地表覆蓋方式對桃果實發育過程中果實品質指標的影響

李文楊，楊 樂，趙師成

(信陽農林學院林學院，河南 信陽 464000)

0 引 言

植物的地理分布、生長發育、區域適應性和生物學特性受多種生態因子的制約，而水分是對植物生長影響最大的生態因子之一。干旱缺水嚴重制約著干旱、半干旱地區的農林業生產和生態環境建設[1]。地表覆蓋是當前世界旱農地區廣泛推廣的一項免耕和保水技術，在我國農業生產中得到廣泛的推廣和應用[2]。目前生產上常用的地表覆蓋材料主要有秸稈和塑料薄膜等。對農作物的研究證明地膜覆蓋能限制水分的蒸散，提高地溫，提高近地氣層的光效應，增強植物的光合作用，提高品質和產量[3-5]。秸稈覆蓋可增加土壤養分含量，改善土壤結構和物理性狀，降低植物生長前期土壤無效蒸發，增加后期植株葉面有效蒸騰[1，6,7]，但也有報道秸稈覆蓋導致植物生長前期地溫過低從而引起產量下降[8,9]。

如何保證自然降水的蓄積，實施高效省工、簡便地利用現有水資源，并能提高果實產量和品質，也是經濟林果樹節水栽培研究的重點。信陽五月鮮桃是信陽地方特色優良桃樹品種，該品種具有成熟期早，品質優良，口感鮮美等特點，適宜在豫南地區推廣栽培[10]，但是桃樹種植多為露地栽培，降雨分布不均勻，水分利用率低，在桃樹生長期易發干旱或水澇，果實品質和產量易受到自然因素的干擾[11-13]。果實品質是當前及未來經濟林果樹產業健康發展和市場競爭力的核心，而覆蓋栽培方式是改善果實品質的重要途徑，如覆膜能顯著提高柑橘果實成熟時中可溶性固形物含量，汁胞中的蔗糖，葡萄糖和果糖含量均顯著增加[14]，覆秸稈處理后蘋果果實中的可溶性固形物含量和酸度顯著低于CK[15]。地表覆蓋是否能提高桃樹產量和品質的相關研究較少。本研究為促進信陽五月鮮桃果實的高產、穩產，采用覆膜和覆膜+覆秸稈兩種地表覆蓋方式應用于桃樹生產，研究地表覆蓋栽培措施對桃果實生長及品質的影響，探索適宜于桃樹生長的有效節水栽培模式，并為經濟林產業可持續發展與水資源可持續利用研究提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區位于河南省信陽市平橋區龍井鄉信陽五月鮮桃種植園內，于2017年3-6月進行田間試驗。桃園種植面積為1.5 hm2，地理位置為114°06′E、31°125′N，海拔75～300 m。該地屬于亞熱帶向暖溫帶過渡地區，冷暖適中，四季分明，年平均氣溫15.3 ℃，無霜期長，平均220～230 d；降雨豐沛，年均降雨量約1 100 mm，空氣濕潤，相對濕度年均77%。2017年1-6月平均高溫19.5 ℃，平均低溫15.4 ℃，1月份最低氣溫-4 ℃，6月極端最高氣溫35 ℃。栽培地土壤為沙壤，pH值約為6.7。室內試驗在信陽林木種苗工程實驗中心進行。

1.2 供試材料

供試桃樹為信陽五月鮮桃本地優良單株嫁接苗，5年生，南北定植，行株距均為4 m×5 m。

1.3 試驗設計

試驗設置了覆膜和覆膜+覆秸稈(膜+秸稈)兩種地表覆蓋方式，以清耕栽培為對照，每個處理5棵桃樹，單株小區，隨機區組排列，處理前施基肥和常規灌溉，處理后不再施肥，天然降水灌溉。

覆膜：樹盤下進行覆膜，膜寬5 m，地膜為0.08 mm聚乙烯白色地膜，蓋膜后少量壓土。

膜+秸稈：先在行內覆打碎的小麥秸稈(覆秸稈前無處理)，蓋到樹冠外緣，覆秸稈厚度15 cm，然后覆膜。

信陽五月鮮桃果實硬核期(2017年5月13日)開始采樣，每隔7 d采一次樣，直到果實成熟采樣結束。采樣時選取不同處理桃樹樹冠中部東、西、南、北四個方向的無病蟲害的結果枝進行采果，每個處理每次采果20個，冰盒保鮮取樣，液氮速凍，-80 ℃冷藏。

灌溉、施肥、病蟲害防治等按照常規管理，各處理栽培管理條件保持一致。

1.4 測定項目與方法

用手持糖量計測定果實中的可溶性固形物含量，采用pH示差法測定不同處理的花青苷含量[16]，氫氧化鈉溶液滴定法測定可滴定酸含量，蒽酮試劑法測定可溶性糖含量[17]。

1.5 統計分析

用SPSS19.0和Excel2016等軟件進行數據統計和分析。

2 結果與分析

2.1 地表覆蓋方式對桃果實發育過程中可溶性固形物和可溶性糖含量的影響

信陽五月鮮桃果實發育過程中，兩種覆蓋處理的桃果實中的可溶性固形物和可溶性糖含量不斷增加，呈上升趨勢。盛花期后50～78 d，不同處理的桃果實中可溶性固形物含量變化差異不明顯；盛花期后85～93 d，覆膜處理的桃果實中的可溶性固形物含量積累比膜+秸稈和CK處理相比略迅速。盛花期后93 d，覆膜、膜+秸稈和CK處理的桃果實中可溶性固形物含量分別比幼果期(盛花期后50 d)增加了50.12%、43.21%和43.90%(圖1)。盛花期后50～71d，膜+秸稈處理下的桃果實中可溶性糖含量積累速度均比覆膜處理和CK快；盛花期后78 d，覆膜處理的桃果實中可溶性糖含量積累速度增加，在盛花期后93 d達到高峰。覆膜、膜+秸稈和CK處理下的桃果實的可溶性糖含量分別比幼果期(盛花期后50 d)增加了368.61%、197.78%和333.33%(圖2)。

圖1 可溶性固形物含量變化

圖2 可溶性糖含量變化

2.2 地表覆蓋方式對桃果實發育過程中花青苷和可滴定酸含量的影響

兩種地面覆蓋方式對信陽五月鮮桃果實花青苷的影響見圖3，結果發現：不同處理條件下，桃果實中花青苷含量的變化均為前期含量穩定，盛花期后78 d以后，不同處理的花青苷含量顯著上升。盛花期后85～93 d，覆膜處理的桃果實中花青苷含量積累速度比膜+秸稈處理和CK顯著增加。信陽五月鮮桃果實發育過程中，不同處理的果實中可滴定酸含量隨著果實成熟度的增加而降低(圖4)。盛花期后50～64 d，不同處理的桃果實中可滴定酸含量從高到低，依次為膜+秸稈>覆膜>CK；盛花期后71 d后，覆膜處理的桃果實中可滴定酸含量比CK下降迅速，在盛花期93 d達到最低峰。

圖3 花青苷含量的變化

圖4 可滴定酸含量的變化

2.3 信陽五月鮮桃果實成熟時各項指標比較

信陽五月鮮桃果實成熟時，覆膜處理下的桃果實中可滴定酸含量、可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量與膜+秸稈處理和CK相比差異顯著(P<0.05)。覆膜栽培條件下，果實中可滴定酸含量最低，比CK低25.93%；果實中可溶性固形物含量、花青苷含量、可溶性糖含量最高，分別比CK約高8.14%、49.47% 和16.50%；膜+秸稈處理的桃果實中可滴定酸含量最高，但與CK相比差異不顯著，果實中花青苷含量與CK相比顯著增加。

2.4 信陽五月鮮桃果實生長發育過程中各項指標相關性分析

對不同處理的信陽五月鮮桃果實發育過程中(7個取樣時間)果實中可溶性固形物含量、花青苷含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量各項指標進行相關性分析(見表1)，結果發現4個果實品質測定指標在果實發育過程中存在顯著相關性，具體表現為：桃果實中可溶性固形物含量與花青苷和可溶性糖含量呈顯著正相關性，可溶性糖含量與花青苷含量呈顯著正相關；可滴定酸含量與可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量呈顯著負相關。

表1 桃果實發育過程中果實品質指標相關性分析

注: * *表示在0.01水平上顯著相關。

3 討 論

3.1 地表覆蓋方式對信陽五月鮮桃果實品質的影響

單一覆膜處理能夠顯著提高果實中可溶性固形物含量、可溶性糖含量和花青苷含量，降低果實中可滴定酸含量；膜+秸稈處理能提高果實中花青苷含量；綜合比較發現單一覆膜比膜+秸稈處理對桃果實品質的改善更大。可能原因是覆秸稈提高土壤養分的含量，需要一定時間的腐解，這個過程需要溫度、光照和土壤微生物等的共同作用。微生物是土壤生態系統中最具活力的組成部分，土壤微生物生物量被用作評價土壤肥力和土壤質量早期變化的有效指標[18-20]。土壤微生物量碳、氮含量，脲酶，蔗糖酶與土壤含水量和溫度呈顯著或極顯著正相關。覆膜能增加地溫，而秸稈覆蓋降低地溫，秸稈上覆膜后隔離了外界環境，使覆蓋面與地面之間形成一個相對恒定的低溫低濕的小環境，可能影響了土壤微生物的生存及代謝活性，從而影響秸稈腐解過程及土壤肥力，而果實品質的改善需要根系吸收充足的養分和適宜的溫度，所以膜+秸稈處理對桃果實品質改善效果不顯著。

3.2 地表覆蓋方式對信陽五月鮮桃果實發育的影響

果實品質中重要指標糖和酸等的組成與含量不僅受基因型的控制[21,22]，也受果實發育的調控。兩種地表覆蓋方式下，信陽五月鮮桃果實發育過程中可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量變化均為前期上升趨勢緩慢，盛花期78 d后迅速增加；而桃果實中可滴定酸度含量隨著果實成熟度的增加而逐漸降低。露地栽培條件下，桃、杏、葡萄果實發育過程中有機酸含量逐漸升高，果實成熟期迅速下降[23-25]。楊桃果實可溶性總糖的積累都是前期慢，后期快[26]。天津水蜜在盛花后45 d開始緩慢上升, 在盛花后86 d含量迅速增加[27]。本研究兩種地表覆蓋方式下，信陽五月鮮桃果實發育中可溶性糖、可滴定酸含量和花青苷含量變化趨勢跟露地栽培條件下果樹果實發育研究中糖、酸和花青苷含量變化一致，即覆蓋栽培對信陽五月鮮桃的果實發育過程中各項指標并未產生顯著影響，但是果實品質指標迅速上升時間有差異，可能原因是不同的果樹成熟期早晚不同，果實中糖、可溶性固形物、花青苷等含量的積累速度的增加可能是其合成相關酶活性在果實發育后期作用增強的結果。

3.3 信陽五月鮮桃果實發育中各項指標的相關性分析

不同處理的信陽五月鮮桃果實發育過程中果實中可溶性固形物含量、花青苷、可溶性糖含量之間分別呈顯著正相關性，可滴定酸含量分別與可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量呈顯著負相關。前人研究發現覆蓋透濕性反光膜后對水蜜桃和油桃果實品質的影響中發現果實總糖含量與蔗糖含量呈極顯著正相關，可滴定酸含量與奎寧酸和異檸檬酸呈顯著正相關[28]。不同生態區域蘋果多酚與糖酸相關性研究顯示總酚與可溶性固形物、酸存在顯著相關性[29]。果桑中可溶性固形物與還原糖存在顯著正相關關系[30]。這都說明多種果實生長發育性狀指標之間確實有影響，存在相互制約關系，果實中含有豐富的糖類物質，果實中糖的組分與含量不僅決定著果實品質形成的基礎原料供應，還影響著許多次生代謝及活性物質底物的合成。信陽五月鮮桃果實發育中各指標相關性是否穩定，如何利用果實發育過程中指標相關性預測和提高果實品質和產量還待后續研究。

4 結 論

兩種地表覆蓋方式中單一覆膜對桃果實品質影響最顯著，桃樹生產上單一覆膜具有周期短見效快，經濟效益高的優點，應大力推廣。桃果實發育成熟需要經過一系列外觀形態、生理生化動態變化過程，果實生長發育過程中果實品質的重要組成部分(可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和花青苷)之間存在顯著相關性。本研究為信陽五月鮮桃果實發育相關品質指標的動態規律和果實品質提高及機理研究提供理論數據。