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    宁夏中部干旱带日光温室光质特征及对葡萄品质的影响

    时间：2023-01-10 19:11:01来源：百花范文网本文已影响人

    侯晓健，杜常荣，张光弟,,4，何胜娟，张浩宇

    （1. 宁夏大学食品与葡萄酒学院/宁夏食品微生物应用技术与安全控制重点实验室，宁夏银川 750021；
    2. 宁夏荣和绿色科技有限公司，宁夏银川 750021；
    3. 宁夏设施园艺（宁夏大学）技术创新中心，宁夏银川 750021；
    4. 宁夏大学农学院，宁夏银川 750021）

    葡萄对气候和土壤有较强的适应性，且结果早、易丰产、效益高而被广泛栽植在世界各地[1]。世界上有90多个国家种植葡萄，栽培面积在水果中居第二位。我国是世界葡萄生产大国，其中鲜食葡萄产量居世界第一位，栽培总面积792万 hm2[2]。截至2019年，以贺兰山地区为主的葡萄种植面积已达4.3万 hm2，接近全国葡萄面积的5.3%[3]。随着园区百万亩设施农业的发展，全区利用日光温室和全钢架塑料大棚等发展设施果树栽培，是培育生态移民的后续产业[4]，也是发展乡村振兴的良好途径。因此，针对宁夏中部干旱带日光温室内光质的特征，开展对葡萄果实的质量研究具有重要意义。

    光是植物赖以生存的基础。潘照明[5]认为，光可使葡萄叶片的光合作用以及生理生化作用发生变化，严重的遮阴不利于浆果中物质的积累，影响浆果的品质；
    刘玉兰等[6]发现，不同光质对酿酒葡萄光合作用有显著影响，且一定范围内光照提高糖分积累速度；
    余阳等[7]研究并证实了光质对葡萄的生长有明显地促进作用；
    张克坤等[8]通过不同光质对葡萄果实进行补光处理，结果表明不同光质均可不同程度上改善果实品质；
    刘勇等[9]比较分析了不同LED补光处理对‘夏黑’葡萄果实品质与抗性的影响。董凯向等[10]通过不同密度光伏板的设立，改变叶幕温度以及光照强度，从而调控果实品质。魁小花等[11]认为，在一定程度上补光对设施葡萄的生长发育及转色后的果实品质具有一定的促进作用。综上所述，不同程度的补光、不同光质对葡萄的生长以及品质的积累均有一定的促进作用，但针对日光温室内不同位置的光质特征对葡萄果实品质的研究不多见，探索不同位置光质特征对葡萄产量及品质的影响具有重要意义。

    1.1 试验区概况

    试验在2019—2020年宁夏旱作农业科技示范园区（同心）基地进行，地理位置为36°58′48″N，105°54′24″E。该地区位于宁夏中部干旱带核心区，海拔1240～2625 m，属于丘陵沟壑区。年平均气温9.1 ℃，极端最高温37.9 ℃，极端最低温﹣27.3 ℃，年均降雨量267 mm，蒸发量却高达2200 mm；
    平均日照3024 h。

    1.2 材料与试剂

    供试材料为‘巨玫瑰’‘维多利亚’，树龄6～7年，在宁夏旱作农业科技示范园区（同心）基地日光温室（长80 m，跨度8.5 m，脊高4.3 m）内栽培，窄行行距0.5～0.8 m、株距0.7 m，直立上架。依据跨度，设计为下风口、中杆（跨度的中间）、走道杆（走道的中间）3个栽培位点。在不同的栽培位点选取5株葡萄，每株选取10粒果实进行理化指标的测定；
    依据定位树体采样点的走道杆、中杆、下风口3个位置设置光质测试位点，在每个位点距地面1.5 m高度处设置光质测试点，同时在温室外距地1.5 m处布置室外光质测定仪器所得数据作为对照（CK）。

    试验所需药品、试剂均为分析纯，主要有氢氧化钠、草酸、蒽酮、2,6-二氯酚靛酚钠、无水乙醇、硫酸，宁夏银川伟博生物技术公司。

    1.3 主要仪器与设备

    PAL-3型数显糖度计，广州市爱宕科学仪器有限公司；
    UPT实验室超纯水器，深圳市广川环保科技有限公司；
    FB224电子天平，北京佳源兴业科技有限公司；
    BCBD-220SF型卧式冷藏冷冻转换柜，青岛海尔特种电冰柜有限公司；
    PLA-20植物光照分析仪，杭州远方光电信息股份有限公司。

    1.4 项目测定

    1.4.1 光质测定

    在葡萄成熟期的晴日采用PLA-20光质测定仪从7:00点至19:00点记录不同位置的光质特点，每3 d测一次，共测定3次。光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量，单位用Lx表示。叶绿素a加权辐照度（Ech-a）是指在植物生长所需特定波长范围内单位面积、单位时间叶绿素a吸收的光合辐射能，单位用W·m-2表示。

    其中，Ee(λ)：光源光谱辐照度；
    Va：叶绿素a的光谱吸收效率函数。

    叶绿素b加权辐照度（Ech-b）是指在植物生长所需特定波长范围内单位面积、单位时间叶绿素b吸收的光合辐射能，单位用W·m-2表示，计算公式同Ech-a。

    1.4.2 产量测定

    果实成熟期，各品种各位点葡萄选取具有代表性的葡萄植株5株，测定所有葡萄的株产量。

    1.4.3 品质测定

    可溶性固形物采用PAL-3手持数显测糖仪测定；
    酸碱滴定法用可滴定酸测定；
    Vc用2,6-二氯酚靛法测定；
    总糖用蒽酮比色法测定。

    1.5 数据分析

    采用Excel 2019对试验数据进行汇总处理，利用SPSS 22.0统计分析软件LSD法分析不同处理间各指标的显著性差异。

    2.1 光照强度及叶绿素加权辐照度特征分析

    由表1可知，室外光照强度及叶绿素加权辐照度一直高于温室内3个位置，且走道杆一直处于最低水平。日光温室内走道杆、中杆、下风口日均光照强度较室外（CK）分别下降了89.7%、32.35%、40.63%；
    走道杆、中杆、下风口日均叶绿素a加权辐照度较室外（CK）分别下降了89.57%、33.41%、42.29%；
    走道杆、中杆、下风口叶绿素b加权辐照度较室外（CK）分别下降89.24%、35.45%、44.68%。日光温室内不同栽培位置光照强度及叶绿素加权辐照度均存在显著差异。

    表1 不同栽培位置光照强度及叶绿素加权辐照度日变化Table 1 Daily changes of light intensity and chlorophyll weighted irradiance in different planting locations

    2.2 不同栽培位置对果实产量与品质影响

    由表2知，不同栽培位置‘巨玫瑰’在走道杆、中杆、下风口三个位点平均株产质量分别为1.38、1.75、2.30 kg，下风口较走道杆、中杆分别增加了65.82%、31.14%。其不同栽培位置下品质指标存在一定差异，总酸含量在下风口处最低，较走道杆和中杆分别降低了0.38%、0.17%。Vc、可溶性固形物、总糖含量均在下风口处达到最高分别为205.9 mg·kg-1、12.05%、6.99%。由此得知，‘巨玫瑰’葡萄在下风口处品质达到最佳。

    表2 不同栽培位置对葡萄品质的影响Table 2 The influence of different planting locations on the quality of grapes

    ‘维多利亚’在中杆处平均株产量达1.90 kg，均高于其他两个位点，较走道杆处提高了13.14 %，较下风口增加了10.23%。‘维多利亚’可滴定酸含量在中杆处最低，较走道杆和下风口均降低了0.09个百分点。Vc、可溶性固形物、总糖含量均在中杆处达到最高分别为207.3 mg·kg-1、10.35%、5.35%，由此判别，‘维多利亚’葡萄在中杆处品质达到最佳。

    2.3 不同栽培位置下果实各项指标相关性分析

    由表3、表4可知，不同栽培位置‘巨玫瑰’和‘维多利亚’葡萄的产量与可滴定酸含量均呈负相关。‘巨玫瑰’葡萄在走道杆处产量与Vc呈负相关；
    在中杆定植处产量与品质指标均呈负相关；
    在下风口处产量与Vc、可溶性固形物、还原性糖含量呈正相关，说明在提升产量的同时品质指标也可以达到一定程度的提升（表3）。

    表3 不同栽培位置‘巨玫瑰’各项指标相关性分析Table 3 Correlation analysis of various indexes in different planting locations

    表4 不同栽培位置‘维多利亚’各项指标相关性分析Table 4 Correlation analysis of various indexes in different planting locations

    ‘维多利亚’葡萄在走道杆与下风口处产量与Vc均呈负相关；
    在中杆定植处产量与Vc、可溶性固形物、还原性呈正相关，表明中杆处有利于‘维多利亚’产量与品质的共同提升（表4）。

    光照强度是通过影响光合作用来影响植物生长。光合作用是绿色植物生长发育的基础，决定其产量与品质的形成[12]。叶绿素是植物光合作用的基础物质[13]，是植物生长发育状况的良好指示剂[14]。在一定范围内光照强度和光合作用呈正比，当光照强度超过一定值时，会对植物造成强光胁迫，对植株的生长产生抑制作用[15]。日光温室内光照分布不均匀，由走道杆到下风口呈现倒“U”形规律，光质最强的位置为中杆，即温棚南北向中间位置，这与庞敏晖等[16]研究结果一致。果实品质和产量受光质的影响较大[17-18]。本研究表明，在宁夏中部干旱带日光温室内，同样的架式下不同栽培位置的‘巨玫瑰’和‘维多利亚’葡萄品质和产量均有所不同。‘维多利亚’葡萄品质指标在中杆光照最好的定植处达到最优状态，‘巨玫瑰’葡萄品质指标却在下风口光照较弱的定植处表现出一定的优越性。‘维多利亚’葡萄研究结果与倪志婧等[19]一致，‘巨玫瑰’葡萄则体现出一定的差异性，这可能由于不同的葡萄品种对光强、光质度的需求不同，所导致果实品质上的差异。不同栽培位置测产还发现，两个葡萄品种的产量在走道杆定植处均为最低，且可滴定酸含量最高，其原因可能是走道杆的光照强度较弱、光质条件较差所致。因此，为了达到理想的葡萄品质和产量，还要结合不同栽培位置的受光情况来确定。根据日光温室光质分布规律及特点，可在种植‘维多利亚’走道杆等位置增加补光灯；
    在种植‘巨玫瑰’中杆处进行一定的遮光处理，走道杆处增加补光灯加强光照。实现日光温室不同位置葡萄产量增产及品质均一性提升。当然，日光温室内环境条件不仅有光照，同时协调适宜的温度及农艺综合措施也是品质提升的必要条件。

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