照。

2.7 反光膜对葡萄产量构成的影响

由表5可知，覆膜处理增加了葡萄单株结穗数、果穗数及果实横茎，反光膜显著增加葡萄单穗重、单粒重和纵径，与对照有显著差异，且反光膜处理优于PE膜。

表4 反光膜对葡萄生长的影响

表5 反光膜对葡萄产量构成的影响

2.8 反光膜对葡萄产量和采收的影响

由表6可知，覆膜对葡萄采收率和产量有显著影响。PE膜处理的第二次采收率、总采收率和产量分别较对照增加6.2%、1.3%和6.5%，反光膜处理的分别较对照增加25.1%、-85.0%、2.5%和12.5%。反光膜第一次采收率较对照高出19.4百分点，2次采收相差10 d，说明反光膜可提高葡萄着色10 d以上。

表6 反光膜对葡萄产量和采收的影响

2.9 反光膜对葡萄品质的影响

由表7可知，覆膜对葡萄品质有显著影响。反光膜、PE膜处理的葡萄Vc含量、可溶性糖含量、可溶性固形物含量、果皮硬度分别较对照有不同程度的增加，总酸含量下降，不同处理提高葡萄品质效果表现为反光膜>PE膜>对照，反光膜对葡萄品质的影响显著优于PE膜和裸地对照。

表7 反光膜对葡萄品质的影响

3 小结与讨论

研究表明，反光膜处理增加了葡萄园土壤深层和葡萄行间土壤含水量，促进了葡萄对养分的吸收，增加了叶片光合作用和枝条干物质积累，促进葡萄果实着色，可提前10 d上市；反光膜还增加了葡萄产量、单穗重、单粒重；提高果实Vc含量、可溶性糖含量，试验效果表现为反光膜>PE膜>裸地。

本研究结果表明，覆膜显著增加了土壤含水量，尤其是40～60 cm土层处和距离葡萄行距150 cm处的土壤含水量，从而显著增加了土体湿润面积和体积。有研究认为，铺设反光膜，通过反射光照引起果树树冠内膛光照强度增加，直接增加了整体有效光合面积与群体光能利用率，从而显著提高叶片光合速率和气孔导度[2，15]，这与本研究结果一致。王浩等[5]研究发现，反光膜促进柑橘对氮的吸收，减少对磷、钾的吸收，与本研究结果有一定差异。本研究发现，覆膜减少了葡萄植株的氮、钾含量，增加了磷含量，同时促进了植株对氮、磷、钾养分的吸收，其原因有可能是反光膜增加了土体含水量，促进了根系生长，使养分吸收增加，叶片光合作用增强，促进了植株干物质量的积累。同时发现，覆膜显著促进了葡萄生长量的增加，葡萄的枝条鲜重、干重、枝条长度均增加，这与王浩等[4]在柑橘上的研究结果有一定差异性，其原因有可能是6—7月是新疆葡萄营养生长和生殖生长共存时期，覆膜尤其是反光膜增加了树体光合作用，促进了葡萄生长和干物质的积累。本研究发现，覆膜尤其是反光膜可促进葡萄成熟提早10 d，葡萄的产量和品质也得到提升，这与前人研究反光膜在桃[2-4]、李[6]、苹果[7-9，17-18]、椪柑[10]、梨[11]及大棚杨梅[16]等果树结果相一致。根据已有研究，覆膜显著增加了土壤细菌、真菌、放线菌等数量[5]，增加了土壤含水量[19]，调控土壤温度[20]，同时增加了作物光合作用和地面反射光强度，说明覆膜能改善土壤理化性质、树体微环境及果树物候期[21]，从而促进果树生长发育，提高果品质量。