反光膜對葡萄著色和品質(zhì)的影響

李 君,呂 軍,何文清,陳天烺,吳海峰,陳 瑋,陶 瑞

(1.紹興文理學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江紹興 312000； 2.石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，新疆石河子 832000； 3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081；4.浙江海豐花卉有限公司，浙江紹興 312000)

葡萄是新疆主要的果樹樹種，適應(yīng)性廣，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。果樹的種植效益受果實(shí)品質(zhì)和上市期的影響較大。在當(dāng)今社會(huì)消費(fèi)者生活水平不斷提高，對果品的需求也不斷提高。以往葡萄成熟期已不能滿足市場需求，尤其是在果品淡季供應(yīng)市場，早熟品種的提早供應(yīng)效益顯著。為了改善葡萄果實(shí)著色狀況、促進(jìn)葡萄成熟、提高葡萄品質(zhì)，大量學(xué)者通過調(diào)控環(huán)境條件、套袋、不同顏色覆網(wǎng)和架下鋪反光膜等方法進(jìn)行改善。光照是影響葡萄生長發(fā)育、形態(tài)結(jié)構(gòu)、光合作用、物質(zhì)代謝以及次生代謝的各種因子中最重要的環(huán)境因素。研究表明，果園內(nèi)鋪設(shè)反光膜可以明顯改善果樹下方的光照條件，加大果樹內(nèi)腔光照強(qiáng)度，從而增大果實(shí)受光面積。近年來，這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于蘋果、梨、桃、橘柑等多種果樹生產(chǎn)中，并得到了廣大專家學(xué)者的肯定。然而，在新疆地區(qū)葡萄種植中使用反光膜的研究報(bào)道很少。隨著南方濕熱產(chǎn)區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)和物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，新疆的葡萄市場受到南方?jīng)_擊，需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施。該試驗(yàn)中鋪設(shè)3種反光膜和普通地膜，探討鋪設(shè)地膜對葡萄果實(shí)著色和品質(zhì)的影響，以期為葡萄反光膜的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)在石河子市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)地進(jìn)行。研究區(qū)地處天山北麓中段，屬于典型的溫帶大陸性氣候，日照充沛，全年日照時(shí)數(shù)2 074～2 668 h，年平均氣溫約7 ℃，無霜期160 d左右，年均降水量100.0～225.6 mm。供試土壤為灌耕灰漠土(灌淤旱耕人為土)。土壤基本理化性質(zhì)如下：有機(jī)質(zhì) 33.4 g/kg，有效氮 70.25 mg/kg，速效磷 26.89 mg/kg，速效鉀 300.26 mg/kg，pH 7.87。

采用田間小區(qū)試驗(yàn)，共設(shè)5個(gè)處理，重復(fù)3次。T處理為裸地，T處理覆蓋普通地膜(PE)，T處理覆蓋銀灰反光膜，T處理覆蓋反光膜+轉(zhuǎn)光膜，T處理覆蓋銀黑反光膜。

按照下式計(jì)算地膜反光率()：=/×100%。式中，、分別為地表反射光強(qiáng)和光照強(qiáng)度(距地面1.2 m處水平面)，單位為μmol/(m·s)。

5—8月每月20日使用照度計(jì)測定光照強(qiáng)度，要求同時(shí)測定光照強(qiáng)度和地表反射光照，采集數(shù)據(jù)時(shí)間為11:00—13:00。

土壤溫度和空氣相對濕度的測定：5—8月，每隔10 d10:00使用土壤溫度計(jì)測定土壤溫度；同時(shí)，使用干濕球溫度計(jì)測定空氣相對濕度。

色度的測定：7月10日至8月22日，每隔7 d取樣1次，每個(gè)處理選取5穗葡萄作為樣本，隨機(jī)取50粒。果實(shí)著色分級參照晁無疾等的方法：Ⅰ級，果實(shí)全綠，代表值0；Ⅱ級，1/3果實(shí)呈淡紅色，代表值1；Ⅲ級，1/2果實(shí)呈淡紅色，代表值2；Ⅳ級，2/3果實(shí)呈紅色，代表值3；Ⅴ級，果實(shí)全部著色且呈紅色，代表值4。

按照下式計(jì)算著色指數(shù)：著色指數(shù)=[∑(各級果粒數(shù)×各級代表值)/(總粒數(shù)×最高級代表值)]×100。

硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量的測定：7月25日至8月22日，每隔7 d取樣1次，每個(gè)處理選取5穗葡萄作為樣本，隨機(jī)取50粒，使用小漿果硬度計(jì)測定果實(shí)硬度；使用手持測糖儀(Brix W/ATC) 測定可溶性固形物含量；采用酸堿中和滴定法測定果實(shí)可滴定酸含量。

數(shù)據(jù)采用Excel 2016和SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

由圖1可知，葡萄生長期間各覆膜處理的地膜反光率均明顯高于裸地處理(T)。隨著鋪設(shè)時(shí)間的延長，各處理地膜反光率較覆膜初期均有所降低；覆蓋反光膜處理地膜反光率均高于裸地和普通地膜處理。覆膜后期地膜反光率降低，這可能是因?yàn)楦材こ跗谄咸阎θ~細(xì)小，而6月20日以后葡萄生長旺盛，遮蔽了部分光照。

由圖2A可知，氣溫顯著影響5 cm土壤溫度，覆膜各處理間5 cm土壤溫度在調(diào)查期間無顯著差異，但均顯著高于裸地處理(<0.05)。由圖2B可知，5—8月裸地處理的空氣相對濕度顯著高于其他處理(<0.05)，而T、T處理的空氣相對濕度均顯著低于T、T處理(<0.05)。綜上所述，覆膜可以顯著提高5 cm土壤溫度，并可以顯著降低空氣相對濕度，其中T、T處理的空氣相對濕度最低。

圖1 各處理地膜反光率的比較Fig.1 The reflectivity comparison of mulch film among different treatments

圖2 反光膜對5 cm土壤溫度和空氣相對濕度的影響(10：00)Fig.2 Effects of reflective film on temperature and air relative humidity of 5 cm soil(10：00)

由圖3可知，T、T處理葡萄果實(shí)著色時(shí)間分別為7月20日和7月15日；T～T處理葡萄果實(shí)著色時(shí)間均在7月10日，與T和T處理葡萄著色時(shí)間相比分別提早了10和5 d。隨著時(shí)間的推移，各處理的著色指數(shù)在7月20日后迅速增長，T處理顯著高于其他處理，8月1日各覆膜處理的著色指數(shù)無顯著差異。裸地處理葡萄的著色指數(shù)為53.0%，每串果穗上果粒42%剛著色1/2紅，22%著色2/3紅， 12%著色全紅，而覆膜處理的著色指數(shù)為70%～78%，每串果穗上果粒60%以上為2/3全紅，22%～28%全紅。8月7日，裸地處理葡萄的著色指數(shù)為68.5%，每串果穗上果粒50%著色2/3紅， 16%著色全紅；覆膜處理的著色指數(shù)為83%～89%，每串果穗上果粒35%以上為2/3全紅，約60%全紅。 綜上所述，覆膜可以提前葡萄著色時(shí)間5～10 d，其中T處理效果最好，8月7日后覆膜處理葡萄著色基本完成。

圖3 反光膜對葡萄著色的影響Fig.3 Effects of reflective film on the coloration of grape

葡萄成熟期果實(shí)生長速度加快，果實(shí)質(zhì)地由堅(jiān)實(shí)逐步轉(zhuǎn)向軟化，在果實(shí)完全成熟時(shí)果肉硬度達(dá)到最低。由圖4A可知，葡萄果實(shí)硬度7月25日至8月15日呈現(xiàn)降低的變化趨勢，8月15日以后果實(shí)硬度趨于穩(wěn)定。由圖4B可知，各處理果實(shí)可滴定酸含量7月25日均較高，8月1日至8月15日T處理的可滴定酸含量顯著高于其他處理(<0.05)，而T～T處理的可滴定酸含量相差不大，但在8月1和8月8日可滴定酸含量顯著低于T處理(<0.05)；8月15日以后各覆膜處理可滴定酸含量差異不顯著。由此可見，8月15日以后葡萄果實(shí)硬度無明顯變化，覆蓋地膜可以顯著降低葡萄果實(shí)的硬度和可滴定酸含量。

圖4 反光膜對葡萄果實(shí)硬度和可滴定酸含量的影響Fig.4 Effects of reflective film on the hardness and titratable acid content of grape

由圖5A可知，7月25日至8月7日， T處理葡萄果實(shí)的可溶性固形物含量顯著高于其他處理(<0.05)，反光膜處理葡萄果實(shí)的可溶性固形物含量高于普通地膜和裸地處理；8月15日以后，T～T處理葡萄果實(shí)可溶性固形物含量無顯著差異。由圖5B可知，7月25日至8月22日， T～T處理葡萄果實(shí)可溶性糖含量顯著高于T、T處理；T處理葡萄果實(shí)的可溶性糖含量最高，顯著高于T、T處理(<0.05)。綜上所述，覆膜處理可以提高葡萄果實(shí)的可溶性固形物含量和可溶性糖含量，T處理的效果最優(yōu)。

圖5 反光膜對葡萄果實(shí)的可溶性固形物和可溶性糖含量的影響Fig.5 Effects of reflective film on the content of soluble solids and soluble sugar in grape

由表1可知，地膜反光率與5 cm土壤溫度、空氣相對濕度呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)，與葡萄的可溶性固形物含量、可滴定酸含量呈極顯著正相關(guān)(<0.01)。5 cm土壤溫度與葡萄果實(shí)的著色

表1 環(huán)境指標(biāo)與葡萄品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis among the environmental indices and quality indices of grape

指數(shù)呈極顯著正相關(guān)(<001)，與葡萄的可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(<0.01)。濕度與葡萄果實(shí)的可溶性固形物含量、可滴定酸含量均呈極顯著負(fù)相關(guān)(<0.01)。

3 討論

光是影響葡萄品質(zhì)的重要環(huán)境因子。鋪設(shè)反光地膜可以改善果園中下部的光照條件，有利于葡萄中下部葉片與果實(shí)表面的光合作用，從而提高葡萄的品質(zhì)，促進(jìn)葡萄加速轉(zhuǎn)色。該試驗(yàn)中葡萄生長期間鋪設(shè)地膜可以提高地膜反光率，覆膜后期反光膜處理高于普通地膜處理，但是隨著鋪設(shè)時(shí)間的延長，反光率較鋪設(shè)初期均降低，這可能是由于后期灰塵覆蓋在反光膜上，降低了其反光率。研究表明，自然積灰30 d就會(huì)降低反光率25.8%。尤其是后期，人工作業(yè)剪枝、噴藥會(huì)對地膜清潔產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致地膜的反光率降低。該試驗(yàn)在7月10日時(shí)鋪設(shè)反光膜處理葡萄已有著色，比普通地膜和裸地著色時(shí)間提前了5～10 d，直至8月7日各處理著色基本完成。郭秀珠等研究表明，大棚鋪設(shè)反光膜促進(jìn)了葡萄的轉(zhuǎn)色和成熟，增加了紫色果率和紅色果率，成熟前期可采摘的葡萄重量為對照的2.1倍，可以顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。這與該試驗(yàn)研究結(jié)果相一致。該試驗(yàn)中果實(shí)轉(zhuǎn)色后鋪設(shè)地膜降低了葡萄果實(shí)的硬度和可滴定酸含量，提高了葡萄的可溶性固形物含量和可溶性糖含量。劉林等的研究同樣證實(shí)在設(shè)施葡萄樹冠下鋪設(shè)藍(lán)色反光膜可以提高果實(shí)可溶性糖含量，并降低可滴定酸含量。鋪設(shè)地膜增加了反光率和5 cm土壤溫度，從而促進(jìn)了葡萄的著色。鋪設(shè)地膜又增加了土壤含水量，降低了空氣相對濕度，調(diào)控樹體的微環(huán)境，土壤水熱狀況的改變進(jìn)而會(huì)對土壤的微生物發(fā)生作用，從而促進(jìn)了果樹生長發(fā)育，提高果實(shí)品質(zhì)。

4 結(jié)論

(1)鋪設(shè)反光膜提高了地膜反光率，可以顯著提高5 cm土壤溫度并降低空氣相對濕度。與裸地和普通地膜處理相比，鋪設(shè)反光膜處理葡萄著色時(shí)間提前5～10 d，其中T處理效果最好。

(2)鋪設(shè)反光膜對葡萄品質(zhì)有顯著影響，具體表現(xiàn)為降低了葡萄果實(shí)的硬度、可滴定酸含量，提高了葡萄的可溶性固形物含量和可溶性糖含量，以T處理效果最好。綜上所述，鋪設(shè)反光膜可以改善葡萄的著色，提高葡萄的品質(zhì)，T處理的反光膜效果最優(yōu)。