避雨栽培對獼猴桃葉片生理生化指標及果實品質的影響

劉 飄，涂美艷，宋海巖，陳 棟，孫淑霞，李 靖，徐子鴻，劉春陽，林立金，江國良

(1.四川省農業科學院園藝研究所/農業農村部西南地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，成都 610066；2.四川農業大學園藝學院，成都 611130；3.達州市農業農村局果茶站，四川 達州 635000)

【研究意義】紅心獼猴桃起源于四川，因果肉顏色獨特、品質優異、市場售價高，成為四川、重慶、貴州、云南、湖南等地貧困山區脫貧致富的首選品種，助推了我國獼猴桃產業的快速發展[1]。眾多研究和田間實踐證明，紅心獼猴桃是目前栽培品種中對細菌性潰瘍病抗性最差的類型[2]。該病是由丁香假單胞桿菌獼猴桃致病變種(Pseudomonassyringaepv.Actinidiae,簡稱Psa)侵染引起的病害，因其具有潛伏性、爆發性和毀滅性特征，已成為威脅世界獼猴桃生產的毀滅性病害[3]。【前人研究進展】避雨栽培是一種果樹集約化栽培方式，是通過搭建不同類型或不同覆膜材質大棚，從而減少因低溫高濕而帶來的一些問題，起到減輕環境對果樹生長的影響、減輕果樹相關病害、提高品質和品種適應性及調節成熟期的作用[4]。研究結果表明，避雨栽培可顯著降低獼猴桃[5]、葡萄[6]和番茄[7]等園藝作物病害發生率，并提高果實產量與品質。但是避雨栽培在獼猴桃上的研究與應用起步較晚，尤其是對獼猴桃植株生長、果實發育和品質形成等方面的影響缺乏系統研究，導致獼猴桃避雨栽培技術的推廣缺少理論支撐。【本研究切入點】本試驗重點比較連棟鋼架拱型棚(MS)和夯鏈復膜屋脊棚(RS)兩種栽培條件對‘紅陽’獼猴桃植株生長及果實品質的影響。【擬解決的關鍵問題】探究避雨栽培與露地栽培條件下獼猴桃植株生長發育的差異，為今后科學制定避雨栽培條件下紅心獼猴桃配套栽培管理技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試材料

本試驗地位于都江堰市胥家鎮金勝社區(31°1′32″N，103°43′2″E，海拔654 m)，園區地勢平坦，年均氣溫15.2 ℃，年均降雨量1200 mm，年均無霜期280 d。試驗園總面積1.55 hm2，栽植品種為‘紅陽’，定植時間為2007年3月，砧木為野生美味獼猴桃，株行距2 m×3 m，雌雄株比例為8∶1，架型為水平棚架，“一干兩蔓”樹形為主，棚內外均安有噴灌設施。2016年春季，園區內開始出現潰瘍病，2017年春季，全園發病株率為35%以上。2018年起園區內開始采取避雨栽培設施防控獼猴桃潰瘍病，首次安裝連棟鋼架拱型棚(Multi-story steel frame arch shed，以下簡稱MS)面積0.89 hm2；2019年春季再次安裝夯鏈復膜屋脊棚(Rammed chain compound film roof shed，以下簡稱RS)面積0.36 hm2，剩余露地栽培區0.30 hm2。

1.2 試驗處理

本試驗共設3個處理，包括MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)。試驗期間，在各處理地塊的中部位置選取長勢基本一致的獼猴桃雌株各50株，重復3次(共150株)，作為田間采樣和調查植株。試驗園內的植株修剪、花果管理、病蟲害防治、全年施肥量等基本一致，但棚內澆水次數較棚外多10～15次。

1.3 試驗方法

1.3.1 葉片相關生理指標 2019年4月25日至8月25日，每隔15 d在各處理供試植株上隨機選取樹冠四周長勢一致的結果枝，選取從基部向外數的第7～8片功能葉，每株取10片葉，重復5次。樣品編號后用蒸餾水沖洗，擦干并低溫避光保存，參照李合生[8]的方法測定百葉重、葉綠素含量和抗氧化酶活性。

1.3.2 果實品質指標 2019年5月30日至9月16日，每隔15 d從各處理供試植株中選擇3株，從每株樹冠不同方位隨機選取果實5個，重復3次。樣品編號后低溫保存，用于測定果實外觀品質和內在品質等。

果實外觀品質指標。單果重：采用精度為0.01 g的電子天平稱重，重復3次。果實橫縱徑：采用電子游標卡尺進行測量，重復3次。果形指數：果實縱徑/果實橫徑，重復3次。

果實內在品質指標。果實可溶性總糖含量采用蒽酮比色法進行測定[8]；可滴定酸含量采用氫氧化鈉滴定法測定[9]；果實維生素C含量參照趙曉梅等[10]用2,6-二氯靛酚進行滴定測定；以上指標均重復3次。

1.4 統計分析

采用Excel軟件進行數據統計及圖表繪制，并使用SPSS 20.0軟件進行數據差異顯著性分析(Duncan’s新復極差法進行多重比較)。

2 結果與分析

2.1 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片生理指標的影響

2.1.1 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃百葉重的影響 由圖1可知，MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)的獼猴桃百葉重變化趨勢大致相同，但在果實發育期內，MS和RS栽培的獼猴桃百葉重始終顯著(P<0.05)高于CK，分別比對照增加了12.4%～48.6%和5.41%～25.3%。表明避雨栽培能顯著提升獼猴桃百葉重，促進枝梢生長。這可能與避雨后‘紅陽’獼猴桃物候期較露地有所提前，枝梢抽發時間稍早，葉片老熟度更高有關。

不同小寫字母表示不同處理在5%顯著水平上差異顯著，下同Different lowercase letters indicate that different treatments have significant differences at 5% significant levels,the same as below圖1 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片百葉重的影響Fig.1 Effect of rain-shelter cultivation on leaf weight of kiwifruit

2.1.2 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片葉綠素含量的影響 由圖2～3可知，在獼猴桃植株生長的前5個測定時期，MS栽培處理的獼猴桃植株葉片葉綠素a含量均高于露地栽培(CK)，但其中只有5月15日、5月30日和6月30日3個時期差異顯著(P<0.05)，同時在4月25日至6月15日以及8月15日5個時期MS栽培處理的獼猴桃植株葉片葉綠素b含量顯著(P<0.05)高于CK，較對照增加了4.11%～94.7%，造成這一結果可能是由于MS栽培處理的棚內春季升溫快，葉片生長速度較快、葉綠素含量明顯增加但分布不均勻所導致的。而RS栽培和露地栽培處理的葉片葉綠素a和葉綠素b含量變化趨勢一致，僅在4月25日第一次測定時其葉綠素b含量顯著(P<0.05)高于CK。

圖2 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片葉綠素a含量的影響Fig.2 Effect of rain-shelter cultivation on chlorophyll a content of kiwifruit

圖3 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片葉綠素b含量的影響Fig.3 Effect of rain-shelter cultivation on chlorophyll b content of kiwifruit

圖4 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片葉綠素總量的影響Fig.4 Effect of rain-shelter cultivation on total chlorophyll of kiwifruit

由圖4可知，不同時期MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)處理的獼猴桃葉片葉綠素總量變化趨勢與葉綠素a變化趨勢相似，但MS栽培獼猴桃葉片葉綠素總量不僅在生長前期(5月15日、5月30日和6月30日這3個時期)顯著(P<0.05)高于CK，而且在7月15日至8月15日的3個旺盛生長期也顯著(P<0.05)高于CK。RS栽培處理的獼猴桃葉片葉綠素總量僅在7月15日顯著高于CK。避雨栽培條件下‘紅陽’獼猴桃葉片葉綠素總量的測定結果表明MS避雨栽培方式有利于促進棚下獼猴桃植株生長。

2.1.3 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片SOD活性的影響 由圖5可知，不同生長時期RS栽培和露地栽培(CK)處理的獼猴桃葉片SOD酶活性均呈先上升后下降的趨勢，但MS栽培獼猴桃葉片SOD活性波動較大，在5月30日和7月15日出現2次明顯下降。此外，在7月15日、7月29日和8月25日RS栽培獼猴桃葉片SOD活性分別較CK顯著(P<0.05)降低了15.6%、45.3%、19.8%。

圖5 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片SOD活性的影響Fig.5 Effect of rain-shelter cultivation on SOD activity of kiwifruit

圖6 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片POD活性的影響Fig.6 Effect of rain-shelter cultivation on POD activity of kiwifruit

2.1.4 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片POD活性的影響 由圖6可知，不同生長時期MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)獼猴桃葉片POD活性變化較為復雜，但總體呈先上升后下降的趨勢。其中，7月15日、8月25日MS栽培獼猴桃葉片POD活性分別較CK顯著(P<0.05)增加了96.9%、34.5%；5月15日、7月15日RS栽培獼猴桃葉片POD活性分別較CK顯著(P<0.05)增加了42.4%、80.3%。

2.1.5 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片CAT活性的影響 由圖7可知，不同生長時期MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)獼猴桃植株葉片CAT活性均呈上下波動變化趨勢。MS栽培和RS栽培處理的葉片CAT活性在4月25日均顯著(P<0.05)低于CK，但MS處理的葉片CAT活性在8月25日顯著(P<0.05)高于CK。結合圖5～6的結果，表明MS栽培后一定程度上能夠提高植株葉片抗氧化酶活性，但對整個生長發育期葉片抗性的增強效果不明顯。

2.2 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實品質的影響

2.2.1 避雨栽培對果實單果重的影響 如圖8所示，3種不同栽培方式處理的獼猴桃果實平均單果重均呈現先增加后降低的變化趨勢。其中，6月30日、7月29日、8月25日和9月16日MS栽培獼猴桃果實單果重分別較CK顯著(P<0.05)增加了3.35%、9.36%、7.63%和5.69%；7月29日、8月25日、9月16日RS栽培獼猴桃果實單果重分別較CK顯著(P<0.05)增加了5.92%、3.87%和8.81%。造成3個處理9月16日獼猴桃平均單果重下降的原因可能是由于2019年秋季特殊干旱氣候造成的。

圖7 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃葉片CAT活性的影響Fig.7 Effect of rain-shelter cultivation on CAT activity of kiwifruit

圖8 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實單果重的影響Fig.8 Effect of rain-shelter cultivation on single fruit weight of kiwifruit

2.2.2 避雨栽培對果實縱橫徑及果型指數的影響 由圖9～11可知，3個處理的獼猴桃果實縱橫徑均呈先增加后略微降低的變化趨勢。在整個獼猴桃果實生長發育期，MS栽培獼猴桃果實縱橫徑均大于CK，除8月25日果實橫徑與CK差異不顯著，其余時期均顯著(P<0.05)高于CK；而RS栽培獼猴桃果實縱徑除9月16日以外均顯著(P<0.05)大于CK，果實橫徑在6月25日至8月15日的4個測定時期也顯著(P<0.05)大于CK。3個處理的獼猴桃果實果形指數均呈波動變化趨勢。其中，MS栽培果形指數范圍為1.14～1.24，RS栽培果形指數范圍為1.13～1.33，但與對照差異均不顯著。

圖9 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實縱徑的影響Fig.9 Effect of rain-shelter cultivation on fruit across diameter of kiwifruit

圖10 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實橫徑的影響Fig.10 Effect of rain-shelter cultivation on fruit vertical diameter of kiwifruit

圖11 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實果形指數的影響Fig.11 Effect of rain-shelter cultivation on fruittype index of kiwifruit

2.2.3 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實可溶性總糖含量的影響 由圖12可知，3個處理的獼猴桃果實可溶性總糖含量均呈逐步增加趨勢。MS栽培獼猴桃果實可溶性總糖含量在5月30日、7月15和7月29日這3個測定時期顯著(P<0.05)高于CK，分別增加了0.75、0.51和0.55個百分點；RS栽培獼猴桃果實可溶性總糖含量僅在5月30日顯著(P<0.05)高于CK，增加了0.47個百分點。

2.2.4 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實可滴定酸含量的影響 由圖13可知，3個處理的獼猴桃果實可滴定酸含量均呈逐步降低趨勢，且避雨栽培能顯著降低獼猴桃果實可滴定酸含量。其中，在5月30日、6月30日、7月15日、8月25日和9月16日MS栽培獼猴桃果實可滴定酸含量均顯著(P<0.05)低于CK，分別降低了0.27、0.15、0.19、0.12和0.22個百分點；而RS栽培獼猴桃果實可滴定酸含量僅在5月30日和9月16日2個時期顯著(P<0.05)低于CK，分別降低了0.16、0.12個百分點。

圖12 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實可溶性糖含量的影響Fig.12 Effect of rain-shelter cultivation on soluble sugar content of kiwifruit

圖13 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實可滴定酸含量的影響Fig.13 Effect of rain-shelter cultivation on titratable acidity content of kiwifruit

2.2.5 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實糖酸比的影響 由圖14可知，3個處理的獼猴桃果實糖酸比均呈逐步增加趨勢。其中，MS栽培獼猴桃果實糖酸比在整個果實發育期均為最高值，且顯著(P<0.05)高于CK，比CK增加了12.65%～65.80%；RS栽培處理的獼猴桃果實糖酸比也顯著高于CK，比CK增加了3.05%～36.54%。說明避雨栽培能顯著提高獼猴桃果實糖酸比，改善果實風味。

2.2.6 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實Vc含量的影響 由圖15可知，3個處理的獼猴桃果實Vc含量均呈逐步增加趨勢。其中，MS栽培獼猴桃果實Vc含量在整個果實發育期均為最高值，且顯著(P<0.05)高于CK，比CK增加了15.1%～50.5%；RS栽培處理的獼猴桃果實Vc含量也始終高于CK，但僅在8月25日和9月16日這2個測定時期顯著(P<0.05)高于CK。說明避雨栽培對果實成熟期Vc含量提高有顯著促進作用。

圖14 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實糖酸比的影響Fig.14 Effect of rain-shelter cultivation on sugar acid ratio of kiwifruit

圖15 避雨栽培對‘紅陽’獼猴桃果實Vc含量的影響Fig.15 Effect of rain-shelter cultivation on Vc content of kiwifruit

3 討 論

3.1 避雨栽培對獼猴桃葉片生理指標的影響

葉片對生長環境變化最為敏感，其形態和結構特征往往成為植物適應環境的最佳體現[11]。避雨栽培可以改變植株生長的環境條件，因此避雨栽培條件下植株葉片生長發育特點與露地栽培有所差別[12]。本試驗中MS栽培和RS栽培的獼猴桃百葉重均顯著(P<0.05)高于對照，其原因可能是由于避雨栽培減弱了棚下光照強度，而獼猴桃植株為更好的適應環境，因而增加葉片面積和鮮重；另外結合本團隊前期對避雨栽培獼猴桃果園小氣候環境的觀測結果，發現避雨棚內春季氣溫回升快、夏季高溫時節有一定的降溫作用，為獼猴桃植株創造了較好的營養生長條件，從而促進了葉幕的形成；同時避雨栽培后生長更加旺盛的獼猴桃品種，應注意做好抹芽和控梢工作。本試驗關于避雨栽培促進獼猴桃葉片百葉重的增加研究結果與王鑫[13]和陳曉東[14]對避雨栽培的‘夏黑’葡萄、‘翠冠’梨和‘黃冠’梨等果樹品種研究結論一致。

避雨栽培會減弱棚下的光照強度，還可能影響光質，而光質會影響葉綠素a、葉綠素b對于光的吸收，從而影響光合作用的光反應階段[15]。本試驗中還發現MS栽培處理的獼猴桃植株葉片葉綠素a含量在5月15日、5月30日和6月30日這3個時期顯著(P<0.05)高于CK，同時在4月25日至6月15日以及8月15日這5個時期MS栽培處理的獼猴桃植株葉片葉綠素b含量顯著(P<0.05)高于CK；而RS栽培和露地栽培處理的葉片葉綠素a和葉綠素b含量變化趨勢一致，僅在4月25日第一次測定時其葉綠素b含量顯著(P<0.05)高于CK。此外，MS栽培獼猴桃植株葉片葉綠素總量在多個生長期高于CK，這與郭靖[15]和戴強[16]對避雨栽培模式下的葡萄和蘋果葉片生長的研究結論一致。通常紅光可提高葉綠素a、b以及總葉綠素含量，但最有利于葉綠素b的增加[17]，但避雨栽培條件下如何改變棚內光質(尤其是光的波長)以及對植株葉綠素組分的影響仍有待進一步研究。

目前國內關于避雨栽培條件下對植物抗氧化酶活性影響的研究結果較少且意見不一致，有學者認為避雨栽培是一種弱光脅迫，會激發植物體內的抗氧化酶系統[18]，也有學者認為避雨栽培為植物創造了更加適宜的生長環境[19]。王紫寒[20]研究了避雨栽培對‘澤香’葡萄葉片上中下三部分SOD、POD及CAT活性的影響，結果表明避雨栽培條件下，連續降雨期間葡萄葉片的SOD和POD活性一直高于露地栽培；而王娜[21]關于杏進行溫室栽培的研究結果顯示，溫室栽培條件下杏的葉片SOD和POD活性均低于露地栽培，CAT活性高于露地栽培。本試驗研究表明，RS栽培和露地栽培(CK)處理的獼猴桃葉片SOD酶活性均呈現先上升后下降的趨勢，且RS栽培獼猴桃植株葉片SOD活性在7月15日、7月29日和8月25日均顯著(P<0.05)低于CK；3個不同處理的獼猴桃葉片POD活性變化較為復雜，但總體呈現先上升后下降的趨勢，且2種不同避雨栽培方式的葉片POD活性在多個生長時期顯著(P<0.05)高于CK；3個不同處理的獼猴桃葉片CAT活性均呈上下波動變化趨勢，MS栽培處理的葉片CAT活性第一次測定時顯著(P<0.05)低于CK，但在8月25日顯著(P<0.05)高于CK。本試驗研究結果表明，MS栽培后一定程度上能夠提高植株葉片抗氧化酶POD和CAT的活性，但RS栽培對獼猴桃葉片抗氧化酶系統的影響不明顯。

3.2 避雨栽培對獼猴桃果實品質的影響

避雨栽培對不同果樹、不同品種和不同果實品質指標的影響差異較大。本試驗發現，避雨栽培能顯著提高獼猴桃成熟期單果重，且MS栽培和RS栽培處理獼猴桃果實縱橫徑在多數時期均顯著高于CK。MS栽培果形指數為1.14～1.24，RS栽培果形指數為1.13～1.33，但與對照差異均不顯著。郭書艷[22]研究發現避雨栽培的‘紅陽’獼猴桃果實縱徑增加5.16 mm，橫徑增加3.39 mm，果形指數基本不變，與本試驗研究結果一致。此外，周吉兆等[23]和王軍等[24]關于避雨栽培下葡萄粒重和縱橫徑的研究也與本試驗有相似的結論。

本試驗中還發現兩種避雨栽培模式對于獼猴桃果實內在品質的提升十分明顯，3個不同處理的獼猴桃果實發育過程中均出現“增糖、增Vc和降酸”的變化趨勢，但略有差異。其中MS和RS 栽培的獼猴桃果實糖酸比在整個果實發育期均顯著高于CK，在果實發育后期均顯著高于CK，果實Vc含量和可滴定酸含量在果實發育前期與CK差異不顯著，但在成熟期可滴定酸顯著低于CK、Vc含量顯著高于CK。本試驗結果表明，避雨栽培能夠提升獼猴桃果實內在品質，且MS栽培處理提升效果更好，這與黃濤[11]對‘紅陽’獼猴桃避雨栽培條件下的研究結論一致，與避雨栽培條件下的梨[14]、冬棗[25]、桃[26]、葡萄[27]和芒果[28]等多種果樹品種的研究結論一致。

4 結 論

2種不同避雨栽培模式均能夠提高獼猴桃百葉重和葉片中葉綠素a含量、葉綠素總量，促進植株生長；MS栽培處理后一定程度上能夠提高植株葉片抗氧化酶POD和CAT的活性；2種不同避雨栽培處理均有利于提升獼猴桃果實縱橫徑和單果重，并且能夠促進獼猴桃果實可溶性糖和維生素C的積累以及可滴定酸的降解，避雨栽培模式有望在四川獼猴桃(尤其是紅心獼猴桃)主產區得到廣泛應用。