南方寡日照条件下铺设反光膜对避雨栽培早熟油桃品质的影响

2021-08-05陆泰良阳爱民李海炎梁瑞郑万保雄

西南农业学报 2021年6期

陆泰良，阳爱民，李海炎，梁瑞郑，万保雄

(广西特色作物研究院，广西桂林 541004)

【研究意义】桃原产于我国，至今已有4000多年的栽培历史。近年来，我国南方地区桃产业发展迅速，栽培面积大幅增长，主栽品种为中油4号、中油13号和春美等早熟品种，成熟期主要集中在5-6月，此时正值寡日照的梅雨或暴雨季节，光合作用效率低，病害发生严重并影响桃果实品质。果树避雨栽培可形成干燥微环境，有利于开花和座果，减轻病害发生，改善果实外观，且采收果实时不受天气影响[1]。但避雨栽培覆盖的薄膜会降低棚内光照强度，尤其是南方寡日照的阴雨天气会加剧光照不足，严重影响桃果实着色及内在品质[2]。已有研究表明，铺设反光膜可有效改善树体局部光照条件[3]。因此，研究寡日照条件下铺设反光膜对避雨栽培早熟桃果实品质的影响，对完善我国南方早熟油桃的高效栽培技术体系具有重要意义。【前人研究进展】避雨栽培在我国葡萄[4]、桃[5]、枇杷[6]、梨[7]等果树上的大面积推广应用促使其经济效益和社会效益显著提高，已成为果树设施栽培的重要组成部分。王立如等[8]研究表明，葡萄谢花后20 d至成熟期间在葡萄架下地面铺设反光膜可有效改善葡萄叶幕的光照环境，提高叶片净光合速率、叶绿素含量和水分利用率，提高果实花青苷含量和可溶性固形物含量，从而提高葡萄果实品质。郭秀珠等[9]研究认为，葡萄园铺设反光膜可增强树冠光照强度，提高葡萄果实可溶性固形物含量和可溶性总糖含量，降低果实可滴定酸含量。张俊娜等[10]研究发现，在苹果树盘下铺设反光膜能显著提高果实的维生素C(Vc)含量和着色程度，降低果实可滴定酸含量，且以铺设反光膜20 d时果实着色效果最好。宁少君等[11]研究显示，在南丰蜜桔花后120 d覆盖银黑色反光膜能提高树冠内膛叶片的光合能力，并显著提高果实Vc、可溶性糖和可溶性固形物含量，降低果实可滴定酸含量。周京一等[12]研究发现，铺设反光膜可有效提高土壤温度，提高果实可溶性固形物含量，尤其在多雨年份效果更明显，并使花期提前3 d，但对桃果实成熟期无显著影响。张斌斌等[13]研究表明，晚熟桃树冠底部铺设反光膜可不同程度提高其果实可溶性固形物和总糖含量及糖酸比，总酸含量显著下降，同时使果皮花色素苷含量升高。吴春芳等[14]研究显示，在油桃花后20 d铺设反光膜可显著增强设施内行间、株间的光照强度，提高可溶性总糖和Vc含量及果实着色指数。沈建生等[15]研究发现，树冠底部铺设反光膜能明显改善树冠中下部光照条件，在多湿寡照的南方地区有利于改善早熟桃果实品质。【本研究切入点】目前，关于南方避雨栽培条件下铺设反光膜对早熟桃果实品质影响的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】在南方寡日照条件下，探究果实着色初期铺设反光膜对避雨栽培早熟桃果实品质的影响，为南方早熟桃提质增效提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020年5月18日至6月5日在广西桂林市广西特色作物研究院桃试验园进行，设施为5连栋镀锌钢管避雨棚，以棚内4年生中油13号油桃为试验材料。反光膜(江苏产)规格为10.0 m×1.0 m×0.2 mm。气象数据由广西桂林市气象局提供。试验历时19 d，其中雨天11 d，晴天6 d，阴天2 d；平均日降水量19.6 mm(图1)，其中在果实成熟后期连续8 d降雨，平均日降水量33.6 mm；在果实成熟中后期，平均日照3.3 h(图2)，属于南方常见的寡日照天气。

图1 广西桂林市2020年5月18日至6月5日的降雨情况

图2 广西桂林市2020年5月18日至6月5日的日照时数情况

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计在桃果实着色初期(5月18日)开始铺设反光膜，分别测量离地面1.0和1.5 m高度树冠的光照强度。每处理3株，3次重复，以不铺设反光膜为对照(CK)。每隔4 d从树冠的中、下部采集果实，每株采10个，共30个。具体采样日期为5月18日、5月22日、5月26日、5月30日和6月5日，其中6月5日为果实成熟采收期。将采集样果的果肉与果皮分离，切碎后置于-80 ℃保存备用。

1.2.2 测定指标及方法使用电子天平称量样果单果重；使用ST-80C型照度计测量高度1.0和1.5 m树冠的光照强度；利用PAL-1型手持折光仪测定果实可溶性固形物含量；可滴定酸含量采用滴定法进行测定；可溶性总糖含量采用斐林式容量法进行测定[16]；果肉苹果酸、柠檬酸、奎尼酸、果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇含量参考胡湘明等[17]的方法进行测定；果皮中矢车菊素-3-葡萄糖苷含量参考胡亚东等[18]的方法进行测定。

1.3 统计分析

试验数据采用Excel 2013进行统计和制图，以SPSS 22.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 铺设反光膜对桃树中下部光照强度的影响

由表1可知，铺设反光膜后，反光膜处理与CK距地面1.0 m树冠处的光照强度分别为6033.3和1366.7 lx，反光膜处理是CK的4.41倍，二者差异极显著(P<0.01，下同)；距地面1.5 m树冠处的光照强度分别为4816.7和700.0 lx，反光膜处理是CK的6.88倍，二者差异极显著。说明铺设反光膜能极显著提高桃树树冠中下部光照强度，改善光照条件。

表1 铺设反光膜后桃树不同高度树冠的光照强度

2.2 铺设反光膜对桃果实单果重、可溶性固形物含量和固酸比的影响

由表2可知，果实采收时(6月5日)反光膜处理和CK桃果实的平均单果重分别为130.93和129.40 g，二者差异不显著(P>0.05，下同)；反光膜处理桃果实的可溶性固形物含量为11.67%，较CK高0.90%(绝对值，下同)；反光膜处理桃果实的固酸比为38.90，显著高于CK(6.30,P<0.05，下同)。说明铺设反光膜对中油13号油桃果实单果重无明显影响，但可有效提高其可溶性固形物含量和固酸比。

表2 铺设反光膜对中油13号单果重、可溶性固形物含量和固酸比的影响

2.3 铺设反光膜对桃果实可溶性总糖和可滴定酸含量及糖酸比的影响

从表3可看出，反光膜处理第4天，桃果实的可溶性总糖含量由铺膜当天的6.63%升至7.08%，CK的可溶性总糖含量由铺膜当天的6.58%升至6.70%，反光膜处理的增幅比CK高0.33%，但差异不显著；反光膜处理第8天，桃果实的可溶性总糖含量提高至8.99%，与铺膜当天相比，反光膜处理的增幅比CK高0.31%，但差异不显著；反光膜处理第12天(5月30日)，反光膜处理与CK的桃果实可溶性总糖含量均达最高值，分别为10.16%和9.88%，与铺膜当天相比，反光膜处理的增幅比CK高0.23%，差异仍不显著；至果实成熟采摘时(6月5日)，反光膜处理和CK桃果实的可溶性总糖含量均较采前6 d(5月30日)明显下降(分别下降8.56%和10.22%)，主要原因是5月30日至6月5日连续大雨，导致果实可溶性总糖含量降低。可见，铺设反光膜虽可提高中油13号油桃果实的可溶性总糖含量，但效果不明显。

表3 铺设反光膜对中油13号桃果实可溶性总糖和可滴定酸含量及糖酸比的影响

反光膜处理第4天，桃果实的可滴定酸含量由0.62%降至0.58%，CK的可滴定酸含量由0.65%降至0.63%，反光膜处理的降幅比CK高0.02%，差异不显著；反光膜处理第8天，桃果实的可滴定酸含量降至0.47%，CK的可滴定酸含量降至0.58%，与铺膜当天相比，反光膜处理的降幅比CK高0.08%，但差异不显著；反光膜处理第12天，桃果实的可滴定酸含量降至0.37%，CK的可滴定酸含量降至0.48%，与铺膜当天相比，反光膜处理的降幅比CK高0.08%，差异不显著；经计算，反光膜处理桃果实的可滴定酸含量在处理后12 d内以每4 d降低0.083%的速度快速下降，而CK的可滴定酸含量在处理后12 d内平均每4 d仅降低0.057%，直至采前6 d才大幅下降。说明铺设反光膜可快速降低中油13号油桃果实的可滴定酸含量。

反光膜处理第4天，桃果实的糖酸比由10.69升至12.20，CK的糖酸比由10.12升至10.63，反光膜处理的增幅比CK高1.00，但差异不显著；反光膜处理第8天，桃果实的糖酸比升至19.13，CK的糖酸比升至14.88，与铺膜当天相比，反光膜处理的增幅比CK高3.68，但差异不显著；反光膜处理第12天，桃果实的糖酸比升至27.46，CK的糖酸比升至20.58，二者差异显著；果实成熟采摘时，反光膜处理桃果实的糖酸比升至30.97，较铺膜当天上升189.71%，而CK的糖酸比升至26.88，较铺膜当天上升150.72%。说明铺设反光膜可有效提高中油13号油桃果实的糖酸比，提高其风味品质。

2.4 铺设反光膜对桃果实葡萄糖、蔗糖、果糖和山梨醇含量的影响

从表4可看出，反光膜处理第4天，桃果实的葡萄糖含量由2.13 g/100 g升至2.60 g/100 g，CK的葡萄糖含量由2.15 g/100 g升至2.53 g/100 g，反光膜处理的增幅比CK高0.09 g/100 g，但差异不显著；反光膜处理第8天，桃果实的葡萄糖含量升至2.73 g/100 g，CK的葡萄糖含量升至2.67 g/100 g，与铺膜当天相比，反光膜处理的增幅比CK高0.08 g/100 g，但差异不显著；反光膜处理第12天，铺设反光膜和CK果实的葡萄糖含量均达最高值，分别为3.53和3.13 g/100 g，但差异不显著；经计算，反光膜处理桃果实的葡萄糖含量在处理后12 d内以平均每天0.117 g/100 g的速度升高，而CK的葡萄糖含量在处理后12 d内仅以平均每天0.082 g/100 g的速度升高，反光膜处理较CK每天多提高0.035 g/100 g。说明铺设反光膜可提高桃果实葡萄糖含量，随着铺设反光膜时间的延长葡萄糖含量持续升高。但观察也发现，反光膜处理和CK桃果实的葡萄糖含量在6月5日分别下降至1.47和1.40 g/100 g，与5月30日相比降幅分别达58.4%和55.3%，应与果实采前6 d内连续大雨有关。

表4 铺设反光膜对中油13号桃果实葡萄糖、蔗糖、果糖和山梨醇含量的影响

反光膜处理后8 d内铺设反光膜处理和CK桃果实的蔗糖含量变化均不明显；反光膜处理第12天，反光膜处理和CK桃果实的蔗糖含量分别从1.63和1.53 g/100 g升至3.07和3.03 g/100 g，但差异不显著；至果实成熟采摘时，反光膜处理和CK桃果实的蔗糖含量均达最高值，分别为5.80和5.67 g/100 g，二者差异不显著。说明铺施反光膜对提高中油13号油桃果实蔗糖含量无明显作用。

反光膜处理和CK桃果实的果糖含量在处理后8 d内均无明显变化；反光膜处理第12天桃果实的果糖含量和CK的果糖含量均升至最高，与处理后第8天相比，反光膜处理的增幅比CK高0.32 g/100 g，但差异不显著。说明铺设反光膜可提高桃果实果糖含量，但效果不明显。观察还发现，采收前6 d内反光膜处理和CK桃果实的果糖含量均大幅下降(分别降至1.53和1.43 g/100 g)，可能与连续大雨天气影响有关。

在铺设反光膜后12 d内，反光膜处理和CK桃果实的山梨醇含量均有小幅波动变化，但无显著差异；在果实采收前6 d内反光膜处理桃果实的山梨醇含量由7.07 g/100 g急剧升至14.40 g/100 g，CK由6.80 g/100 g急剧升至11.80 g/100 g，与果实采收前6 d相比，反光膜处理的增幅比CK高2.33 g/100 g。说明中油13号油桃果实成熟期间遇到寡日照天气可通过铺设反光膜提高棚内光照强度以增强其光合作用。

2.5 铺设反光膜对桃果实柠檬酸、奎尼酸和苹果酸含量的影响

由表5可知，反光膜处理和CK桃果实的柠檬酸含量均在处理后第4天快速降低，其中反光膜处理从4.77 g/kg降至2.80 g/kg，而CK从4.63 g/kg降至3.20 g/kg，反光膜处理的降幅比CK高0.54 g/kg，但差异不显著；反光膜处理第8天，其桃果实的柠檬酸含量降至2.03 g/kg，而CK的柠檬酸含量降至2.63 g/kg，与铺膜当天相比，反光膜处理的降幅比CK高0.74 g/kg，但差异不显著；反光膜处理第12天，其桃果实的柠檬酸含量降至1.93 g/kg，而CK的柠檬酸含量降至2.50 g/kg，反光膜处理的降幅比CK高0.71 g/kg，但差异不显著；果实采收时，反光膜处理桃果实的柠檬酸含量较铺膜当天下降74.21%，而CK柠檬酸含量较铺膜当天下降69.11%，降幅稍低于反光膜处理。说明铺设反光膜可降低中油13号油桃果实的柠檬酸含量，但效果不明显。

表5 铺设反光膜对中油13号桃果实柠檬酸、奎尼酸和苹果酸含量的影响

反光膜处理和CK桃果实的奎尼酸含量在处理第4天均大幅下降，其中反光膜处理从2.43 g/kg降至1.73 g/kg，CK从2.47 g/kg 降至1.93 g/kg，反光膜处理的降幅比CK高0.16 g/kg，但差异不显著；反光膜处理第8天，桃果实的奎尼酸含量降至1.51 g/kg，CK的奎尼酸含量降至1.57 g/kg，与铺膜当天相比，反光膜处理的降幅比CK高0.02 g/kg，但差异不显著；反光膜处理第12天，桃果实的奎尼酸含量和CK的奎尼酸含量分别降至1.10和1.33 g/kg，但差异不显著；果实采收时，反光膜处理桃果实的奎尼酸含量比铺膜当天降低1.70 g/kg，CK仅降低1.73 g/kg。说明铺设反光膜对桃果实的奎尼酸含量无明显影响。

反光膜处理和CK桃果实的苹果酸含量均呈降低—升高—降低的变化趋势。其中，在反光膜处理第4天，桃果实的苹果酸含量从3.50 g/kg降至2.77 g/kg，而CK的苹果酸含量从3.40 g/kg降至2.83 g/kg，反光膜处理的降幅比CK高0.16 g/kg，差异不显著；反光膜处理第8天，桃果实的苹果酸含量降至2.10 g/kg，CK的苹果酸含量升至3.43 g/kg，二者差异显著；自处理的第4天起，反光膜处理桃果实的苹果酸含量均低于CK；果实采收时，反光膜处理桃果实的苹果酸含量降至1.60 g/kg，CK降至1.97 g/kg，与铺膜当天相比，反光膜处理的降幅比CK高0.47 g/kg。说明铺设反光膜可降低桃果实的苹果酸含量，但效果不明显。

2.6 铺设反光膜对桃果皮花色素苷含量的影响

反光膜处理第4天，桃果皮的花色素苷含量由0.33 μg/g迅速升至0.50 μg/g(表6)，而CK从0.32 μg/g仅升至0.35 μg/g，反光膜处理的增幅比CK高0.14 μg/g；反光膜处理第8天，桃果皮的花色素苷含量升至1.20 μg/g，CK升至0.72 μg/g，即铺设反光膜的第4～8天，反光膜处理的增幅比CK高0.47 μg/g；反光膜处理第8天至果实采收时果皮的花色素苷含量变化不明显，仅从1.20 μg/g升至1.57 μg/g，升高了0.37 μg/g；至果实采收时反光膜处理桃果皮的花色素苷含量较铺膜当天的0.33 μg/g升高1.24 μg/g，其增幅比CK高0.86 μg/g，果实采收时反光膜处理桃果皮的花色素苷含量是CK的2.24倍，且差异显著。说明铺设反光膜可显著提高中油13号油桃果皮的花色素苷含量，增加果实着色程度。

表6 铺设反光膜对中油13号桃果皮花色素苷含量的影响

3 讨论

桃是喜光作物，对光照强度变化反应敏感[19]，当年生枝条常因树冠荫蔽而干枯死亡。在露地栽培条件下，桃果实中的可溶性固形物和总糖含量与光合有效辐射强度呈显著正相关[20]，且可溶性固形物含量与光照强度的相关性最高[21]。本研究结果表明，在避雨栽培的弱光环境下，反光膜处桃树冠中下部的光照强度是CK的4.41～6.88倍，山梨醇(蔷薇科植物光合主要产物)含量高于CK 18.1%。洪莉等[22]的研究结果也表明，中国樱桃朱红铺设反光膜可增加蓝光和红光辐射强度，提高其叶片和果实的净光合速率；可溶性固形物含量较CK提高0.90%，可溶性总糖含量提高0.42%，加快桃果实中柠檬酸和苹果酸含量降低，从而提高固酸比和糖酸比，与周京一等[12]、张斌斌等[13]、吴春芳和李强峰[14]的研究结果相似；但对蔗糖和奎尼酸含量无明显影响，与胡湘明等[17]的研究结果一致；果实成熟期连续降雨对避雨栽培条件下桃果实品质具有明显的负面影响，主要原因是连续降雨使土壤水含量处于饱和状态，树体吸收大量水分导致果实的可溶性总糖、葡萄糖和果糖被稀释，风味变淡，与万保雄等[23]、周京一等[12]、杨颖等[24]的研究结论相似。

本研究观察发现，铺设反光膜后树冠中下部桃果实外观最明显的变化是第3天开始快速着色，第8天果面有30%～40%着红色，第20天果面有60%～70%着色，而CK的果实着色速度缓慢，在果实成熟采收时果皮的花色素苷含量显著低于反光膜处理。光是植物生长发育的主导因子之一，也是桃花色素苷生物合成必不可少的自然条件[25]。桃果实着色程度与果皮中花色素苷含量密切相关，主要为矢车菊素-3-葡萄糖苷在桃果皮表层内积累[26]；铺设反光膜可加大桃树果实受光面积和强度，促进光合作用和果实对碳同化产物的吸收，苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性增强[27]，促进DFR、UFGT、CHS和F3H等相关基因转录，从而促使果皮花色素苷形成和积累[28]，提高果实的着色程度。因此，在南方寡日照气候条件下，避雨栽培模式的早熟桃于成熟前18 d在树冠底部铺设反光膜，可改善其光照强度，增强叶片和果实的光合作用，降低果实酸的含量，提高果实可溶性糖含量，快速增加果实着色程度，从而提高果实品质和商品果率。

近年来，冰雹、冻害和降雨等极端恶劣天气对桃生产造成的危害较大，为降低恶劣气候对桃生产的影响，避雨栽培已在浙江、江苏、上海等地迅速兴起，且效益显著。南方地区早熟桃成熟季节主要集中在5-6月的雨季，光照少，但通过在着色前期铺设反光膜，可有效改善其果实外观和内在品质。