温室生草对南疆桃叶片、果实质量的影响

杨梦宇, 张琦*, 袁振杨, 陈俊, 闫利

(1.塔里木大学植物科学学院, 南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室, 兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室, 新疆 阿拉尔 843300; 2.兵团第三师五十三团园林工作站, 新疆 图木舒克 843900)

桃(PrunnsersicaL.)属蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)桃亚属(Amygdalus)植物，原产于我国，果实具有丰富的营养价值[1]。果园生草覆盖可以有效改善果园小气候环境[2]，提高土壤肥力、改良土壤结构，提高土壤蓄水保墒能力[3]，是果树生产主要开展的土壤管理方式。王孝娣等[4]研究发现，生草作绿肥可使桃树叶片栅栏组织和海绵组织细胞层数增多，叶片增大、增厚，叶绿素含量增加，叶片的净光合速率增强。毛培春等[5]研究发现，生草能显著提升果实的维生素C和可溶性固形物含量，明显改善桃的品质，能降低蜜橘果实可滴定酸含量，增加可溶性糖和可溶性固形物含量[6]。桃园种植适宜的作物，可以抑制杂草，改善桃园环境，促进果树生长发育[7]。南疆地区设施果树以桃为主，但发展规模小，栽培技术相对落后。温室土壤管理主要采取清耕方式，再加上盲目施肥，管理不科学，导致土壤板结、土壤盐渍化程度增加[8]，直接影响设施果树的产量和品质。因此，对温室桃园进行生草间作处理，探究生草对桃树叶片质量、果实品质和产量的影响，以改进南疆设施桃园的土壤管理方式，为温室桃园生草栽培有效管理提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地及试验材料

试验地位于新疆维吾尔自治区兵团第三师五十三团三连的日光温室，日光温室长75 m，跨度10 m，脊高4.7 m，下挖80 cm，骨架为立柱焊接钢架结构；后墙及东西山墙采用砖混结构，后墙及东西山墙外基部堆土。供试桃树品种为‘中农金辉’，2015年春季定植，株行距0.8 m×2 m，树龄4年，树形主干形，单位面积株数为324株·hm-2。

1.2 试验设计

试验共设清耕(CK)、间种小黑麦(T1)和间种三叶草(T2)3个处理。2017年11月上旬扣棚升温，2017年12月下旬播种，采用行间生草模式，生草覆盖区域长9 m，宽1.5 m，每小区8行，各小区管理措施一致。

1.3 测定指标与方法

1.3.1叶片性状指标测定 于2018年5月上旬，每处理随机采集树冠中部外围60片叶片，带回实验室测定叶片性状指标，每个处理3次重复。用数显游标卡尺(泸工0～150 mm)测定叶长、叶宽、叶片厚度。用直径0.8 cm打孔器避开叶片主叶脉，随机打5个叶圆片，然后于80 ℃下烘干至恒质量，称取干质量，计算比叶重。用电子天平(JY-20002型，上海金鹏分析仪器有限公司)称量叶片鲜重。

比叶重(g·m-2)=叶圆片干重(g)/圆片面积(m2)。

参照赵先明等[9]方法提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量。叶片全氮(N)含量测定采用浓H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮法[10]测定；全磷(P)含量用钒钼黄比色法[11]测定；全钾(K)含量用火焰光度计法[11]测定。

1.3.2果实品质测定 果实成熟期，每处理随机采集30个果实。用数显游标卡尺测定果实纵、横径，用电子天平(JY-20002型，上海金鹏分析仪器有限公司)称量单果重，用手持式折光仪(PAL-1型，青岛润禄机电设备有限公司)测定可溶性固形物含量，用硬度计(GY-3型，珠海天创仪器有限公司)测定果实去皮硬度，用酸碱中和滴定法[12]测定可滴定酸含量，用蒽酮比色法[13]测定可溶性糖含量，用分光光度法[14]测定果皮叶绿素含量，采用2，6-二氯靛酚滴定法[13]测定果实维生素C含量。

1.3.3坐果率及产量测定 花芽膨大期对不同处理桃树主枝和新梢进行挂牌并统计各类花芽数量。于坐果期(花后15 d)调查各处理桃树结果枝的果情况，统计坐果率。果实成熟期，每处理随机挑选5株桃树，调查单株结果数，并计算产量。相关指标计算公式如下。

坐果率=果实数/花数

产量=平均单株结果数×平均单果重×单位面积桃树株数。

1.3.4隶属函数计算 运用模糊数学隶属函数法对果实品质和产量的数据进行标准化。

式中，Xij表示i种类j指标的隶属值；Xij表示i种类j指标的测定值；Xjmax、Xjmin分别表示指标的最大值和最小值。

采用标准差系数法计算标准差系数Vj。

对标准差系数进行归一化，得到各个果实品质及产量指标的权重系数Wj。

依据权重系数计算果实品质和产量的综合评价D值。

1.4 数据分析与统计

采用Micsoft Excel 2010进行数据处理并作图，运用DPS 7.05统计分析软件进行单因素方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 生草对温室桃园叶片指标的影响

不同处理的桃树叶片指标结果(表1)显示，T1和T2处理桃树叶片的长度、宽度均显著大于CK，比叶重分别比CK显著提高10.10%和14.65%，比叶面积分别显著降低9.29%和12.54%，而T1和T2处理之间差异不显著。T1和T2处理的桃叶片全N、全P和全K含量均显著高于CK。T1处理的叶片全N、全K含量最高，分别比CK高1.36和1.40 g·kg-1，且显著高于T2处理；T2处理叶片全N、全K含量也显著高于CK。T2处理全P含量最高，T1次之，分别较CK显著提高13.14%和10.29%。可见温室生草能增大叶片，提高比叶重，降低比叶面积；生草还可以提高土壤N、P、K利用效率。

叶片叶绿素是吸收光能的主要物质，叶绿素含量很大程度决定叶片的光能吸收、转化和传递能力，与叶片光合速率密切相关[15]。由表1可知，T1和T2处理的桃树叶片叶绿素a含量显著高于CK，叶绿素b含量显著低于CK；T1处理的叶绿素总量最高，为2.61 mg·g-1，T1和T2处理分别较CK显著提高47.33%和36.11%。3个处理间叶绿素a/b的值存在显著差异，大小表现为T1>T2>CK。T1和T2处理的类胡萝卜素含量均显著高于CK，分别高0.07和0.06 mg·g-1。说明生草能增加桃树叶片的叶绿素含量，增强叶片光合作用，有利于树体养分的积累。

表1 不同处理下桃树的叶片指标

2.2 生草对温室桃园果实外在品质的影响

不同处理的桃树果实品质结果(表2)显示，T1处理的平均单果重最高，为101.75 g，T2次之，CK最小，为86.95 g。T1和T2处理桃果实的纵径和横径均显著高于CK。T1和T2处理的果形指数高于CK，T1处理比CK显著高0.05。T1和T2处理的桃果皮叶绿素含量均显著低于CK，含量分别减少0.07和0.06 mg·g-1。可见，生草处理能显著增加桃果实的纵横径和单果重，减少果皮叶绿素含量，改善果实的外观品质。

表2 不同处理下桃果实的品质指标

T1处理的桃果实硬度显著低于T2和CK处理，T2与CK处理之间无显著差异，但T2较T1显著高0.49 kg·cm-2。T1和T2处理桃果实的可溶性糖和可溶性固形物含量均显著高于CK处理，可溶性糖含量分别增加1.41%和1.05%，可溶性固形物含量分别增加1.63%和1.26%；生草处理显著降低了果实的可滴定酸含量，进而显著增加了糖酸比。T1和T2处理桃的维生素C含量较CK分别显著高1.67和0.53 μg·g-1。可见，生草能提高桃果实可溶性糖含量，降低可滴定酸含量，增加糖酸比和维生素C含量，增加果实内在品质。

2.3 果实品质与叶片指标之间的相关性分析

对桃树果实品质指标与叶片指标进行相关性分析，结果(表3)显示，单果重与叶片横径、叶片纵径和叶绿素a含量呈显著正相关，与叶绿素a/b、叶片全氮含量呈极显著正相关，与叶绿素b含量呈极显著负相关。果实纵径与叶片全磷含量呈显著正相关，与比叶重呈极显著正相关，与比叶面积呈显著负相关。果实横径与叶绿素a/b、叶片全氮含量呈显著正相关，与叶片纵径、叶片横径和叶绿素a含量呈极显著正相关；与叶绿素b含量呈显著负相关。果形指数与叶绿素a/b和叶片全N含量呈显著正相关，与叶绿素b含量呈显著负相关，与总叶绿素含量呈极显著正相关。可溶性糖含量与叶片纵径、叶片横径、叶绿素a/b和叶片全氮含量呈显著正相关，与叶绿素a含量呈极显著正相关，与叶绿素b含量极显著负相关；可滴定酸含量与叶片纵径、叶片横径、叶绿素a含量呈极显著负相关，与比叶面积呈显著正相关，与叶片全P含量呈显著负相关。维生素C含量与总叶绿素呈极显著正相关，与叶片全K含量和叶片厚度呈显著正相关。

表3 果实品质及叶片指标的相关性分析

2.4 生草对温室桃园枝条坐果率的影响

不同处理的桃树枝条坐果率结果(图1)显示，T1和T2处理的桃树主枝坐果率均显著高于CK，分别比CK高1.91%和2.60%。T1和T2处理的桃树新梢坐果率较CK分别显著高3.12%和0.44%。T2处理的桃树主枝上单花芽坐果率最高，为33.33%，T1处理的桃树主枝上复花芽坐果率最高，为47.22%，CK的桃树主枝上单花芽和复花芽坐果率均最低，分别为31.46%和37.36%。可见，温室桃园生草能够显著提高坐果率。T1处理的桃树新梢上单花芽坐果率最高，为25.35%，T2和CK分别为19.17%和23.97%。桃树新梢上复花芽坐果率大小表现为T2>T1>CK，分别为40.00%、32.35%和21.79%。

注：不同小写字母表示不同处理间差异在P<0.05水平具有显著性。

2.5 生草对温室桃园产量的影响

产量是评价果树经济效益的重要指标。不同处理的桃树产量结果(表4)显示，T1和T2处理的单株果实数量较CK处理显著提高26.49%和12.58%。T1和T2处理的产量分别较CK处理高2 042.88和1 101.92 kg·hm-2。可见，生草能提高温室桃园的桃树产量，温室桃园间种小黑麦的丰产性最好，优于间种三叶草和清耕处理。

表4 不同生草处理的产量

2.6 生草对温室桃园果实品质和产量的综合评价

对不同生草处理的温室桃果实品质和产量等指标进行隶属函数分析，求出综合评价D值，D值越大代表果实品质及产量越好。从表5可以看出，T1处理的综合得分最高，为0.75；T2次之，为0.58；CK最低，为0.21。因此，温室桃园生草可以选择小黑麦作为生草品种。

表5 不同处理的果实品质和产量的综合评价

3 讨论

叶片是为植物提供和积累养分的重要库源器官，叶片中N、P、K等养分含量是叶片的主要功能性状之一，能直接反映出树体对环境资源的获取和利用情况[16-18]。本研究发现，温室桃生草覆盖后增加了成熟期叶片的全N、全P和全K含量。这与温美娟等[19]和张良英等[20]研究结果一致。究其原因可能是生草后根茬和根系分泌物增加了丰富的外源碳，导致土壤肥力变化，增加了叶片的养分含量。

叶绿素是植物叶片进行光合作用的重要色素，对植物的生长发育起着重要作用。叶绿体捕光蛋白复合体中叶绿素a/b值越高，在强光下的光合速率越高，抵抗光抑制能力较强[21]。生草能增加叶绿素a含量、叶绿素a/b和总叶绿素含量[22]。本研究表明，间种小黑麦和三叶草处理的叶绿素a含量较对照分别提高了20.65%和14.87%，总叶绿素含量分别提高11.54%和4.27%。与李芳东等[22]研究结果相似。出现这种现象的原因可能是生草后增加了叶片养分含量，促进了叶绿素的合成，从而增加了叶绿素含量。

果园生草具有减少病虫害，调节果园生态环境、促进果树生长发育，提高果实品质产量的作用[23]。生草能提高桃果实可溶性糖和可溶性固形物含量，显著增加单果重，对果实品质改善效果显著[24-25]。本研究中，间种小黑麦和三叶草能增加桃果实中可溶性糖含量和可溶性固形物含量，明显改善桃果实的内在品质。王孝娣等[26]研究发现行间种植黑麦草后果肉平均硬度减小，储运性变差。本研究结果表明，种植三叶草能使桃果实硬度增加，而间种小黑麦使果实硬度减小，与王孝娣[26]研究结果不一致。一方面可能是由于间种三叶草改变了果实内纤维素和果胶酶的含量，导致硬度增加，另一方面可能是由于小黑麦生长发育过程根系吸收大量钙，影响了树体对土壤中钙的吸收，导致硬度下降[27-28]。

本研究发现，温室桃园生草能提高坐果率，增加单果重并提高产量。这与谷艳荣等[29]和李涛涛等[30]研究结果一致。分析认为生草能够增加叶片质量，提高叶绿素含量，增强叶片光合作用，进而促进果实的干物质积累，增加单果重，提高桃树产量。

综上所述，温室间种小黑麦处理的桃树生长与产量品质最佳。温室生草能促进桃树叶片生长，增加叶片厚度和质量，提高叶片的叶绿素积累量和养分含量。生草还降低了可滴定酸含量，提高了可溶性固形物和可溶性糖含量，明显改善了果实品质，提高坐果率和增加产量效果显著。本研究探索了生草对南疆温室桃叶片、果实品质和产量的影响，为改进南疆温室果园土壤管理方式和促进温室桃优质生产提供理论依据。关于间种小黑麦生草模式在南疆地区温室果园的大面积推广，仍需从经济成本等方面进一步探讨。