夜间补光对巨峰葡萄春果叶片营养及果实品质的影响

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　　摘要：【目的】分析夜间补光对巨峰葡萄春果叶片营养及果实品质的影响，为完善广西巨峰葡萄春果栽培管理技术提供理论依据。【方法】从5年生巨峰葡萄春季新梢展叶期开始，每天夜间进行12 h红、白、蓝3种光质补光处理，测定分析盛花期、膨大期、转色期和成熟期各处理葡萄叶片的SPAD值及可溶性糖、淀粉、全氮、全磷和全钾含量，在果实收获时测定分析葡萄果实的基本理化指标。【结果】与对照（CK，不补光）相比，在巨峰葡萄春果各生长期夜间补充红光12 h和白光12 h均能提高其叶片SPAD值、淀粉含量及全氮含量;在果实品质方面，夜间补充红光12 h和白光12 h可显著增加巨峰葡萄果实的果粒重、纵径和横径，其中红光12 h处理果实的果粒重、纵径和横径最高，分别为6.01 g、22.98 mm和19.82 mm;夜间补充红光12 h、白光12 h和蓝光12 h均可提高巨峰葡萄果实的可溶性固形物含量，其中红光12 h和蓝光12 h处理的可溶性固形物含量较高，分别为18.20%和18.13%，顯著高于CK（P<0.05，下同）。相关性分析结果表明，巨峰葡萄果实的果粒重、纵径、横径与叶片SPAD值、全氮、全磷含量呈极显著（P<0.01，下同）或显著正相关，与全钾含量呈极显著负相关;果实可滴定酸含量与全磷含量呈显著负相关。【结论】夜间补充红光12 h和白光12 h能在一定程度上弥补巨峰葡萄春果栽培过程中光照的不足，因此，在巨峰葡萄春果生产中可通过人工补充红光和白光调节树体的生长发育状况，提高果实品质，生产优质鲜食春葡萄。
　　关键词： 巨峰葡萄;春果;夜间补光;叶片营养;果实品质;南宁
　　中图分类号： S663.1                     文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）04-0781-07
　　Abstract：【Objective】The present experiment was conducted to explore the effects of supplementary illumination at night on leaf nutrition and fruit quality for spring fruit of Kyohogrape，then provide the theoretical basis for improving the cultivation and management techniques of spring fruit of Kyoho grape in Guangxi. 【Method】Five-year-old Kyoho grape were treated with three kinds of lighting treatments，including red，white and blue lights for 12 h at night. The treatment was started from spring shoots expansion period until harvest time. The SPAD value，soluble sugar content，starch content，total nitrogen content，total phosphorus content and total potassium content of leaves in different growth periods of grape were investigated. And some physical and chemical characteristic of berry were also investigated at harvest time. 【Result】Compared with the control（CK， no supplemental lighting treatment），the SPAD value，starch content and total nitrogen content of leaves were increased by supplementing red light for 12 h and supplementing white light for 12 h at night in each growth period. In the aspect of fruit quality，supplemental red light for 12 h and supplemental white light for 12 h significantly improved the berry fresh weight，vertical diameter and transverse diameter of grape. The fresh weight，vertical dia-meter and transverse diameter of grape under red light for 12 h were the highest， which were 6.01 g，22.98 mm and 19.82 mm，respectively. The content of soluble solids was increased under all the supplementary treatments，and the soluble solids contents under red light for 12 h and blue light for 12 h were high， which were 18.20% and 18.13% respectively. They were significant higher than the control（P<0.05， the same below）. Correlation analysis indicated that the berry fresh weight，vertical diameter and transverse diameter of grape had extremely significant（P<0.01， the same below） or significant positive correlation with the SPAD value，total nitrogen and total phosphorus content of leaves，and had extremely significant negative correlation with total potassium content of leaves. The titratable acid content of grape showed significantly negative correlation with the total phosphorus content of leaves. 【Conclusion】The results show that supplemental red light for 12 h and white light for 12 h treatments can compensate for the lack of light in the spring Kyoho grape cultivation.Supplemental red light and white light can regulate grape growth during spring Kyoho grape cultivation， then enhance the quality of berries，and produce high quality table spring grapes. 　　Key words： Kyoho grape; spring fruit; supplementary illumination at night; leaf nutritious; fruit quality;Nanning
　　0 引言
　　【研究意义】随着葡萄避雨栽培、一年两收栽培及延后栽培等技术的推广应用，广西葡萄的栽培面积迅速增加，广西也因此从葡萄栽培次适宜区成为新的葡萄种植区（白先进等，2008，2010）。广西巨峰葡萄春果栽培是将葡萄成熟期调整到春季的一种生产模式，即将夏季枝条上的果穗全部去除，到10月进行第二次修剪，逼迫冬芽萌发并利用当季新梢结果。该技术是葡萄一年两收栽培技术与产期调节技术的结合，具有弥补2—3月新鲜葡萄空档期的优势，但春果生长发育阶段正处于冬季，光照时间短，同时设施棚膜在一定程度上也削弱了光照强度，光照不足成为春果生产的制约因素之一。因此，分析夜间补光对巨峰葡萄春果叶片营养及果实品质的影响，对改善巨峰葡萄春果生长环境、实现春季供应优质鲜食葡萄具有重要意义。【前人研究进展】目前，关于补光对作物生长发育及品质影响的研究多集中在番茄、黄瓜和莴苣等蔬菜上（蒲高斌等，2005;许莉等，2010;李海云和刘焕红，2013），关于光质对作物影响的研究主要集中于草莓（王丽娟等，2017）、芽苗菜（谭仁豪等，2018）和苋菜（张媛媛等，2018）。关于葡萄补光的作用，白先进等（2009）研究认为，补光能提高葡萄体内多种生长促进型内源激素含量;郑晓翠等（2013）研究发现，补光可增加葡萄叶片厚度和海绵组织厚度;李洪艳等（2016）研究认为，补光对促进新梢增粗、提高葡萄产量和品质具有积极作用;成果等（2017）研究表明，夜间补光有助于提高葡萄花色苷比例。关于光质对葡萄的影响，赵文东等（2011）研究认为，不同光质补光处理均可提高延迟栽培巨峰葡萄果实的可溶性固形物含量，其中蓝光对延迟栽培巨峰葡萄的补光效果优于红光、黄光和白光;余阳等（2015）研究显示，不同LED光质对夏黑葡萄叶片叶绿素形成的影响存在差异，其中红光R630有利于叶绿素形成，蓝光B460则抑制叶绿素形成;张克坤等（2017）研究发现，夜间补充蓝光和紫外光对瑞都香玉葡萄起增糖降酸作用，同时还可促进萜烯类物质合成。【本研究切入点】目前，关于补光对葡萄影响的研究多集中在新梢生长和果实品质方面，针对葡萄春果叶片营养的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】开展夜间补光对巨峰葡萄春果生长影响试验，探讨补光对葡萄叶片营养及果实品质的生理调控机制，为完善广西巨峰葡萄春果优质栽培技术提供新方法和理论依据。
　　1 材料与方法
　　1. 1 试验材料
　　供试品种为5年生巨峰葡萄，整形方式为单干棚架，栽植密度2.0 m×6.0 m，东西行向，灌溉方式为滴灌。补光灯為23 W普通螺口节能白光灯（佛山市顺德区益特照明电器有限公司）、LED红光灯（主峰波长为650 nm）和LED蓝光灯（主峰波长为450 nm）（深圳市恒春科技有限公司）。
　　1. 2 试验方法
　　1. 2. 1 试验设计 试验于2017年11月—2018年3月在广西农业科学院明阳双季葡萄示范园设施大棚中进行。大棚长65.0 m，脊高3.5 m，跨度6.0 m。参照白先进等（2009）、成果等（2017）的方法，在巨峰葡萄春果新梢刚展叶时开始补光，至葡萄成熟采收时补光结束;设每天夜间补光（红、白和蓝光）12 h（18：00—次日6：00）处理;每处理1行，沿着葡萄植株行两边距离地面1.5 m每隔3.0 m安装一盏补光灯，以不补光为对照（CK）。不同补光处理用双层黑色除草布隔开，试验期间葡萄田间进行常规管理。
　　1. 2. 2 样品采集与处理 在补光处理后30 d（盛花期）开始第1次采样，此后每隔20 d采样一次，即在盛花期、膨大期（2次）、转色期、成熟期进行采样。选择生长健壮、长势一致的枝条，采集6～9节位的叶片（含叶柄，要求叶片完整、无病虫害、颜色正常）。每处理3个重复，每个重复采60张叶片。果实成熟收获时从每个重复的植株上随机剪下100粒果实（剪下的果粒分布在果穗各部位），用于果粒重、果实纵径和横径、可溶性固形物含量及可滴定酸含量等理化指标测定。叶片样品采集后置于采样箱中带回实验室，剪取混合鲜样用于测定可溶性糖和淀粉含量，剩余部分置于105 ℃烘箱中杀青30 min后80 ℃烘干至恒重，用高速粉碎机粉碎，用于测定叶片全氮、全磷和全钾含量。
　　1. 2. 3 测定方法 在采集样品时用叶绿素测定仪（SPAD-502Plus）测定叶片SPAD值;叶片可溶性糖和淀粉含量分别用蒽酮比色法和蒽酮—硫酸比色法测定;叶片经H2SO4-H2O2消煮后分别用自动定氮仪法、钼锑抗比色法、火焰光度法测定全氮、全磷和全钾含量。使用天平称量葡萄果实粒重，使用游标卡尺测量果实的纵径和横径，使用PAL-1型手持折射计（日本）测定果实的可溶性固形物含量，以酸碱滴定法测定可滴定酸含量。
　　1. 3 统计分析
　　试验数据采用SPSS 17.0进行统计分析，采用Excel 2010进行制图。
　　2 结果与分析
　　2. 1 夜间补光对巨峰葡萄春果叶片SPAD值的影响
　　从图1可看出，在巨峰葡萄盛花期和果实膨大期，各补光处理均可不同程度提高葡萄叶片的SPAD值;在转色期和成熟期，红光12 h和白光12 h处理的叶片SPAD值显著高于CK（P<0.05，下同），而蓝光12 h处理显著低于CK。说明在巨峰葡萄春果生长期，夜间补充红光12 h和白光12 h有利于提高叶片SPAD值;在葡萄膨大期前补充蓝光12 h也可提高叶片SPAD值，但进入转色期后葡萄的叶片出现黄化早衰现象。
　　2. 2 夜间补光对巨峰葡萄春果叶片可溶性糖含量的影响 　　从图2可看出，在盛花期和膨大期Ⅰ，各补光处理巨峰葡萄叶片的可溶性糖含量均显著高于CK;在膨大期Ⅱ，各补光处理叶片的可溶性糖含量虽然高于CK，但仅白光12 h处理显著高于CK;在转色期，红光12 h和白光12 h处理叶片的可溶性糖含量均低于CK，但差异不显著（P>0.05，下同），而在成熟期，红光12 h和白光12 h处理叶片的可溶性糖含量显著低于CK;在转色期和成熟期，蓝光12 h处理叶片的可溶性糖含量显著高于CK及红光12 h和白光12 h处理。说明在巨峰葡萄盛花期和果实膨大期补充红光、白光和蓝光均可促进其叶片可溶性糖积累，尤其以补充蓝光的效果更佳;在果实转色至成熟期补充红光和白光可促进其叶片可溶性糖向果实转移。
　　2. 3 夜间补光对巨峰葡萄春果叶片淀粉含量的影响
　　从图3可看出，补光处理巨峰葡萄春果各生长期叶片的淀粉含量均高于CK，且除盛花期红光12 h处理和膨大期Ⅱ白光12 h处理外，其余处理叶片的淀粉含量均显著高于CK。说明夜间补光可促进巨峰葡萄春果叶片碳水化合物积累。
　　2. 4 夜间补光对巨峰葡萄春果叶片全氮含量的影响
　　从图4可看出，在巨峰葡萄春果不同生长期，红光12 h和白光12 h处理叶片的全氮含量均高于CK，且除盛花期红光12 h处理外均显著高于CK;蓝光12 h处理叶片的全氮含量均显著低于CK。说明夜间补充红光12 h和白光12 h可促进巨峰葡萄春果叶片氮素吸收，补充蓝光则对叶片氮素吸收起抑制作用。
　　2. 5 夜间补光对巨峰葡萄春果叶片全磷含量的影响
　　从图5可看出，在盛花期、转色期和成熟期，红光12 h处理巨峰葡萄叶片的全磷含量均显著高于CK，在膨大期显著低于CK;白光12 h处理叶片的全磷含量除膨大期Ⅰ显著低于CK外，其他几个时期均高于CK，但仅在转色期和成熟期与CK差异显著;蓝光12 h处理叶片的全磷含量在巨峰葡萄春果的整個生长期均显著低于CK。说明不同补光处理对巨峰葡萄春果不同生长期叶片全磷含量的影响存在差异。
　　2. 6 夜间补光对巨峰葡萄春果叶片全钾含量的影响
　　从图6可看出，在盛花期，不同补光处理巨峰葡萄叶片的全钾含量均高于CK，其中红光12 h和白光12 h处理与CK差异显著;在果实膨大期至转色期，由于叶片中的钾向果穗转移，各补光处理叶片的全钾含量均低于CK;在果实成熟期，红光12 h和白光12 h处理叶片的全钾含量显著低于CK，蓝光12 h处理显著高于CK。说明在巨峰葡萄果实膨大前进行夜间补光可促进其根系对钾元素的吸收，而在果实膨大期至转色期进行补光可促进其叶片钾元素向果穗转移。
　　2. 7 夜间补光对巨峰葡萄春果果实品质的影响
　　由表1可知，与CK相比，红光12 h、白光12 h处理均可显著增加葡萄果实的果粒重、纵径和横径，其中红光12 h处理的果粒重、纵径和横径最高，分别为6.01 g、22.98 mm和19.82 mm，较CK分别增加49.13%、14.33%和16.86%;蓝光12 h处理也能提高葡萄果实的果粒重和横径，但果实纵径变小;红光12 h和蓝光12 h处理果实的可溶性固形物含量分别为18.20%和18.13%，显著高于CK，白光12 h处理果实的可溶性固形物含量为17.93%，高于CK但差异不显著;红光12 h处理果实的可滴定酸含量显著高于CK，白光12 h和蓝光12 h处理果实的可滴定酸含量低于CK，但差异不显著。综上所述，夜间补充红光12 h和白光12 h对提高巨峰葡萄果实品质的效果优于补充蓝光12 h。
　　2. 8 巨峰葡萄果实品质与叶片营养指标含量的相关性分析结果
　　相关性分析结果（表2）表明，夜间补光巨峰葡萄果实的果粒重、纵径、横径与叶片SPAD值、全氮含量、全磷含量呈显著或极显著（P<0.01，下同）正相关，与全钾含量呈极显著负相关;可溶性固形物含量与叶片SPAD值、可溶性糖含量、淀粉含量和全氮含量呈正相关，与全磷和全钾含量呈负相关，但相关性均未达显著水平;可滴定酸含量与叶片SPAD值呈正相关，与可溶性糖、淀粉、全氮、全磷和全钾含量呈负相关，其中与全磷含量呈极显著负相关。即夜间补光巨峰葡萄的叶片SPAD值及可溶性糖、全氮、全磷和全钾含量与果实外观品质（果粒重、纵径和横径）密切相关，与果实内在品质（可溶性固形物含量和可滴定酸含量）的相关性较弱（叶片全磷含量与果实可滴定酸含量除外）。因此，在通过夜间补光生产巨峰葡萄春果过程中，在葡萄果实完成转色后即可停止补光以降低成本，并采用其他栽培措施提高果实的内在品质。
　　3 讨论
　　本研究结果表明，在巨峰葡萄春果转色期前用红光、白光、蓝光3种光质进行夜间补光12 h均能提高其叶片的SPAD值，与闫晓花（2016）对黄瓜幼苗的研究结果相似;但到生长后期，蓝光处理的葡萄叶片出现黄化早衰现象，可能与蓝光补光处理的果实较小，对叶片中形成的可溶性糖需求量不大，使叶片可溶性糖过度积累，从而导致叶片提早衰老有关。已有研究表明，作物叶片的SPAD值与叶绿素含量具有良好的一致性（艾天成等，2000;乔润雨等，2018），利用SPAD值可预测葡萄叶片的叶绿素含量（陈景蕊和潘静，2015）。本研究中，夜间补充红光12 h和白光12 h仍然能促进巨峰葡萄叶片在春果转色期和成熟期合成叶绿素，提高其SPAD值，补充蓝光则抑制叶绿素合成，与余阳等（2015）对夏黑葡萄的研究结果相似。
　　袁慧丽（2012）研究发现，用不同光质对叶用莴苣进行夜间补光均可促进其可溶性糖含量增加，同时显著增加淀粉含量（除紫光外），其中蓝光的处理效果最佳。本研究结果与其存在差异，在盛花期和果实膨大期各光质补光处理巨峰葡萄叶片的可溶性糖含量均有所提高，但在转色期和成熟期由于红光12 h和白光12 h处理的葡萄果实发育较佳（果粒重、纵径和横径大），其叶片的可溶性糖向果穗转移较多，导致其叶片的可溶性糖含量低于CK，而蓝光12 h处理的葡萄果实果粒重、纵径和横径较小（与CK无明显差异），叶片的可溶性糖向果穗转移较少，因此其可溶性糖含量显著高于CK。 　　本研究结果显示，夜间补充红光12 h和白光12 h均可提高巨峰葡萄春果叶片的全氮含量，补充蓝光12 h则降低叶片的全氮含量;补充红光、白光和蓝光3种光质对巨峰葡萄春果叶片全磷含量的影响总体上以白光高于红光，红光高于蓝光，对全钾含量的影响为蓝光高于红光和白光，与杨晓建（2011）对大蒜、田发明等（2015）对甜椒的研究结果存在差异。杨晓建（2011）研究表明，蓝光处理大蒜叶片和假茎的全磷和全钾含量高于白光和红光处理，其中以红光12 h处理的最低。田发明等（2015）研究发现，覆盖蓝膜可提高甜椒叶片的全磷含量，覆盖红膜可提高全钾含量。
　　光质对果树形态建成及果实品质的发育具有重要调控作用。本研究中，在巨峰葡萄春果的盛花期和果实膨大期进行夜间补光可促进其对养分的吸收，提高叶片SPAD值，从而促进光合产物—可溶性糖和淀粉积累，对果实膨大起促进作用;在转色期和成熟期，夜间补充红光12 h和白光12 h可促进叶片可溶性糖和钾元素向果实转移，进而提高果实的可溶性固形物含量，改善果实品质，与赵文东等（2011）、成果等（2017）、张克坤等（2017）的研究结果相似。因此，在葡萄春果生长期可通过补充红光和白光调节葡萄树体的生长发育状况，提高果实品质。
　　4 结论
　　在巨峰葡萄春果生长发育期进行夜间补充红光12 h和白光12 h均能在一定程度上弥补春果栽培过程中光照的不足，促进养分吸收和光合产物积累，进而促进果实膨大及改善果实品质。因此，在巨峰葡萄春果生产中可通过人工补充红光和白光调节树体的生长发育状况，提高果实品质，生产优质鲜食春葡萄。
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