南宁综合试验站

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：探讨‘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理论依据。试验通过夜间对‘阳光玫瑰’葡萄每天进行6h补充红光、蓝光、白光的处理，测定分析了不同光质对果实生长发育期果实单粒重、果实横纵经、酒石酸、苹果酸以及果实成熟采摘时可溶性固形物的影响，以不补光为对照。①补光前期（补光1~4周）处理与对照无显著差异，补光后期（补光5~8周）各处理均能促进葡萄果实的单粒重、纵径、横径、可溶性固形物增加。②红光（补光6~8周）对果粒横径有显著的促进作用，增加幅度为3.1~8.1%，最高时出现在补光7周，增幅为8.1%。蓝光（补光后4~6周）对果粒纵径有显著的促进作用，增加幅度为3.8~5.1%，最高差异出现在补光后6周，显著高于对照5.1%。③补光虽增加了酒石酸的含量，但红光在苹果酸代谢中起到了积极作用，在转色后期能显著降低苹果酸含量5.1~23.2%。④成熟期果实品质指标相关性分析表明，补光后果实的单粒重、横径、纵径与可溶性固形物显著正相关、与果实有机酸极显著负相关，说明果粒的增大的同时，果实可溶性固形物也随之提高，果实的有机酸则随之降低。‘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、糖酸比有促进作用，对有机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的降解。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

 

  ‘阳光玫瑰’（Shine Muscat）葡萄是中晚熟的欧美杂交葡萄，其亲本“安芸津21号”（Akitsu21）与“白南”（Hakunan），该品种肉质硬脆，具玫瑰香，不易裂果，耐贮运，在中国上市以来深受广大消费者青睐，近年来在广西、云南、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。葡萄是喜光植物，南方葡萄大部分采用避雨栽培，降低葡萄植株霜霉病及其他病害的发生率的同时，也在一定程度上削弱了光照强度。刘帅等认为因光照减弱导致葡萄果实品质下降是葡萄栽培上的重大问题。

 

  为了增强光照，提高果实品质，本研究通过补充LED光质开展研究工作。补光技术已经在多种园艺作物上得到了应用，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、提高果实品质等。在葡萄栽培方面，补白光、红光和蓝光显著增加‘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，增加花色苷含量，其中补白光12小时的处理效果更好，提高‘夏黑’葡萄的类黄酮等，其中补红光3h处理效果较好。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的含量，提高叶片的净光合速率等。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。目前，光质对葡萄新品种‘阳光玫瑰’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，占总算量的90%以上，果实有机酸是决定果实风味和品质的不可或缺的重要因素之一，是衡量果实有机酸含量的重要指标。国内外一直都有对酒石酸、苹果酸的相关研究，曹雄军等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了较高的苹果酸。但光质对果实有机酸的影响研究较少。

 

  ‘阳光玫瑰’葡萄作为现今最受大众喜爱的葡萄品种，光质对果实生长发育、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。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、白光对果实生长发育、果实品质的影响，旨在明确 ‘阳光玫瑰’葡萄果实发育对不同光质的响应作用，为提高‘阳光玫瑰’葡萄的设施栽培技术提供理论基础。

 

  1 材料与方法

 

  1.1 试验地点与材料

 

  试验在广西南宁市广西东盟经济技术开发区里建农场，广西真诚农业有限公司葡萄基地进行（东径108°27′、北纬23°17′），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，株行距为4m×6m，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。试验所用补光灯：20瓦LED红光灯（主峰波长660nm）、20瓦LED蓝光灯（主峰波长450nm）（深圳市恒春科技有限公司），及普通螺口节能白光灯（横店得邦照明股份有限公司）。

 

  1.2 试验方法

 

  1.2.1 试验设计

 

  补光用灯功率均为20W，延植株行向每隔3m×3m在树冠下安装一个补光灯，距离地面1.5m，每个重复5株树，每个处理15株树。补光时，处理间用2m高遮阳黑网将其隔开，试验期间田间进行常规管理。从盛花后1周（2018年4月24日）开始补光处理，每天在18:00至00:00进行补光6h，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。

 

  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（采样信息见表1），果实完全成熟后采样1次，用于成熟期可溶性固形物、酒石酸、苹果酸等果实品质测定。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、纵经、可溶性固形物等指标，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），每个处理的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、苹果酸等指标测定。

 

 

  1.2.3 指标测定

 

  天平称量果粒重；游标卡尺测量果实的横径和纵径，用糖酸测定仪（ATAGOPALBXIACID2）测定可溶性固形物含量，用岛津液相色谱仪（LC20AD）测定酒石酸、苹果酸含量，液相色谱分析条件：流动相为3%CH3OH0.01 mol/L KH2PO4，pH值2.8，流速0.8 mL/min，柱温25 ℃，进样量10μL，检测波长210 nm。酒石酸、苹果酸（Malic acid）标样纯度均高于99.5%（美国sigma公司）。色谱柱为岛津C18柱（4.6 mm×250 mm，5μm）。

 

  1.3 数据处理

 

  数据分析采用Excel 2016软件进行平均值、标准误差统计分析。采用SPSS 19.0软件进行显著性方差及相关性分析。

 

  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’葡萄生长发育过程中，果粒重不断增加，补光后1~4周增加较缓慢。蓝光在处理4~8周明显促进果粒重，比对照增重4.9~12.0%，且与对照差异显著。红光在处理后6~7周果实单粒重增加较为明显，比对照增重11.0~11.6%，且差异显著，而白光在补光处理7周后单粒重显著高于对照。果实完全转色后，蓝光处理的单粒重数值最高，高于对照12.0%，差异显著。即果实生长发育期补充红光、蓝光、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’葡萄生长发育过程中，葡萄果粒横径不断增加。补光5周，各补光处理对果粒横径促进作用显著高于对照，其中，红光处理在补光6~8周的果粒横径增加高于对照，增加幅度为3.1~8.1%，最高时出现在补光7周，增幅为8.1%。即红光处理可以明显促进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’葡萄生长发育过程中，葡萄果粒纵径不断增加，补光1~4周增加缓慢。补光后4周后，补光处理开始与对照出现差异，其中蓝光处理在补光后4~6周果粒纵径均显著高于对照，增加幅度为3.8~5.1%，最高差异出现在补光后6周，显著高于对照5.1%。补红光、白光果粒纵径生长在补光后4~8周也高于对照，但差异不显著。整体来看，蓝光处理对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，在果实生长发育过程中，果实中的酒石酸一直处于降解状态，整体来看，红光、蓝光、白光均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的抑制果实酒石酸的降解，均与对照差异显著。表明，果实膨大期进行适当补光处理，可加快酒石酸的降解，但果实转色后期补光不利于酒石酸的降解。

 

 

  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周果实苹果酸含量达到最大值后逐渐下降，呈单峰趋势。红光处理14周苹果酸含量迅速上升，5~8周苹果酸含量迅速下降，说明红光在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，红光对苹果酸含量降低幅度为5.1~23.2%，蓝光在果实转色期对苹果酸的降解作用与对照差异不显著，即可在果实转色期补红光，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

 

  为了确定不同光质处理对‘阳光玫瑰’葡萄成熟采摘时期的影响，试验在成熟期进行采样1次，测定果实内在品质指标。由表7可知，从红光、白光可促进果实可溶性固形物含量的增加，分别显著高于对照20.3%、20.1%，差异显著；红光、蓝光、白光对果实酒石酸降解有抑制作用，降低幅度为21.8~31.6%，与对照差异显著，对苹果酸的降解有促进作用，降低幅度为13.8~52.0%，与对照差异显著，对糖酸比的增加均有促进作用，促进幅度为7.5~20.6%。即光质在一定程度上提高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’葡萄果实品质间各生理指标相关系分析

 

  由表8可以看出，果实单粒重与果粒横径、纵径之间存在极显著正相关关系，与可溶性固形物之间存在显著正相关关系，与酒石酸、苹果酸之间存在极显著负相关关系；果粒横径与纵径、可溶性固形物之间存在极显著正相关关系，与酒石酸、苹果酸之间存在极显著负相关系；果粒纵径与酒石酸、苹果酸之间存在极显著负相关关系；酒石酸与苹果酸之间存在极显著正相关关系；但可溶性固形物与酒石酸、苹果酸之间相关性较弱。即补充不同的光质后，果实的单粒重、横径、纵径与可溶性固形物显著正相关、与果实有机酸极显著负相关，说明果粒的增大的同时，果实可溶性固形物也随之提高，果实的有机酸则随之降低。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设施栽培措施。

 

 

  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、产量及品质的影响。本研究通过对‘阳光玫瑰’葡萄在果实发育期进行夜间补充红光、蓝光、白光6h光照发现，补光后1~4周果实大小增加缓慢，与对照无显著差异；补光后5~8周，各处理均能促进葡萄果实的单粒重、横径、纵径增加；红光、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、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、白光可以提高果实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光质均显著提高了‘夏黑’葡萄叶片的光合积累，对葡萄的生长有明显促进作用。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。孔云等则认为，补充红光、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。刘媛等认为蓝光有利于白藜芦醇的积累。本试验认为在‘阳光玫瑰’葡萄膨大期通过进行补充红光、蓝光、白光可以提高果实的外观品质（果粒单粒重、横径、纵径），且果实可溶性固形物也得到提高，与前人研究相一致。

 

  葡萄中有机酸以酒石酸、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的不可或缺的重要因素之一，酒石酸、苹果酸参与许多细胞代谢，具有重要代谢意义和生理功能。本试验中，果实酒石酸含量一直处于下降状态，补光后5~8周（果实转色期）是果实酒石酸含量降低的高峰期，但红光、蓝光、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，在补光后4周（果实膨大期）达到最大值后逐渐下降。补光后5~8周（果实转色期）苹果酸含量迅速下降。试验发现，红光在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。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。

 

  相关性分析表明，补充不同的光质后，果实的单粒重、横径、纵径与可溶性固形物显著正相关、与果实有机酸极显著负相关，说明果粒的增大的同时，果实可溶性固形物也随之提高，果实的有机酸则随之降低。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，糖酸比有促进作用，对有机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的降解。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。