薄膜覆盖对夏黑葡萄光合特性和果实品质的影响.pdf

任俊鹏 毛妮妮 郭 建 等 薄膜覆盖对夏黑葡萄光合特性和果实品质的影响 江苏农业科学 2 2 2 2 2 2 2 2 2 22 薄膜覆盖对夏黑葡萄光合特性和果实品质的影响 任俊鹏 毛妮妮 郭 建 刘照亭 江苏丘陵地区镇江农业科学研究所 江苏句容2 2 摘 要 以 年生夏黑葡萄为试验材料 测定分析了露天 单层 双层 2 薄膜覆盖处理下葡萄叶片的净 光合速率 气孔导度 胞间 2 浓度 和蒸腾速率 以及不同处理下的光照强度 光合有效辐射 叶片 生长能力和果实成熟期的内外品质 结果表明 与 相比 和 2处理夏黑葡萄叶片的 和 均明显提 高 有利于叶片的光合积累 夏黑葡萄叶片的大小和叶绿素含量均明显提高 同时提高了果实品质和果皮着色指标 薄 膜覆盖降低了设施内的光照强度 但是并未减弱设施内的光合有效辐射 总体而言 薄膜覆盖对夏黑葡萄的 生长和果实品质有显著促进作用 双膜覆盖处理与单膜覆盖处理相比无显著性差异 关 键 词 夏黑 葡萄 薄膜覆盖 光合特性 果实品质 中 图 分 类 号 文 献 标 志 码 文 章 编 号 2 2 2 2 2 收稿日期 2 2 2 基金项目 江苏省第五期 工程培养资金 编号 2 作者简介 任俊鹏 7 男 河南洛阳人 硕士 助理研究员 主要 从事果树生理与栽培技术研究 通信作者 刘照亭 研究员 主要从事果树栽培技术及现代农业园运 行体制研究 2 葡萄属于葡萄科葡萄属 起源于地中海和黑海 沿岸 品种繁多 在世界各地均有栽培 是世界四大 水果之一 在我国南方地区 降雨主要集中在 7月 降水量可占全年的7 左右 且雨热同期 不利于葡萄尤其是欧亚种葡萄的生长 而避雨栽 培技术的出现 创造出了干燥少雨的局部环境 有 利于葡萄在南方地区的栽培 解决了南方葡萄多年 来以露地栽培为主 常出现病害严重 品质低 采收 期相对集中等问题 极大促进了葡萄产业的发 展 2 近些年 为了提早成熟获得更大经济效益 在一些中早熟葡萄品种上采用了多层薄膜覆盖的 促成栽培技术 包括单膜促成 双膜促成等方式 其 中以单层膜最为普遍 但是 薄膜覆盖影响了设施 内的光照条件 弱光已成为阻碍设施生产的主要因 素之一 光作为影响植物生长和发育的重要环境因子 既能够给植物生长提供能量 也能作为环境信号调 节植物自身的生长 发育以及形态 以增强植物对 外部环境的适应能力 研究表明 不同的光照条 件对植物叶片形态建成和光合特性均有影响 弱 光会引起作物生长发育失衡 开花坐果不良 抗病 性下降和光合产物减少等 进而导致作物品质及产 量降低 7 遮阴会导致植物叶片叶面积大小 叶绿 素含量 叶绿素荧光和光合特性等发生变化 夏黑葡萄为欧美杂种 早熟 品质优良 在我国南方 地区栽培面积较大 李瑛的研究表明 夏黑葡萄在 上海地区的耐弱光能力强 但谢计蒙等指出其在 北方温室条件下表现出较弱的连年丰产能力 属于 非耐弱光的品种 2 以往的研究主要针对夏黑葡 萄幼苗期及单膜覆盖下的光合特性 而对南方地区 丰产期和多膜覆盖下夏黑葡萄的生长生理特性和 光合特性研究相对较少 本试验研究了不同薄膜 覆盖层数对夏黑葡萄在丰产期的光合特性与果实 品质的影响 探讨其对设施内弱光环境的适应能 力 了解多膜促成栽培条件下葡萄的生态特性 以 期为建立早熟 优质的促早栽培模式提供科学依据 材 料 和 方 法 试验设计 本试验选用生长势一致的 年生夏黑葡萄为试 验材料 于2 7年在镇江市农科院葡萄试验基地 坡度为 的岗坡地进行 2 在 葡萄生长前期 萌芽前 坐果期 分别进行全封闭 的单膜促成和双膜促成栽培 在生长后期 坐果 期 成熟期 待气温稳定在2 左右后改为避雨 栽培 将四周裙膜撤掉 仅保留顶部避雨膜 采用 厚度的 利得膜 透明无滴 膜 覆盖 试验共设 个处理 分别为露天栽培 江苏农业科学 2 2 年第 卷第2 期 处理 单层膜避雨栽培处理 双层膜避雨 栽培处理 2 单株小区 重复 次 进行常规肥 水管理 2 测定方法 在2 7年7月初 促成栽培处于成熟期 露天 栽培处于转色期 在棚内随机选取不同方位葡萄 结果母枝 测定结果母枝果穗临近叶片的光合指 标 采用 便携式光合测定仪 美国 公司生产 流速 在 2 2 光照度区间设置 个光照度 2 2 2 2 测定各处理所取叶片的净光 合速率 胞间 2 浓度 气孔导度 蒸 腾速率 采用浙江托普生产光照记录仪测定 光照度和光合有效辐射 于果实成熟期用 2型叶绿素仪测定葡萄叶片叶绿素含量 值 每处理随机选取 株 随机测定 个不同方位 结果枝条果穗对面叶片的 值 次重复 求其 平均值 叶面积 表示叶 宽 叶片宽度采用螺旋测微器测定 果实品质的测定 每个处理于果实成熟时 随 机采集有代表性的果穗 个 测定单果质量 选取 粒葡萄用 型手持数显糖度计 爱宕 中国分公司生产 测定可溶性固形物含量 果实可滴定酸的测定采用酸碱滴定法 果实的颜色 差异采用 型便携式精密色差仪 光源 上海仪电物理光学仪器有限公司生产 测定 每处理随机选取 粒果实 测定每个果实中部的亮 度 值越大 表示果面亮度越高 反之则越低 红绿指标 正值越大 偏向红色 负值越大 偏向 绿色 黄蓝指标 正值越大 偏向黄色 负值越 大 偏向蓝色 饱和度 数值越小 颜色越深 色 度 数值越小 颜色越深 光响应曲线拟合 采用直角双曲线修正模型对叶片光响应曲线 进行非线性拟合 计算公式如下 式中 表示表观量子效率 2 表示 修正系数 表示与光强无关的系数 表示暗呼 吸速率 2 数据处理 用 和 2 7软件对数据进行统计分 析和图表绘制 显著性检验采用 新复极 差法 结 果 与 分 析 2 不同覆膜层数对夏黑葡萄净光合速率的影响 利用直角双曲线修正模型对各处理的光响应 曲线进行拟合 其决定系数 2 均在 以上 拟 合效果均较好 如图 所示 当光合有效辐射 2 2 时 所有处理的净光合 速率 均随着 的增大而快速增加 当 2 2 时 各处理的 随 增大而 增加的速率变缓 最后 趋于稳定 覆膜处理植株 的净光合速率与对照相比差异明显 叶片净光合速 率平均值由大到小依次为单层 双层 对照 说 明在生产栽培条件下 覆膜栽培最有利于叶片的光 合积累 其中单膜栽培下的叶片净光合速率要高 于双模栽培 但差异不明显 利用直角双曲线模型拟合得到的表观量子效率 最大净光合速率 和暗呼吸速率 进一 步计算出光补偿点 表 结果表明 各个处理的 表观量子效率 为 2 单 层处理的 值最大 而双层处理的 值最小 表观 量子效率是反映植物光能利用率和物质转化效率 的基本参数 值越大 效率越高 因此 单层薄膜处 理的叶片对光的利用能力要强 双层薄膜处理的叶片 对光的利用能力要弱于单层和对照 最大净光合速 率能直观地反映出叶片的光合潜能 单层处理的最大 净光合速率最高 为 2 其次是 双层处理 为 2 对照处理的则 最小 仅为 2 2 各处理间光补偿 点差异较大 对照叶片的光补偿点最低 而双层处 理的光补偿点则最大 为 2 2 2 说明覆膜后影响了夏黑葡萄对光能的利用 暗呼 江苏农业科学 2 2 年第 卷第2 期 表 不 同 覆 膜 层 数 对 夏 黑 葡 萄 光 合 参 数 的 影 响 处理 表观量子效率 2 最大净光合速率 2 暗呼吸速率 2 光补偿点 2 模型拟合决定系数 2 2 2 27 2 7 2 2 2 2 吸速率 是指植物在光照强度为零时呼吸消耗 的光合积累产物 单层处理和双层处理下的 分别 比对照高 7 和 说明覆膜处理增加了夏 黑葡萄叶片的暗呼吸速率 消耗了更多的光合产 物 但单层和双层覆膜处理之间差异较小 2 2 不同覆膜层数对夏黑葡萄气孔导度的影响 气孔导度的大小反映出植物叶片与外部环境 进行气体交换的能力强弱 图2所示 各处理的气 孔导度均随着 的增加而逐渐上升 且各时期的 气孔导度均表现为对照 双层 单层 当 2 时 单层和双层处理差异不明 显 但明显高于对照 说明单层和双层覆膜能够提 高叶片与外部的气体交换能力 进而提高叶片的光 合潜能 2 不同覆膜层数对夏黑葡萄胞间二氧化碳浓度 的影响 图 所示 各处理下叶片的胞间 2 浓度 均呈先快速下降再趋于平缓的趋势 下降速度 越快 叶片对 2 的利用速率越快 越低 叶片对 2 的利用率则越高 当 2 2 时 各处理的 随 的增大而快速下降 当 2 2 时 随 的增大而趋 于平缓 在 2 2 时 各处理间 差异不明显 在2 2 时 单层和双层处理的 差异不明显 但均明显高 于对照 说明对照处理下叶片对 2 的利用率最 高 覆膜处理降低了设施内 2 的流动 进而降低 了作物对 2 的利用率 2 不同覆膜层数对夏黑葡萄蒸腾速率的影响 蒸腾速率 指植物在一定时期内单位叶面 积所蒸发的水量 图 所示 各处理下叶片的 随 着光合有效辐射的增加而缓慢上升 且随着 的 7 江苏农业科学 2 2 年第 卷第2 期 不断升高 所有覆膜处理的 始终高于对照 各个 处理下的 表现为双层 单层 对照 另外 双层 处理的 在作物各生长期总是最高 达到对照的2 倍以上 说明覆膜处理下叶片的蒸腾速率可能随 着设施内温度的增加而升高 2 不同覆膜层数对设施内光照度的影响 植物的光合作用强度 速率与光照度密切相 关 由图 可知 薄膜覆盖后 设施内外光照度随着 时间的变化呈先上升后下降的趋势 在 2 达到 最大值 此时单膜覆盖和双膜覆盖下的光照度仅为 对照的 和 不同薄膜层数覆盖均降 低了设施内的光照度 双层覆盖与单层覆盖相比 又极大的降低了其内部光照度 2 不同覆膜层数对设施内光合有效辐射的影响 植物冠层的光合作用与光合有效辐射 相关性极强 一般随着 的增加而增强 由图 可知 薄膜覆盖后 设施内外 随着时间的变化 先趋于平稳后急剧下降 在 间 各处 理间的 数值均保持一致 在 以后 随着 光照度的下降 单层膜和双层膜内 骤降 并且 单层膜内的 要高于双层膜 说明不同薄膜层 数覆盖在晴好天气下并没有影响到设施内的光合 有效辐射 2 7 不同覆膜层数对夏黑葡萄叶片生长的影响 由表2可知 单层覆盖和双层覆盖下的叶绿素 含量和叶片面积均要显著高于对照 其中叶绿素含 量分别为对照的 2 7 和 叶片面积也高 出了对照 和 但双层覆盖和单层覆盖 间差异不显著 各处理间的叶片厚度并无显著差 异 说明虽然薄膜覆盖降低了设施内的光照度 但 同时能够隔绝雨水 很好地保护叶片免受病虫害的 侵害 从而提高了叶片进行光合作用的能力 表 不 同 覆 膜 层 数 对 夏 黑 葡 萄 叶 片 生 长 的 影 响 处理 叶绿素含量 值 叶片面积 2 叶片宽度 7 2 2 2 2 22 7 77 7 7 2 2 2 2 2 注 不同小写字母表示在 水平差异显著 下表同 2 不同覆膜层数对夏黑葡萄果实品质和果皮颜 色的影响 由表 可知 薄膜覆盖显著提高了夏黑葡萄的 单果质量和纵横径 增加了果实可溶性固形物含 量 同时降低了可滴定酸含量 其中单果质量分别 较对照提高了 和 单膜覆盖和双膜覆 江苏农业科学 2 2 年第 卷第2 期 盖相比 果实品质并无显著差异 由表 可知 夏黑 葡萄果皮颜色的 和 值均显著低于对照 值代表亮度 值越小 颜色越深 值代表色调 即 综合指标 数值越小 越趋于黑色 单层和双层覆膜 处理下的 值分别比对照降低了 2 和 值分别比对照降低了 2 和 且差异显 著 说明薄膜覆盖下 夏黑葡萄果皮颜色越趋于紫 黑色 能够达到优质果水平 但是单层和双层覆盖 相比 果实品质和果皮颜色指标并无显著差异 综 上所述 薄膜覆盖提高了夏黑葡萄的果实品质 单 层覆盖和双层覆盖对夏黑葡萄果实品质的影响并 无显著差异 表 不 同 覆 膜 层 数 对 夏 黑 葡 萄 果 实 品 质 的 影 响 处理 单果质量 纵径 横径 可溶性固形物含量 可滴定酸含量 2 7 2 2 2 2 22 2 2 2 7 2 2 2 2 7 2 7 2 22 7 表 不 同 覆 膜 层 数 对 夏 黑 葡 萄 果 皮 颜 色 的 影 响 处理 亮度 饱和度 色度 72 2 7 7 2 7 2 7 2 27 2 2 2 结 论 与 讨 论 光合作用是果树生长发育 形态建成 果实产 量与品质形成的基础 光照是光合作用的主导 因子 决定果树的生产力 也是影响光合作用的最 易变化的因素 最大净光合速率能反映植物叶片 的最大光合能力 本试验中覆膜后叶片的最大净光 和速率均明显高于对照 说明不同覆膜层数处理提 高了叶片的光合能力 有利于光合产物在叶片中积 累 且随着光合有效辐射的增加 单膜处理下的净 光合速率要高于双膜处理 本试验中 各处理的 和 均随光照度增加而升高 而 则逐渐降 低 且薄膜覆盖下的各指标均要高于对照 表明薄 膜覆盖可以提高叶片净光合速率 蒸腾速率和胞间 2 浓度 何静雯等研究表明 随着弱光胁迫的增 强 鄞红 葡萄的最大净光合速率 蒸腾速 率 和 二磷酸核酮糖羧化酶 加氧酸 均逐渐降低 而 和 则逐渐上升 王家保等研究表明 番荔枝幼苗单叶光合速率 蒸 腾速率 气孔导度都随着叶片发育过程中所处光照 度的增加而增强 本试验的研究结果与之基本一 致 光补偿点体现了植物对弱光的利用能力 补偿 点越低 植物利用弱光的能力就越强 7 本试验薄 膜覆盖下的光补偿点均高于对照 且双层覆盖的要 明显高于单层覆盖 说明薄膜覆盖严重影响了夏黑 葡萄的光能利用率 表观量子效率 反映植物吸 收与转化光能色素蛋白质复合体的多寡 也表示植 物对弱光的利用效率 自然条件下生长良好的植 物 其 一般在 7 2 之间 本 试验各处理的 在 2 之 间 处于植物光合生长的适宜区间 同一植物在不同的光照条件下可能表现出不 同的形态和生理特征 这是植物根据所处环境条件 做出的适应性变化 典型的如植物叶片的适光变 态 2 弱光胁迫导致辣椒株高增加 茎秆变细 而叶面积则增大 2 遮阴可使葡萄叶面积增大 叶 绿素 和类胡萝卜素含量均增加 22 薄膜覆盖减 弱了设施内光照强度 减缓了葡萄生长发育 减小 了株高和茎粗 但叶面积增大 2 这与本试验中薄 膜覆盖增加了夏黑葡萄叶面积的结果都是一致的 叶绿素是植物进行光合作用时吸收和传递光能的 主要物质基础 适量的遮光可使其含量增加 下降 有利于对光能的捕获和吸收 从而有 效利用弱光 2 2 本试验中 随着覆膜后光照强度 降低 葡萄叶片叶绿素含量随之升高 说明覆膜造 成的弱光环境刺激了叶绿素含量的增加 且不同覆 膜层数间并无显著性差异 许文天等研究指出 避雨栽培提高了芒果可溶 江苏农业科学 2 2 年第 卷第2 期 性糖含量 降低了可滴定酸含量 糖酸比增大 有效 提高了坐果率 2 本试验研究结果与之一致 光照 度对果实花色素积累有重要影响 有报道欧亚种葡 萄避雨栽培红色品种出现着色偏淡问题 27 魏永赞 等研究表明 遮光处理抑制了荔枝和草莓果皮花色 素苷的合成相关基因的表达 延缓了果实的正常着 色 2 2 本试验研究结果与之不同 本试验薄膜覆 盖下的 和 值显著低于对照 说明薄膜覆 盖下的果皮颜色越深 可能是前期促成栽培提早了 物候期 导致转色期的温度更有利于果实上色 同 时单膜覆盖下的 值和 值显著高于双膜覆盖 这 可能是因为薄膜覆盖对光照强度影响导致果实色 彩浓度的变化 综上所述 薄膜覆盖增加了夏黑葡萄叶片面积 和叶绿素含量 提高了叶片净光合速率 气孔导度 等光合指标 提高了果实单果质量 纵横径 可溶性 固形物等果实品质指标 尤其对果实果皮颜色有显 著提高 单层覆盖与双层覆盖相比并无显著差异 参 考 文 献 郝 宇 张淑静 张世红 等 葡萄品种资源的 鉴定及遗传 多样性分析 河北农业大学学报 2 2 曹伟婷 顾巧英 蔡红玲 等 不同覆膜条件对设施葡萄温湿度及 物候期的影响 上海交通大学学报 农业科学版 2 7 战吉宬 黄卫东 王利军 植物弱光逆境生理研究综述 植物 学通报 2 2 2 2 胡启鹏 郭志华 李春燕 等 不同光环境下亚热带常绿阔叶树种 和落叶阔叶树种幼苗的叶形态和光合生理特征 生态学报 2 2 7 2 2 27 李丹丹 张 丹 张有利 等 弱光对黄瓜幼苗叶片光合产物积累 的影响 黑龙江八一农垦大学学报 2 7 单幼霞 光胁迫对枇杷果实发育期间生理生化的影响 杭 州 浙江农林大学 2 吕程瑜 刘艳红 不同遮阴条件下梓叶槭幼苗生长与光合特征的 种源差异 应用生态学报 2 2 7 2 7 2 郭 祁 刘 娜 不同遮阴处理对四季草莓品种 赛娃 光合生 理特性的研究 山西果树 2 2 7 彭 鑫 王喜乐 倪彬彬 等 遮阴对草莓光合特性和果实品质 的影响 果树学报 2 7 7 李 瑛 基于光合特性的设施栽培耐弱光葡萄品种筛选 上海 上海交通大学 2 2 谢计蒙 王海波 王孝娣 等 设施葡萄品种连年丰产能力与光 合生理特性关系研究 果树学报 2 2 2 项殿芳 吴学仁 赵德生 葡萄叶面积测定方法的改进 河 北职业技术师范学院学报 2 2 吕芳德 徐德聪 潘晓杰 果树光合作用研究进展 湖南林 业科技 2 何静雯 赵 晟 岳庆春 等 弱光胁迫下 鄞红 葡萄光合特性 及相关基因的表达 西南农业学报 2 2 2 2 2 2 王家保 王令霞 陈业渊 等 不同光照度对番荔枝幼苗叶片生 长发育和光合性能的影响 热带作物学报 2 2 7 刘 帅 袁登荣 王志润 等 选择性光技术对 阳光玫瑰 葡萄 光合特性和果实品质的影响 果树学报 2 2 7 张振文 张保玉 童海峰 等 萄开花期光合作用光补偿点和光 饱和点的研究 西北林学院学报 2 2 2 2 许中旗 黄选瑞 徐成立 等 光照条件对蒙古栎幼苗生长及形 态特征的影响 生态学报 2 2 2 22 2 乔东亚 王 鹏 王淑安 等 紫薇金叶品种金幌叶色变化响应 高光照的生理特性 江苏农业学报 2 2 2 姜 俊 王 勇 李 艳 等 弱光胁迫对七个辣椒组合的生长 发育及产量的影响 北方园艺 2 22 22 李 勃 李 晨 李秀杰 等 遮阴对 夏黑 葡萄叶幕微环境 叶片质量及果实品质的影响 中国果树 2 7 2 吴月燕 崔 鹏 李 波 薄膜覆盖对葡萄生长和生理特性的影 响 果树学报 2 2 7 2 周忆堂 马红群 梁丽娇 等 不同光照条件下长春花的光合作 用和叶绿素荧光动力学特征 中国农业科学 2 2 石 凯 李 泽 张伟建 等 不同光照对油桐幼苗生长 光合日 变化及叶绿素荧光参数的影响 中南林业科技大学学报 2 2 2 许文天 白团辉 高玉尧 等 避雨栽培对杧果果实品质和病害 的影响 果树学报 2 27 赵密珍 钱亚明 苏家乐 欧亚种葡萄避雨栽培主要生物学特性 研究 湖北农学院学报 2 2 2 2 魏永赞 胡福初 郑雪文 等 光照对荔枝果实着色和花色素苷 生物合成影响的分子机制研究 园艺学报 2 7 7 7 2 邵婉璐 李月灵 高 松 等 光照强度对成熟红颜草莓果实着 色和花青素生物合成的影响及可能的分子机制 植物研 究 2 2 江苏农业科学 2 2 年第 卷第2 期