補(bǔ)碳對(duì)設(shè)施楊梅果實(shí)生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響

顧禮力， 張力文， 劉 杰， 楊再?gòu)?qiáng)

(1.江蘇省連云港市氣象局，江蘇連云港 222002； 2.江蘇省氣象服務(wù)中心，江蘇南京 210008； 3.南京信息工程大學(xué)，江蘇南京 210044)

補(bǔ)碳對(duì)設(shè)施楊梅果實(shí)生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響

顧禮力1，3， 張力文2， 劉 杰1， 楊再?gòu)?qiáng)3

(1.江蘇省連云港市氣象局，江蘇連云港 222002； 2.江蘇省氣象服務(wù)中心，江蘇南京 210008； 3.南京信息工程大學(xué)，江蘇南京 210044)

以“丁岙”楊梅(MyricarubraSieb cv.‘Dingao’)為試材，于楊梅幼果期至成熟期控制設(shè)施大棚內(nèi)CO2濃度在1 000 μL/L左右，研究補(bǔ)碳對(duì)設(shè)施楊梅果實(shí)發(fā)育進(jìn)程、相對(duì)發(fā)育速率及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，補(bǔ)碳可以加快設(shè)施楊梅果實(shí)的發(fā)育進(jìn)程，設(shè)施補(bǔ)碳楊梅的成熟期比設(shè)施不補(bǔ)碳提前7 d；設(shè)施補(bǔ)碳楊梅的果實(shí)相對(duì)發(fā)育速率加快，成熟期時(shí)補(bǔ)碳楊梅果實(shí)的相對(duì)發(fā)育速率為不補(bǔ)碳的1.12倍；設(shè)施補(bǔ)碳楊梅果實(shí)的平均直徑比設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅增大10.5%、含酸量降低11.5%、含糖量增加13.1%。對(duì)設(shè)施楊梅進(jìn)行碳肥補(bǔ)充，可以促進(jìn)楊梅果實(shí)的發(fā)育進(jìn)程和果徑的生長(zhǎng)，改善設(shè)施栽培帶來(lái)的楊梅品質(zhì)下降問(wèn)題。

設(shè)施栽培；楊梅；補(bǔ)碳；相對(duì)發(fā)育速率；品質(zhì)；果徑

楊梅(MyricarubraSieb)是中國(guó)著名的特產(chǎn)水果之一[1]。近年來(lái)，楊梅設(shè)施栽培因可避風(fēng)、避雨[2]、果實(shí)提前成熟、經(jīng)濟(jì)效益較好而得以迅速發(fā)展[3]。然而，設(shè)施環(huán)境相對(duì)封閉，易致光照不足、CO2匱乏，進(jìn)而產(chǎn)生光合效率降低、產(chǎn)量不高、品質(zhì)下降等問(wèn)題[4]，設(shè)施楊梅生產(chǎn)亟待解決。CO2是植物光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)植物生理代謝、生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)形成具有重要作用。近年來(lái)，利用CO2調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[5-9]，張富倉(cāng)等認(rèn)為，增加作物生長(zhǎng)環(huán)境中的CO2濃度會(huì)促進(jìn)作物的光合速率增加，延長(zhǎng)作物的光合作用時(shí)間，降低作物的光補(bǔ)償點(diǎn)[10-12]。王志強(qiáng)等研究表明，設(shè)施內(nèi)適當(dāng)提高CO2濃度，可使油桃日平均光合速率提高 25.9%，光能利用率也顯著增加，在一定程度上彌補(bǔ)了光照不足對(duì)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的影響，改善了樹(shù)體的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)水平[13]。朱世東等測(cè)定高CO2濃度下生長(zhǎng)的番茄果實(shí)品質(zhì)發(fā)現(xiàn)，與正常生長(zhǎng)的番茄果實(shí)相比，其果實(shí)中葡萄糖、果糖、維生素C含量分別增加7.4%～19.0%、6.3%～14.4%、2.9%～10.5%，可滴定酸降低2.6%～5.5%[14]。楊梅設(shè)施栽培于1999年取得成功[15]，起步相對(duì)較晚，有關(guān)設(shè)施楊梅補(bǔ)充CO2的氣肥技術(shù)與效應(yīng)研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)通過(guò)人為控制設(shè)施楊梅環(huán)境中的CO2濃度，以探討補(bǔ)碳對(duì)設(shè)施楊梅果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響，為設(shè)施楊梅的高效發(fā)展提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2011年1—6月在茶山鎮(zhèn)丁岙村楊梅種植基地(28°36′ N、120°38′ E)進(jìn)行，試驗(yàn)大棚為長(zhǎng)25 m、寬8 m、高 6 m 的竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚，地形為丘陵地，海拔68 m，東南向呈40°斜坡，土質(zhì)為沙壤土，微酸性，肥力中等。供試品種為丁岙楊梅，樹(shù)齡為15～20年。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，分別為設(shè)施補(bǔ)碳(CE)、設(shè)施不補(bǔ)碳(FC)、露地(NC)。設(shè)施補(bǔ)碳處理是在楊梅進(jìn)入幼果期，通過(guò)架設(shè)在大棚內(nèi)距地面3.0 m高的塑料管道及管道上孔徑 1 mm、孔距2 cm的小孔向試驗(yàn)棚內(nèi)均勻施放CO2，直到楊梅成熟，控制楊梅大棚內(nèi)CO2濃度為1 000 μL/L左右。每日補(bǔ)碳時(shí)間為08：00—17：00，陰雨天不補(bǔ)碳。

1.3 調(diào)查內(nèi)容及方法

1.3.1 小氣候數(shù)據(jù) 使用美國(guó)產(chǎn)HOBO Watchdog 2000型數(shù)據(jù)采集器，分別采集太陽(yáng)輻射、溫度、濕度等大棚小氣候數(shù)據(jù)；采用校正過(guò)的美國(guó)產(chǎn)Telaire-7001型CO2分析儀測(cè)定CO2濃度。

1.3.2 楊梅果實(shí)數(shù)據(jù) 采用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量不同處理4個(gè)方位楊梅果實(shí)的縱徑、橫徑，取平均值；分別采用折光儀法、比色法、中和滴定法、靛酚滴定法測(cè)定楊梅果實(shí)的可溶性固形物含量、含糖量、含酸量、維生素C含量[16]。

1.3.3 相對(duì)發(fā)育速率 通過(guò)計(jì)算相對(duì)發(fā)育速率來(lái)表示不同處理?xiàng)蠲饭麑?shí)的發(fā)育速度，計(jì)算公式為：

(1)

式中：Rij為相對(duì)發(fā)育速率；i表示不同處理；j表示果實(shí)的不同發(fā)育階段；rsj為發(fā)育最快的處理各階段發(fā)育所需天數(shù)占整個(gè)發(fā)育天數(shù)的比例；dsj為發(fā)育最快的處理在第j發(fā)育階段所需天數(shù)；Dij為其他處理各階段發(fā)育階段所需天數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理間日總輻射與日均溫差異

由圖1可知，不同處理間日總輻射變化趨勢(shì)一致，露地環(huán)境日總輻射值相對(duì)最高，設(shè)施補(bǔ)碳和設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅之間日總輻射無(wú)明顯差異，多云或者陰天時(shí)設(shè)施栽培日總輻射下降更為明顯，這可能是由覆膜、支架遮擋所致；不同處理間日均溫變化趨勢(shì)基本一致，設(shè)施補(bǔ)碳和設(shè)施不補(bǔ)碳大棚之間的日均溫差異不明顯，但露地種植環(huán)境與設(shè)施種植環(huán)境相比，日均溫呈現(xiàn)前期差異大后期差異相對(duì)較小的變化趨勢(shì)，這是由于楊梅生育前期露地栽培氣溫低，設(shè)施大棚為保溫往往揭膜通風(fēng)時(shí)間短，而到生育后期，隨著氣溫上升，為避免棚內(nèi)溫度過(guò)高，往往延長(zhǎng)揭膜通風(fēng)時(shí)間進(jìn)行降溫。

2.2 不同處理間CO2濃度差異

測(cè)定晴天氣候條件下不同處理環(huán)境CO2濃度的日變化曲線，由圖2可見(jiàn)，設(shè)施補(bǔ)碳環(huán)境下，CO2濃度控制在 1 000 μL/L 左右；設(shè)施不補(bǔ)碳生長(zhǎng)環(huán)境下，CO2濃度呈現(xiàn)夜間高、白天隨輻射強(qiáng)度增強(qiáng)而下降的趨勢(shì)，上午9：00—10：00達(dá)到最低，后又緩慢上升，這可能與大棚此時(shí)需給大棚揭膜通風(fēng)降溫有關(guān)；露地栽培生長(zhǎng)環(huán)境下，CO2濃度始終在 340 μL/L 左右。

2.3 補(bǔ)碳對(duì)楊梅果實(shí)發(fā)育進(jìn)程的影響

楊梅果實(shí)發(fā)育分為5個(gè)階段，分別為幼果期、硬核期、膨大期、轉(zhuǎn)色期、成熟期。由表1、圖3可見(jiàn)，進(jìn)入幼果期前由于未進(jìn)行補(bǔ)碳處理，除露地種植的楊梅在4月1日進(jìn)入幼果期外，設(shè)施栽培的楊梅進(jìn)入幼果期日期無(wú)明顯差異；設(shè)施補(bǔ)碳楊梅進(jìn)入膨大期、轉(zhuǎn)色期、成熟期的日期分別比設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅提前2、3、7 d，隨補(bǔ)碳時(shí)間延長(zhǎng)，補(bǔ)碳楊梅發(fā)育速率呈加速態(tài)勢(shì)；設(shè)施補(bǔ)碳楊梅比露地種植楊梅提前21 d成熟；設(shè)施補(bǔ)碳、設(shè)施不補(bǔ)碳、露地栽培楊梅從幼果到成熟所需天數(shù)分別為74、83、81 d；在相同發(fā)育階段，補(bǔ)碳處理的楊梅果實(shí)發(fā)育速率相對(duì)最快；成熟階段(第Ⅳ階段)，設(shè)施補(bǔ)碳、設(shè)施不補(bǔ)碳、露地楊梅的相對(duì)發(fā)育速率分別為1.00、0.89、0.93，設(shè)施補(bǔ)碳楊梅果實(shí)的相對(duì)發(fā)育速率是設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅的1.12倍；除果實(shí)初始發(fā)育階段(第Ⅰ階段)設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅的相對(duì)發(fā)育速率稍大于露地楊梅外，其他各階段相對(duì)發(fā)育速率大小依次為設(shè)施補(bǔ)碳>露地>設(shè)施不補(bǔ)碳，這可能是因?yàn)樵O(shè)施不補(bǔ)碳栽培未加快楊梅的發(fā)育進(jìn)程，只是改變了楊梅生長(zhǎng)的小氣候環(huán)境，使各生育期較露地種植楊梅有所提前，且越到生育后期提前的幅度越小，而補(bǔ)碳楊梅加快了設(shè)施楊梅的發(fā)育進(jìn)程，且越到后期提前的幅度越大。

表1 不同栽培環(huán)境下楊梅的生育期

注：幼果期：雌花凋敝，50%雌花花柄上出現(xiàn)幼果；硬核期：50%果實(shí)縱徑、橫徑大于13 mm×11 mm；膨大期：補(bǔ)碳、不補(bǔ)碳、露地栽培50%的楊梅果實(shí)縱徑、橫徑分別大于22 mm×20 mm、19 mm×17 mm、17 mm×15 mm；轉(zhuǎn)色期：50%掛枝楊梅果實(shí)由淺紅開(kāi)始變?yōu)樯罴t；成熟期：果實(shí)成熟，開(kāi)始采收。

2.4 補(bǔ)碳對(duì)楊梅果實(shí)直徑生長(zhǎng)的影響

由圖4可見(jiàn)，增施CO2氣肥能夠顯著促進(jìn)楊梅橫徑、縱徑的生長(zhǎng)；幼果期時(shí)大棚內(nèi)補(bǔ)碳楊梅和不補(bǔ)碳楊梅的橫徑、縱徑差異不顯著，但坐果20 d時(shí)，補(bǔ)碳、不補(bǔ)碳、露地楊梅的果實(shí)橫徑、縱徑分別為1.44、1.76、1.29 cm和1.45、1.09、1.20 cm，相互間達(dá)到顯著差異水平(P<0.05)；楊梅進(jìn)入盛果期時(shí)，補(bǔ)碳、不補(bǔ)碳、露地楊梅果實(shí)的平均直徑分別為3.05、2.76、2.37 cm，設(shè)施補(bǔ)碳楊梅果實(shí)的平均直徑比設(shè)施不補(bǔ)碳顯著提高了10.5%，比露地楊梅顯著提高了28.7%。

2.5 補(bǔ)碳對(duì)楊梅果實(shí)品質(zhì)的影響

由表2可見(jiàn)，與設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅相比，補(bǔ)碳楊梅果實(shí)維生素C含量、單果質(zhì)量、含糖量、可溶性固形物含量分別增加47.5%、17.8%、13.1%、16.9%，并通過(guò)0.01顯著性檢驗(yàn)；補(bǔ)

碳楊梅果實(shí)可食率有顯著提升，比設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅增加5.8%，并通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)；補(bǔ)碳楊梅果實(shí)可滴定酸含量有明顯下降，比設(shè)施不補(bǔ)碳楊梅下降了11.5%，并通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)；補(bǔ)碳楊梅與露地楊梅相比，維生素C含量有極顯著提升。

表2 補(bǔ)碳對(duì)楊梅果實(shí)品質(zhì)的影響

注：“*”表示通過(guò)0.05差異顯著性檢驗(yàn)；“**”表示通過(guò)0.01差異顯著性檢驗(yàn)。

3 結(jié)論與討論

楊梅設(shè)施種植給傳統(tǒng)楊梅產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展，而設(shè)施楊梅環(huán)境調(diào)控成為楊梅產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展的新課題。通過(guò)給設(shè)施楊梅增施CO2氣肥表明，補(bǔ)碳可以促進(jìn)楊梅果實(shí)的生長(zhǎng)，加快發(fā)育進(jìn)程使楊梅提前成熟，并提高楊梅品質(zhì)，與黃藝等的研究結(jié)論[17]相一致。有研究表明，植物對(duì)CO2濃度的變化具有光合適應(yīng)現(xiàn)象，即處于短期空氣中CO2濃度升高，植物的光合作用能力會(huì)有較大的提高，而處于長(zhǎng)期空氣中CO2濃度升高，植物的光合作用能力反而下降[18]。目前，沒(méi)有高濃度二氧化碳對(duì)楊梅葉片光合速率影響的報(bào)道，今后須進(jìn)一步深入研究補(bǔ)碳對(duì)設(shè)施楊梅光合特性的影響及不同補(bǔ)碳時(shí)長(zhǎng)下光合特性的變化規(guī)律。

補(bǔ)碳能提高設(shè)施楊梅的品質(zhì)、縮小設(shè)施栽培楊梅在品質(zhì)和口感上與露地楊梅的差距，這與侯新村等的研究結(jié)果[19]相一致。王冬良等研究表明，CO2濃度分別為1 000、2 000、3 000 μL/L 時(shí)，西葫蘆的產(chǎn)量分別較對(duì)照增加32.18%、86.97%、84.3%[20]，可見(jiàn)施放CO2濃度不同，對(duì)產(chǎn)量的影響亦有不同。本研究依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷控制設(shè)施環(huán)境CO2濃度在 1 000 μL/L 左右，對(duì)不同CO2濃度條件下的補(bǔ)碳效應(yīng)未做研究，今后可開(kāi)展相關(guān)研究。

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10.15889/j.issn.1002-1302.2017.02.038

2015-12-18

公益行業(yè)(氣象)科研專(zhuān)項(xiàng)[編號(hào)：GYHY(QX)200906023]。

顧禮力(1987—)，男，江蘇興化人，碩士，助理工程師，從事設(shè)施農(nóng)業(yè)作物生長(zhǎng)發(fā)育模型及農(nóng)業(yè)生物環(huán)境調(diào)控研究。Tel：(0518)85806750；E-mail：632252929@qq.com。

張力文，主要從事設(shè)施小氣候研究。E-mail：326532716@qq.com。

S667.606

A

1002-1302(2017)02-0130-03

顧禮力，張力文，劉 杰，等. 補(bǔ)碳對(duì)設(shè)施楊梅果實(shí)生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45(2)：130-132，181.