不同颜色防雨布对杨梅生长发育及果实品质的影响

任海英 郑锡良 张淑文 梁森苗 戚行江

(浙江省农业科学院园艺研究所,浙江 杭州 310021)

杨梅(Myrica rubra)是我国南方特有珍稀水果,果实甜酸适口,风味独特,因其显著的经济与生态效益,在浙江省已成为仅次于柑桔的第二大栽培面积的果树。截止2016年,全国杨梅种植面积约33.33 万hm2,浙江省杨梅种植面积已达到8.67 万hm2,年产量50 多万t,年产值达50 多亿元,在全国乃至世界居于首位。杨梅熟期较短,且果实不耐贮运,销售压力大。此外,杨梅熟期正值梅雨季节,果蝇发生严重,以致落果和烂果严重,常造成丰产不丰收。为提升经济效益,结合果蝇防控,杨梅设施促早和延迟栽培是延长果实供应期的有效措施,也是产业健康发展的方向。

避雨栽培是南方多雨地区生产优质果品的有效措施,有研究表明,避雨栽培可有效提升柑橘和鲜食枣的果实品质[1-2]。用塑料薄膜搭建的大棚栽培[3]、伞式避雨[4]和棚架避雨[5]适用于低海拔杨梅的避雨,能将杨梅成熟期提前2～15 d,提高其经济效益,但不适用于高海拔栽培的杨梅。高海拔杨梅主要需要延迟果实的成熟期。网室防控果蝇[6]以及网室加白色防雨布覆盖[7-8]可有效减轻果蝇和连续阴雨对杨梅果实产量和品质的影响,可推迟成熟期3～6 d。但目前延迟成熟期的技术尚不能满足产业需求,果实品质仍需进一步提升。

光质既能影响植物光合作用,还可以影响植物的形态建成、生理代谢、生长发育及果实品质,利用不同的光质可以提高蔬菜和水果的品质。如红蓝组合补光可提高设施栽培茄子的产量[9]、白膜和绿膜处理可分别提高桃果实着色和可溶性糖含量[10],紫色滤光膜有利于降低梨果实石细胞含量[11]。有研究表明,杨梅叶绿素相对含量、果实硬度与果实多个外观品质、营养品质相关指标呈显著正相关,表明在生产上可以通过提高叶绿素相对含量改善果实品质；杨梅春梢长度与果实外观品质、营养品质等13 个性状均呈显著负相关,表明杨梅结果枝以中短果枝为宜[12]。转色期(转白期和转红期)是杨梅在果实发育过程中糖、花青苷等物质积累的起始时期,同时也是多种营养物质形成的关键时期[13],所以在防虫网隔离和顶部覆盖措施基础上,利用覆盖不同光质材料的措施,可以调控杨梅树体的营养生长和果实发育,推迟杨梅果实成熟期,进而提高果实品质,延长杨梅果实供应期并生产出优质果实。

浙江省的高山杨梅一般在海拔500 m 以上种植,与低海拔杨梅相比,其成熟期延后,销售价格较高,具有较高的经济效益。但高山杨梅果蝇发生严重且7月份气温升高较快,单纯利用高海拔的低温条件延长杨梅果实熟期成效有限,果实品质难以有效保证。为此,本试验以露地栽培为对照,在避雨栽培和防虫网防护的基础上,在杨梅硬核期和转色期分别用白、红、绿、黑、蓝色防雨布搭建避雨钢架棚,研究不同光质防雨布对高山杨梅生长发育及果实品质的影响,以期筛选出延迟采收期的最佳防雨布颜色及防护措施,提高高山杨梅的商品经济效益。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地概况

试材为15年生东魁盛果期杨梅树,试验于2016年6月在台州市黄岩区屿头乡白石村进行,山体海拔600 m 左右,坡向阳面。试验期内(6月9日-7月15日)黄岩地区最高气温38.6℃,最低气温19.1℃,平均气温28.4℃。

1.2 试验设计

为杨梅树单株搭建不锈钢棚架,顶端距离树体0.5 m,以不覆盖处理为对照,硬核期于6月9日设置6 个覆盖处理,转色期于6月23日另设6 个覆盖处理,具体处理见表1。每棵树为1 次重复,每处理3 次重复,各处理随机排列。防雨布厚度0.12 mm,防虫网为40 目。果树按常规管理。

表1 果实成熟及采摘时间Table 1 The ripen and picked fruit time

1.3 测定项目与方法

1.3.1 温度和相对湿度监测 分别于6月9日硬核期和6月23日转色期,从各处理选取3 棵试验树,分别在树冠的上部、中部、下部相应位置悬挂ZDR-20 温湿度记录仪(浙江托普仪器有限公司),每隔1 h 自动记录温度、相对湿度,上部、中部、下部的测定值取平均值,CK1 和6月9日设置的6 个覆盖处理当日起开始连续测量28 d,CCK1 和6月23日设置的6 个覆盖处理当日起开始连续测量14 d。

1.3.2 主要生理指标测定 各处理于果实成熟时间(表1)的前一天进行生长性状的测定,每株选东、西、南、北、中共5 个方位的果树树冠中部的营养枝并采集成熟叶片。利用游标卡尺测量叶片的长、宽、梢长和厚度,厚度的测定选取20 片成熟叶叠加测5 组数据,重复3 次取平均值；利用SPAD-502 手持式叶绿素仪(浙江托普仪器有限公司)测定叶绿素相对含量,选取树体外围不同方位营养枝上的30 片成熟叶片进行测定取平均值；利用Li-6400 便携式光合系统(美国LI-COR 公司)测定叶片光合速率,同上选取30 片成熟叶片进行测定。

1.3.3 果实落果程度 于转色期前(6月15日)分别在树冠上部、中部、下部的东、南、西、北、中5 个方位的果枝各选取10 枝随机挂牌200 个果实,在果实成熟期调查杨梅果实落果数。

1.3.4 果实品质测定 在每个处理的果实成熟期(表1)分别在树冠中部的东、南、西、北、中5 点采取30个果实,进行品质测定,包括果重、硬度以及可溶性固形物、总糖、可滴定酸和维生素C 的含量。利用电子分析天平称量测定果重；利用CT3 texture analyzer(Brookfield Engineering Laboratories Inc.11,USA)测定果实硬度,利用PAL-3 手持糖度计(日本ATAGO)测定可溶性固形物含量；采用2-6 二氯靛酚滴定法测定维生素C 含量,采用蒽酮比色法测定总糖含量；采用酸碱滴定法测定可滴定酸含量[14]。

1.4 数据分析

采用SPSS 17.0 软件对所有试验数据进行方差分析(ANOVA)和相关性分析,用Duncan 多重比较分析差异的显著性。

2 结果与分析

2.1 各处理对温度和相对湿度的影响

试验期间树冠周围监测温度集中在17～24℃,相对湿度集中在80%～95%。由表2可知,于杨梅硬核期进行覆盖处理,HNR 和HNA 的温度波动最大,达到14.24℃～17.54℃,HNG 和HNU 波动最小,达到10.05℃～10.45℃。HNU 和HNG 的平均温度和平均相对湿度均低于CK1 及其他处理,其中HNG 的平均温度和平均相对湿度分别为21.07℃和89.63%,HNR最高,分别为23.06℃和92.76%。于杨梅转色期进行覆盖处理,除CCA 外其他处理的温度波动幅度均小于CCK1,平均温度和平均相对湿度最高的均为CCA,分别为24.35℃和91.11%；平均温度最低的是CCK2(23.43℃),平均相对湿度最低的是CCG(84.18%)。综上可知,硬核期覆盖绿色和蓝色防雨布有利于降低温度和相对湿度,而覆盖红色和黑色防雨布不利于降低温度和相对湿度；转色期进行覆盖处理时规律不明显,说明果实发育后期气温升高,相对湿度变大,不同颜色防雨布的调控作用变小。

表2 5 种颜色防雨布及防虫网对温度和相对湿度的影响Table 2 Effects of the five rain-proof clothes and the insect-proof net on the temperature and relative humidity

2.2 各处理对杨梅营养生长的影响

由表3可知,与CK1 相比,所有覆盖处理均显著抑制杨梅光合速率以及枝梢的伸长。2 种不同时期覆盖处理分别是HNG 和CCG 杨梅叶片叶绿素相对含量(SPAD 值,下同)最低,为41.18 和43.88。在各处理中,CCR 的杨梅叶绿素相对含量最高,达45.50,较CK1 高4.55%。所有覆盖处理的光合速率抑制率在30.62%～66.75%之间,其中CCG 的抑制率最高。CK1 的枝梢最长,HCK2 的最短,较CK1 低23.99%。HNU 的枝梢最粗且叶片最厚,梢粗和叶厚分别达3.28和4.78 mm,分别较CK1 高5.13%和3.69%；最小分别为 HNG 和 HNW,分别较CK1低14.42% 和21.26%。HNA 的叶长和叶宽均最大,分别为136.10和41.77 mm,分别较CK1 高12.72%和14.06%；CCG叶长和叶宽最小,分别为114.97 和35.77 mm,分别较CK1 低4.78%和2.33%。表明所有处理中CCG 杨梅的叶片生长受抑制最强。

表3 5 种颜色防雨布及防虫网对营养生长的影响Table 3 Effects of the five rain-proof clothes and the insect-proof net on the vegetative growth

2.3 各处理对杨梅果实发育和品质的影响

防雨布覆盖有效降低了杨梅的落果率。至7月中上旬果实成熟期,CK1 的果实已全部落光,无产量,HCK2 和CCK2 的落果率分别为68.43%和70.49%(表4),HNA 和CCA 的落果率分别是36.41%和35.23%,其他各处理均有较好的产量,落果率在16.44%～19.90%之间,其中CCU 的落果率最低,HNU 和HNG 的落果率均在17.92%以下。表明CCU、HNU、HNG 降低果实落果率效果更优良。HCK2、CCK2、HNW、CCW 等4 个处理的果实成熟期在7月5-6日,HNR、HNA、CCR、CCA等4 个处理的果实成熟期在7月6-8日,而HNG、HNU、CCG、CCU 等4 个处理的果实成熟期在7月11-14日(表1),表明HNU、HNG、CCU、CCG 等4 个处理对延迟杨梅果实成熟最有效。

由表4可知,成熟期果实单果重在14.72～21.18 g 之间,其中CCW 的单果重最大；果实可溶性固形物含量在10.10%～11.61%之间,其中CCU 的果实可溶性固形物含量最高,HNA 和CCA 的果实可溶性固形物含量最低,分别为10.10%和10.11%；果实总糖含量在7.7%～11.6%之间,CCR 的果实总糖含量最高,HNA 和CCA 的果实总糖含量均较低,分别为7.7%和7.8%；果实可滴定酸含量在0.76%～1.30%之间,HNU 的果实可滴定酸含量最高,HNW 的果实可滴定酸含量最低；果实维生素C 含量在8.74～9.58 mg·100 g-1之间,CCU 的果实维生素C 含量最高,而HNA 和CCA的维生素C 含量均较低,分别为8.84 和8.87 mg·100 g-1；各处理果实的硬度在1.75～2.50 N 之间,HNG 的果实最硬,CCG 的果实最软。综上所述,HNU 和CCU 的果实综合品质最佳,而HNA 和CCA 的果实综合品质最差。

表4 5 种颜色防雨布及防虫网对杨梅果实落果率和品质的影响Table 4 Effects of the five rain-proof clothes and the insect-proof net on the fruit drop rate and quality

2.4 温湿度、营养生长指标、果实品质指标间的相关性分析

对硬核期和转色期覆盖不同颜色防雨布处理的温湿度和杨梅营养生长指标进行相关性分析发现,HNG的平均温度与SPAD 值呈极显著负相关,CCK2、CCG和CCR 的平均温度与叶长呈显著负相关,其他处理的平均温度与杨梅营养生长指标无显著相关性(表5)。HNW 的平均相对湿度与叶长呈显著正相关,但其他处理的平均相对湿度与各营养生长指标均无显著相关性(表6)。

表5 防雨布处理后的平均温度与杨梅营养生长指标的相关性分析Table 5 The correlation between average temperature and vegetative growth index of bayberry after rainproof cloth treatment

表6 防雨布处理后的平均相对湿度与杨梅营养生长指标的相关性分析Table 6 The correlation between average relative humidity and vegetative growth index of bayberry after rainproof cloth treatment

表7 防雨布处理后的平均温度与杨梅果实品质的相关性分析Table 7 The correlation between average temperature and fruit quality index of bayberry after rainproof cloth treatment

表8 防雨布处理后的平均相对湿度与杨梅果实品质的相关性分析Table 8 The correlation between average relative humidity and fruit quality index of bayberry after rainproof cloth treatment

表9 防雨布处理后杨梅的营养生长指标与果实品质指标的相关性分析Table 9 The correlation between vegetative growth and fruit quality index of bayberry after rainproof cloth treatment

对硬核期和转色期覆盖不同颜色防雨布处理的温湿度和果实品质指标等进行相关性分析发现,CCU 的平均温度与果实可滴定酸含量呈显著负相关,其他处理的平均温度与果实品质均无显著相关性(表7)。CK1 的平均相对湿度与果实单果重量呈显著负相关,CCR 和CCA 的平均相对湿度与果实可滴定酸含量呈显著负相关,其他处理的平均相对湿度与果实品质均无显著相关性(表8)。

表9 为硬核期和转色期覆盖不同颜色防雨布处理杨梅的营养生长的指标与果实品质指标的相关性分析。结果表明,硬核期开始覆盖处理的叶宽与果实维生素C 含量呈显著负相关,转色期开始覆盖处理的梢长与可滴定酸含量呈显著负相关,叶厚与果实硬度和维生素C 含量呈显著正相关。

3 讨论

不同颜色防雨布覆盖后对温度和相对湿度的影响有差异。本研究中,HNG 和HNU 有利于降低温度和相对湿度,而HNR 和HNA 不利于降低温度和相对湿度,这与张得智等[15]报道的红色膜使棚膜内温度升高、绿色膜使棚内温度降低结果相一致。转色期覆盖各处理的平均温度和平均相对湿度变化规律不明显,不同颜色防雨布的调控作用较小,这可能是环境温度过高、相对湿度变化过大引起的。不同颜色防雨布处理的温湿度有明显不同,可能与透过的光质不同密切相关,导致不同颜色透光膜均能透过各种波长的光,只是各种波长光的透射率不同,不同颜色透光膜的透射光谱有较大差异,白膜的可见光透射比最高,红膜的可见光透射比最低,蓝膜对于紫光(380～460 nm)和蓝光波段(460～520 nm)的透射比较高,而红膜对于橙光和红光波段的透射比较高；绿膜对于绿光的透射比较高[16]。对于不同光质如何影响平均温度和平均相对湿度,还需开展单一光质的LED 灯试验进行深入研究。

前人研究发现不同颜色膜覆盖处理可改变植物的营养生长和果实品质,如徐凯等[17]研究发现蓝膜处理的草莓叶片叶绿素含量低于红膜处理,刘寿东等[18]研究表明红色膜覆盖甜椒的光合速率和光合利用率最高,Moe 等[19]研究表明长波段光促进植物生长,短波段光抑制生长,蓝光对植物的生长有明显的抑制延缓作用,陈强等[20]研究表明红光显著提高番茄可溶性糖含量,Jens 等[21]和胡阳等[22]发现避雨设施可以改善草莓的果实品质。本研究表明CCR 的叶绿素相对含量最高、5 种有色防雨布中HNR 的光合速率最大、HNU 的杨梅最迟成熟、HNR 的总糖含量最高、CCU 的维生素C 含量最高等,这与前人的结果相一致,可能是因为不同颜色防雨布覆盖处理后能透过的光质不同,这些不同的光质可以影响植物叶绿素合成、光合作用和碳水化合物合成相关酶的活性,进而影响光合作用的效率,最后影响植物的生长、果实成熟速度及果实品质等,而且平均温度、平均相对湿度、营养生长、果实品质间具有多重相关性,彼此影响。

前人研究发现不同颜色套袋或者LED 灯光处理不但影响植物的光合作用、营养生长以及果实糖酸和维生素C 等含量,还影响果实的次生代谢物质含量和代谢途径,如不同颜色套袋会改变苹果果实酯类、醇类和烯类物质的相对含量[23],红蓝光处理会改善番茄果实的可溶性糖含量和挥发性物质含量和组成[24-25],进行蓝袋、绿袋和白袋套袋处理的葡萄总糖含量与对照差异不显著,但是总酚和原花青素含量显著低于对照[26],光在樱桃和草莓中不仅调节花青素合成,而且影响脱落酸和赤霉素信号通路[27-28]。本研究只针对不同颜色防雨布对杨梅果实糖、酸和维生素C 含量等常规果实品质性状进行了研究,而不同颜色防雨布对花青素、总黄酮、抗氧化物质等功能成分的影响有待进一步深入研究。

4 结论

研究结果明绿色和蓝色防雨布有利于降低平均温度和平均相对湿度,而红色和黑色防雨布则有利于提高平均温度,所有覆盖处理均显著抑制光合速率和枝梢的伸长。与无覆盖对照相比,除防虫网单独覆盖及防虫网加盖黑色防雨布的处理,其他处理均能显著降低果实落果率；绿色、蓝色防雨布配合防虫网能有效推迟果实成熟期；从果实的总糖含量、维生素C 含量等综合分析,转色期覆盖蓝色防雨布和防虫网的果实综合品质最佳。本研究证实了有色膜覆盖可改变果实品质,对防虫网覆盖杨梅防控果蝇和白色防雨布遮光进行改良,更有效地推迟了杨梅的成熟期。本文研究的不足之处是未对果实的抗氧化物质含量进行测定,后续将深入开展研究。