阴雨和伏旱天气覆膜对设施葡萄果实品质的影响.pdf

基金项目 江苏省自然科学基金青年基金 BK20180810 国家自然科学基金青年基金 42005140 作者简介 吴香仪 1997 女 吉林白山人 在读硕士研 究生 研究方向 设施农业气象 通信作者 收稿日期 2021 03 24 阴雨和伏旱天气覆膜对设施葡萄果实品质的影响 吴香仪 韩 玮 赵良锴 南京信息工程大学应用气象学院江苏省农业气象重点实验室 江苏南京 210044 摘要 长江中下游地区夏季会出现连续的阴雨寡照天气和晴朗伏旱天气 阴雨寡照天气光照不足 光质较差 散 射光较多 而散射光有利于植株生长发育 在这种情况下 可采用同时铺设散射膜和反光膜的方式来调节散射光比例 本研究采用上述处理对比分析了阴雨和伏旱天气覆膜对设施葡萄果实品质的影响 结果表明 阴雨天气和伏旱天气下 覆膜光照会变弱 葡萄果实的果径 果重 糖酸含量 糖酸比 抗坏血酸 蛋白质 花青素含量均比无膜对照高 本研究证 明了同时铺设散光膜和反光膜能有效提高光合反应速率 干物质分配能力 改善葡萄果实品质 提高葡萄生产效率 关键词 葡萄 散射膜 反光膜 果实品质 中图分类号 S663 1 文献标识码 A 文章编号 1007 5739 2021 21 0061 04 DOI 10 3969 j issn 1007 5739 2021 21 021 开放科学 资源服务 标识码 OSID Effects of Film Mulching on Fruit Quality of Protected Grape Under Cloudy Rainy and Sunny Drought Weather WU Xiangyi HAN Wei ZHAO Liangkai Jiangsu Key Laboratory of Agrometeorology School of Applied Meteorology Nanjing University of Information Science scattering film reflective film fruit quality 目前 我国已成为葡萄生产大国 鲜食葡萄产量 已跃居世界第1位 葡萄栽培面积位居世界第2位 葡 萄酒产量稳居世界第 8 位 近年来 葡萄产量迅速上 升 栽培面积逐年上涨 江苏省位于长江中下游地区 气 候温和 设施农业发展快 适宜进行设施葡萄种植 1 然而 江苏省夏季日光温室葡萄生产过程中 梅雨季 节常与伏旱天气连续出现 在经历了梅雨季节寡照后 随之经历伏旱天气 葡萄易出现光合能力不足 植株 干物质积累少 枝条徒长 果实发育不完全等问题 有研究表明 光照不足时 散射辐射能显著提高 植物光合能力及植物果实品质 因此 在日照较少的 天气 可以通过覆盖具有散射功能的大棚薄膜来增加 散射辐射量 光散射薄膜是设施农业中一种特殊的透 光材料 可将点光源转变成各向同性的面光源或各向 异性的面光源 条形光源和线形光源 已有研究发现 铺设散光膜或铺设反光膜能提高果实品质 但将二者 结合的研究较少 本文将散光膜和反光膜结合应用 研究其对设施葡萄果实品质的影响 1 材料与方法 1 1 试验材料 本试验所用的北冰红葡萄为含山葡萄血缘的杂 种后代 2 其主要特点是成熟系数较高 糖类 有机酸 含量较高 3 主要用于酿造高档冰红葡萄酒和干红葡 萄酒 北冰红葡萄栽培表现优良 引种效果较好 现代农业科技 2021年第21期 园艺学 61 现代农业科技 2021年第21期园艺学 试验所用的漫射棚膜为具有散射功能的膜 厚度 0 06 mm 透光率92 材质为PE材质 所用的银色反 光膜为具有反射功能的膜 厚度 0 12 mm 表面镀铝 采用PET高分子镀铝技术 可有效调节光环境 1 2 试验设计 试验共设6个处理 分别为铺设1层反光膜 T 1 铺设 1 层大棚膜 T 2 铺设 1 层大棚膜 1 层反光膜 T 3 铺设2层大棚膜 T 4 铺设2层大棚膜 1层反光 膜 T 5 和不覆膜对照 CK 试验于2020年4 7月在 南京信息工程大学农业气象实验室的Venlo温室内进 行 8 9月在南京信息工程大学农业试验实验室大棚 内进行 大棚采用专用的漫射棚膜铺设 9 11月的葡 萄果实品质试验在南京信息工程大学农业气象实验室 内进行 1 3 测定项目及方法 使用高效液相色谱仪进行葡萄果实可溶性糖 有 机酸 花青素含量的测定 使用考马斯亮蓝法测定葡 萄果实中蛋白质含量 4 使用二氯酚靛酚钠溶液滴定 法测定葡萄果实中抗坏血酸含量 5 糖酸比按照公式 糖酸比 总糖含量 总有机酸含量 计算 甜度计算方 法参考姚改芳等 6 的方法 并加以修改 即甜度 蔗糖 含量 1 葡萄糖含量 0 7 果糖含量 1 75 1 4 数据处理 液相色谱数据采用伍豪液相色谱数据工作站进 行分析 采用 Excel 2010 DPS 与 SPSS 26 0 对每组处 理重复的试验数据平均值进行数据统计 使用灰色关 联梯度分析方法进行数据分析 使用 Duncan 检验方 法进行数据的多重比较和差异显著性 0 05 分析 运用Origin 2018进行图表制作 2 结果与分析 2 1 不同处理对果径和单果质量的影响 由表 1 可知 葡萄的果径随散射膜层数的增加而 增加 处理T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 果径分别比 CK 显著增加了 0 367 0 399 0 666 0 757 0 810 mm 葡萄单果质量随 散射膜层数的增加而增加 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 分别 比CK显著增加了0 107 0 232 0 337 0 735 0 754 g 2 2 不同处理对葡萄根 茎 叶 果鲜重的影响 由图 1 可以看出 葡萄的根 茎 叶 果鲜重具有 相同的变化趋势 即随着散射膜层数的增加而增加 处 理T 1 T 5 的根鲜重为53 687 67 223 g 比CK 42 000 g 显著增加了11 687 25 223g 茎鲜重为14 234 52 878g 比CK显著增加了3 584 42 228 g 叶鲜重为 10 965 68 344 g 比 CK 显著增加了 2 030 59 409 g 果鲜重为 12 952 23 200 g 比CK显著增加了2 432 12 680 g 2 3 不同处理对葡萄根 茎 叶 果干重的影响 由图 2 可以看出 葡萄的根 茎 叶 果干重均随 着散射膜层数的增加而增加 处理 T 1 T 5 的根干重为 20 635 34 582 g 比CK提高了7 385 21 332 g 茎干重 为 6 214 16 583 g 比 CK 提高了 2 589 12 958 g 叶干 重为 2 936 28 824 g 比 CK 提高了 0 084 25 972 g 果 干重为4 029 10 654 g 比CK提高了1 068 7 693 g 2 4 不同处理对葡萄可溶性糖含量的影响 随着散射膜层数的增加 散射辐射变大 葡萄的 蔗糖 葡萄糖 果糖 总糖含量也随之增加 由图3可知 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 CK 的蔗糖含量为 3 025 5 967 g 处理T 5 蔗糖含量最高 处理T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 蔗糖含量分 别比CK显著增加了0 183 1 060 1 791 2 840 2 942 g 各处理葡萄糖含量为0 913 1 022 g 处理T 5 葡萄糖含 量最高 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 分别比 CK 显著增加了 0 051 0 050 0 078 0 098 0 109 g 各处理果糖含量为 处理 果径 mm 单果质量 g CK 5 285 0 080 f 0 826 0 630 f T 1 5 652 0 120 e 0 933 0 190 e T 2 5 684 0 160 d 1 058 0 620 d T 3 5 951 0 080 c 1 163 0 140 c T 4 6 042 0 110 b 1 561 0 030 b T 5 6 095 0 260 a 1 580 0 020 a 表 1 不同处理果径和单果质量的变化 注 同列不同小写字母代表差异显著 P 0 05 下同 70 10 20 30 40 50 60 0 CK T 1 T 4 T 3 T 2 T 5 鲜 重 g 处理 根 叶 茎 果 图 1 不同处理葡萄根 茎 叶 果鲜重的变化 35 5 10 15 20 25 30 0 干 重 g CK T 1 T 4 T 3 T 2 T 5 处理 根 叶 茎 果 图 2 不同处理葡萄根 茎 叶 果干重的变化 62 1 8 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 0 CK T 1 T 4 T 3 T 2 T 5 处理 有 机 酸 含 量 m g g 1 酒石酸 苹果酸 总酸 图4 不同处理葡萄果实有机酸含量变化 0 118 0 169 g 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 果糖含量分别比 CK显著增加了0 047 0 077 0 035 0 053 0 051 g 各处 理总糖含量为 4 056 7 159 g 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 总糖 含量分别比CK显著增加了0 281 1 186 1 904 2 991 3 103 g 2 5 不同处理对葡萄果实抗坏血酸 蛋白质 甜度 糖 酸比的影响 由表 2 可知 随着散射膜层数的增加 除处理 T 1 外 葡萄抗坏血酸含量显著增加 处理 T 1 抗坏血酸含 量为12 877mg 100g 比CK显著减少0 013mg 100g 减 少了0 1 处理T 2 T 3 T 4 T 5 抗坏血酸含量分别比CK 显著增加 0 313 0 377 1 343 1 420 mg 100 g 增幅分 别为2 43 2 92 10 42 11 02 随着散射膜层数的增加 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 葡 萄甜度逐渐增加 分别比 CK 显著提高 0 304 1 231 1 911 2 007 1 114 增幅分别为7 76 31 44 48 80 51 25 28 45 随着散射膜层数的增加 葡萄的糖酸比逐渐增 加 各组间差异显著 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 糖酸比分别 比 CK 显著提高 0 024 0 086 0 135 0 182 0 195 增幅 分别为7 89 28 29 44 41 59 87 64 14 随着散射膜层数的增加 5 组处理葡萄的蛋白 质含量也随之逐渐增加 但组间差异不显著 处理T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 蛋白质含量分别比 CK 增加 0 041 0 055 处理 抗坏血酸 mg 100 g 1 甜度 糖酸比 蛋白质 mg g 1 CK 12 890 0 080 e 3 916 0 020 f 0 304 0 020 f 4 516 0 620 a T 1 12 877 0 160 f 4 220 0 210 e 0 328 0 010 e 4 557 0 140 a T 2 13 203 0 360 d 5 147 0 030 c 0 390 0 380 d 4 571 0 040 a T 3 13 267 0 140 c 5 827 0 250 b 0 439 0 250 c 4 587 0 250 a T 4 14 233 0 020 b 5 923 0 360 a 0 486 0 060 b 4 545 0 620 a T 5 14 310 0 620 a 5 030 0 010 d 0 499 0 250 a 4 553 0 210 a 表2 不同处理葡萄果实性状的变化 7 1 2 3 4 5 6 0 可 溶 性 糖 含 量 g 8 蔗糖 果糖 葡萄糖 总糖 CK T 1 T 4 T 3 T 2 T 5 处理 图3 不同处理葡萄可溶性糖含量变化 0 071 0 029 0 037 mg g 增幅分别为 0 91 1 22 1 57 0 64 0 82 2 6 不同处理对葡萄果实有机酸含量的影响 由图 4 可知 各处理葡萄的酒石酸含量为 0 930 1 023 mg g CK含量最高 各处理葡萄的苹果酸含量为 0 632 0 760 mg g 处理T 2 含量最高 各处理葡萄的总 酸含量为1 564 1 703 mg g 处理T 2 含量最高 可以看 出 葡萄果实有机酸含量与散射光的增加并不完全成 正相关关系 5 组覆膜处理中 只有处理 T 2 总有机酸 含量和苹果酸含量高于 CK 其余各处理有机酸含量 均低于CK 2 7 不同处理对葡萄果实花青素的影响 由图 5 可以看出 随着散射膜层数的增加 处 理 T 1 T 5 葡萄花青素含量依次显著增加 其中 处理 T 1 T 2 葡萄果实花青素含量低于 CK 分别为 1 389 1 409 mg g 分别比 CK 1 410 mg g 减少 0 021 mg g 和 0 001 mg g 降幅分别为 1 49 和 0 07 处理 T 3 T 4 T 5 葡萄花青素含量分别为 2 012 2 445 2 514 mg g 分别 比CK显著增加 0 602 1 035 1 104 mg g 增幅分别为 42 70 73 40 78 30 3 结论与讨论 葡萄坐果是生殖生长的重要环节 影响葡萄授粉 受精的因素很多 其中主要影响因素是花芽分化以及 营养生长与生殖生长不平衡 7 果径和单果质量可以 反映葡萄生殖发育程度 本试验结果表明 各覆膜处 理的葡萄果径和单果质量比无膜对照高 各处理间差 异显著 说明铺设散射膜提高了果实直径和单果质 量 在光照较强的晴天效果尤为明显 这与 Silke 等 8 的研究一致 本研究发现 葡萄的干物质分配呈现根系干物质 吴香仪等 阴雨和伏旱天气覆膜对设施葡萄果实品质的影响 63 现代农业科技 2021年第21期园艺学 3 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 0 花 青 素 含 量 m g g 1 CK T 1 T 4 T 3 T 2 T 5 处理 图5 不同处理葡萄果实花青素含量变化 量最大 茎 果 叶部分各处理之间差异较大的趋势 无膜对照 1 层反光膜 1 层大棚膜处理的干物质大小 是根 茎 果 叶 1层大棚膜 1层反光膜 2层大棚膜 2 层大棚膜 1 层反光膜处理的干物质大小是根 叶 茎 果 根系干物质量较多 这与裴帅 9 的研究一致 葡 萄在生长发育过程中 根系共有 2 次剧烈生长 分别 为新梢生长期和落叶期 2 次剧烈生长之间葡萄地上 部生长极其活跃 营养生长和生殖生长交替进行 因 而根系部位的干物质量较多 本研究茎的干物质量随 散射膜的增加并未增加 与根的干物质量变化不同 这与裴帅 9 的研究结论不一致 可能是因为在散射膜 增加的情况下 更多干物质用于叶和果的生长 本试 验不同处理只是改变了干物质累积量 并未改变养分 的动态积累过程 叶和果是干物质量积累较多的器官 之一 叶干物质量的多少可以反映光合作用的强弱 一般来说叶的干物质量多 叶器官的光合作用必然较 强 这与马文娟 10 的研究结果一致 本试验发现 可溶性糖和有机酸的含量也随散射 膜层数的增加而增加 根据液相色谱的图谱将可溶性 糖分离出蔗糖 葡萄糖 果糖 3 种糖 其中葡萄糖和蔗 糖含量较高 果糖含量较少 这与刘怀锋 11 的研究有所 出入 刘怀锋研究发现 98种葡萄果实中主要的糖是 葡萄糖和果糖 蔗糖含量较少 本试验所用的葡萄品 种未在这 98 种葡萄中 因而可溶性糖的组成有所不 同 本试验的有机酸分离出苹果酸和酒石酸 2 种成 分 酒石酸含量高于苹果酸 这与刘怀锋 11 的研究结论 相符 另外 葡萄果实的可溶性糖含量多并不等同于甜 度高 研究证明 葡萄果实中果糖最甜 蔗糖次之 葡 萄糖最不甜 12 因而使用甜度指标来说明葡萄果实的 具体甜酸程度 本研究发现的葡萄果实甜度随着散射 膜增加而增加 可能与 2 层大棚膜 2 层大棚膜 1 层 反光膜处理组的果糖含量较高有关 这与于 咏等 13 的 研究一致 于 咏等 13 研究证明 铺设反光膜显著增加 了葡萄可溶性固形物含量 糖酸比是评价果实品质的 一个重要指标 糖酸比较高的果实一般可溶性糖含量 高 本试验糖酸比的变化与可溶性糖含量变化一致 这与张西芬等 14 的研究结论相符 花青素 抗坏血酸 蛋白质含量都能表征葡萄品 质 本试验证明 花青素含量 抗坏血酸含量 蛋白质 含量会随着散射膜和反光膜的增加而增加 这与王立 如等 15 张珍珍等 16 的研究结论一致 具有散射功能的 大棚膜作为新型设施农业材料 在晴天条件下可以调 节光环境 改变直射光方向 从而提高小环境内的光 能利用率 提高果实品质 4 参考文献 1 金丽华 姜永平 论江苏省设施农业发展 J 现代农业科 技 2009 22 238 240 2 李昌禹 刘迎雪 范书田 等 北冰红 葡萄栽培研究现状 与展望 J 特产研究 2019 41 2 125 128 3 马艳莉 丁玉峰 李素萍 等 中国怀来不同葡萄品种品质 比较 J 食品研究与开发 2020 41 15 137 142 4 曲春香 沈颂东 王雪峰 等 用考马斯亮蓝测定植物粗提 液中可溶性蛋白质含量方法的研究 J 苏州大学学报 自 然科学版 2006 22 2 82 85 5 李广茹 王春霞 果蔬中还原抗坏血酸的定量测定 J 食品 研究与开发 1995 16 1 43 46 6 姚改芳 张绍铃 曹玉芬 等 不同栽培种梨果实中可溶性 糖组分及含量特征 J 中国农业科学 2010 43 20 4229 4237 7 段罗顺 柴丽娜 蒯传化 等 葡萄果实大小粒的影响因素 调查及防治方法试验 J 中外葡萄与葡萄酒 2014 6 29 31 8 SILKE H UKO R 高瞻 等 散射光对作物生长的影响 J 农业工程技术 温室园艺 2007 27 11 22 23 9 裴帅 两种酿酒葡萄不同器官干物质和营养元素积累规 律研究 D 银川 宁夏大学 2017 10 马文娟 不同经济作物养分吸收与累积规律研究 D 杨 凌 西北农林科技大学 2010 11 刘怀锋 葡萄果实糖酸构成特点 遗传规律及蔗糖与相 关代谢酶关系的研究 D 北京 中国农业大学 2005 12 郭权 山葡萄杂交及自交后代果实糖酸含量遗传变异研 究 D 沈阳 沈阳农业大学 2016 13 于咏 孟江飞 惠竹梅 等 反光膜和摘叶处理对 红地 球 葡萄光合特性及果实品质的影响 J 北方园艺 2017 11 33 40 14 张西芬 王秀梅 杨贤良 等 酿酒葡萄成熟过程糖 酸 V C 变化规律研究 J 葡萄栽培与酿酒 1988 1 9 13 15 王立如 房聪玲 徐绍清 等 反光膜应用对大棚葡萄光合 特性及果实品质的影响 J 江苏农业学报 2014 30 4 863 869 16 张珍珍 李倩 董荣 等 树体遮光对采收期 赤霞珠 葡 萄果实花色苷类物质积累的影响 J 食品科学 2020 41 4 157 163 64