反光膜应用对大棚葡萄光合特性及果实品质的影响

王立如， 房聪玲， 徐绍清， 高长达， 徐永江， 付 涛， 王忠华， 吴月燕

(1.浙江省慈溪市林特技术推广中心，浙江 慈溪315300;2.浙江省慈溪市新浦镇林业站，浙江 慈溪315322;3.浙江万里学院生物与环境学院，浙江 宁波315100)

大棚设施栽培可以提早葡萄果实成熟期，减少病虫害发生和农药残留，改善果实品质，特别是外观品质，提高生产效益，因此在中国南方葡萄生产中得到了广泛应用［1］。大棚栽培条件下光照度减弱［2-4］，大棚内光照度只有露地的70%以下［4］。大棚内光照度的下降在一定程度上给果树的生长发育和果实品质带来了不利的影响，弱光是影响设施葡萄连年丰产的重要环境因素［5］。研究结果表明，多层膜下不利于葡萄生长［6］，高湿弱光影响葡萄的光合特性［7］，大棚栽培明显降低了梨果实内可溶性糖，特别是蔗糖的含量［8］。

在实际生产中，可以采用各种技术措施来改善果园的光照条件，以提高果实品质，其中铺设反光膜是重要的措施之一。通过铺设不透气的反光膜可有效改善果树冠层的微环境，进而提高果实品质与商品性，目前已在桃［9］、葡萄［10-11］、柑橘［12］、梨［13］、李［14］等果树上有较多应用。但不透气的塑料薄膜因膜内气体、水分和热量与外界不能充分交换，长期使用对根呼吸与土壤中微生物生长不利，易对果树生长发育造成不良影响。此外，这些薄膜质地较薄容易破损，影响控水效果，对环境造成一定影响。而透湿性地膜是一种新型农用地膜，具有反光、防雨、透气的功能，能重复使用3 ～5 年。目前这种新型地膜在我国应用较少，仅在柑橘［15］、桃［16］、越橘［17］研究中有报道，在葡萄生产中尚未见相关研究报道。

葡萄是浙江省农业主导产业，慈溪市是浙江省葡萄主产区之一。慈溪地处浙东杭州湾南岸，属季风型气候，夏天高温多雨，冬季温暖低湿少雨，日照时间短。与自然条件下生产环境相比，大棚设施栽培葡萄棚内光照弱、光照时间短，影响了葡萄树体的生长，进而影响了果实产量与品质。本试验以巨峰葡萄为试验材料，通过在葡萄大棚内地面铺设不同种类的反光膜，研究不同光环境条件对大棚葡萄叶片光合特性、果实发育和品质的影响，为通过改善大棚内光环境提高设施葡萄的产量和品质提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料与设计

试验于2011 年在浙江省慈溪市胜山镇上蔡村的葡萄连栋大棚内进行。选生长势基本一致的5 年生巨峰葡萄作为试验材料，成熟期在7 月下旬至8 月初，种植在单棚长75 m，宽5 m，顶高3.5 m 的大棚内，平棚架式，栽植两行，株行距为1.5 m×2.5 m，试验期间其他栽培管理按常规进行。地膜覆盖时间为5 月20 日，谢花后20 d 至葡萄成熟期间铺设在葡萄架下地面，覆盖材料为:外白内黑的透湿性反光膜(日本德山塑料公司提供，规格100.0 m×2.0 m，厚度0.25 mm，外层防雨透气，内层为无纺布;国产银灰色反光膜(浙江省杭州新光塑料有限公司农膜分公司生产，规格600.0 m×1.5 m，厚度0.02 mm);国产银色反光膜(山东丰源新型反光材料科技有限公司生产，规格100.0 m×1.5 m，厚度0.02 mm)，对照(CK)为不覆盖反光膜。覆盖前平整葡萄园地面，除去杂草，整个畦面覆盖，膜紧贴地面，用石块或水泥杆固定膜，接合部用钳子夹住，葡萄采收后除去地膜。各处理间设置隔离行(宽2.5 m)。试验采用随机区组，重复3次。每个处理5 株葡萄，总铺设68 m 反光膜。6 月下旬起定期测定叶片光合作用、叶绿素含量、果实质量、花青苷和可滴定酸(TA)以及可溶性固形物(TSS)含量等指标。处理间的取样部位一致。

1.2 测定方法

1.2.1 光合作用和叶绿素含量测定 选用GXH-3051C 植物光合测定仪(北京均方理化科技研究所生产)对田间各处理葡萄叶片光合作用进行跟踪测量，于2011 年7 月5 日、7 月19 日、8 月3 日多云天气下以及7 月12 日阴间多云天气下于上午8∶ 30 ～10∶ 30测定光照、温度、叶室温度和湿度，计算葡萄净光合速率、蒸腾速率、水分利用率和气孔阻抗等。选用叶绿素测定仪SPAD-502(日本KONICA MINOLTA 公司生产)测定叶绿素含量，处理在不同时期测定每个枝梢基部第4 张叶，每个处理测定5 张叶片，每张叶片不同部位测5 次。

1.2.2 果实品质测定 从2011 年6 月20 日起每隔7 天左右采样一次，每个处理随机取果粒20 颗测定，果穗于7 月12 日、7 月26 日、8 月3 日各采一次，每个处理随机取果穗3 穗测定。用电子天平秤称葡萄穗质量和单果质量;果实花青苷含量采用Ultrospec 3300 pro 分光光度计(美国Amersham 公司生产)测定［18］;果实可滴定酸采用酸碱中和滴定法测定［19］;可溶性固形物(TSS)含量采用Pocket refrac tameter 数显测定仪测定。

1.3 数据统计与分析

采用Excel 处理统计数据，采用DPS 软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同反光膜对葡萄叶片光合作用的影响

2.1.1 不同反光膜对葡萄叶片净光合速率的影响

表1 显示，每次测定的叶片净光合速率变化总体趋势相似。7 月5 日测定结果表明，应用透湿性反光膜、银灰色反光膜的葡萄叶片其净光合速率极显著高于对照，而银色反光膜的葡萄叶片其净光合速率与对照无显著性差异，3 种反光膜间无极显著性差异;7 月12 日测定结果表明，应用3 种反光膜的葡萄叶片净光合速率极显著高于对照，其中应用透湿性反光膜与银灰色反光膜、银色反光膜差异极显著;7 月19 日测定结果表明，应用3 种反光膜的葡萄叶片净光合速率极显著高于对照;8 月3 日测定结果表明，应用透湿性反光膜、银灰色反光膜的葡萄叶片净光合速率极显著高于对照，银色反光膜显著高于对照。

2.1.2 不同反光膜对葡萄叶片净蒸腾速率的影响

各时期葡萄叶片蒸腾速率变化趋势与对照相似，但各时期3 种反光膜与对照的差异性不一致，没有规律。7 月5 日测定结果表明，应用3 种反光膜的葡萄叶片蒸腾速率与对照无显著性差异;7 月12 日测定结果表明，应用透湿性反光膜的葡萄叶片蒸腾速率显著低于对照，应用银色反光膜的葡萄叶片蒸腾速率极显著高于对照，而银灰色反光膜与对照无显著性差异;7 月19 日测定结果表明，应用透湿性反光膜、银灰色反光膜的葡萄叶片蒸腾速率极显著高于对照;8 月3 日测定结果表明，应用透湿性反光膜的葡萄叶片蒸腾速率显著低于银灰色反光膜(表2)。

表1 不同反光膜对葡萄叶片净光合速率的影响Table 1 Effect of different reflective films on the net photosynthetic rate of grape leaves

表2 不同反光膜对葡萄叶片蒸腾速率的影响Table 2 Effect of different reflective films on the transpiration rate of grape leaves

2.1.3 不同反光膜对葡萄叶片水分利用率的影响

表3 显示，应用3 种反光膜在不同阶段都不同程度地提高了葡萄叶片水分利用率。7 月5 日测定结果表明，应用3 种反光膜的葡萄叶片水分利用率极显著高于对照，其中透湿性反光膜的葡萄叶片水分利用率极显著高于另两种反光膜;7 月12 日测定结果表明，应用透湿性反光膜、银灰色反光膜的葡萄叶片水分利用率极显著高于对照，而银色反光膜与对照无显著性差异，其中透湿性反光膜极显著高于另两种反光膜;7 月19 日测定结果表明，应用3 种反光膜的葡萄叶片水分利用率极显著高于对照，而3种反光膜间无显著性差异;8 月3 日测定结果表明，应用透湿性反光膜的葡萄叶片水分利用率极显著高于对照以及另两种反光膜。

2.1.4 不同反光膜对葡萄叶片气孔阻抗的影响

应用3 种反光膜对葡萄叶片气孔阻抗变化没有规律，7 月5 日、7 月19 日和8 月3 日测定结果显示与对照无显著性差异，而7 月12 日透湿性反光膜和银灰色反光膜的葡萄叶片气孔阻抗最小，显著低于对照，而银色反光膜的葡萄叶片气孔阻抗最大(表4)。

表3 不同反光膜对葡萄叶片水分利用率的影响Table 3 Effect of different reflective films on the water use efficiency of grape leaves

表4 不同反光膜对葡萄叶片气孔阻抗的影响Table 4 Effect of different reflective films on the stomatal resistance of grape leaves

2.2 不同反光膜对葡萄叶片叶绿素含量的影响

表5 显示，3 种反光膜的应用均不同程度提高了葡萄叶片叶绿素含量。7 月5 日测定结果表明，应用银色反光膜的葡萄叶片叶绿素含量显著高于对照，但3 种反光膜间无显著性差异;7 月19 日测定结果，应用透湿性反光膜和银色反光膜的葡萄叶片叶绿素含量显著和极显著高于对照;7 月12 日、7 月26 和8 月3 日测定结果表明，应用透湿性反光膜、银灰色反光膜、银色反光膜的葡萄叶片叶绿素含量与对照无显著差异。

2.3 不同反光膜对葡萄果实品质的影响

2.3.1 不同反光膜对葡萄果穗质量的影响 表6表明，应用透湿性反光膜提高了葡萄果穗质量，应用银灰色反光膜、银色反光膜均不同程度提高了葡萄果穗质量。7 月12 日测定结果，应用透湿性反光膜的葡萄果穗质量极显著高于对照以及另两种反光膜;7 月26 日测定结果，应用3 种反光膜的葡萄果穗质量显著高于对照;8 月3 日测定结果，应用透湿性反光膜和银色反光膜的葡萄果穗质量极显著高于对照。

表5 不同反光膜对葡萄叶片叶绿素含量的影响Table 5 Effect of different reflective films on chlorophyll content of grape leaves

表6 不同反光膜对果穗质量的影响Table 6 Effect of different reflective films on the weight of cluster

2.3.2 不同反光膜对葡萄单果质量的影响 随着葡萄的生长发育，葡萄单果质量在不断地增加，应用3种反光膜的葡萄单果质量与对照差异不显著(表7)。

2.3.3 不同反光膜应用对葡萄花青苷含量的影响 表8 显示，葡萄花青苷含量随着果实的成熟不断增加，反光膜的应用对葡萄花青苷含量的提高有显著的影响。6 月20 日测定结果表明，应用透湿性反光膜和银色反光膜的花青苷含量极显著高于对照;6 月28 日测定结果表明，应用透湿性反光膜和银灰色反光膜的花青苷含量极显著高于对照;7 月5 日测定结果表明，应3 种反光膜的葡萄花青苷含量极显著高于对照;7 月12 日、7 月26 日和8 月3 日测定结果均表明，应用透湿性反光膜的葡萄花青苷含量极显著高于对照。

2.3.4 不同反光膜对葡萄可滴定酸含量的影响 葡萄生长发育过程中果实可滴定酸含量在6 月至7 月初快速下降，之后保持在低酸度水平，反光膜的应用使葡萄果实可滴定酸含量稍有下降，但下降效果不明显，3 种反光膜与对照差异不显著(表9)。

2.3.5 不同反光膜对葡萄可溶性固形物含量的影响 葡萄TSS 含量随果实成熟不断增加，反光膜的应用对果实生长发育后期TSS 含量的提高有显著的促进作用。6 月20 日、6 月28 日、7 月5 日和7 月12 日测定结果表明，应用3 种反光膜对葡萄TSS 含量提高无显著作用;7 月26 日测定结果表明，应用3种反光膜的葡萄TSS 含量显著高于对照，其中透湿性反光膜达到极显著;8 月3 日测定结果，应用3 种反光膜的葡萄TSS 含量极显著高于对照(表10)。

表7 不同反光膜对葡萄单果质量的影响Table 7 Effect of different reflective films on the weight of single fruit

表8 不同反光膜对葡萄花青苷含量的影响Table 8 Effect of different reflective films on the cyanine contents of grape fruit

表9 不同反光膜对葡萄可滴定酸含量的影响Table 9 Effect of different reflective films on the titrable acid of grape fruit

表10 不同反光膜对葡萄可溶性固形物含量的影响Table 10 Effect of different reflective films on the total soluble solids of grape fruit

3 讨论

光是葡萄生长发育最主要的环境因子。大棚设施栽培条件下，因棚膜对自然光线的阻挡，大棚内光照度明显低于露地，导致棚内叶片的光合作用因光照不足而减弱。本研究结果表明，3 种反光膜应用均明显提高叶片净光合速率，其中尤以透湿性反光膜的效果最为突出，主要是因为反光膜增强了葡萄棚面下的光照反射，这与前人在梨［8］、葡萄［10］和柑橘［15］上的应用效果相似。本研究结果还表明3 种反光膜的应用可不同程度地提高葡萄叶片水分利用率，其中透湿性反光膜显著高于对照，这与前人在桃园应用反光膜可提高叶片的净光合速率、光能和水分利用率的结论相一致［9，20］。而吴月燕等［6-7］在对无核白鸡心葡萄的光合特性研究中发现，净光合速率与气孔导度和胞间CO2浓度呈显著正相关，随着薄膜覆盖量增加，净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和水分利用率均降低，但在本研究中3 种反光膜应用后葡萄叶片蒸腾速率各时期与对照差异不显著，此外应用3 种反光膜后葡萄叶片气孔阻抗后期变化规律与对照相似，且与对照差异不显著，但前期变化较大，7 月12 日测得结果显示，对照与银色反光膜的气孔阻抗值较高，而另两个反光膜处理较低，与前人研究有所不同，这可能与测定当天是阴间多云天气有关。说明在阴天透湿性反光膜和银灰色反光膜能够获得较多的CO2，有利于维持较高的光合作用能力，在我国南方夏季潮湿多雨的条件下，这对葡萄果实中糖等有机物的积累有重要的意义。

叶片叶绿素含量在生长发育阶段中呈现两头低中间高的现象，各种反光膜应用后，叶片叶绿素含量变化大致相同，这与苹果、梨叶片叶绿素含量的变化的研究结果相似［21］。叶绿素是捕获光能的物质基础，叶绿素的合成离不开光的参与，而且与光质有关。本研究结果表明3 种反光膜总体提高了葡萄叶片叶绿素含量，透湿性反光膜处理的叶片叶绿素含量相对较高，这可能是由于葡萄在不同的生长发育阶段或不同的环境条件下对光的反应不同所致。

反光膜对葡萄单果质量的增加效果不明显，这与刘林等［11］的研究结果相同，但对葡萄果穗质量增加却有明显地促进效果;此外铺设反光膜可以提高红光和远红光的反射率［11］，从而促进了花青苷的合成，改善果皮着色，其中使用透湿性反光膜可使椪柑果实着色提前［15］。本试验结果表明，反光膜对葡萄生长发育后期果皮花青苷含量的提高有显著影响，其中透湿性反光膜的效果最好，这与前人的研究相一致。

Sato 等［22］认为葡萄的大部分经济性状如含糖量、可滴定酸含量、成熟度及可溶性固形物含量等的变化都依赖于自然环境因素。在制约葡萄果实品质构成的因素中，果实中糖类的组成与含量是决定果实品质的最重要因素［23］。已有研究结果表明，提高大棚光照度可以明显促进设施梨［13］、葡萄［10-11］果实糖的积累。本研究结果证明在大棚内铺设反光膜，可以促进果实糖积累，尤其是显著增加TSS 含量。这一结果与前人在椪柑和桃上的研究结果相似［15-16，24］。铺设反光膜之所以增加果实可溶性糖含量，可能是铺膜后设施内的光照条件得到改善，叶片的净光合速率提高，叶片中酸性转化酶和蔗糖合成酶的活性也相应升高，使糖类等碳水化合物积累较多向果实运输，从而提高果实含糖量。

此外，反光膜(特别是透湿性反光膜)应用后，果园杂草生长得到抑制，降低了杂草与果树的水肥竞争。铺设反光膜可以提高叶幕下部叶片光合速率，促进果实糖积累，提高果实品质。因此反光膜尤其是透湿性反光膜的应用是南方大棚葡萄栽培中一项具有应用价值的技术措施。

透湿性反光膜、银灰色反光膜、银色反光膜应用均明显提高了大棚葡萄叶片净光合速率，提高了葡萄叶片水分利用率和叶片叶绿素含量。反光膜提高了果实中TSS 含量和花青苷含量。综上所述，在设施内铺设反光膜可有效改善葡萄叶幕下的光环境，提高葡萄果实品质，其中以透湿性反光膜效果较为突出。

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