地表覆盖方式对桃果实发育过程中果实品质指标的影响

李文杨，杨 乐，赵师成

(信阳农林学院林学院，河南 信阳 464000)

0 引 言

植物的地理分布、生长发育、区域适应性和生物学特性受多种生态因子的制约，而水分是对植物生长影响最大的生态因子之一。干旱缺水严重制约着干旱、半干旱地区的农林业生产和生态环境建设[1]。地表覆盖是当前世界旱农地区广泛推广的一项免耕和保水技术，在我国农业生产中得到广泛的推广和应用[2]。目前生产上常用的地表覆盖材料主要有秸秆和塑料薄膜等。对农作物的研究证明地膜覆盖能限制水分的蒸散，提高地温，提高近地气层的光效应，增强植物的光合作用，提高品质和产量[3-5]。秸秆覆盖可增加土壤养分含量，改善土壤结构和物理性状，降低植物生长前期土壤无效蒸发，增加后期植株叶面有效蒸腾[1，6,7]，但也有报道秸秆覆盖导致植物生长前期地温过低从而引起产量下降[8,9]。

如何保证自然降水的蓄积，实施高效省工、简便地利用现有水资源，并能提高果实产量和品质，也是经济林果树节水栽培研究的重点。信阳五月鲜桃是信阳地方特色优良桃树品种，该品种具有成熟期早，品质优良，口感鲜美等特点，适宜在豫南地区推广栽培[10]，但是桃树种植多为露地栽培，降雨分布不均匀，水分利用率低，在桃树生长期易发干旱或水涝，果实品质和产量易受到自然因素的干扰[11-13]。果实品质是当前及未来经济林果树产业健康发展和市场竞争力的核心，而覆盖栽培方式是改善果实品质的重要途径，如覆膜能显著提高柑橘果实成熟时中可溶性固形物含量，汁胞中的蔗糖，葡萄糖和果糖含量均显著增加[14]，覆秸秆处理后苹果果实中的可溶性固形物含量和酸度显著低于CK[15]。地表覆盖是否能提高桃树产量和品质的相关研究较少。本研究为促进信阳五月鲜桃果实的高产、稳产，采用覆膜和覆膜+覆秸秆两种地表覆盖方式应用于桃树生产，研究地表覆盖栽培措施对桃果实生长及品质的影响，探索适宜于桃树生长的有效节水栽培模式，并为经济林产业可持续发展与水资源可持续利用研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于河南省信阳市平桥区龙井乡信阳五月鲜桃种植园内，于2017年3-6月进行田间试验。桃园种植面积为1.5 hm2，地理位置为114°06′E、31°125′N，海拔75～300 m。该地属于亚热带向暖温带过渡地区，冷暖适中，四季分明，年平均气温15.3 ℃，无霜期长，平均220～230 d；降雨丰沛，年均降雨量约1 100 mm，空气湿润，相对湿度年均77%。2017年1-6月平均高温19.5 ℃，平均低温15.4 ℃，1月份最低气温-4 ℃，6月极端最高气温35 ℃。栽培地土壤为沙壤，pH值约为6.7。室内试验在信阳林木种苗工程实验中心进行。

1.2 供试材料

供试桃树为信阳五月鲜桃本地优良单株嫁接苗，5年生，南北定植，行株距均为4 m×5 m。

1.3 试验设计

试验设置了覆膜和覆膜+覆秸秆(膜+秸秆)两种地表覆盖方式，以清耕栽培为对照，每个处理5棵桃树，单株小区，随机区组排列，处理前施基肥和常规灌溉，处理后不再施肥，天然降水灌溉。

覆膜：树盘下进行覆膜，膜宽5 m，地膜为0.08 mm聚乙烯白色地膜，盖膜后少量压土。

膜+秸秆：先在行内覆打碎的小麦秸秆(覆秸秆前无处理)，盖到树冠外缘，覆秸秆厚度15 cm，然后覆膜。

信阳五月鲜桃果实硬核期(2017年5月13日)开始采样，每隔7 d采一次样，直到果实成熟采样结束。采样时选取不同处理桃树树冠中部东、西、南、北四个方向的无病虫害的结果枝进行采果，每个处理每次采果20个，冰盒保鲜取样，液氮速冻，-80 ℃冷藏。

灌溉、施肥、病虫害防治等按照常规管理，各处理栽培管理条件保持一致。

1.4 测定项目与方法

用手持糖量计测定果实中的可溶性固形物含量，采用pH示差法测定不同处理的花青苷含量[16]，氢氧化钠溶液滴定法测定可滴定酸含量，蒽酮试剂法测定可溶性糖含量[17]。

1.5 统计分析

用SPSS19.0和Excel2016等软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 地表覆盖方式对桃果实发育过程中可溶性固形物和可溶性糖含量的影响

信阳五月鲜桃果实发育过程中，两种覆盖处理的桃果实中的可溶性固形物和可溶性糖含量不断增加，呈上升趋势。盛花期后50～78 d，不同处理的桃果实中可溶性固形物含量变化差异不明显；盛花期后85～93 d，覆膜处理的桃果实中的可溶性固形物含量积累比膜+秸秆和CK处理相比略迅速。盛花期后93 d，覆膜、膜+秸秆和CK处理的桃果实中可溶性固形物含量分别比幼果期(盛花期后50 d)增加了50.12%、43.21%和43.90%(图1)。盛花期后50～71d，膜+秸秆处理下的桃果实中可溶性糖含量积累速度均比覆膜处理和CK快；盛花期后78 d，覆膜处理的桃果实中可溶性糖含量积累速度增加，在盛花期后93 d达到高峰。覆膜、膜+秸秆和CK处理下的桃果实的可溶性糖含量分别比幼果期(盛花期后50 d)增加了368.61%、197.78%和333.33%(图2)。

图1 可溶性固形物含量变化

图2 可溶性糖含量变化

2.2 地表覆盖方式对桃果实发育过程中花青苷和可滴定酸含量的影响

两种地面覆盖方式对信阳五月鲜桃果实花青苷的影响见图3，结果发现：不同处理条件下，桃果实中花青苷含量的变化均为前期含量稳定，盛花期后78 d以后，不同处理的花青苷含量显著上升。盛花期后85～93 d，覆膜处理的桃果实中花青苷含量积累速度比膜+秸秆处理和CK显著增加。信阳五月鲜桃果实发育过程中，不同处理的果实中可滴定酸含量随着果实成熟度的增加而降低(图4)。盛花期后50～64 d，不同处理的桃果实中可滴定酸含量从高到低，依次为膜+秸秆>覆膜>CK；盛花期后71 d后，覆膜处理的桃果实中可滴定酸含量比CK下降迅速，在盛花期93 d达到最低峰。

图3 花青苷含量的变化

图4 可滴定酸含量的变化

2.3 信阳五月鲜桃果实成熟时各项指标比较

信阳五月鲜桃果实成熟时，覆膜处理下的桃果实中可滴定酸含量、可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量与膜+秸秆处理和CK相比差异显著(P<0.05)。覆膜栽培条件下，果实中可滴定酸含量最低，比CK低25.93%；果实中可溶性固形物含量、花青苷含量、可溶性糖含量最高，分别比CK约高8.14%、49.47% 和16.50%；膜+秸秆处理的桃果实中可滴定酸含量最高，但与CK相比差异不显著，果实中花青苷含量与CK相比显著增加。

2.4 信阳五月鲜桃果实生长发育过程中各项指标相关性分析

对不同处理的信阳五月鲜桃果实发育过程中(7个取样时间)果实中可溶性固形物含量、花青苷含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量各项指标进行相关性分析(见表1)，结果发现4个果实品质测定指标在果实发育过程中存在显著相关性，具体表现为：桃果实中可溶性固形物含量与花青苷和可溶性糖含量呈显著正相关性，可溶性糖含量与花青苷含量呈显著正相关；可滴定酸含量与可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量呈显著负相关。

表1 桃果实发育过程中果实品质指标相关性分析

注: * *表示在0.01水平上显著相关。

3 讨 论

3.1 地表覆盖方式对信阳五月鲜桃果实品质的影响

单一覆膜处理能够显著提高果实中可溶性固形物含量、可溶性糖含量和花青苷含量，降低果实中可滴定酸含量；膜+秸秆处理能提高果实中花青苷含量；综合比较发现单一覆膜比膜+秸秆处理对桃果实品质的改善更大。可能原因是覆秸秆提高土壤养分的含量，需要一定时间的腐解，这个过程需要温度、光照和土壤微生物等的共同作用。微生物是土壤生态系统中最具活力的组成部分，土壤微生物生物量被用作评价土壤肥力和土壤质量早期变化的有效指标[18-20]。土壤微生物量碳、氮含量，脲酶，蔗糖酶与土壤含水量和温度呈显著或极显著正相关。覆膜能增加地温，而秸秆覆盖降低地温，秸秆上覆膜后隔离了外界环境，使覆盖面与地面之间形成一个相对恒定的低温低湿的小环境，可能影响了土壤微生物的生存及代谢活性，从而影响秸秆腐解过程及土壤肥力，而果实品质的改善需要根系吸收充足的养分和适宜的温度，所以膜+秸秆处理对桃果实品质改善效果不显著。

3.2 地表覆盖方式对信阳五月鲜桃果实发育的影响

果实品质中重要指标糖和酸等的组成与含量不仅受基因型的控制[21,22]，也受果实发育的调控。两种地表覆盖方式下，信阳五月鲜桃果实发育过程中可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量变化均为前期上升趋势缓慢，盛花期78 d后迅速增加；而桃果实中可滴定酸度含量随着果实成熟度的增加而逐渐降低。露地栽培条件下，桃、杏、葡萄果实发育过程中有机酸含量逐渐升高，果实成熟期迅速下降[23-25]。杨桃果实可溶性总糖的积累都是前期慢，后期快[26]。天津水蜜在盛花后45 d开始缓慢上升, 在盛花后86 d含量迅速增加[27]。本研究两种地表覆盖方式下，信阳五月鲜桃果实发育中可溶性糖、可滴定酸含量和花青苷含量变化趋势跟露地栽培条件下果树果实发育研究中糖、酸和花青苷含量变化一致，即覆盖栽培对信阳五月鲜桃的果实发育过程中各项指标并未产生显著影响，但是果实品质指标迅速上升时间有差异，可能原因是不同的果树成熟期早晚不同，果实中糖、可溶性固形物、花青苷等含量的积累速度的增加可能是其合成相关酶活性在果实发育后期作用增强的结果。

3.3 信阳五月鲜桃果实发育中各项指标的相关性分析

不同处理的信阳五月鲜桃果实发育过程中果实中可溶性固形物含量、花青苷、可溶性糖含量之间分别呈显著正相关性，可滴定酸含量分别与可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量呈显著负相关。前人研究发现覆盖透湿性反光膜后对水蜜桃和油桃果实品质的影响中发现果实总糖含量与蔗糖含量呈极显著正相关，可滴定酸含量与奎宁酸和异柠檬酸呈显著正相关[28]。不同生态区域苹果多酚与糖酸相关性研究显示总酚与可溶性固形物、酸存在显著相关性[29]。果桑中可溶性固形物与还原糖存在显著正相关关系[30]。这都说明多种果实生长发育性状指标之间确实有影响，存在相互制约关系，果实中含有丰富的糖类物质，果实中糖的组分与含量不仅决定着果实品质形成的基础原料供应，还影响着许多次生代谢及活性物质底物的合成。信阳五月鲜桃果实发育中各指标相关性是否稳定，如何利用果实发育过程中指标相关性预测和提高果实品质和产量还待后续研究。

4 结 论

两种地表覆盖方式中单一覆膜对桃果实品质影响最显著，桃树生产上单一覆膜具有周期短见效快，经济效益高的优点，应大力推广。桃果实发育成熟需要经过一系列外观形态、生理生化动态变化过程，果实生长发育过程中果实品质的重要组成部分(可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和花青苷)之间存在显著相关性。本研究为信阳五月鲜桃果实发育相关品质指标的动态规律和果实品质提高及机理研究提供理论数据。