補碳對設施楊梅果實生長和品質的影響

顧禮力， 張力文， 劉 杰， 楊再強

(1.江蘇省連云港市氣象局，江蘇連云港 222002； 2.江蘇省氣象服務中心，江蘇南京 210008； 3.南京信息工程大學，江蘇南京 210044)

補碳對設施楊梅果實生長和品質的影響

顧禮力1，3， 張力文2， 劉 杰1， 楊再強3

(1.江蘇省連云港市氣象局，江蘇連云港 222002； 2.江蘇省氣象服務中心，江蘇南京 210008； 3.南京信息工程大學，江蘇南京 210044)

以“丁岙”楊梅(MyricarubraSieb cv.‘Dingao’)為試材，于楊梅幼果期至成熟期控制設施大棚內CO2濃度在1 000 μL/L左右，研究補碳對設施楊梅果實發育進程、相對發育速率及品質的影響。結果表明，補碳可以加快設施楊梅果實的發育進程，設施補碳楊梅的成熟期比設施不補碳提前7 d；設施補碳楊梅的果實相對發育速率加快，成熟期時補碳楊梅果實的相對發育速率為不補碳的1.12倍；設施補碳楊梅果實的平均直徑比設施不補碳楊梅增大10.5%、含酸量降低11.5%、含糖量增加13.1%。對設施楊梅進行碳肥補充，可以促進楊梅果實的發育進程和果徑的生長，改善設施栽培帶來的楊梅品質下降問題。

設施栽培；楊梅；補碳；相對發育速率；品質；果徑

楊梅(MyricarubraSieb)是中國著名的特產水果之一[1]。近年來，楊梅設施栽培因可避風、避雨[2]、果實提前成熟、經濟效益較好而得以迅速發展[3]。然而，設施環境相對封閉，易致光照不足、CO2匱乏，進而產生光合效率降低、產量不高、品質下降等問題[4]，設施楊梅生產亟待解決。CO2是植物光合作用的物質基礎，對植物生理代謝、生長發育及品質形成具有重要作用。近年來，利用CO2調節作物生長受到國內外學者的廣泛關注[5-9]，張富倉等認為，增加作物生長環境中的CO2濃度會促進作物的光合速率增加，延長作物的光合作用時間，降低作物的光補償點[10-12]。王志強等研究表明，設施內適當提高CO2濃度，可使油桃日平均光合速率提高 25.9%，光能利用率也顯著增加，在一定程度上彌補了光照不足對果實生長發育的影響，改善了樹體的有機營養水平[13]。朱世東等測定高CO2濃度下生長的番茄果實品質發現，與正常生長的番茄果實相比，其果實中葡萄糖、果糖、維生素C含量分別增加7.4%～19.0%、6.3%～14.4%、2.9%～10.5%，可滴定酸降低2.6%～5.5%[14]。楊梅設施栽培于1999年取得成功[15]，起步相對較晚，有關設施楊梅補充CO2的氣肥技術與效應研究鮮見報道。本試驗通過人為控制設施楊梅環境中的CO2濃度，以探討補碳對設施楊梅果實生長發育及品質的影響，為設施楊梅的高效發展提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011年1—6月在茶山鎮丁岙村楊梅種植基地(28°36′ N、120°38′ E)進行，試驗大棚為長25 m、寬8 m、高 6 m 的竹木結構塑料大棚，地形為丘陵地，海拔68 m，東南向呈40°斜坡，土質為沙壤土，微酸性，肥力中等。供試品種為丁岙楊梅，樹齡為15～20年。

1.2 試驗設計

試驗設置3個處理，分別為設施補碳(CE)、設施不補碳(FC)、露地(NC)。設施補碳處理是在楊梅進入幼果期，通過架設在大棚內距地面3.0 m高的塑料管道及管道上孔徑 1 mm、孔距2 cm的小孔向試驗棚內均勻施放CO2，直到楊梅成熟，控制楊梅大棚內CO2濃度為1 000 μL/L左右。每日補碳時間為08：00—17：00，陰雨天不補碳。

1.3 調查內容及方法

1.3.1 小氣候數據 使用美國產HOBO Watchdog 2000型數據采集器，分別采集太陽輻射、溫度、濕度等大棚小氣候數據；采用校正過的美國產Telaire-7001型CO2分析儀測定CO2濃度。

1.3.2 楊梅果實數據 采用游標卡尺分別測量不同處理4個方位楊梅果實的縱徑、橫徑，取平均值；分別采用折光儀法、比色法、中和滴定法、靛酚滴定法測定楊梅果實的可溶性固形物含量、含糖量、含酸量、維生素C含量[16]。

1.3.3 相對發育速率 通過計算相對發育速率來表示不同處理楊梅果實的發育速度，計算公式為：

(1)

式中：Rij為相對發育速率；i表示不同處理；j表示果實的不同發育階段；rsj為發育最快的處理各階段發育所需天數占整個發育天數的比例；dsj為發育最快的處理在第j發育階段所需天數；Dij為其他處理各階段發育階段所需天數。

2 結果與分析

2.1 不同處理間日總輻射與日均溫差異

由圖1可知，不同處理間日總輻射變化趨勢一致，露地環境日總輻射值相對最高，設施補碳和設施不補碳楊梅之間日總輻射無明顯差異，多云或者陰天時設施栽培日總輻射下降更為明顯，這可能是由覆膜、支架遮擋所致；不同處理間日均溫變化趨勢基本一致，設施補碳和設施不補碳大棚之間的日均溫差異不明顯，但露地種植環境與設施種植環境相比，日均溫呈現前期差異大后期差異相對較小的變化趨勢，這是由于楊梅生育前期露地栽培氣溫低，設施大棚為保溫往往揭膜通風時間短，而到生育后期，隨著氣溫上升，為避免棚內溫度過高，往往延長揭膜通風時間進行降溫。

2.2 不同處理間CO2濃度差異

測定晴天氣候條件下不同處理環境CO2濃度的日變化曲線，由圖2可見，設施補碳環境下，CO2濃度控制在 1 000 μL/L 左右；設施不補碳生長環境下，CO2濃度呈現夜間高、白天隨輻射強度增強而下降的趨勢，上午9：00—10：00達到最低，后又緩慢上升，這可能與大棚此時需給大棚揭膜通風降溫有關；露地栽培生長環境下，CO2濃度始終在 340 μL/L 左右。

2.3 補碳對楊梅果實發育進程的影響

楊梅果實發育分為5個階段，分別為幼果期、硬核期、膨大期、轉色期、成熟期。由表1、圖3可見，進入幼果期前由于未進行補碳處理，除露地種植的楊梅在4月1日進入幼果期外，設施栽培的楊梅進入幼果期日期無明顯差異；設施補碳楊梅進入膨大期、轉色期、成熟期的日期分別比設施不補碳楊梅提前2、3、7 d，隨補碳時間延長，補碳楊梅發育速率呈加速態勢；設施補碳楊梅比露地種植楊梅提前21 d成熟；設施補碳、設施不補碳、露地栽培楊梅從幼果到成熟所需天數分別為74、83、81 d；在相同發育階段，補碳處理的楊梅果實發育速率相對最快；成熟階段(第Ⅳ階段)，設施補碳、設施不補碳、露地楊梅的相對發育速率分別為1.00、0.89、0.93，設施補碳楊梅果實的相對發育速率是設施不補碳楊梅的1.12倍；除果實初始發育階段(第Ⅰ階段)設施不補碳楊梅的相對發育速率稍大于露地楊梅外，其他各階段相對發育速率大小依次為設施補碳>露地>設施不補碳，這可能是因為設施不補碳栽培未加快楊梅的發育進程，只是改變了楊梅生長的小氣候環境，使各生育期較露地種植楊梅有所提前，且越到生育后期提前的幅度越小，而補碳楊梅加快了設施楊梅的發育進程，且越到后期提前的幅度越大。

表1 不同栽培環境下楊梅的生育期

注：幼果期：雌花凋敝，50%雌花花柄上出現幼果；硬核期：50%果實縱徑、橫徑大于13 mm×11 mm；膨大期：補碳、不補碳、露地栽培50%的楊梅果實縱徑、橫徑分別大于22 mm×20 mm、19 mm×17 mm、17 mm×15 mm；轉色期：50%掛枝楊梅果實由淺紅開始變為深紅；成熟期：果實成熟，開始采收。

2.4 補碳對楊梅果實直徑生長的影響

由圖4可見，增施CO2氣肥能夠顯著促進楊梅橫徑、縱徑的生長；幼果期時大棚內補碳楊梅和不補碳楊梅的橫徑、縱徑差異不顯著，但坐果20 d時，補碳、不補碳、露地楊梅的果實橫徑、縱徑分別為1.44、1.76、1.29 cm和1.45、1.09、1.20 cm，相互間達到顯著差異水平(P<0.05)；楊梅進入盛果期時，補碳、不補碳、露地楊梅果實的平均直徑分別為3.05、2.76、2.37 cm，設施補碳楊梅果實的平均直徑比設施不補碳顯著提高了10.5%，比露地楊梅顯著提高了28.7%。

2.5 補碳對楊梅果實品質的影響

由表2可見，與設施不補碳楊梅相比，補碳楊梅果實維生素C含量、單果質量、含糖量、可溶性固形物含量分別增加47.5%、17.8%、13.1%、16.9%，并通過0.01顯著性檢驗；補

碳楊梅果實可食率有顯著提升，比設施不補碳楊梅增加5.8%，并通過0.05顯著性檢驗；補碳楊梅果實可滴定酸含量有明顯下降，比設施不補碳楊梅下降了11.5%，并通過0.05顯著性檢驗；補碳楊梅與露地楊梅相比，維生素C含量有極顯著提升。

表2 補碳對楊梅果實品質的影響

注：“*”表示通過0.05差異顯著性檢驗；“**”表示通過0.01差異顯著性檢驗。

3 結論與討論

楊梅設施種植給傳統楊梅產業帶來新的發展，而設施楊梅環境調控成為楊梅產業高效發展的新課題。通過給設施楊梅增施CO2氣肥表明，補碳可以促進楊梅果實的生長，加快發育進程使楊梅提前成熟，并提高楊梅品質，與黃藝等的研究結論[17]相一致。有研究表明，植物對CO2濃度的變化具有光合適應現象，即處于短期空氣中CO2濃度升高，植物的光合作用能力會有較大的提高，而處于長期空氣中CO2濃度升高，植物的光合作用能力反而下降[18]。目前，沒有高濃度二氧化碳對楊梅葉片光合速率影響的報道，今后須進一步深入研究補碳對設施楊梅光合特性的影響及不同補碳時長下光合特性的變化規律。

補碳能提高設施楊梅的品質、縮小設施栽培楊梅在品質和口感上與露地楊梅的差距，這與侯新村等的研究結果[19]相一致。王冬良等研究表明，CO2濃度分別為1 000、2 000、3 000 μL/L 時，西葫蘆的產量分別較對照增加32.18%、86.97%、84.3%[20]，可見施放CO2濃度不同，對產量的影響亦有不同。本研究依據經驗判斷控制設施環境CO2濃度在 1 000 μL/L 左右，對不同CO2濃度條件下的補碳效應未做研究，今后可開展相關研究。

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10.15889/j.issn.1002-1302.2017.02.038

2015-12-18

公益行業(氣象)科研專項[編號：GYHY(QX)200906023]。

顧禮力(1987—)，男，江蘇興化人，碩士，助理工程師，從事設施農業作物生長發育模型及農業生物環境調控研究。Tel：(0518)85806750；E-mail：632252929@qq.com。

張力文，主要從事設施小氣候研究。E-mail：326532716@qq.com。

S667.606

A

1002-1302(2017)02-0130-03

顧禮力，張力文，劉 杰，等. 補碳對設施楊梅果實生長和品質的影響[J]. 江蘇農業科學，2017，45(2)：130-132，181.