李 輝, 李宏業(yè), 姚會(huì)東, 閆威姣, 陳錦永, 郭西智, 趙寶龍, 孫軍利
(1.特色果蔬栽培生理與種質(zhì)資源利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,新疆石河子 832003;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所,河南鄭州 450009; 3.石河子工程技術(shù)學(xué)院,新疆石河子 832011)
克瑞森無核(Crimson Seedless)葡萄是由美國(guó)最先進(jìn)行種植,屬于歐亞的品種之一,1998年中國(guó)開始引入,因其果實(shí)無核且果粒較大加之漂亮的外觀、又脆又甜的口感,深受觀眾的喜愛,屬于無核晚熟品種之一,且品種優(yōu)良??巳鹕瓱o核葡萄生長(zhǎng)旺盛,生育期長(zhǎng),適宜的田間技術(shù)管理措施實(shí)施是保證其優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ),而恰當(dāng)?shù)恼姆绞绞钦{(diào)控樹體營(yíng)養(yǎng)情況以及果實(shí)品質(zhì)的重要舉措。
目前,在葡萄上已有一些通過摘心處理及副梢修剪來影響葉片光合特性的研究。單守明等在寧夏對(duì)設(shè)施葡萄的栽培研究中發(fā)現(xiàn),采取區(qū)別于當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)剪梢摘心方式的獨(dú)龍干樹形短梢修剪,可促進(jìn)主蔓直立生長(zhǎng),調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng)勢(shì),改善葉幕結(jié)構(gòu)和光照條件,提高葉片的光能利用率、果實(shí)的品質(zhì)。董婕對(duì)蛇龍珠葡萄的夏季修剪研究發(fā)現(xiàn),適當(dāng)?shù)馗鄙艺暮图羯绎@著提高了蛇龍珠葡萄同節(jié)位主副梢葉片凈光合速率。孟令松等研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)紅先鋒葡萄副梢保留2葉摘心時(shí),果實(shí)葉片的光合作用效率得到了明顯的提高,葡萄果實(shí)品質(zhì)大大提升。前人對(duì)摘心處理影響葉片光合特性的研究大多集中在釀酒葡萄方面,而對(duì)新疆地區(qū)鮮食葡萄,特別是克瑞森無核葡萄的研究還未見報(bào)道。
通過不同的摘心處理及副梢修剪能夠影響葡萄的果實(shí)品質(zhì)。付偉偉等對(duì)巨峰葡萄的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)結(jié)果枝摘心留葉數(shù)為5張時(shí)果粒整齊,果實(shí)品質(zhì)好。Poni等發(fā)現(xiàn),當(dāng)葡萄穗進(jìn)行5芽摘心后,葡萄果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)都得到了極大的提高。呂洪蘭等研究表明,紅地球葡萄果實(shí)品質(zhì)較好的摘心處理為留葉數(shù)7~8張。李曉紅等研究表明,山葡萄新品種北冰紅留4~5張葉摘心,果穗大、含糖和出汁率高、總酸低;鄭永春等在對(duì)雪蘭紅的研究中得出了同樣的結(jié)論。劉軍等在峰后葡萄研究中表明,當(dāng)結(jié)果枝摘心留葉數(shù)為4張時(shí),葡萄著果和果實(shí)品質(zhì)表現(xiàn)最好。項(xiàng)殿芳等發(fā)現(xiàn),副梢均進(jìn)行2~3葉反復(fù)摘心時(shí),得到了較高的果實(shí)品質(zhì)及質(zhì)量。李亞東等認(rèn)為,粉紅色葡萄每個(gè)平均質(zhì)量為0.636 kg的果穗留22~26張葉片時(shí)果實(shí)著色和品質(zhì)最好。然而,目前生產(chǎn)中關(guān)于克瑞森無核葡萄的摘心方式尚無標(biāo)準(zhǔn)化的處理。本試驗(yàn)采取6種摘心方式,通過對(duì)不同摘心方式處理的克瑞森無核葡萄葉片光合特性及果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定,以期篩選出適宜新疆地區(qū)種植與生產(chǎn)的摘心方式,為新疆地區(qū)克瑞森無核葡萄的優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。
試驗(yàn)于4—9月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第2師223團(tuán)園6連葡萄園進(jìn)行,地理坐標(biāo)為86°34′8″E,42°17′49″N,海拔為1 090 m。供試材料為克瑞森無核葡萄,樹齡9年,砧木為貝達(dá),“廠”字架式栽培,株距為1 m、行距為4 m,東西行向,采用田間常規(guī)方法進(jìn)行管理。
本試驗(yàn)為單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)6個(gè)處理(表1),2株為1小區(qū),重復(fù)試驗(yàn)3次,總計(jì)36株植株。于2021年5月18日,克瑞森無核葡萄花前1周左右對(duì)T1處理、T2處理、T5處理的植株進(jìn)行試驗(yàn)處理;T3處理、T4處理的植株于2021年6月9日,即花后1周左右進(jìn)行試驗(yàn)處理,CK不做摘心處理。
表1 克瑞森無核葡萄不同摘心方式試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.1 葉片光合特性 于2021年6月27—30日連續(xù)3 d(晴天)使用Li-6800便攜式光合作用儀(LiCor,Lincoln,NE,USA)進(jìn)行光合特性(08:00—20:00,2 h/次)測(cè)定。凈光合速率[μmol/(m·s)]、氣孔導(dǎo)度[mol/(m·s)]、胞間CO濃度(μmol/mol)、蒸騰速率[mmol/(m·s)]作為檢測(cè)指標(biāo),據(jù)(WUE)=/(mmol/mol)得出葉片水分利用率。
1.3.2 果實(shí)色澤 采用NR60CP手持色差儀(深圳市三恩時(shí)科技有限公司生產(chǎn)),測(cè)定果面色澤明亮度()、顏色組分(、),并計(jì)算值、值和CIRG值,即(色調(diào)值,hue)=arctangent,(色澤飽和度,chroma)=(+),紅色葡萄果實(shí)色澤指數(shù)(color index of red grape,CIRG)=(180-)(+)。
1.3.3 果實(shí)外觀性狀 以《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù),在果實(shí)采收期,分別選取各處理果穗12串,用游標(biāo)卡尺進(jìn)行果??v徑和橫徑的測(cè)量,果穗質(zhì)量和果粒質(zhì)量由電子天平測(cè)量,用直尺測(cè)量果穗長(zhǎng)度和寬度、果穗緊密度、著色一致性及果粒整齊度。
1.3.4 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì) 果實(shí)的可溶性固形物含量由PAL-1手持式糖度計(jì)(ATAGO,日本生產(chǎn))測(cè)定;維生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法滴定;采用蒽酮比色法檢測(cè)可溶性糖含量;可滴定酸含量用NaOH滴定法滴定。
使用Excel 2007進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理,使用DPS 5.05軟件進(jìn)行差異顯著性分析。
2.1.1 不同摘心方式對(duì)葡萄葉片凈光合速率日變化的影響 由圖1可知,不同摘心方式處理下的克瑞森無核葡萄葉片凈光合速率日變化趨勢(shì)基本一致,均呈雙峰曲線。不同處理在08:00—10:00上升趨勢(shì)迅速,14:00—16:00上升趨勢(shì)平緩;第1次高峰時(shí)間在10:00左右,以T2處理最高,為 14.24 μmol/(m·s);T1、T2、T3、T5處理以及CK的第2次高峰出現(xiàn)在16:00左右,T4處理的第2次高峰出現(xiàn)在18:00左右,以T2處理的值最高,為10.41 μmol/(m·s),比T5處理提高了21.19%,比CK提高了27.73%;隨后不同處理的葉片凈光合速率出現(xiàn)下降,20:00之后降至最低。
2.1.2 不同摘心方式對(duì)葡萄葉片氣孔導(dǎo)度日變化的影響 由圖2可知,克瑞森無核葡萄經(jīng)過方式不同的摘心處理后,葉片氣孔導(dǎo)度和凈光合速率日變化趨勢(shì)大致一樣,表現(xiàn)出雙峰曲線,上午的氣孔導(dǎo)度峰值要高于下午。經(jīng)過不同處理后,第1次高峰出現(xiàn)在10:00左右,以T1處理的值最高,為 0.14 mol/(m·s);隨后,葉片氣孔導(dǎo)度迅速減少,T2、T3、CK處理到12:00左右降到最低,T1、T4、T5處理到14:00左右降到最低;T3、CK處理的第2次高峰出現(xiàn)在14:00左右,其他4個(gè)處理 16:00 左右出現(xiàn)第2次高峰,以T4處理的值最高,為 0.13 mol/(m·s);之后不同處理的葡萄葉片氣孔導(dǎo)度急速下降,到20:00左右出現(xiàn)最小值。
2.1.3 不同摘心方式對(duì)葡萄葉片胞間CO濃度日變化的影響 由圖3可知,不同摘心方式處理下的克瑞森無核葡萄葉片胞間CO濃度日變化總體呈“W”字形。從08:00左右呈快速下降趨勢(shì),T3、T4處理到10:00左右下降到一天內(nèi)的最小值,分別為196.78、208.53 μmol/mol,T1、T2、T5、CK處理到12:00左右下降到一天內(nèi)的最小值,分別為176.93、177.79、194.23、177.75 μmol/mol;隨后不同處理的葉片胞間CO濃度開始急速上升,T2、T3處理在 14:00 左右達(dá)到高峰,且T3處理達(dá)到胞間CO濃度日變化的最大值,為224.78 μmol/mol,T1、T4、CK處理在16:00左右達(dá)到高峰,且T1、CK處理均達(dá)到胞間CO濃度日變化最大值,分別為210.31、209.76 μmol/mol;隨后除T5處理呈持續(xù)上升外,其他處理均出現(xiàn)下降再上升的趨勢(shì);T2、T4、T5處理在20:00左右達(dá)到胞間CO濃度日變化最大值,分別為219.62、229.02、260.84 μmol/mol。
2.1.4 不同摘心方式對(duì)葡萄葉片蒸騰速率日變化的影響 由圖4可知,克瑞森無核葡萄用不同的摘心方式進(jìn)行處理后,葉片蒸騰速率、凈光合速率及氣孔導(dǎo)度的日變化其趨勢(shì)大體一致,呈現(xiàn)雙峰曲線。在08:00左右,各處理的葉片蒸騰速率開始急速上升,T1、T2、T3、T4、CK處理在10:00左右達(dá)到第1次高峰,其中CK達(dá)到蒸騰速率日變化的最大值,為3.85 mmol/(m·s),T5處理在12:00左右達(dá)到第1個(gè)高峰;隨后不同處理的葉片蒸騰速率開始急速下降,T1、T2、T3、T4、CK處理到12:00左右降到最低,T5處理到14:00左右降到最低;6種摘心方式處理的葉片蒸騰速率第2次高峰均出現(xiàn)在16:00左右,其中T4處理的蒸騰速率最大,為 4.69 mmol/(m·s);隨后不同處理的葉片蒸騰速率急速下降。
2.1.5 不同摘心方式對(duì)葡萄葉片水分利用率日變化的影響 由圖5可知,不同摘心方式處理下的克瑞森無核葡萄葉片水分利用率日變化趨勢(shì)基本一致,呈現(xiàn)先下降再上升的變化趨勢(shì)。T1、T5處理葉片水分利用率日變化趨勢(shì)呈“U”字形,在08:00左右達(dá)到一天中最大值,分別為9.81、6.32 mmol/mol,隨后開始急速下降,T1處理在16:00左右達(dá)到一天中最小值,為3.04 mmol/mol,T5處理在18:00左右達(dá)到一天的最小值,為1.99 mmol/mol;T2、T4、CK處理葉片水分利用率日變化趨勢(shì)呈“W”字形,在 08:00 左右達(dá)到一天中最大值,分別為9.76、7.67、4.10 mmol/mol,隨后開始急速下降,T4、CK處理在10:00左右降到最低,T2處理在14:00左右降到一天中最小值,為2.71 mmol/mol,隨后開始上升,T4、CK處理在12:00左右達(dá)到高峰,T2處理在16:00左右達(dá)到高峰,隨后3種處理的葉片水分利用率再次下降,T4處理在14:00左右降到一天中最小值,為2.12 mmol/mol,CK處理在16:00左右降到一天中最小值,為2.12 mmol/mol,T2處理在 18:00 左右降到最低,但20:00左右時(shí),經(jīng)過3種處理的葉片的水分利用率稍有提高;T3處理葉片水分利用率日變化呈下降趨勢(shì),在08:00左右達(dá)到一天中最大值,為6.97 mmol/mol,隨后一直下降,在20:00左右降到一天中最小值,為2.29 mmol/mol。
2.2.1 不同摘心方式對(duì)葡萄果實(shí)色澤參數(shù)的影響 由圖6可知,各處理的葡萄果實(shí)值較CK均降低,其中T2處理為29.85、T1處理為30.23、T4處理為30.77,較CK(32.49)分別降低了8.13%、6.96%、5.29%,且差異顯著(<0.05);各處理的值均為正值,且均高于對(duì)照,說明5個(gè)處理的葡萄果實(shí)值較CK均有所提高,以T3處理的值最大,為11.960 1;各處理的值均為正值,且5個(gè)處理的葡萄果實(shí)較CK處理均有所降低,其中T2處理為2.23,較CK(6.21)顯著降低了64.09%;各處理的值在11.02~30.66范圍之間,T2處理最低,為11.02,較CK(30.66)顯著降低了64.06%;不同摘心方式處理的葡萄果實(shí)顏色指數(shù)(CIRG)存在較大差異,除T3處理外,其他4個(gè)處理的CIRG值均顯著高于CK,其中,T2處理的果實(shí)著色最深。
2.2.2 不同摘心方式對(duì)葡萄果實(shí)外觀性狀的影響 如表2所示,不同摘心方式處理下的克瑞森無核葡萄果穗橫徑、果粒質(zhì)量、果粒縱徑、果粒橫徑等外觀指標(biāo)差異顯著(<0.05)。T2處理的果穗橫徑最大,較CK顯著提高了18.57%;T1、T2處理的果粒質(zhì)量較CK分別顯著提高了12.04%、11.55%;T1、T2、T3處理的果穗緊密度較CK有所提高;T1、T2處理的著色較為一致,其他處理的著色一致性較差;不同處理的果粒整齊度較CK均有所提高;各處理的葡萄果粒縱徑較CK均有提高,以T4、T2處理最為顯著,分別提高了5.06%、2.27%;T1、T2、T3、T5處理的果粒橫徑顯著提高了5.22%、5.16%、5.34%、4.61%;T4處理的果形指數(shù)較CK提高了2.86%。
表2 不同摘心方式對(duì)克瑞森無核葡萄成熟期果實(shí)外觀性狀的影響
2.2.3 不同摘心方式對(duì)葡萄成熟期果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響 由表3可知,T1、T2、T3處理的可溶性固形物含量較T5處理顯著提高了6.34%、6.29%、6.00%;不同處理的可溶性糖含量均顯著高于CK,以T2處理最為突出,提高了13.98%;T4處理的可滴定酸含量最高,與 CK相比顯著提高了21.05%,其他組與CK相比均顯著降低,其中經(jīng)T2處理后最低;T4處理組糖酸比要明顯小于CK,而其他處理的糖酸比均顯著高于CK,以T2處理最高,較CK提高了25.16%;不同處理下的葡萄成熟期果實(shí)維生素C含量均高于CK,以T2處理最高,較CK顯著提高了74.81%。
有研究表明,植物凈光合速率的大小與溫度、光照、水分、品種等因素都有關(guān)系,其日變化類型有單峰曲線、雙峰曲線、平坦曲線和不規(guī)則曲線等多種類型。本試驗(yàn)中克瑞森無核葡萄經(jīng)過6種摘心方式處理后,研究發(fā)現(xiàn)葡萄葉片的凈光合速率日變化趨勢(shì)都呈現(xiàn)出典型的雙峰曲線,10:00左右時(shí)出現(xiàn)了第1次高峰,第2次高峰在16:00和18:00左右出現(xiàn),這與王蛟等的研究結(jié)果相同,峰值出現(xiàn)的時(shí)間不同,可能與地域、時(shí)期和栽培模式等有關(guān)。在本試驗(yàn)中,T2處理組葉片凈光合速率日均值明顯高于其他組,說明采用恰當(dāng)?shù)恼奶幚砟軌蛱岣咂咸讶~片的凈光合速率,保證葉片光合作用的順利進(jìn)行,這與董婕在對(duì)蛇龍珠葡萄的夏季修剪研究結(jié)果一致。
表3 不同摘心方式對(duì)克瑞森無核葡萄成熟期果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響
克瑞森無核葡萄葉片蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度和凈光合速率日變化基本相同,均變現(xiàn)出典型的雙峰曲線,這與尤楊等的研究結(jié)果一致。葉片氣孔導(dǎo)度日變化大致可分為上升、急速下降、緩慢上升、下降4個(gè)階段,在14:00左右,溫度和光照都達(dá)到了一天內(nèi)的最大值,凈光合速率降低,同時(shí)氣孔導(dǎo)度達(dá)到最大或出現(xiàn)升高趨勢(shì),這與唐俊煜等的研究結(jié)果一致。葉片蒸騰速率第1個(gè)峰值出現(xiàn)在10:00和12:00左右,第2峰值出現(xiàn)在16:00左右,蒸騰速率的高峰出現(xiàn)在下午,相同的試驗(yàn)結(jié)果也可以從萬素梅等的研究中得出。16:00高峰過后,太陽光照強(qiáng)度加強(qiáng),葉片表面溫度變高,葉片會(huì)出現(xiàn)蒸騰現(xiàn)象而導(dǎo)致葉片缺水,植株便會(huì)關(guān)掉氣孔,氣孔導(dǎo)度變少以防止水分過度缺失,最后導(dǎo)致蒸騰速率下降。
CO是果樹進(jìn)行光合作用過程中不可或缺的因素。在本試驗(yàn)中除T5處理葉片胞間CO濃度日變化趨勢(shì)呈“V”字形外,而其他處理組的葉片胞間CO濃度日變化表現(xiàn)出明顯“W”字形趨勢(shì),這與阿布來克·尼牙孜等的研究結(jié)果是一致的,文獻(xiàn)中庫(kù)爾勒香梨胞間CO在10:00左右濃度最低,而本試驗(yàn)的CO濃度在12:00左右最低,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能與試驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)期、地域等有關(guān)。T5處理出現(xiàn)葉片胞間CO濃度日變化趨勢(shì)與其他處理不同的原因結(jié)合其葉片光合特性變化趨勢(shì)推測(cè)可能是由于14:00過后葉溫升高,葉片蒸騰失水過多,水分利用率不足,導(dǎo)致光合作用減弱,CO濃度升高所致。
果樹葉片的水分利用率可以綜合評(píng)價(jià)果樹的生長(zhǎng)適宜程度,反映果樹耗水與其干物質(zhì)生產(chǎn)之間的關(guān)系以及綜合反映果樹光合特性和蒸騰特性。本試驗(yàn)中6種摘心方式處理下的葡萄葉片水分利用率日變化趨勢(shì)基本一致,但是總體上呈現(xiàn)先下降再上升的變化趨勢(shì)。各處理葡萄葉片在08:00左右的水分利用率比較高,與阿布來克·尼牙孜等在庫(kù)爾勒香梨的研究趨勢(shì)一致,這是由于凈光合速率較高,蒸騰速率較低而導(dǎo)致的結(jié)果。T3處理水分利用率日變化呈持續(xù)下降趨勢(shì)的原因結(jié)合光合速率、蒸騰速率日變化趨勢(shì)推測(cè)可能是14:00—18:00左右葉片蒸騰失水過多,氣孔關(guān)閉,凈光合速率降低,光合作用明顯削弱。在本試驗(yàn)中,T1、T2處理的水分利用率日均值表現(xiàn)相對(duì)較高,說明該種摘心方式處理下的葡萄植株抗旱性較強(qiáng)。
在本試驗(yàn)中,T2處理的葡萄果實(shí)顏色指數(shù)最大,為4.13,較CK顯著提高了22.19%,著色效果最好,說明在葡萄生長(zhǎng)季節(jié)合理進(jìn)行摘心處理,可以有效地提高漿果果皮色素含量,改善果皮色澤,這與李振勇在對(duì)赤霞珠葡萄生長(zhǎng)結(jié)果的研究、董婕等在對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)及果實(shí)品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果相符。
本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,不同摘心方式處理的克瑞森無核葡萄果穗橫徑、果粒質(zhì)量、果??v徑、果粒橫徑等外觀指標(biāo)較CK均有顯著提高,果穗質(zhì)量、果穗縱徑方面差異雖不顯著,但較CK均有提高,這與郁松林等在對(duì)葡萄漿果生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的研究中的發(fā)現(xiàn)一致,說明適當(dāng)程度的摘心處理及副梢修剪可以提高葡萄的果實(shí)外觀品質(zhì),從而達(dá)到增產(chǎn)創(chuàng)收。在本試驗(yàn)中,T1、T2處理的果穗質(zhì)量、果粒質(zhì)量、果穗橫徑表現(xiàn)優(yōu)于其他處理,在果粒橫縱徑、果粒整齊度、著色一致性等方面表現(xiàn)也較為突出,說明在花前采取合理的摘心方式較花后摘心及不摘心處理效果要好。
黃鳳珠等研究發(fā)現(xiàn),凌豐葡萄在花前5 d至初花期時(shí),通過在花序以上保留6張葉進(jìn)行摘心,其果實(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)均有較好的提升。這與本試驗(yàn)地研究結(jié)果一致。5個(gè)不同摘心方式處理的葡萄成熟期果實(shí)除T4處理外,其他處理組與CK相比,其可溶性固形物、可溶性糖含量及維生素C含量和糖酸比均較高,而可滴定酸含量均低于CK,其中以T2處理表現(xiàn)最為突出,除可溶性固形物含量較CK有所提高外,其他指標(biāo)較CK均有顯著提高或降低,說明在花前采取合理恰當(dāng)?shù)恼姆绞接欣谔岣呖巳鹕瓱o核葡萄的果實(shí)品質(zhì)。T4處理的可滴定酸含量高于CK推測(cè)是由于花后頻繁摘心造成葉片數(shù)較少、養(yǎng)分供應(yīng)不足所致。
綜上所述,T2處理在提高克瑞森無核葡萄葉片凈光合速率、增強(qiáng)氣孔的開放程度和增加水分的利用效率、改善穗型和果皮色澤、提高果穗質(zhì)量、增糖降酸及提高維生素C含量方面表現(xiàn)突出,在一定程度上提高了克瑞森無核葡萄的光合特性和果實(shí)品質(zhì)。因此,對(duì)于新疆地區(qū)克瑞森無核葡萄的種植與生產(chǎn),推薦采用花前新梢6葉摘心+頂端副梢3~4張葉摘心+頂端2次副梢長(zhǎng)放、其余副梢單葉絕后的摘心處理方式。