阳光玫瑰葡萄果实生长发育及品质对不同光质的响应

时晓芳 林玲 白先进 郭荣荣 谢林君 白扬 韩佳宇 张瑛 林玲 曹雄军

摘要：【目的】探討阳光玫瑰葡萄果实生长发育及品质对不同光质的响应，为提高果实品质提供参考依据。【方法】通过夜间对盛花后1周的阳光玫瑰葡萄每天进行6 h补充红光、蓝光和白光处理，至果实转色完成后（共8周）停止补光，以不补光为对照，测定分析不同光质对果实生长发育期果实单粒重、横纵径、酒石酸、苹果酸及果实成熟采摘时可溶性固形物的影响。【结果】补光前期（补光1～4周）红光、蓝光和白光处理单粒重、纵径与对照无明显差异，补光后期（补光5～8周）各补光处理均能促进葡萄果实的单粒重、纵径、横径和可溶性固形物含量增加。与对照相比，红光处理6～8周对果粒横径有显著促进作用（P<0.05，下同），增幅为3.1%～8.1%，补光第7周的增幅最大;蓝光处理4～6周对果粒纵径有显著促进作用，增幅为3.8%～5.1%，最大差异出现在补光第6周。补光能增加酒石酸含量，红光在苹果酸代谢中起到积极作用，在果实转色后期能显著降低苹果酸含量5.1%～23.2%。补光对成熟期果实的糖酸比有促进作用，较对照显著增加7.5%～20.6%。成熟期果实生理和品质指标相关分析结果表明，补光后果实的单粒重、横径和纵径与果实酒石酸和苹果酸含量均呈极显著负相关（P<0.01）。【结论】阳光玫瑰葡萄果实发育期进行夜间补充红光、蓝光和白光对提高果实单粒重、果粒纵径、横径、可溶性固形物含量和糖酸比有促进作用;红光在苹果酸代谢中起积极作用，在转色后期促进苹果酸降解。建议生产上在阳光玫瑰葡萄果实发育前期补充蓝光，促进果粒拉长，果实发育后期补充红光，增加可溶性固形物含量，促进苹果酸降解，提高果实品质。

关键词： 阳光玫瑰葡萄;生长发育;果实品质;光质

Abstract：【Objective】The response of berry growth and quality of Shine Muscat grape to different light qualities was studied to provide theoretical basis for improving fruit quality. 【Method】In this experiment，the Shine Muscat grape one week after full bloom stage was treated with red，blue and white light for 6 h every night until the berry color totally changed（8 weeks）. No supplementary light was as control.  The effects of different light qualities on single berry weight，transverse and longitudinal diameters，tartaric acid，malic acid and soluble solids during fruit ripening and picking were analyzed. 【Result】There was no great difference in single berry weight and longitudinal diameter between red light，blue light and white light treatment and the control in the early stage of light supplement（1-4 weeks），but the supplementary lighting treatments in the late stage（5-8 weeks） could promote the increase of single berry weight， longitudinal diameter， transverse diameter and soluble solids. The results showed that 6-8 weeks red light treatment had a significant promoting effect on fruit berry diameter（P<0.05， the same below），the increase range was 3.1%-8.1%，and the highest increase appeared in week 7. Blue light supplement for 4-6 weeks significantly promoted the berry longitudinal diameter， with an increase range of 3.8%-5.1%. The highest difference occurred at 6 weeks after light supplement. Supplemental light increased the content of tartaric acid，red light played a positive role in the metabolism of malic acid，and significantly reduced the content of malic acid by 5.1%-23.2%. Supplemental light promotes the sugar-acid ratio of the fruit in the mature stage， and increased 7.5%-20.6% compared with control. Correlation analysis of berry quality indexes at maturity showed that single grain weight，transverse diameter and longitudinal diameter of berry after light supplement treatment were extremely negatively correlated with tartaric acid and malic acid（P<0.01）. 【Conclusion】Red light，blue light and white light supplement at night during berry development period of Shine Muscat grape promotes the increase of single berry weight，berry longitudinal diameter，transverse diameter，soluble solid content，sugar-acid ratio. Red light plays an active role in malic acid metabolism and promotes malic acid degradation in the later stage of color transformation. It is suggested that blue light should be added in the early stage of berry development to promote berry elongation，and red light should be added in the late stage of berry development to increase soluble solid content，promote malic acid degradation and improve berry quality.

Key words： Shine Muscat grape; growth and development; berry quality; light quality

0 引言

【研究意义】阳光玫瑰（Shine Muscat）葡萄是中晚熟的欧美杂交葡萄，其亲本是安芸津21号（Akitsu 21）与白南（Hakunan）。该品种肉质硬脆，具玫瑰香，不易裂果，耐贮运，在我国上市以来深受广大消费者青睐，近年来在广西、云南和浙江等南方产区葡萄一年两收栽培技术推广下，阳光玫瑰葡萄被广泛引种栽培（王华新等，2016;林茜等，2020）。葡萄是喜光植物，南方葡萄大多采用避雨栽培，降低葡萄植株霜霉病及其他病害发生率的同时（杜飞等，2011），也在一定程度上削弱了光照强度（曹锰等，2016;成果等，2017）。因光照减弱导致葡萄果实品质下降是葡萄栽培上的一个重大问题（刘帅等，2016）。因此，开展在阳光玫瑰葡萄盛花后补充LED光质处理研究，对提高阳光玫瑰葡萄果实品质具有重要意义。【前人研究进展】补光技术已在多种园艺作物上得到应用，不同光质能促进光合作用、诱导植株开花、增加可溶性固形物含量、可溶性蛋白质含量和提高果实品质等（赵雪惠等，2018;陈心源等，2019;王翠丽等，2019;杨俊伟等，2019;季一鸣等，2020）。在葡萄栽培方面，补白光、红光和蓝光可显著增加巨峰葡萄春果的果粒重、纵径和横径，提高果实可溶性固形物含量（黄秋凤等，2019;王佳淇等，2020）;可增加巨峰葡萄春果花色苷含量，其中补白光12 h的处理效果更好（成果等，2017）;可提高夏黑葡萄的类黄酮等，其中补红光3 h处理效果较好（魁小花等，2021）。补白光能促进巨峰葡萄新梢生长，缩短新梢节间长度，提高葡萄芽内多种生长促进型内源激素含量（白先进等，2009），提高叶片净光合速率（王海波等，2017）等。补蓝光和紫外光能显著提高瑞都香玉葡萄果实糖含量、降低酸含量，并促进萜烯类物质合成（张克坤等，2017）。目前，光质对阳光玫瑰葡萄的相关影响报道较少。葡萄的糖酸含量及糖酸比是评价果实品质的重要指标，葡萄有机酸以酒石酸和苹果酸为主，占总酸量的90%以上（赵新节，2002），果实有机酸是决定果实风味和品质不可或缺的重要因素之一。国内外一直都有对酒石酸和苹果酸的相关研究（周先艳等，2015;Chen et al.，2015），但光质对葡萄果实有机酸的影响研究较少。曹雄军等（2019）在葡萄一年两收栽培的前期研究中，探讨果实有机酸代谢，发现冬果成熟期长期低温导致冬果中积累较高的苹果酸。【本研究切入点】目前阳光玫瑰葡萄广受大众喜爱，但光质对其果实生长发育、果实品质的影响机制尚不清楚，不利于阳光玫瑰葡萄设施栽培技术的提高。【拟解决的关键问题】以阳光玫瑰葡萄为试材，探讨在果实生长发育阶段进行夜间补充红光、蓝光和白光对果实生长发育及品质的影响，旨在明确阳光玫瑰葡萄果实发育对不同光质的响应作用，為提高阳光玫瑰葡萄品质提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验地点与材料

试验在位于广西南宁市广西东盟经济技术开发区里建农场的广西真诚农业有限公司葡萄基地（东径108°27′，北纬23°17′）进行，南亚热带季风气候。试验材料为2016年定植的阳光玫瑰葡萄，整形方式为H型，株行距4 m×6 m，南北行向，钢架大棚避雨栽培，红黄壤，微喷灌，试验区常规管理。试验用补光灯：20 W LED红光灯（主峰波长660 nm）、20 W LED蓝光灯（主峰波长450 nm）（深圳市恒春科技有限公司）及普通螺口节能白光灯（横店集团得邦照明股份有限公司）。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 试验设计 从盛花后1周（2018年4月24日）开始进行补光处理，每天在18：00至00：00进行补光6 h，至果实转色完成后（共8周）停止补光。试验处理以每行为1个小区，3次重复，共设4个处理：1、LED红光灯;2、LED蓝光灯;3、普通螺旋节能白光灯;4、不补光作为对照。补光用灯功率均为20 W，延植株行向每隔3 m×3 m在树冠下安装一个补光灯，距离地面1.5 m，每次重复5株树，每处理15株树。补光时，处理间用2 m高遮阳黑网将其隔开，试验期间田间进行常规管理。

1. 2. 2 样品采集 从补光1周后（盛花后2周）开始采样，每周采样1次，补光期间共采样8次（表1）;果实完全成熟后采样1次。每次样品均是从各重复的5株植株上随机剪下50粒果，保证剪下的果粒来自于果穗的上、中、下3个部位，样品置于冰盒中带回实验室，1/2样品立即测定单粒重、果实横径和纵径等指标，另1/2样品存放-40 ℃冰箱，用于酒石酸、苹果酸等指标测定。果实成熟后，从各处理每个小区的所有植株中随机选择10串果穗（大果穗3串、中果穗4串、小果穗3串），每处理的3次重复均以此标准采样，样品放入冰盒带回实验室，进行单粒重、果粒横径、纵径、可溶性固形物、酒石酸和苹果酸等指标测定。

1. 2. 3 指标测定 利用天平称量果粒重，游标卡尺测量果实的横径和纵径，糖酸测定仪（ATAGO PAL-BX/ACID2）测定可溶性固形物和有机酸含量，糖酸比=可溶性固形物含量/有机酸含量;用岛津液相色谱仪（LC20AD）测定酒石酸和苹果酸含量，液相色谱分析条件：流动相为3% CH3OH和0.01 mol/L KH2PO4，pH 2.8，流速0.8 mL/min，柱温25 ℃，进样量10 μL，检测波长210 nm。酒石酸和苹果酸标样（美国Sigma公司）纯度均高于99.5%，色谱柱为岛津C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。

1. 3 统计分析

试验数据采用Excel 2016进行平均值和标准误差统计分析，采用SPSS 19.0进行显著性方差及相关分析。

2 结果与分析

2. 1 光质对阳光玫瑰葡萄果粒重的影响

由表2可知，阳光玫瑰葡萄果实生长发育过程中，单粒重不断增加，其中补光1～4周增加较缓慢。蓝光处理在补光4～8周明显促进单粒重增加，较对照增重4.9%～12.0%，且与对照间存在显著差异（P<0.05，下同）;红光处理在补光6～7周果实单粒重增加明显，较对照分别增重11.6%和11.0%，且差异显著;白光处理在补光7周后单粒重显著高于对照。果实完全转色后（补光8周），3种光质处理的阳光玫瑰葡萄单粒重均高于对照，以蓝光处理的单粒重最高，其次是白光。说明阳光玫瑰葡萄果实生长发育期补充红光、蓝光和白光，均有利于促进果实单粒重的增加。

2. 2 光质对阳光玫瑰葡萄果粒横径的影响

由表3可知，阳光玫瑰葡萄果实生长发育过程中，果粒横径不断增大。补光5周，各补光处理对果粒横径促进作用明显高于对照，其中，红光处理在补光6～8周的果粒横径显著高于对照，增幅为3.1%～8.1%，补光7周的增幅最大。即红光处理可明显促进阳光玫瑰葡萄果粒横径的增大。

2. 3 光质对阳光玫瑰葡萄果粒纵径的影响

由表4可知，阳光玫瑰葡萄果实生长发育过程中，果粒纵径不断增大，补光1～4周增大缓慢。补光4周后，补光处理开始与对照出现明显差异，其中蓝光处理在补光4～6周果粒纵径均显著高于对照，增加幅度为3.8%～5.1%，最大差异出现在补光第6周;补红光和白光的果粒纵径在补光5～8周也高于或等于对照，但除白光处理5周、8周和红光处理6周与对照差异显著外，其他时间的差异均不显著（P>0.05，下同）。整体来看，蓝光处理促进阳光玫瑰葡萄果粒纵径增大效果较明显。

2. 4 光质对阳光玫瑰葡萄果实酒石酸的影响

由表5可知，在阳光玫瑰葡萄果实生长发育过程中，果实的酒石酸一直处于降解状态;整体来看，红光、蓝光和白光在补光处理1～6周均促进果实酒石酸的降解，7～8周果实转色后期不同程度地抑制果实酒石酸降解。表明阳光玫瑰葡萄果实膨大期进行适当补光处理，可加快酒石酸降解，但果实转色后期补光不利于酒石酸降解。

2. 5 光质对阳光玫瑰葡萄果实苹果酸的影响

由表6可知，在补光4周后阳光玫瑰葡萄果实苹果酸含量达最大值，之后逐渐下降，呈单峰趋势。红光处理1～4周的果实苹果酸含量迅速上升，5～8周苹果酸含量迅速下降，较对照下降5.1%～23.2%，说明红光在阳光玫瑰葡萄果实苹果酸代谢中起积极作用，对果实苹果酸的积累与代谢均有促进作用;蓝光和白光在果实转色后期对苹果酸的降解作用与对照差异不显著。即可在阳光玫瑰葡萄果实转色期补红光，促进果实苹果酸的降解。

2. 6 光质对阳光玫瑰葡萄成熟后果实品质的影响

为确定不同光质处理对阳光玫瑰葡萄成熟采摘时期的影响，试验在成熟期采样1次，测定果实内在品质指标。由表7可知，红光和白光可显著促进果实可溶性固形物含量增加，较对照分别提高20.3%和20.1%;红光、蓝光和白光对果实酒石酸降解有抑制作用，较对照显著提高21.8%～31.6%，对苹果酸的降解有促进作用，較对照显著降低13.8%～52.0%，对糖酸比的增加也有促进作用，较对照显著提高7.5%～20.6%。即光质在一定程度上可提高阳光玫瑰葡萄成熟期果实的可溶性固形物含量，降低苹果酸含量，提高糖酸比，提高果实品质。

2. 7 阳光玫瑰葡萄果实各生理和品质指标的相关分析结果

由表8可看出，果实单粒重与果粒横径和纵径呈极显著正相关（P<0.01，下同），与酒石酸和苹果酸含量呈极显著负相关;果粒横径和纵径与酒石酸和苹果酸含量均呈极显著负相关;酒石酸与苹果酸之间呈极显著正相关;可溶性固形物含量与果实单粒重、果粒横径、纵径、酒石酸含量和苹果酸含量之间的相关性较弱。即补充不同的光质后，阳光玫瑰葡萄果粒增大的同时，果实酒石酸和苹果酸含量随之降低。

3 讨论

光在植物的生长发育过程中起着重要信号作用，影响植物生长、物质代谢、产量及品质。本研究对阳光玫瑰葡萄在果实生长发育期进行夜间补充红光、蓝光和白光6 h光照处理，发现补光1～4周果粒大小增加缓慢，与对照无显著差异;补光5～8周，各处理均能促进葡萄果实的单粒重、横径和纵径增加;红光和白光可促进果实可溶性固形物含量的增加，对糖酸比的增加亦有促进作用;红光、蓝光和白光对果实酒石酸降解有抑制作用，红光对整个发育期果实苹果酸的代谢有积极作用。说明阳光玫瑰葡萄发育期进行补充红光、蓝光和白光处理可提高果粒大小及可溶性固形物含量，降低有机酸积累，从而改善果实品质。

目前，越来越多研究发现，光质对葡萄的形态建成及果实品质具有重要的调控作用。不同的LED光质均显著提高夏黑葡萄叶片的光合积累，对葡萄生长有明显促进作用（余阳等，2015）。补充红光、蓝光和白光也能显著增加巨峰葡萄果实的果粒重、纵径和横径，提高果实可溶性固形物含量（赵文东等，2011;成果等，2017;黄秋凤等，2019）。孔云等（2006）则研究发现，补充红光和蓝光均可促进京秀葡萄新梢生长，缩短新梢节间长度，有利于叶片干物质含量的积累。刘媛等（2009）研究表明蓝光有利于白藜芦醇的积累。本研究结果表明，在阳光玫瑰葡萄膨大期通过补充红光、蓝光和白光可提高果实的外观品质（单粒重、横径和纵径），果实可溶性固形物含量也得到提高，与前人研究结果（赵文东等，2011;黄秋凤等，2019）相一致。

葡萄中有机酸以酒石酸和L-苹果酸为主，占总酸量的90%以上，有机酸是决定果实风味和品质不可或缺的重要因素之一（赵新节，2002;问亚琴等，2009）;酒石酸和苹果酸参与许多细胞代谢，具有重要代谢意义和生理功能（吴军林等，2008）。本研究中，阳光玫瑰葡萄果实的酒石酸含量一直处于下降状态，补光5～8周是果实酒石酸含量降低的高峰期，但红光、蓝光和白光对果实转色期的酒石酸降解有抑制作用，与对照相比，减慢了降解进程，且差异显著。果实中苹果酸的降解呈单峰曲线，在补光4周（果实膨大期）达最大值后逐渐下降，补光5～8周（果实转色期）苹果酸含量迅速下降。红光在阳光玫瑰葡萄果实的苹果酸代谢中起着积极作用，对果实苹果酸的积累与代谢均有促进作用。进入果实转色期后，红光对苹果酸积累的影响机理尚不清楚，有待进一步探讨。

相关分析结果表明，补充不同的光质后，阳光玫瑰葡萄果实的单粒重和横径与可溶性固形物呈正相关，与果实酒石酸和苹果酸含量呈负相关，说明果粒增大的同时，果实可溶性固形物含量随之提高，有机酸含量则随之降低。因此，在阳光玫瑰葡萄果实膨大期进行补光，是提高果实品质的一项有效设施栽培措施。

4 结论

阳光玫瑰葡萄果实发育期进行夜间补充红光、蓝光和白光在一定程度上对提高果实单粒重、果粒纵径、横径、可溶性固形物含量和糖酸比有促进作用，对酒石酸的降解有抑制作用;红光在苹果酸代谢中起积极作用，在转色后期促进苹果酸降解。建议在阳光玫瑰葡萄生产栽培中，果实发育前期补充蓝光，促进果粒拉长，果实发育后期补充红光，增加可溶性固形物含量，促进苹果酸降解，提高果实品质。

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（责任编辑 罗 丽）