張 婷,李剛波,趙 林
(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇 徐州 221121)
草莓冬季栽培時(shí),土壤溫度是決定根系生長及土壤養(yǎng)分吸收的關(guān)鍵因素之一。冬季低溫期利用地膜覆蓋栽培可以使冬季地溫提升1~3℃,是提高草莓產(chǎn)量的有效措施,同時(shí)還可以防雜草、免中耕,減少水分蒸發(fā),保證果實(shí)衛(wèi)生。目前,草莓栽培多采用黑色地膜覆蓋,雖然可有效防除雜草,但由于其反光性差、透光率低,存在提升地溫能力弱的缺點(diǎn)。有色地膜在作物上的應(yīng)用已有許多報(bào)道,主要集中在玉米、大蒜、花生等作物上[1-3],而草莓地膜覆蓋主要是采用黑色地膜和無色透明地膜覆蓋2 種[4]。為了篩選出草莓栽培最適合的地膜種類,筆者采用5 種不同顏色地膜覆蓋栽培草莓,通過調(diào)查比較不同顏色地膜覆蓋草莓的生長指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)、果面色差及生理指標(biāo),以期篩選出適合草莓栽培最佳的地膜類型,為草莓高效、優(yōu)質(zhì)、安全生產(chǎn)提供理論支撐。
試驗(yàn)在徐州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園中進(jìn)行,供試草莓品種為妙香7 號(hào),采用高架基質(zhì)栽培。設(shè)置灰膜、紅膜、綠膜、黑膜、透明膜5 種地膜覆蓋處理,每個(gè)處理種3 行,每行70 株,設(shè)3 次重復(fù)。于2018 年11 月1 日開始覆膜,直至來年4 月底。
于2019 年2 月取樣進(jìn)行有關(guān)指標(biāo)測定,每個(gè)處理隨機(jī)抽取60 株測定株高、冠幅,采摘30 個(gè)果進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)及果實(shí)色度測定。用CR-10 plus 色差儀測量草莓果面色差L*值、a*值、b*值、c*值和H 值,其中L*值反映果面亮度,0 表示黑色,100 表示白色;a*值反映紅綠色度,正值偏紅,負(fù)值偏綠,絕對值越大則紅色或綠色越深;b*值反映橙藍(lán)色度,正值偏橙,負(fù)值偏藍(lán);色度值c*反映色素的濃度,色度越大,顏色越鮮艷;色調(diào)值(色度角) H 反映紅橙綠藍(lán)紫等顏色類型以及這些基本色之間的過渡顏色,180°表示純綠色,90°表示黃色,45°表示橙紅色,0°表示紫紅色( H <50°時(shí),H 值越小,果實(shí)紅色越深)[5]。采用氮藍(lán)四唑(NBT)法測定SOD 活性;采用考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白含量;采用愈創(chuàng)木酚法測定POD活性;采用過氧化氫法測定CAT 活性[6]。
采用WPS、DPS7.05 軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差和顯著性相關(guān)分析。將不同顏色地膜覆蓋栽培的草莓植株生長、果實(shí)品質(zhì)及色度與葉片生理指標(biāo)等15 個(gè)性狀(株高、冠幅,單果重、果橫徑與縱經(jīng),果面色澤指標(biāo)L*、a*、b*、c*、H,葉片生理指標(biāo)MDA、可溶性蛋白、CAT、POD、SOD)的測定值進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,通過DPS7.05 軟件中主成分分析功能對15 個(gè)性狀進(jìn)行主成分分析,然后以6 個(gè)主成分和以每個(gè)主成分所對應(yīng)的特征值占總的特征值的比例為權(quán)重,建立主成分得分模型,來評價(jià)不同顏色地膜對草莓綜合品質(zhì)的影響。
由表1 可知,草莓的株高和冠幅都是透明膜覆蓋的最大,灰膜、紅膜和綠膜覆蓋的次之,以黑膜覆蓋的最??;黑膜與透明膜之間存在顯著差異。
表1 不同顏色地膜覆蓋栽培草莓植株的生長情況 (cm)
不同顏色地膜覆蓋栽培的草莓單果重和橫徑均無顯著差異,但果實(shí)縱徑存在顯著差異,以紅膜覆蓋的草莓果實(shí)縱徑最大,為46.64 mm,其次是綠膜、透明膜、灰膜覆蓋的,黑膜覆蓋的草莓果實(shí)縱徑最小,只有38.59 mm,并且紅膜覆蓋的草莓果實(shí)縱徑顯著高于黑膜覆蓋的(表2)。
表2 不同顏色地膜覆蓋栽培草莓果實(shí)的大小
由表3 可知,透明膜覆蓋栽培的草莓果面色差L*值最高,其次是綠膜覆蓋的,最低是紅膜覆蓋的,并且透明膜覆蓋的顯著高于紅膜覆蓋的,綠膜和透明膜覆蓋的草莓果實(shí)的L*值沒有顯著差異,即綠膜和透明膜覆蓋栽培時(shí)由于地膜反光而使草莓果實(shí)較亮。綠膜覆蓋的草莓果面a*值顯著高于灰膜以外的其他處理,即綠膜覆蓋栽培的草莓果實(shí)較鮮紅。5 種地膜覆蓋栽培的草莓果面b*值范圍為19.33~24.68,以綠膜覆蓋的最高,紅膜覆蓋的最低,并且綠膜覆蓋的顯著高于紅膜覆蓋的。綠膜覆蓋栽培的草莓果面c*值最高,其次是灰膜覆蓋的,以紅膜覆蓋的最低,綠膜和灰膜覆蓋的沒有顯著差異,但都顯著高于黑膜和紅膜覆蓋的。5 種地膜覆蓋栽培的草莓果實(shí)H 值無顯著差異。
表3 不同顏色地膜覆蓋栽培草莓果面色澤指標(biāo)
由表4 可知,不同顏色地膜覆蓋栽培的草莓葉片MDA、可溶性蛋白含量無顯著差異。草莓葉片的CAT 酶活性和POD 酶活性都是紅膜覆蓋栽培的低于用其他類型地膜覆蓋栽培的,以透明膜覆蓋栽培的最高且差異顯著。草莓葉片的SOD 酶活性是灰膜覆蓋栽培的顯著低于其他顏色地膜覆蓋栽培的,以綠膜覆蓋栽培的最高,其次是透明膜、紅膜、黑膜。
表4 不同顏色地膜覆蓋栽培草莓葉片的生理指標(biāo)
如表5 所示,依據(jù)方差累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的標(biāo)準(zhǔn),將原來15 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為6 個(gè)新的相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)(成分),6 個(gè)成分的貢獻(xiàn)率分別為31.720%、16.574%、12.756%、10.703%、7.767%、6.319%,根據(jù)各指標(biāo)載荷矩陣(表6)顯示,6 個(gè)主成分載荷值最大的分別為b*值、單果重,可溶性蛋白含量、縱經(jīng)、SOD 酶活性及冠幅。通過權(quán)重計(jì)算獲得主成分得分 模型:F總=0.317F1+0.166F2+0.128F3+0.107F4+0.078F5+ 0.063F6,每個(gè)處理的綜合得分如表7 所示,不同處 理由高到低排名順序?yàn)榧t膜、綠膜、透明膜、灰膜、黑膜。
表5 草莓植株生長、果實(shí)品質(zhì)及色度與葉片生理指標(biāo)等評價(jià)因子的特征值和方差貢獻(xiàn)率
表6 主成分在不同性狀上的因子載荷矩陣
表7 不同顏色地膜覆蓋的綜合評價(jià)
土壤溫度與地膜透光率的關(guān)系隨著氣溫的變化而變化,氣溫較高時(shí),采用透光率越高的地膜覆蓋時(shí)土壤溫度越高,相反,當(dāng)氣溫較低時(shí),用透光率越低的地膜覆蓋時(shí)土壤的保溫性越好[7]。當(dāng)輻射光譜變化范圍為400~800 nm 波段時(shí),地膜的透光率為:白膜>紅膜>黃膜>綠膜>藍(lán)膜>銀灰膜>黑膜[8]。該試驗(yàn)在2 月進(jìn)行,氣溫有所回升,草莓的株高、冠幅等生長指標(biāo)以透明膜覆蓋的最大,以黑膜覆蓋的最小,這是由于用透光率大的地膜覆蓋的土壤溫度較高,從而有利于草莓植株的生長。此結(jié)果與王玉光[9]、聶唯等[10]的研究結(jié)果相一致。
不同顏色的地膜覆蓋可造成果實(shí)品質(zhì)的差異,因?yàn)楣麑?shí)著色是果皮花色素苷合成積累和葉綠素降解的過程[11],花色素苷生物合成過程與光照關(guān)系密切[12],光照能夠通過光合作用提供充足底物,進(jìn)而提升其花色素苷形成力,光質(zhì)對花色素苷的合成也有顯著影響,果實(shí)著色的光波長不能低于400 nm,最有效波長是600 nm 左右,其中紅光的波峰主要出現(xiàn)在570~620 nm,綠色地膜透過光的波峰主要出現(xiàn)在520~560 nm,由此可見紅膜覆蓋更有利于果實(shí)著色。另外,果皮中葉綠素含量對果實(shí)外觀色澤具有一定的影響,紅皮果實(shí)只有葉綠素開始降解,紅色素合成才増加,葉綠素能吸收大量的紅光,從而降低果皮光敏色素的調(diào)控效率[13-14]。該試驗(yàn)中,用紅膜覆蓋的草莓果面的L*、a*、b*、c*、H 值均低于其他顏色,而用綠膜覆蓋的則較高,即用綠膜覆蓋的草莓果實(shí)鮮紅,顏色較亮,可能原因是用紅膜覆蓋時(shí)由于紅光透射了很大一部分,反射到果面上的光較少,使得果面色差較暗。另外,紅膜覆蓋栽培草莓葉片的CAT、POD 酶活性及可溶性蛋白含量低于其他顏色膜覆蓋的,可能是紅光有利于蔬菜碳水化合物的積累,促進(jìn)可溶性糖的合成,但不利于可溶性蛋白質(zhì)的積累,這與靳志勇等[15]、李澤軍[16]的研究結(jié)果相一致。
對于地膜顏色的選擇,試驗(yàn)采用主成分分析法進(jìn)行分析排名,15 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成6 個(gè)綜合指標(biāo),分別為b*值、單果重,可溶性蛋白含量、縱經(jīng)、SOD酶活性及冠幅。通過計(jì)算不同顏色地膜覆蓋的綜合得分,其得分高低可直接反應(yīng)不同地膜覆蓋處理后草莓綜合品質(zhì)的優(yōu)劣程度[17-18]。綜合比較幾種不同顏色的地膜,紅膜和綠膜的綜合得分分別是第一和第二,其植株健壯,果個(gè)大,果實(shí)鮮紅;其次是透明膜、灰膜、黑膜,其中透明膜易長草,不利于草莓生長。綜上可知,采用紅膜和綠膜覆蓋栽培有利于提高草莓的綜合品質(zhì)。