王忠廣 周正威 張凱智 金龍飛 陸 麒 徐建國 王 鵬★
(1.浙江禾雨農業(yè)開發(fā)有限公司 金華 321000;2.浙江省金華市武義縣經濟特產技術推廣站; 3.浙江省柑橘研究所)
‘紅美人’雜柑是橘橙類雜交柑橘品種,以其橙紅的色澤,高糖低酸的風味、極化渣的口感和特殊的香氣,深受消費者喜愛,具有極高的經濟價值。高品質的‘紅美人’雜柑通常采用設施大棚進行避雨栽培。在栽培過程中,設施內光照分布不均,枝葉間互相遮光,薄膜老化等容易導致棚內光照不足,進而造成果實著色不均,成熟度不一致,影響‘紅美人’的外觀和內在品質。因此有必要研究改善設施光照的措施,促進‘紅美人’轉色并提高果實的品質,提升種植者的綜合經濟效益。
光是植物生長的能量來源,同時也作為一種環(huán)境信號調控植物的形態(tài)建成和新陳代謝。大量的研究還發(fā)現(xiàn),不同類型的光源和光質顯著影響果實品質的形成。例如,在葡萄上的研究發(fā)現(xiàn)補充藍光可有效提高設施葡萄的光合效率,增加可溶性固形物含量和花青素含量,同時降低酸含量[1];在楊梅上的研究發(fā)現(xiàn)采用LED燈進行補光能夠有效增加單果重,降低酸含量,提高果實綜合品質[2];在柑橘的研究發(fā)現(xiàn)LED等能夠有效促進采后柑橘維生素C和類胡蘿卜素的積累[3-5]。但是補光對設施柑橘品質的影響還少見報道,因此本研究以設施栽培的‘紅美人’雜柑為研究對象,測定了補光和對照的果實外觀和內在品質,初步探討了補光影響設施‘紅美人’雜柑品質形成的原因,以期為柑橘設施栽培中利用補光技術提質增效提供理論依據。
供試材料為7年生枳砧‘紅美人’雜柑,樹高2.5 m,冠幅3 m,株行距3 m×4 m,起壟栽植于浙江禾雨農業(yè)開發(fā)有限公司柑橘基地避雨大棚。
采用單因素試驗設計,選擇樹勢一致的‘紅美人’雜柑分為兩組,處理組于2022年9月28日采用LED補光燈(16.5W,紅藍光比例為5:1)進行補光處理,每棵樹8根燈管,均勻分布在樹冠四周,每個處理設置4個重復,以大棚內自然光作為對照。補光后12、19、26、33、40、47 d采樣進行果實著色及品質測定。
采用用色差儀(CR-400)測定果實色澤,糖度計(PAL-1)測定可溶性固形物含量,酸度計(PLA-EasyACID1)測定總酸含量,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C含量。
圖1 補光對‘紅美人’雜柑色澤的影響
對補光處理和對照的‘紅美人’雜柑果實色澤的L、a和b值進行測定,結果發(fā)現(xiàn)補光后19 d和26 d‘紅美人’雜柑果實的L值分別為60.43和69.57,顯著高于對照;補光后26 d和40 d‘紅美人’雜柑果實的a值分別為0.36和16.70,顯著高于對照;補光后19 d和26 d‘紅美人’雜柑果實的b值分別為63.55和69.64,顯著高于對照。這表明補光前期能顯著促進‘紅美人’雜柑轉色,而后期影響不大。
對補光處理和對照的‘紅美人’雜柑果實的可溶性固形物含量進行測定,結果發(fā)現(xiàn)補光前期對照和處理無顯著差異,補光后40 d和47 d的可溶性固形物含量分別為11.58和13.00,顯著高于對照。這表明補光后期能夠促進‘紅美人’雜柑果實可溶性固形物的積累。
圖2 補光對‘紅美人’雜柑可溶性固形物含量的影響
對補光處理和對照的‘紅美人’雜柑果實的總酸含量進行測定,結果發(fā)現(xiàn)在補光后26 d補光處理總酸含量為0.75 mg/100mL,對照為0.89 mg/100mL,補光處理的酸含量顯著低于對照,補光后19d、33d和40d補光處理的總酸含量平均值低于對照,但無顯著差異,到補光47 d時,對照的酸含量反而低于補光處理。這表明在成熟期補光能一定程度促進柑橘酸的降解。
圖3 補光對‘紅美人’雜柑總酸含量的影響
對補光處理和對照的‘紅美人’雜柑果實的維生素C含量進行測定,結果發(fā)現(xiàn)在補光后19d、26d、33d和47d,補光處理的維生素C含量低于對照;補光后40d,補光處理的維生素C含量高于對照,但都無顯著差異。這表明,補光對‘紅美人’雜柑果實的維生素C的積累影響不大。
圖4 補光對‘紅美人’雜柑維生素C含量的影響
柑橘果皮顏色主要受葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響[6]。葉綠素的積累與光照和溫度密切相關,適宜的光照促進葉綠素的合成,而低溫則促進葉綠素的降解[7]。類胡蘿卜素的生物合成受到光信號的調控[8],同時類胡蘿卜素的代謝還與溫度密切相關,在溫州蜜柑中的研究發(fā)現(xiàn)5℃低溫處理下類胡蘿卜素合成關鍵基因CcPSY2、CcCHYB和CcZEP的表達顯著高于25℃[7]。在本研究中,前期補光處理的紅美人柑橘果實的L、a和b值顯著高于對照,這表明在‘紅美人’成熟的前期補光能夠促進了類胡蘿卜素的積累;而隨著果實的成熟,環(huán)境溫度也在逐漸降低,此時低溫可能是影響類胡蘿卜素代謝的關鍵因素,而光照的影響反而較小。糖、酸和維生素C是衡量柑橘果實內在品質的重要指標,在葡萄、楊梅和柑橘上的研究發(fā)現(xiàn)補光能夠促進果實糖的積累和酸的降解[1,2,9]。蔗糖是柑橘果實中最主要的糖類,蔗糖合酶和蔗糖磷酸合酶是蔗糖合成的關鍵酶[10]。在楊梅中的研究發(fā)現(xiàn)補光處理能顯著提高這兩種酶的活性,進而促進果實中糖分的積累[2]。在本研究中補光處理能夠有效促進‘紅美人’雜柑成熟后期的可溶性固形物的積累,推測與補光提高了蔗糖合酶和蔗糖磷酸合酶的活性;補光處理還促進了‘紅美人’雜柑果實總酸含量的降低,推測補光促進了三羧酸循環(huán)代謝水平,導致了檸檬酸的降解。因此,后續(xù)應進一步深入開展補光促進‘紅美人’果實品質提升的機理研究,為完善設施柑橘補光技術提供理論基礎。
綜上,對提早上市的‘紅美人’雜柑,采用補光處理能夠有效改善果實著色情況,并促進有機酸的降解,提高其外觀和內在品質;而對于延后上市的‘紅美人’雜柑,采用補光處理能夠有效提高果實可溶性固形物含量,提高內在品質。