避雨栽培对猕猴桃叶片生理生化指标及果实品质的影响

刘 飘，涂美艳，宋海岩，陈 栋，孙淑霞，李 靖，徐子鸿，刘春阳，林立金，江国良

(1.四川省农业科学院园艺研究所/农业农村部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，成都 610066；2.四川农业大学园艺学院，成都 611130；3.达州市农业农村局果茶站，四川 达州 635000)

【研究意义】红心猕猴桃起源于四川，因果肉颜色独特、品质优异、市场售价高，成为四川、重庆、贵州、云南、湖南等地贫困山区脱贫致富的首选品种，助推了我国猕猴桃产业的快速发展[1]。众多研究和田间实践证明，红心猕猴桃是目前栽培品种中对细菌性溃疡病抗性最差的类型[2]。该病是由丁香假单胞杆菌猕猴桃致病变种(Pseudomonassyringaepv.Actinidiae,简称Psa)侵染引起的病害，因其具有潜伏性、爆发性和毁灭性特征，已成为威胁世界猕猴桃生产的毁灭性病害[3]。【前人研究进展】避雨栽培是一种果树集约化栽培方式，是通过搭建不同类型或不同覆膜材质大棚，从而减少因低温高湿而带来的一些问题，起到减轻环境对果树生长的影响、减轻果树相关病害、提高品质和品种适应性及调节成熟期的作用[4]。研究结果表明，避雨栽培可显著降低猕猴桃[5]、葡萄[6]和番茄[7]等园艺作物病害发生率，并提高果实产量与品质。但是避雨栽培在猕猴桃上的研究与应用起步较晚，尤其是对猕猴桃植株生长、果实发育和品质形成等方面的影响缺乏系统研究，导致猕猴桃避雨栽培技术的推广缺少理论支撑。【本研究切入点】本试验重点比较连栋钢架拱型棚(MS)和夯链复膜屋脊棚(RS)两种栽培条件对‘红阳’猕猴桃植株生长及果实品质的影响。【拟解决的关键问题】探究避雨栽培与露地栽培条件下猕猴桃植株生长发育的差异，为今后科学制定避雨栽培条件下红心猕猴桃配套栽培管理技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试材料

本试验地位于都江堰市胥家镇金胜社区(31°1′32″N，103°43′2″E，海拔654 m)，园区地势平坦，年均气温15.2 ℃，年均降雨量1200 mm，年均无霜期280 d。试验园总面积1.55 hm2，栽植品种为‘红阳’，定植时间为2007年3月，砧木为野生美味猕猴桃，株行距2 m×3 m，雌雄株比例为8∶1，架型为水平棚架，“一干两蔓”树形为主，棚内外均安有喷灌设施。2016年春季，园区内开始出现溃疡病，2017年春季，全园发病株率为35%以上。2018年起园区内开始采取避雨栽培设施防控猕猴桃溃疡病，首次安装连栋钢架拱型棚(Multi-story steel frame arch shed，以下简称MS)面积0.89 hm2；2019年春季再次安装夯链复膜屋脊棚(Rammed chain compound film roof shed，以下简称RS)面积0.36 hm2，剩余露地栽培区0.30 hm2。

1.2 试验处理

本试验共设3个处理，包括MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)。试验期间，在各处理地块的中部位置选取长势基本一致的猕猴桃雌株各50株，重复3次(共150株)，作为田间采样和调查植株。试验园内的植株修剪、花果管理、病虫害防治、全年施肥量等基本一致，但棚内浇水次数较棚外多10～15次。

1.3 试验方法

1.3.1 叶片相关生理指标 2019年4月25日至8月25日，每隔15 d在各处理供试植株上随机选取树冠四周长势一致的结果枝，选取从基部向外数的第7～8片功能叶，每株取10片叶，重复5次。样品编号后用蒸馏水冲洗，擦干并低温避光保存，参照李合生[8]的方法测定百叶重、叶绿素含量和抗氧化酶活性。

1.3.2 果实品质指标 2019年5月30日至9月16日，每隔15 d从各处理供试植株中选择3株，从每株树冠不同方位随机选取果实5个，重复3次。样品编号后低温保存，用于测定果实外观品质和内在品质等。

果实外观品质指标。单果重：采用精度为0.01 g的电子天平称重，重复3次。果实横纵径：采用电子游标卡尺进行测量，重复3次。果形指数：果实纵径/果实横径，重复3次。

果实内在品质指标。果实可溶性总糖含量采用蒽酮比色法进行测定[8]；可滴定酸含量采用氢氧化钠滴定法测定[9]；果实维生素C含量参照赵晓梅等[10]用2,6-二氯靛酚进行滴定测定；以上指标均重复3次。

1.4 统计分析

采用Excel软件进行数据统计及图表绘制，并使用SPSS 20.0软件进行数据差异显著性分析(Duncan’s新复极差法进行多重比较)。

2 结果与分析

2.1 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片生理指标的影响

2.1.1 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃百叶重的影响 由图1可知，MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)的猕猴桃百叶重变化趋势大致相同，但在果实发育期内，MS和RS栽培的猕猴桃百叶重始终显著(P<0.05)高于CK，分别比对照增加了12.4%～48.6%和5.41%～25.3%。表明避雨栽培能显著提升猕猴桃百叶重，促进枝梢生长。这可能与避雨后‘红阳’猕猴桃物候期较露地有所提前，枝梢抽发时间稍早，叶片老熟度更高有关。

不同小写字母表示不同处理在5%显著水平上差异显著，下同Different lowercase letters indicate that different treatments have significant differences at 5% significant levels,the same as below图1 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片百叶重的影响Fig.1 Effect of rain-shelter cultivation on leaf weight of kiwifruit

2.1.2 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片叶绿素含量的影响 由图2～3可知，在猕猴桃植株生长的前5个测定时期，MS栽培处理的猕猴桃植株叶片叶绿素a含量均高于露地栽培(CK)，但其中只有5月15日、5月30日和6月30日3个时期差异显著(P<0.05)，同时在4月25日至6月15日以及8月15日5个时期MS栽培处理的猕猴桃植株叶片叶绿素b含量显著(P<0.05)高于CK，较对照增加了4.11%～94.7%，造成这一结果可能是由于MS栽培处理的棚内春季升温快，叶片生长速度较快、叶绿素含量明显增加但分布不均匀所导致的。而RS栽培和露地栽培处理的叶片叶绿素a和叶绿素b含量变化趋势一致，仅在4月25日第一次测定时其叶绿素b含量显著(P<0.05)高于CK。

图2 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片叶绿素a含量的影响Fig.2 Effect of rain-shelter cultivation on chlorophyll a content of kiwifruit

图3 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片叶绿素b含量的影响Fig.3 Effect of rain-shelter cultivation on chlorophyll b content of kiwifruit

图4 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片叶绿素总量的影响Fig.4 Effect of rain-shelter cultivation on total chlorophyll of kiwifruit

由图4可知，不同时期MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)处理的猕猴桃叶片叶绿素总量变化趋势与叶绿素a变化趋势相似，但MS栽培猕猴桃叶片叶绿素总量不仅在生长前期(5月15日、5月30日和6月30日这3个时期)显著(P<0.05)高于CK，而且在7月15日至8月15日的3个旺盛生长期也显著(P<0.05)高于CK。RS栽培处理的猕猴桃叶片叶绿素总量仅在7月15日显著高于CK。避雨栽培条件下‘红阳’猕猴桃叶片叶绿素总量的测定结果表明MS避雨栽培方式有利于促进棚下猕猴桃植株生长。

2.1.3 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片SOD活性的影响 由图5可知，不同生长时期RS栽培和露地栽培(CK)处理的猕猴桃叶片SOD酶活性均呈先上升后下降的趋势，但MS栽培猕猴桃叶片SOD活性波动较大，在5月30日和7月15日出现2次明显下降。此外，在7月15日、7月29日和8月25日RS栽培猕猴桃叶片SOD活性分别较CK显著(P<0.05)降低了15.6%、45.3%、19.8%。

图5 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片SOD活性的影响Fig.5 Effect of rain-shelter cultivation on SOD activity of kiwifruit

图6 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片POD活性的影响Fig.6 Effect of rain-shelter cultivation on POD activity of kiwifruit

2.1.4 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片POD活性的影响 由图6可知，不同生长时期MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)猕猴桃叶片POD活性变化较为复杂，但总体呈先上升后下降的趋势。其中，7月15日、8月25日MS栽培猕猴桃叶片POD活性分别较CK显著(P<0.05)增加了96.9%、34.5%；5月15日、7月15日RS栽培猕猴桃叶片POD活性分别较CK显著(P<0.05)增加了42.4%、80.3%。

2.1.5 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片CAT活性的影响 由图7可知，不同生长时期MS栽培、RS栽培和露地栽培(CK)猕猴桃植株叶片CAT活性均呈上下波动变化趋势。MS栽培和RS栽培处理的叶片CAT活性在4月25日均显著(P<0.05)低于CK，但MS处理的叶片CAT活性在8月25日显著(P<0.05)高于CK。结合图5～6的结果，表明MS栽培后一定程度上能够提高植株叶片抗氧化酶活性，但对整个生长发育期叶片抗性的增强效果不明显。

2.2 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实品质的影响

2.2.1 避雨栽培对果实单果重的影响 如图8所示，3种不同栽培方式处理的猕猴桃果实平均单果重均呈现先增加后降低的变化趋势。其中，6月30日、7月29日、8月25日和9月16日MS栽培猕猴桃果实单果重分别较CK显著(P<0.05)增加了3.35%、9.36%、7.63%和5.69%；7月29日、8月25日、9月16日RS栽培猕猴桃果实单果重分别较CK显著(P<0.05)增加了5.92%、3.87%和8.81%。造成3个处理9月16日猕猴桃平均单果重下降的原因可能是由于2019年秋季特殊干旱气候造成的。

图7 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃叶片CAT活性的影响Fig.7 Effect of rain-shelter cultivation on CAT activity of kiwifruit

图8 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实单果重的影响Fig.8 Effect of rain-shelter cultivation on single fruit weight of kiwifruit

2.2.2 避雨栽培对果实纵横径及果型指数的影响 由图9～11可知，3个处理的猕猴桃果实纵横径均呈先增加后略微降低的变化趋势。在整个猕猴桃果实生长发育期，MS栽培猕猴桃果实纵横径均大于CK，除8月25日果实横径与CK差异不显著，其余时期均显著(P<0.05)高于CK；而RS栽培猕猴桃果实纵径除9月16日以外均显著(P<0.05)大于CK，果实横径在6月25日至8月15日的4个测定时期也显著(P<0.05)大于CK。3个处理的猕猴桃果实果形指数均呈波动变化趋势。其中，MS栽培果形指数范围为1.14～1.24，RS栽培果形指数范围为1.13～1.33，但与对照差异均不显著。

图9 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实纵径的影响Fig.9 Effect of rain-shelter cultivation on fruit across diameter of kiwifruit

图10 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实横径的影响Fig.10 Effect of rain-shelter cultivation on fruit vertical diameter of kiwifruit

图11 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实果形指数的影响Fig.11 Effect of rain-shelter cultivation on fruittype index of kiwifruit

2.2.3 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实可溶性总糖含量的影响 由图12可知，3个处理的猕猴桃果实可溶性总糖含量均呈逐步增加趋势。MS栽培猕猴桃果实可溶性总糖含量在5月30日、7月15和7月29日这3个测定时期显著(P<0.05)高于CK，分别增加了0.75、0.51和0.55个百分点；RS栽培猕猴桃果实可溶性总糖含量仅在5月30日显著(P<0.05)高于CK，增加了0.47个百分点。

2.2.4 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实可滴定酸含量的影响 由图13可知，3个处理的猕猴桃果实可滴定酸含量均呈逐步降低趋势，且避雨栽培能显著降低猕猴桃果实可滴定酸含量。其中，在5月30日、6月30日、7月15日、8月25日和9月16日MS栽培猕猴桃果实可滴定酸含量均显著(P<0.05)低于CK，分别降低了0.27、0.15、0.19、0.12和0.22个百分点；而RS栽培猕猴桃果实可滴定酸含量仅在5月30日和9月16日2个时期显著(P<0.05)低于CK，分别降低了0.16、0.12个百分点。

图12 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实可溶性糖含量的影响Fig.12 Effect of rain-shelter cultivation on soluble sugar content of kiwifruit

图13 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实可滴定酸含量的影响Fig.13 Effect of rain-shelter cultivation on titratable acidity content of kiwifruit

2.2.5 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实糖酸比的影响 由图14可知，3个处理的猕猴桃果实糖酸比均呈逐步增加趋势。其中，MS栽培猕猴桃果实糖酸比在整个果实发育期均为最高值，且显著(P<0.05)高于CK，比CK增加了12.65%～65.80%；RS栽培处理的猕猴桃果实糖酸比也显著高于CK，比CK增加了3.05%～36.54%。说明避雨栽培能显著提高猕猴桃果实糖酸比，改善果实风味。

2.2.6 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实Vc含量的影响 由图15可知，3个处理的猕猴桃果实Vc含量均呈逐步增加趋势。其中，MS栽培猕猴桃果实Vc含量在整个果实发育期均为最高值，且显著(P<0.05)高于CK，比CK增加了15.1%～50.5%；RS栽培处理的猕猴桃果实Vc含量也始终高于CK，但仅在8月25日和9月16日这2个测定时期显著(P<0.05)高于CK。说明避雨栽培对果实成熟期Vc含量提高有显著促进作用。

图14 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实糖酸比的影响Fig.14 Effect of rain-shelter cultivation on sugar acid ratio of kiwifruit

图15 避雨栽培对‘红阳’猕猴桃果实Vc含量的影响Fig.15 Effect of rain-shelter cultivation on Vc content of kiwifruit

3 讨 论

3.1 避雨栽培对猕猴桃叶片生理指标的影响

叶片对生长环境变化最为敏感，其形态和结构特征往往成为植物适应环境的最佳体现[11]。避雨栽培可以改变植株生长的环境条件，因此避雨栽培条件下植株叶片生长发育特点与露地栽培有所差别[12]。本试验中MS栽培和RS栽培的猕猴桃百叶重均显著(P<0.05)高于对照，其原因可能是由于避雨栽培减弱了棚下光照强度，而猕猴桃植株为更好的适应环境，因而增加叶片面积和鲜重；另外结合本团队前期对避雨栽培猕猴桃果园小气候环境的观测结果，发现避雨棚内春季气温回升快、夏季高温时节有一定的降温作用，为猕猴桃植株创造了较好的营养生长条件，从而促进了叶幕的形成；同时避雨栽培后生长更加旺盛的猕猴桃品种，应注意做好抹芽和控梢工作。本试验关于避雨栽培促进猕猴桃叶片百叶重的增加研究结果与王鑫[13]和陈晓东[14]对避雨栽培的‘夏黑’葡萄、‘翠冠’梨和‘黄冠’梨等果树品种研究结论一致。

避雨栽培会减弱棚下的光照强度，还可能影响光质，而光质会影响叶绿素a、叶绿素b对于光的吸收，从而影响光合作用的光反应阶段[15]。本试验中还发现MS栽培处理的猕猴桃植株叶片叶绿素a含量在5月15日、5月30日和6月30日这3个时期显著(P<0.05)高于CK，同时在4月25日至6月15日以及8月15日这5个时期MS栽培处理的猕猴桃植株叶片叶绿素b含量显著(P<0.05)高于CK；而RS栽培和露地栽培处理的叶片叶绿素a和叶绿素b含量变化趋势一致，仅在4月25日第一次测定时其叶绿素b含量显著(P<0.05)高于CK。此外，MS栽培猕猴桃植株叶片叶绿素总量在多个生长期高于CK，这与郭靖[15]和戴强[16]对避雨栽培模式下的葡萄和苹果叶片生长的研究结论一致。通常红光可提高叶绿素a、b以及总叶绿素含量，但最有利于叶绿素b的增加[17]，但避雨栽培条件下如何改变棚内光质(尤其是光的波长)以及对植株叶绿素组分的影响仍有待进一步研究。

目前国内关于避雨栽培条件下对植物抗氧化酶活性影响的研究结果较少且意见不一致，有学者认为避雨栽培是一种弱光胁迫，会激发植物体内的抗氧化酶系统[18]，也有学者认为避雨栽培为植物创造了更加适宜的生长环境[19]。王紫寒[20]研究了避雨栽培对‘泽香’葡萄叶片上中下三部分SOD、POD及CAT活性的影响，结果表明避雨栽培条件下，连续降雨期间葡萄叶片的SOD和POD活性一直高于露地栽培；而王娜[21]关于杏进行温室栽培的研究结果显示，温室栽培条件下杏的叶片SOD和POD活性均低于露地栽培，CAT活性高于露地栽培。本试验研究表明，RS栽培和露地栽培(CK)处理的猕猴桃叶片SOD酶活性均呈现先上升后下降的趋势，且RS栽培猕猴桃植株叶片SOD活性在7月15日、7月29日和8月25日均显著(P<0.05)低于CK；3个不同处理的猕猴桃叶片POD活性变化较为复杂，但总体呈现先上升后下降的趋势，且2种不同避雨栽培方式的叶片POD活性在多个生长时期显著(P<0.05)高于CK；3个不同处理的猕猴桃叶片CAT活性均呈上下波动变化趋势，MS栽培处理的叶片CAT活性第一次测定时显著(P<0.05)低于CK，但在8月25日显著(P<0.05)高于CK。本试验研究结果表明，MS栽培后一定程度上能够提高植株叶片抗氧化酶POD和CAT的活性，但RS栽培对猕猴桃叶片抗氧化酶系统的影响不明显。

3.2 避雨栽培对猕猴桃果实品质的影响

避雨栽培对不同果树、不同品种和不同果实品质指标的影响差异较大。本试验发现，避雨栽培能显著提高猕猴桃成熟期单果重，且MS栽培和RS栽培处理猕猴桃果实纵横径在多数时期均显著高于CK。MS栽培果形指数为1.14～1.24，RS栽培果形指数为1.13～1.33，但与对照差异均不显著。郭书艳[22]研究发现避雨栽培的‘红阳’猕猴桃果实纵径增加5.16 mm，横径增加3.39 mm，果形指数基本不变，与本试验研究结果一致。此外，周吉兆等[23]和王军等[24]关于避雨栽培下葡萄粒重和纵横径的研究也与本试验有相似的结论。

本试验中还发现两种避雨栽培模式对于猕猴桃果实内在品质的提升十分明显，3个不同处理的猕猴桃果实发育过程中均出现“增糖、增Vc和降酸”的变化趋势，但略有差异。其中MS和RS 栽培的猕猴桃果实糖酸比在整个果实发育期均显著高于CK，在果实发育后期均显著高于CK，果实Vc含量和可滴定酸含量在果实发育前期与CK差异不显著，但在成熟期可滴定酸显著低于CK、Vc含量显著高于CK。本试验结果表明，避雨栽培能够提升猕猴桃果实内在品质，且MS栽培处理提升效果更好，这与黄涛[11]对‘红阳’猕猴桃避雨栽培条件下的研究结论一致，与避雨栽培条件下的梨[14]、冬枣[25]、桃[26]、葡萄[27]和芒果[28]等多种果树品种的研究结论一致。

4 结 论

2种不同避雨栽培模式均能够提高猕猴桃百叶重和叶片中叶绿素a含量、叶绿素总量，促进植株生长；MS栽培处理后一定程度上能够提高植株叶片抗氧化酶POD和CAT的活性；2种不同避雨栽培处理均有利于提升猕猴桃果实纵横径和单果重，并且能够促进猕猴桃果实可溶性糖和维生素C的积累以及可滴定酸的降解，避雨栽培模式有望在四川猕猴桃(尤其是红心猕猴桃)主产区得到广泛应用。