任晨琛, 任俊鹏, 陶建敏
(南京农业大学园艺学院,江苏 南京210095)
果实套袋是无公害果品生产的一项重要措施,套袋技术由于在改善果实外观品质、提高果面的光洁度、减轻病虫害发生、减少农药使用次数及降低农药残留上发挥了巨大的作用,在生产上已经被广泛应用。日本是最早普及使用套袋技术的国家,日本果农为了防止桃小食心虫对果实的危害,对梨、桃等果实进行套袋,不仅减少了病虫害,并且改善了果实的外观品质,随着时间的推移这项技术也被越来越多的国家效仿使用[1]。许多研究证明:套袋能够明显改善果实外观品质,减少锈斑病等病虫害,提高果面光洁度,降低农药残留,提高果实的商品性[2-4]。高志红等使用6 种不同类型果袋对新川中岛桃进行套袋试验,结果发现套袋提高了果实可溶性固形物含量,降低了可滴定酸含量,提高了果实的糖酸比[5]。赵建波等[6]用几种葡萄专用果袋在黑奥林和巨峰两个葡萄品种上进行套袋试验,发现所用的所有果袋在两个葡萄品种上都可以有效减少葡萄病害的发生,提高葡萄果面光洁度,减轻裂果和果面机械损伤,而且果实可溶性固形物含量没有明显变化,但果实糖酸比增大,果实内农药残留量降低。
美人指葡萄为欧亚种葡萄,原产日本,其亲本为龙尼坤×巴拉底2 号。果穗中大,无副穗,一般穗质量450 ~600 g;口感甜美爽脆,是典型的欧亚种品系风味,在栽培地域上,分布较广。美人指葡萄成熟期跨度较大,在华东地区一般在8 月上旬着色,8 月下旬成熟;在华北地区8 月下旬开始着色,9 月中下旬成熟,但是不同的栽培管理模式也会延迟葡萄的成熟,例如使用TDZ(植物生长调节剂)能延迟葡萄果实的成熟,露天栽培的果实相比于密闭大棚内的果实要延迟15 d 之久。美人指葡萄对光照和高温极其敏感,受到日灼病害的影响较大[7-9]。许多果农在生产初期修剪过重,常常导致在夏季高温期间没有足够叶片的遮阴,使果实表皮极易遭受日灼危害。如今在生产上常采用避雨棚栽培,叶子日灼程度较轻,但果实日灼病害依然较为严重。
生产上有许多防治日灼病的手段与措施,例如加强栽培管理和喷肥降温等[10-13]。本试验将套袋技术使用于葡萄生产中,以容易产生日灼病的美人指葡萄作为试验材料,旨在筛选出最利于美人指葡萄生产、能防治日灼病害的果袋类型。
试验于南京农业大学葡萄研究生产基地进行,葡萄品种为美人指,采用平棚架避雨栽培,株行距为3.0 m×6.0 m,H 型树形,按照葡萄园常规栽培管理措施进行管理。选择长势一致、无病虫害的美人指葡萄植株,坐果后人工疏花疏果,每结果枝留1 ~2 穗。
1.2.1 试验设计 于盛花后15 d 选择生长情况较一致的美人指葡萄单株,选用无纺布袋、普通纸袋、牛皮伞袋、塑料袋、双层黑色纸袋5 种果袋进行套袋处理,以不套袋作为对照,其中双层黑色纸袋处理中于采样第4 周摘袋。2012 年9 月4 日起每周采样1次,取样后立即放人冰盒,带回实验室,当天进行果实品质指标测定。
1.2.2 不同袋型内微环境测定 套袋试验中,将微型便携式温湿度记录仪放置于果袋中,且将装有温湿度记录仪的果袋放置于果枝的遮阴处,温湿度记录仪自动记录下果袋内温、湿度变化,于果实成熟时取下,对数据进行处理。
1.2.3 葡萄果实日灼病害发生统计 每次取样时统计日灼果实占整个果穗总数的百分比,分析日灼果实发生的主要时间区间。
1.2.4 果实生长量和品质测定 在美人指葡萄果实成熟期取样。采用百分之一电子天平称量单果质量,用电子游标卡尺测量果实纵径、横径,用RA-250手持式糖度计测定果实可溶性固形物含量,采用滴定法测定可滴定酸含量。
1.2.5 去袋后果皮颜色基因VvmybA1的表达量分析 将套双层黑色纸袋处理的美人指葡萄去袋后,分别于2、4、6、8、10 d 进行采样,用荧光定量PCR 法分析不同时间段内果皮内VvmybA1基因相对于对照的相对表达量。
1.2.6 数据统计与分析 采用DPS 软件进行数据统计与分析,用Excel 软件制作图表。
由于试验中使用的微型便携式温湿度记录仪放置于果袋中,果袋密闭性较好,且葡萄栽培于避雨棚内,受外界环境影响较小,天气对果袋内温、湿度变化影响不大。图1、图2 所示分别为9 月21 日果袋内温、湿度变化。果袋内温度从1 ∶00 到8 ∶00 时上 升 较 缓 慢,8 ∶00 到14 ∶00 上 升 非 常 迅速,14 ∶00 到达一天最高值,然后缓慢下降,无纺布袋和塑料袋内温度下降速度要显著快于其他类型果袋,双层黑色纸袋和普通纸袋能较好地维持袋内温度,温度下降缓慢。双层黑色纸袋内的温度明显低于其他类型果袋和对照的温度,无纺布袋和塑料袋内的昼夜温差最大。0 ∶00 到8 ∶00 大气温度要高于果袋内温度,无纺布袋内温度于8 ∶00 起高于大气温度。14 ∶00 大气温度与袋内温度均达到最大值,其中无纺布袋内温度最高(37.5 ℃),其次为对照(36.9 ℃)和塑料袋(36.7 ℃),双层黑色纸袋内温度最低(31.9 ℃)。14 ∶00 至 22 ∶00 温度迅速下降,18 ∶00 以后大气温度与袋内温度相差不大。在一天内无纺布袋内的温差最大(15.7 ℃),双层黑色纸袋内温差最小(11.1 ℃),大气温差为15.4 ℃。
图1 不同袋型内温度日变化Fig.1 Diurnal changes of temperature in different types of bags
大气湿度在0 ∶00 到8 ∶00 期间略有波动,在8 ∶00 至14 ∶00 下降,14 ∶00 至22 ∶00 上升。果袋内湿度变化基本与大气湿度变化一致,在0 ∶00到6 ∶00 阶段最高,8 ∶00 起快速下降,最低值出现于14 ∶00,16 ∶00 至22 ∶00 又开始上升。双层黑色纸袋内湿度变化不明显,无纺布袋和对照的湿度变化比较大,塑料袋内湿度则一直处于较高水平。双层黑色纸袋内湿度变化幅度最小(33.0%),牛皮伞袋内湿度变化幅度最大(52.9%)。
选取30 串不同套袋处理的美人指葡萄果穗,在每次采样时统计果穗中日灼病果实占整个果穗所有果实的百分比。由图3 可知,套双层黑色纸袋处理中完全无日灼现象,牛皮伞袋处理中也几乎不发生日灼,无纺布袋和塑料袋处理中日灼最严重,对照和普通纸袋处理次之。日灼主要发生在快速膨大阶段,到成熟期基本不发生。无纺布袋处理中果实日灼率最高(45%),双层黑色纸袋和牛皮伞袋对防治日灼效果最好,基本没有发生日灼现象。
图2 不同袋型内湿度日变化Fig.2 Diurnal changes of humidity in different types of bags
图3 不同套袋处理对美人指葡萄日灼病的影响Fig.3 Effect of bag types on fruit sunscald incidence of Manicure finger grape
由图4 可知,不同套袋处理的葡萄单果质量总体呈现上升的趋势,至果实成熟时生长速度变缓;在整个果实生长发育中,各套袋处理和对照的变化趋势基本一致;除双层黑色纸袋处理的果实单果质量偏低外,其余处理间均没有显著差异;在9 月18 日之前果实质量增加较快速,9 月25 日之后果实进入成熟期,变化缓慢。黑色双层纸袋处理于9 月25 日去袋,之后的果实单果质量明显上升。在最后的果实采收期,对照与套袋处理的单果质量无显著差异;在采收期各套袋处理及对照间果实横径、纵径均无明显差异,双层黑色纸袋处理的果实横径、纵径略低,但差异不明显(图5)。以上结果表明,套袋对美人指葡萄单果质量和大小均无显著影响。
图4 不同套袋处理对美人指葡萄单果质量的影响Fig.4 Effect of bag types on fruit weight of Manicure finger grape
图5 不同套袋处理对美人指葡萄果实大小的影响Fig.5 Effect of bag types on fruit size of Manicure finger grape
不同套袋处理的葡萄可溶性固形物含量在试验中均呈上升趋势(图6)。果实成长初期,所有处理的果实可溶性固形物含量均迅速增长,双层黑色纸袋处理的果实增长最缓慢,但是双层黑色纸袋处理9 月25 日去袋以后,可溶性固形物含量有明显的上升趋势,最终各处理的成熟果实可溶性固形物没有显著差异。成熟时,无纺布袋处理果实可溶性固形物含量最高(19.35%),双层黑色纸袋处理和牛皮伞袋处理最低(分别为19.10%和19.08%)。说明,使用无纺布袋套袋能够提高葡萄可溶性固形物含量,套牛皮伞袋及双层黑色纸袋套袋则使其略微降低。
图6 不同套袋处理对美人指葡萄果实可溶性固形物含量的影响Fig.6 Effect of bag types on total soluble solid (TSS)content of Manicure finger grape
由图7 可知,随着果实发育成熟,可滴定酸含量呈现下降的趋势,最初无纺布袋处理及对照的可滴定酸含量显著低于其他处理,可见无纺布袋处理和对照的前期成熟较快。双层黑色纸袋处理前期可滴定酸含量最高,但是9 月25 日去袋后可滴定酸含量迅速降低,这个时期是套袋葡萄快速成熟阶段。最终,5 个处理及对照可滴定酸含量无明显差异,但是成熟时间有较大早晚差异。说明,无纺布袋及对照能显著降低葡萄可滴定酸含量,促进果实成熟,而牛皮伞袋及双层黑色纸袋会抑制葡萄成熟。
图7 不同套袋处理对美人指葡萄可滴定酸含量的影响Fig.7 Effect of bag types on titratable acid content of Manicure finger grape
套双层黑色纸袋的葡萄在去袋当天果皮中VvmybA1基因表达很弱,但在去袋后2 d,表达迅速提高,达到峰值(图8)。然后其表达逐渐减弱,到去袋后第8 d,其表达水平与去袋当天相比基本无差异。对照果皮中VvmybA1基因的表达量始终处于下降趋势,且均比首次采样时的表达量低。到去袋后第10 d,套双层黑色纸袋处理的VvmybA1基因表达量与对照无差异。
图8 去袋后美人指葡萄果皮VvmybA1 基因表达量Fig.8 Change of the expression level of VvmybA1 gene in the Manicure finger grape peel after bag removing
葡萄日灼病是一种非侵染性生理病害,幼果膨大期强光照射和温度剧变是其发生的主要原因。果穗在缺少阴蔽的情况下,受高温、空气干燥与阳光强辐射的作用,果粒幼嫩的表皮组织水分失衡发生灼伤,或是由渗透压高的叶片向渗透压低的果穗争夺水分造成灼伤。
本试验中,与普通纸袋和牛皮伞袋套袋处理相比,无纺布袋和塑料袋套袋处理的葡萄提前成熟,但是无纺布袋和塑料袋套袋处理大大增加了果实日灼病发生的可能性。通过选择合理的去袋时间,套牛皮伞袋和黑色纸袋能完全避免日灼病的发生,且在果实成熟度方面没用太大的影响。在美人指葡萄生产上应该以防止日灼病为主,所以应该采用牛皮伞袋及黑色双层纸袋,并结合合理的去袋时间达到最优生产。
果实套袋改变了果实的微环境,对果实的内含物也产生了影响[14-15]。本试验结果表明,在美人指葡萄成熟前期,无纺布袋及塑料袋处理的果实可溶性固形物含量显著大于其他处理,与成熟后期几乎无显著差异,这与刘玉祥等[16]的研究结果相同。果实酸含量为果实品质的重要指标之一,在本试验中,无纺布袋处理能显著降低葡萄的可滴定酸含量,促进果实成熟,牛皮伞袋及黑色双层纸袋处理会抑制葡萄成熟,黑色双层纸袋在去袋后可滴定酸含量显著下降,这与周莉等[17]的研究成果相同。在果品大小方面,各套袋处理果实横、纵径及单果质量无显著差异,这与李桂祥等[18]的研究结果相同。
Kim 等[19]和Kobayashi 等[20-21]的研究结果表明,古老野生葡萄品种的果皮都是深色的(黑色或红色),白色葡萄是由于Myb相关基因的DNA 序列发生了突变,抑制了Myb相关基因的表达,从而阻断了葡萄色素的产生。花与果实的颜色与Myb基因家族的功能直接相关,如果将这个家族的基因转入适当的植物体内中,就有可能获得五颜六色的花或果实,能大大提高食用和观赏价值。目前,国内外很多学者已经开始进行这方面的试验,并且有了较大的进展。
套黑色双层袋的葡萄在去袋后短时间内,VvmybA1基因表达量迅速提高,达到峰值后随着时间的推移逐步下降,而对照的果皮内VvmybA1基因表达量无明显改变,随时间的推移缓慢降低,最终套黑色双层袋处理和对照之间的VvmybA1基因表达量无明显差异。黑色双层纸袋去袋后,外界环境骤然变化,其中光照强度发生了明显的变化,光照等外界环境促进了VvmybA1基因的表达,从外观看,去袋后葡萄果皮迅速上色,最终与不套袋的葡萄颜色基本一致。
本试验结果表明,不同类型果袋对美人指葡萄的成熟品质有不同的影响,套无纺布袋的果实有较高的糖酸比,套牛皮伞袋及黑色双层袋的果实糖酸比较低,不同果袋对果实的成熟期也有不同的影响。在防治日灼病方面,黑色双层袋及牛皮伞袋的效果最好,无纺布袋及塑料袋使发生日灼的可能性大大增加。不同的去袋时间对于果实避开日灼病害的发病期有很好的作用。对于美人指葡萄而言,果实日灼病害主要发生在果实膨大期,在果实成熟前始终使用黑色双层纸袋,在果实膨大期过后去袋,就能很好地避开日灼现象。对于长江中下游地区,使用黑色双层纸袋并且配合合理的去袋时间既能很好地避免日灼病的发生,并且对果实的成熟品质及着色影响不大。
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