不同顏色棚膜對甜瓜生長及果實品質的影響

曹明,楊小鋒*,米慶華,魏珉,張雪彬,楊光華

1.三亞市南繁科學技術研究院,海南三亞572000

2.山東農業大學,山東泰安271018

不同顏色棚膜對甜瓜生長及果實品質的影響

曹明1,楊小鋒1*,米慶華2*,魏珉2,張雪彬1,楊光華1

1.三亞市南繁科學技術研究院,海南三亞572000

2.山東農業大學,山東泰安271018

研究不同功能棚膜覆蓋對熱帶地區設施栽培甜瓜植株生長及果實產量和品質的影響，為選擇適宜的棚膜提供依據。試驗以相同材質的無色透明無滴膜為對照（CK），設置紅色棚膜（RF）、綠色棚膜（GF）、藍色棚膜（BF）、紫色棚膜（PF）4種不同顏色功能性無滴膜，進行比較研究。結果表明：不同顏色功能性無滴棚膜的透射光譜在400～800 nm波段有較大差異，并顯著影響甜瓜的生長、產量和品質。RF覆蓋的甜瓜植株較矮壯，而GF覆蓋的植株較細弱；RF、BF、PF覆蓋條件下葉片葉綠素含量較高，而GF覆蓋下最低；甜瓜單果重以RF覆蓋的最高，較CK提高7.27%，而GF覆蓋的最低，較CK減少13.63%；RF、GF、BF、PF覆蓋的甜瓜果實可溶性糖含量分別較CK提高101.58%、30.23%、67.24%和31.20%，而可溶性蛋白含量卻以無色透明膜最高，RF下最低。上述結果表明，熱帶地區采用紅色棚膜覆蓋有利于促進大棚甜瓜生長，提高產量和含糖量，可作為甜瓜設施栽培的適宜棚膜。

棚膜顏色;甜瓜;生長;產量;品質

甜瓜屬葫蘆科甜瓜屬，起源于非洲，栽培歷史悠久。隨著設施栽培的發展，甜瓜栽培的地域限制逐漸被減弱，海南地區通過品種選擇和栽培技術研究，發展設施甜瓜產業取得明顯成效，現已成為海南省南部的農業支柱產業之一。

光作為重要的環境因素，可通過光強度、光周期、光質三個方面影響作物生長發育。不同波長的光對作物形態建成、生長發育、生理代謝、營養品質等都有重要的調節作用[1]。不同顏色薄膜可以改變透過光的光譜，進而影響作物生長。研究表明，紫色膜可促進番茄、茄子、油桃、葡萄生長，提早開花結實，提高產量和品質[2]；生姜苗期采用綠色膜遮光，可增強光合作用，促進植株生長，提高產量[3]；紅色膜覆蓋的甜椒光合速率和光能利用率最高[4]；藍色膜雖可增加草莓果實的可溶性蛋白、抗壞血酸和可滴定酸含量，但不利于提高產量，而紅色膜覆蓋的草莓產量和單果重較高[5]。

目前，海南設施甜瓜大面積發展，但對光環境的影響研究較少。本試驗通過比較不同顏色棚膜覆蓋對甜瓜生長特性及果實產量和品質的影響，為選擇適宜棚膜和促進甜瓜優質高效生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗設計

試驗于2013年11月～2014年2月在海南省三亞市熱帶農業示范園塑料大棚內進行。以綠皮甜瓜品種‘西州密25號’為試材，采用單因素隨機區組設計，設置5個處理，分別覆蓋紅膜（RF）、綠膜（GF）、藍膜（BF）、紫膜（PF）和無色透明膜（CK），5種膜的厚度相同，均由山東農業大學農膜項目組研發。小區面積208 m2，單壟雙行種植，行株距0.6 m×0.5 m。11月23日移栽，次年2月26日收獲，田間管理按常規進行。

1.2 測定指標及方法

1.2.1 光譜特性測定不同顏色薄膜的透射光譜采用UnispecTM光譜分析儀測定。測定波長300～1100 nm，采樣間隔3.3 nm，掃描集成時間4 ms。

1.2.2 植株生長和產量測定每處理隨機選取5株長勢一致的植株掛牌標記，每隔10 d測定1次株高、第3節間莖粗；用SPAD-502 plus葉綠素儀測定上數第3片完全展開葉片的SPAD值；用游標卡尺測定果實縱徑和橫徑；選取同一授粉期的甜瓜果實測定成熟時單果質量。

1.2.3 果實品質測定可溶性固形物用手持測糖儀測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[6]；可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍G-250法測定[6]；Vc含量采用2,6-二氯靛酚法測定[6]。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel 2003軟件處理并作圖，方差分析采用SPSS17.0軟件，鄧肯新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同顏色棚膜的透射光譜分析

圖1 不同顏色棚膜的透射光譜Fig.1 Transmission spectra of films in different colors

由圖1可以看出，不同顏色薄膜的透射光譜在400～800 nm波段有較大差異。進一步分析看出(表1)，RF、BF、PF、GF的透射光譜分別在紅光區、藍光區、紫光區、綠光區比對照膜提高了19.13%、0.96%、9.18%、5.89%，除藍膜外，其余有色膜與對照膜差異顯著。與CK相比，紅膜顯著降低了藍光、藍紫光、綠光比率；藍膜顯著降低了紫光、紅光比率；紫膜顯著降低了綠光比率；綠膜顯著降低了紫光、藍紫光、紅光比率。紅膜與紫膜下的遠紅光比率均高于對照。5種棚膜的透光率大小依次為CK＞BF＞GF＞RF＞PF。

表1 不同顏色棚膜透射光譜組成Table 1 Composition of transmission spectra of films in different colors

2.2 不同顏色棚膜對甜瓜植株生長的影響

有色棚膜覆蓋明顯影響甜瓜植株的生長（圖2）。甜瓜株高隨著生育期延長而逐漸增加，其中以GF處理最高，RF處理最低，到王工打頂前（移栽后40 d）始終呈現出顯著差異。各處理莖粗在移栽后20 d即開始出現差異，BF、PF、GF不及RF和CK，RF與CK莖粗相當。功能葉片的SPAD值以GF處理最低，其它處理差異不明顯。

圖2 不同顏色棚膜對甜瓜生長的影響Fig.2 Effects of films in different colors on growth of melon

2.3 不同顏色棚膜對甜瓜果實的影響

從表2可以看出，甜瓜果實縱徑和橫徑均以RF處理最大，GF處理最小，RF、PF、BF與CK無顯著差異，而GF明顯小于CK。果實腔徑大小則表現為GF＞BF＞CK＞PF＞RF。RF處理的單果重顯著大于其它處理，較CK提高7.27%；BF和PF處理單果重相當，較CK提高3.64%；GF處理單果重最低，較CK減少了13.63%。

表2 不同顏色棚膜對甜瓜果實大小和產量的影響Table 2 Effects of films in different colors on growth and yield of melon fruits

2.4 不同顏色棚膜對甜瓜果實品質的影響

從表3可以看出，不同顏色棚膜覆蓋下甜瓜果實品質指標差異明顯。有色膜覆蓋的甜瓜果實可溶性糖含量顯著高于透明膜，RF、GF、BF和PF分別較CK提高了101.58%、30.23%、67.24%和31.20%。可溶性蛋白含量以透明膜（CK）處理最高，RF處理最低，高低順序為CK＞GF＞PF＞BF＞RF。除GF外，不同顏色棚膜對甜瓜果實中心及邊緣可溶固形物均無明顯影響。

表3 不同顏色棚膜對甜瓜果實品質的影響Table 3 Effects of films in different colors on fruit quality of melon

3 討論

研究表明，長波段光促進植物莖伸長，而短波段光則抑制莖伸長[7,8]。紅光和黃光下彩椒幼苗生長健壯，綠光下則徒長[9]。杜洪濤等[9]、杜健芳等[10]分別研究了光質對彩椒和油菜的影響，發現藍光下株高較低；未調節光強的前提下，無色膜和紫色膜處理植株莖較粗，紅色膜次之。本試驗中，紅色膜覆蓋的甜瓜植株較矮壯，而綠色膜覆蓋的植株較細弱，原因可能在于綠色膜提高了綠光的透射率，而紅色膜提高了紅橙光的透射率。不同波段的光可能通過影響植物體內源激素（如IAA）的代謝水平來調節莖的生長。因為有研究表明，紅光可降低綠豆下胚軸的伸長速率，藍紫光提高吲哚乙酸氧化酶活性，降低IAA水平，抑制植物生長[11]。此外，研究發現藍光有利于葉綠體發育，藍光下葉綠素含量高于紅光[3、11]；藍光可提高葉片中葉綠素a/b值，紅光則降低葉綠素a/b值[12、13]。本試驗中，綠色膜覆蓋的甜瓜葉片SPAD值顯著低于其它顏色膜，而紅色膜、藍色膜、紫色和透明膜間未呈現顯著差異。

對于果實品質，徐凱等[14]研究發現藍膜處理果實可溶性糖、可溶固形物和Vc含量最高，紅膜處理Vc含量最低，綠膜處理可溶糖和可溶固形物含量最低；王英利等[16]、陳強等[17]也證實，光質對果實可溶性糖含量有較大影響，紅光顯著提高番茄可溶性糖含量。本試驗結果表明，有色膜覆蓋的甜瓜果實可溶性糖含量顯著高于透明膜，而可溶性蛋白含量卻與之相反，不同顏色棚膜覆蓋對甜瓜果實中心及邊緣可溶固形物無明顯影響。

4 結論

本試驗結果表明，不同顏色棚膜的透射光譜在400～800 nm波段有較大差異，并顯著影響甜瓜生長、產量和品質。紅色膜下甜瓜植株較矮壯，而綠色膜下甜瓜植株較細弱。果實產量以紅色膜最高，綠色膜最低。有色膜覆蓋顯著提高甜瓜果實可溶性糖含量。因此，熱帶地區設施甜瓜栽培宜采用紅色膜覆蓋，有利于促進生長，提高產量和含糖量。

[1]付衛民,王淑芬,王秀峰,等.有色材料覆蓋對心里美蘿卜品質及產量的影響[J].山東農業科學,2011(6):39-42

[2]孫克威,楊春玲,姜戈,等.紫光膜在設施園藝生產上應用效果的研究[J].農業與技術,2002,22(3):86-93

[3]張瑞華,徐坤.苗期遮光光質對生姜光合及生長的影響[J].應用生態學報,2008,19(3):499-504

[4]劉壽東,楊再強,蘇天星,等.不同光質對溫室甜椒光合特性的影響[J].大氣科學學報,2010,33(5):600-605

[5]胡陽,古松,江莎,等.不同光質對‘達賽萊克特’草莓果實品質的影響[J].四川農業大學學報,2010,28(2):164-168

[6]李合生,陳翠蓮,紅玉枝.植物生理生化試驗原理和技術[M].北京:高等教育出版社,2002

[7]Kim BC,Soh MS,Kang BJ,et al.Photomorphogenic development of the Arabidopsis shy2—1 D mutation and it’s interaction with phytochromes in darkness[J].Plant J.,1998,15:61-68

[8]Whitelam GC,Johnson E,Peng J,et al.Phytochrome A null mutants of Arabidopsis display a wide—type phenotype in whitelight[J].Plant Cells,1993(5):757-768

[9]杜洪濤,劉世琦,蒲高斌,等.光質對彩色甜椒幼苗生長及葉綠素熒光特性的影響[J].西北農業學報,2005,14(1):41-45

[10]杜健芳,廖祥儒,葉步青,等.光質對油菜幼苗生長及抗氧化酶活性的影響[J].植物學通報,2002,19(6):743-745

[11]謝景,劉厚誠,宋世威,等.不同光質LED燈對黃瓜幼苗生長的影響[J].長江蔬菜:學術版,2012(6):23-25

[12]王婷,李雯琳,鞏芳娥,等.LED光源不同光質對不結球白菜生長及生理特性的影響[J].甘肅農業大學學報,2011,46(4):69-73

[13]李雯琳,郁繼華,張國斌,等.LED光源不同光質對葉用萵苣幼苗葉片氣體參數和葉綠素熒光參數的影響[J].甘肅農業大學學報,2010,45(1):47-51

[14]徐凱,郭延平,張上隆.不同光質對草莓葉片光合作用和葉綠素熒光的影響[J].中國農業科學,2005,38(2):369-375

[15]王紹輝,孔云,陳青君,等.不同光質補光對日光溫室黃瓜產量與品質的影響[J].中國生態農業學報,2006,14(4):119-121

[16]王英利,王勛陵,岳明.UV-B及紅光對大棚番茄品質的影響[J].西北植物學報,2000,20(4):590-595

[17]陳強,劉世琦,張自坤,等.不同LED光源對番茄果實轉色期品質的影響[J].農業工程學報,2009,25(5):156-161

Effects of Film Coloron Growth and Fruit Quality of Melon Grown in HighTunnel

CAO Ming1,YANG Xiao-feng1*,MI Qing-hua2*,WEI Min2,ZHANG Xue-bin1, YANG Guang-hua1
1.Sanya Academy for Science and Technology of Crop Winter Multiplication,Sanya572000,China
2.Shandong Agricultural University,Tai’an271018,China

To provide a basis for choosing appropriate films in tropical region,the effects of different films on plant growth and fruit yield and quality were investigated by using colorless transparent film as control,and four films in different color, red membrane(RF),green film(GF),blue film(BF)and purple membrane(PF),as treatments.The Results showed that: there were significant differences in transmission spectra in 400～800 nm among different films,which affected the growth, yield and quality of melon;The plants covered with RF were more stocky and those with GF were thinner;The chlorophyll contents were higher under RF,BF and PF than GF;Fruits from RF had greatest weight,increasing by 7.27%when compared to CK,however,the weight of fruits from GF was 13.63%less than CK;Compared with CK,the contents of soluble sugar in fruits from RF,GF,BF and PF increased by 101.58%,30.23%,67.24%and 30.23%,respectively,but soluble protein content was highest in CK and lowest in RF.It is concluded that red film can promote plant growth,fruit yield and quality of melon and be used for protected cultivation of melon in tropical region.

Film color;melon;growth;yield;quality

S627

:A

:1000-2324(2017)01-0020-04

2016-10-12

:2016-12-22

國家自然科學基金項目(31260492);國家科技支撐計劃課題(2012BAD11B01;2014BAD05B04);國家西甜瓜產業技術體系建設專項(nycytx-36-02-17);國家重點研發計劃(2016YFB0302403)

曹明(1985-),男,助理研究員,碩士,主要從事熱帶設施農業栽培與植物營養研究.E-mail:youme125@163.com

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:hnmelon2008@163.com;E-mail:qhmi@sdau.edu.cn