菠萝园冬季防寒覆盖的调控效果∗

刘传和，贺 涵，匡石滋，肖维强，邵雪花，赖 多

（广东省农业科学院果树研究所/农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广州510640）

低温是限制南方常绿果树生长发育的主要环境因子，也是其引种驯化和北移推广的关键限制因子，能否安全越冬是南方果树种植地选择时应着重考虑的问题[1-4]。果树受低温危害后，轻则造成树干枝叶干枯、减产，严重时导致树体死亡，给生产造成重大损失。

菠萝[Ananas comosus(L.) Merr.]又称凤梨，是凤梨科中最重要的经济植物，原产于巴西、阿根廷及巴拉圭一带的热带地区，喜温暖、忌寒冷，是世界第三大热带水果。温度在菠萝生长发育中起着决定性作用，选择菠萝种植地时尤其要考虑冬季的温度[5]。受季风性气候的影响，冬季及早春时节广东、广西、福建等地种植的菠萝常受到北方低温寒潮的危害[6]，导致菠萝植株叶片失绿甚至整株枯黄萎蔫；冷霜和冷雨沁入生长点常引起植株烂心或死亡。菠萝花期、结果期遭受冷害，常导致果实发育不良、畸形、顶芽脱落，果实外观、品质及产量大受影响，损失惨重[7-9]。过去常采用束叶的方式进行冬季菠萝防寒，即在寒冬来临之前，将植株叶片束起，以保护内部叶片不致受害；或用稻草、杂草、硬纸壳覆盖心叶以保护生长点。但都费时费工，且外部叶片常受伤。黑色网纱覆盖在冬季菠萝防寒中有较好的作用，尤其是在地膜覆盖种植条件下黑色网纱覆盖能较好地促进冬季菠萝植株及果实的生长，对果实品质无较大影响[10]。生产中也有用灰色网纱或白色薄膜覆盖进行菠萝冬季防寒，但有关灰色网纱、白色薄膜覆盖对冬季菠萝的防寒效果以及对菠萝果实生长、品质形成等的影响还鲜见研究报道。

为此，本试验拟研究灰色网纱及白色薄膜覆盖对冬季菠萝叶片冠层外围微环境温湿度、光照强度的影响，以及对冬季菠萝植株、果实生长和品质的调控效果，并与黑色网纱覆盖防寒进行应用比较，以探讨黑色网纱、灰色网纱、白色薄膜3种覆盖形式对菠萝冬季防寒的调控效果，为菠萝冬季防寒提供技术措施参考。

1 材料与方法

1.1 处理设置

田间试验在位于广州市天河区（113°15′55″- 113°26′30″E，23°6′0″-23°14′45″N）的广东省农业科学院果树研究所菠萝试验果园进行，土壤为沙壤土。试验地所在区域属南亚热带季风性气候，年平均最低气温出现在12月-翌年2月，为10～15℃；极端低温常出现在1月，低至2℃[11]。

第一年试验对各处理下植株生长量进行测定。2015年12月23日，在试验园内随机选择12 块种植管理良好的菠萝地（2015年3月种植），每块地（试验小区）畦宽1m，长6m，双行平行对称均匀种植24 棵菠萝苗，行距40cm；畦与畦间隔60cm，种植品种为‘粤彤'。同日开始进行覆盖处理，共设4个处理，即黑色网纱、灰色网纱、白色薄膜覆盖以及不覆盖（CK），分别简称黑网、灰网、白膜和对照。每处理3个小区，即3 次重复，随机排列。黑网、灰网覆盖处理时分别用密度为90%的黑色、灰色尼龙网纱（市售）直接覆盖在菠萝植株上面罩住整畦菠萝植株，四周用绳子系住；每块网纱长7m，宽1.5m。白膜覆盖处理时用0.125mm 厚白色透光聚乙烯塑料薄膜（市售）直接覆盖在菠萝植株上，罩住整畦菠萝植株，四周用绳子系住；每块薄膜长7m，宽1.5m。至2016年3月1日将黑网、灰网、白膜全部揭开移走。除覆盖不同外，果园其它管理措施一致。

第二年试验对各处理下果实性状进行测定。2016年12月23日，在同一菠萝试验果园随机选择12 块种植管理良好、已经抽蕾的菠萝地，再次进行黑网、灰网、白膜覆盖，2017年3月1日全部揭开移走，此后菠萝果实在自然条件下生长至5月中旬成熟，完成全部试验过程。

1.2 项目观测

1.2.1 防寒越冬后菠萝植株外观拍摄

在2016年防寒结束时拍摄菠萝植株照片，展示菠萝植株外观。

1.2.2 叶片冠层外围微环境温湿度及光照强度观测

2016年1月6-8日及12-14日（共6d，1月6-8日晴天，12-14日阴天），每日8：30-17：30，每隔1.5h 观测覆盖处理与对照小区菠萝植株叶片冠层外围微环境温湿度及光照强度。温湿度和光照强度的测定分别用数显温湿度计和LX-9626 型光照强度测定计，在菠萝畦面中部行间叶片冠层外围离地面20cm 高处进行。晴天、阴天各时间点温湿度及光照强度结果为3d 所测数据的平均值。

1.2.3 冬季植株叶片生长量及新出叶数观测

2015年12月23日，在覆盖处理开始时用红色油漆标记菠萝植株最小心叶，每小区随机标记5株。在2016年3月1日揭开覆盖当天，用直尺测量红色油漆标记叶片的长度，即为冬季植株叶片生长量；统计覆盖期间植株抽生的新叶片个数，即为冬季植株新出叶数。

1.2.4 果实大小、品质及色泽的测定

2017年5月果实成熟时（以1/3 果眼转黄为度）从每个试验小区随机采收6个果实用于指标测定。顶芽长用直尺测量；单果重（不带顶芽）用电子秤测定（精确到0.01g）；纵、横径用数显游标卡尺测定，纵径为果实底部至顶部的长度（不包括顶芽），横径测定时测量果实赤道位置，避开果眼。用手持式折光仪测定果实中部果肉可溶性固形物含量；用酸碱滴定法测定中部果肉的可滴定酸含量，用柠檬酸含量表示[12]；固/酸比用可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值表示。色泽采用色差计（CR-13，Konica Minolta，日本产）分别测定果皮、果肉的亮度（L*）、红色值（a*）及黄色值（b*），测定前用标准白板校定（L*=93.9，a*=0.2，b*=2.9）。果皮色泽测定时，在果实中部位置，果实阳面与阴面各测定1个点；果肉色泽测定时，将果实切开，在果实中部、距果心边缘两边各1cm 位置分别测定。1.2.5 果实香气物质测定

采用固相顶空微萃取，气-质联用分析测定[13]。对采集的质谱图通过NIST（National Institute of Standards and Technology）谱库搜索确定各组分的化学组成；用峰面积归一法定量，得到其相对含量。

1.3 数据处理

试验数据采用SPSS17.0 进行统计分析，显著性分析用邓肯氏新复极差法；用Microsoft Excel 2007作图。

2 结果与分析

2.1 冬季防寒覆盖对植株生长态势的影响

图1为冬季防寒覆盖结束后，各处理及对照菠萝植株的生长态势。由图中可以看出，在经过2015年12月23日-2016年3月1日长达68d的防寒覆盖处理后，各覆盖处理中菠萝植株的长势均比较旺盛，叶色非常浓绿，尤其是黑网（图1a）覆盖处理中，植株叶色最浓绿，长势最好。而对照处理中（图1d），由于未进行防寒处理，植株叶色普遍偏黄，尤其是叶片中上部失绿明显。

2.2 冬季防寒覆盖对植株叶片抽生状态的影响

由图2可见，未覆盖处理（CK）中，整个防寒期间新抽叶片数平均为5.44个，而3个覆盖处理新抽叶片数均高于对照，黑网、灰网、白膜覆盖植株新抽叶数分别比对照提高16.69%、14.52%和26.41%，且均与对照差异显著（P＜0.05）。图中还显示，整个防寒期间CK 中标记叶片的生长量平均为32.94cm，而3个覆盖处理中标记叶片的生长量均高于对照，分别比CK提高4.63%、10.17%和16.59%，其中灰网、白膜覆盖处理均与对照差异显著（P＜0.05），黑网覆盖处理的差异不显著。从数值看，3种覆盖处理中以白膜覆盖新抽叶数和标记叶片生长量的数值最大。说明防寒覆盖均促进了冬季菠萝植株新叶的抽生和叶片的生长，3种材质中白膜覆盖效果最明显。

图1 各处理冬季过后菠萝植株生长态势（2016年3月1日摄）Fig.1 Comparison of the pineapple plant photos among different covering-practice treatments and CK (no covering) after winter (taken on March 1, 2016)

图2 覆盖结束后各处理冬季菠萝植株新抽叶片数和标记叶生长量的比较（2016年3月1日观测）Fig.2 Comparison of the number of newly growing leaves and the elongation of marked leaves among different covering-practice treatments and CK after winter (taken on March 1, 2016)

2.3 冬季防寒覆盖对植株冠层微气候环境的影响

由图3可见，晴天、阴天天气条件下黑网、灰网、白膜覆盖处理与对照菠萝叶片冠层微环境温度日变化一致。3个覆盖处理对微环境温度影响不大，略提高了8：30和17：30（一早一晚）温度，缩小了午间与傍晚时段的温差，且阴天效果更明显。

图3 各处理冬季晴天和阴天植株冠层空气温度日内变化比较Fig.3 Comparison of the diurnal variation of micro- environmental air temperature outside canopy on sunny and cloudy day as affected by different covering-practice treatments and CK in winter

由图4可见，晴天天气条件下除8：30时白膜覆盖处理微环境的湿度略低于对照外，覆盖处理提高了微环境的湿度，尤以午间时段提高更明显。在3个覆盖处理中，以黑网覆盖处理提高的幅度最大。阴天条件下，3个覆盖处理均提高了10：00-16：00时段的湿度，其中黑网覆盖处理提高的幅度最大，但提高幅度小于晴天；17：30时3个覆盖处理的湿度均略低于对照。

由图5可见，晴天、阴天天气条件下3个覆盖处理均降低了环境光照强度，午间11：30 降低的幅度最大。在3个处理中，黑网覆盖处理降低的幅度最大。

图4 各处理冬季典型晴天和阴天植株冠层空气湿度日内变化比较Fig.4 Comparison of the diurnal variation of micro- environmental air humidity outside canopy on sunny and cloudy day as affected by different covering-practice treatments and CK in winter

图5 各处理冬季晴天和阴天植株冠层光照强度日内变化比较Fig.5 Comparison of the diurnal variation of micro- environmental light intensity outside canopy on sunny and cloudy day as affected by different covering-practice treatments and CK in winter

2.4 冬季防寒覆盖对菠萝果实的影响

2.4.1 果实大小与品质

由表1可见，CK处理菠萝果实顶芽长、纵径、横径和单果重分别为13.20cm、179.1mm、113.1mm和1494.47g。3个覆盖处理的顶芽比对照长，纵径、横径、单果重均比对照低，但差异均不显著。说明防寒覆盖对菠萝果实大小没有明显影响。

表1还显示，CK处理菠萝果实的可溶性固形物、可滴定酸含量及固/酸比分别为19.7%、0.28%和70.37。黑网、灰网覆盖处理菠萝果实可溶性固形物含量分别比对照降低5.54%和4.27%，白膜处理与对照无差别；3个覆盖处理的可滴定酸含量分别比对照提高28.57%、10.71%和3.57%；固/酸比分别降低26.50%、13.51%和4.35%。经分析黑网覆盖处理与对照差异显著（P＜0.05）。从数值看，3种覆盖处理中以黑网覆盖降低的数值最大。说明黑网覆盖防寒对菠萝果实品质有一定影响，灰网、白膜影响不大。

2.4.2 果实色泽

由表2可见，CK处理菠萝果实果皮的亮度值（L*）、红色值（a*）和黄色值（b*）分别为15.73、1.90和2.77。黑网、灰网、白膜覆盖处理菠萝果皮L*、a*、b*与对照差异不显著。表2还显示，CK处理菠萝果实果肉的L*、a*和b*值分别为59.25、3.97和45.72；各覆盖处理菠萝果实果肉的L*、a*和b*值均低于对照，但仅灰网、白膜处理的b*值与对照差异显著，其余均差异不显著。

从数值看，3种覆盖处理中除灰网、白膜覆盖处理菠萝果实果肉的b*值显著降低外，其余均与对照差异不显著。说明黑网、灰网、白膜防寒覆盖总体上对菠萝果实果皮、果肉的色泽尤其是果皮色泽影响不大。

2.4.3 果实香气物质

由图6可见，CK处理菠萝果实中检测到酯类香气物质16种，总含量为79.70%；黑网、灰网和白膜覆盖处理的菠萝果实中分别检测到酯类香气物质18种、16种和15种，总含量分别为87.00%、82.94%和76.91%。从数值看，酯类香气物质是菠萝果实中最主要的香气物质成分，黑网、灰网、白膜覆盖处理菠萝果实中酯类香气物质组分数、总含量与CK相当。

表1 各处理菠萝果实大小及品质的比较Table1 Comprison of the effects of different covering-practice treatments and CK in winter on the individual size and quality of pineapple fruit

表2 各处理菠萝果实色泽的比较Table2 Comparison of the effects of different covering-practice treatments in winter on color aspects of pineapple fruit

图6 各处理菠萝果实酯类香气物质含量及组分数Fig.6 The number of aromatic esters and their relative contents of pineapple fruit as affected by different covering-practice treatments in winter

由表3（下页）可见，在检测到的酯类香气物质中以乙酯类最多，尤其是己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、2-甲基-丁酸乙酯等含量较高。体现菠萝果实浓郁香味的己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯含量呈现出黑网、灰网、白膜覆盖处理高于CK 或与CK相当的趋势。说明黑网、灰网、白膜防寒覆盖对菠萝果实酯类香气物质的形成无不利影响。

3 结论与讨论

3.1 讨论

防寒越冬是果树生产中的关键环节，采用不同材料做成各种覆盖物，帮助果树安全越冬是果树重要栽培技术措施之一[14-16]。用太空被+厚膜覆盖防寒，葡萄新梢数量、果枝率和结果系数、萌芽率升高，受冻枝蔓比率降低，自根苗成活率提高，表现出极强生长势[17]。冬季用草帘覆盖对樱桃有很好防寒作用，提高植株的可溶性蛋白质含量及保护酶活性[18]。本研究中，采用黑网、灰网和白膜覆盖防寒，菠萝植株冬季新抽叶片数增多，叶片生长量增加，表现出明显促进菠萝植株生长的作用，这与以前菠萝黑色网纱覆盖防寒的研究结果一致[10]。3种覆盖处理中，白膜的促进作用最明显，灰网次之，黑网相对较小。狗牙根、生菜冬季覆盖防寒也有相似研究结果[19-20]。

冬季防寒覆盖促进植株生长，与其改善了植株所处的微环境条件有关[17]。防寒覆盖对菠萝叶片冠层外围微环境温度影响不显著[21]。本研究中防寒覆盖有提高微环境8：30和17：30（一早一晚）温度，缩小午间与傍晚时段温差的作用，尤其是阴天条件下对一早一晚温度的提高更明显。防寒覆盖提高微环境湿度，阻隔了冷霜、冷风对菠萝的直接危害，对菠萝植株起到保护作用，是黑网、灰网、白膜覆盖促进菠萝植株生长的主要原因[10]；另外，菠萝是起源于热带雨林的低矮草本，有一定的耐荫能力[5，22]，也是本研究中覆盖降低了微环境光照强度但仍能促进菠萝植株生长的一个原因。

表3 各处理菠萝果实酯类香气物质组分及相对含量Table3 Aromatic ester component and relative content in pineapple fruit as affected by different covering-practice treatments in winter

覆盖影响果实品质与否，不同研究的结果不完全一致。网纱覆盖降低了库尔勒香梨、枸杞、油桃等果实可溶性固形物、可溶性糖含量，提高了可滴定酸含量，黄色程度较淡、着色变差[10，23-30]；白膜覆盖影响葡萄[31]果实品质及桃[21]果实酯类等果香型香气物质的形成。也有研究表明，白膜覆盖对大樱桃果实可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量等无明显影响[32]。本研究表明防寒覆盖对菠萝果实大小无显著影响。对于菠萝果实品质，不同覆盖对菠萝果实可溶性固形物、可滴定酸含量，果肉色泽黄色值有一定影响。但是，各处理对品质的影响未见明显的叠加效应，对菠萝果实酯类香气物质的形成无明显影响。防寒覆盖对果实品质形成影响与否及程度，与覆盖对微环境的影响以及果树的耐荫性、果实所处的生长发育阶段、覆盖时间的长短等有关[33-34]。本研究中，防寒覆盖处于菠萝果实小果期，黑网、灰网、白膜揭开后仍有2.5个月的生长发育过程，也是本研究中防寒覆盖对菠萝果实大小与品质影响不大的原因。

3.2 结论

黑网、灰网和白膜防寒覆盖，可促进冬季营养生长期菠萝的生长，植株新抽叶片数增多、叶片生长量提高，对菠萝果实大小无明显影响。黑网覆盖对菠萝果实可溶性固形物、可滴定酸含量有影响，灰网、白膜覆盖后菠萝果肉色泽b*值（黄色值）降低。黑网、灰网和白膜覆盖对菠萝果实香气物质形成无明显影响。因此，处于营养生长期的菠萝植株，黑网、灰网、白膜3个覆盖处理均有较好的促进生长作用，但白膜覆盖对植株生长的促进作用最明显。灰网、白膜覆盖对果实品质影响相对较小。