甜柿套袋微域生境与果实着色效应研究
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摘 要: 对4种不同材质的果袋，进行套袋微域生境及果实着色试验，结果表明，双层内红袋处理昼夜温差较大，9月18―21日和10月上旬晴天条件下，分别比对照高5.8 ℃和4.8 ℃；塑膜袋和双层纸袋保湿性较好，在晴热干燥、空气湿度过低时，可减轻相对湿度胁迫；双层纸袋遮光严重，晴天14:00双层内红袋和双层内黑袋袋内光辐射只有对照的0.8%和0.4%。不同套袋材料形成不同的微环境，对柿果着色产生不同的影响，双层内红处理果实着色最好，其次为双层内黑，其他处理与对照差异较小，9月25日调查，双层内红果皮色为N25B，对照为163B；10月15日双层内红为33A，对照为N25B。对甜柿果皮进行色素分析，发现不同处理柿果生长后期类胡萝卜素含量均提高，套纸袋处理降低果皮类胡萝卜素含量；双层纸袋处理后期类黄酮含量增加，其他处理及对照则降低，成熟期双层内红的果皮类胡萝卜素和类黄酮含量分别比对照降低0.017 8 mg・g-1和0.070 6 mg・g-1。
关键词: 甜柿； 套袋； 微域环境； 着色
中图分类号：Ｓ６６5．2 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－９９８０（２０12）０2－0193－０6
Effects of fruit bags on microenvironment and non-astringent persimmon pigmentation
GUO Chuang-ye，SU Cai-hong，ZHANG Li-ping，DONG Shao-peng
（Cotton Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Yuncheng， Shanxi 044000 China）
Abstract: Effects of fruit bags on microenvironment and non-astringent persimmon pigmentation were studied with four kinds of bags. It was found that temperature difference between day and night inside double-layer bag with red interior layer was greatest among five treatments.Under the condition of sunny days， the temperature increased by 5.8 ℃ and 4.8 ℃on September 18 to 21 and October 3 to 8 respectively， compared with that of the control. The effect of plastic film bag and double-layer bag on the moisture retention was better，which alleviated the relative humidity stress when air humidity was too low under fine， hot and dry weather. The light in double-layer bags was poor， there were only 0.8% and 0.4% PAR inside double-layer bag with red interior layer and double-layer bag with black interior layer rspectively at 14:00 pm on sunny days compared with the control. Different bagging materials formed different micro-environment， which resulted in different effects on fruit coloring. The peel pigmentation was better in the treatment of double-layer bag with red interior layer， followed by double-layer bag with black interior layer. There was less difference between other treatments and control. On September 25， the peel pigmentation was N25B for double-layer bag with red interior layer， and 163B for control . On October 15， the peel pigmentation was 33A for double-layer bag with red interior layer， and N25B for control . It was found that at persimmon late growth stage， carotenoid content increased in all treatments， and paper bags reduced carotenoids in peel In the late growth phase， the treatments reduced the flavonoid content except double-layer paper bags. Double-layer bag with red interior layer reduced Carotenoids and Flavonoids by 0.0178 mg・g-1 and 0.0706 mg・g-1 at maturity compared with control.
Key words: Non-astringent persimmon； Bagging； Microenvironment； Pigmentation
甜柿着色程度是其外观品质的重要组成部分，在目前我国自己培育的甜柿品种还很少的情况下[1-2]，生产上推广的主要是引进中熟品种，早熟品种因产量较低、硬果期短等问题栽植较少，中熟品种成熟期在北方地区一般在10月上中旬左右[3-4]，为赶在国庆、中秋双节前上市，往往被提前采收，造成果实着色较差，影响销售等级。我们经过多年甜柿套袋试验发现，有些套袋处理可以调节甜柿产期[5]，对于甜柿果实着色期及着色程度影响较大，究其原因，在很多其他果树的套袋试验中也发现，不同的套袋材料可以在果实周围的微域生境中形成不同的温、湿度及光照等生态条件[6]，从而影响果实生长和品质表现[7-8]。甜柿果实生长期长，果实着色对环境条件比较敏感，不同生态条件下果实的着色时期和着色程度有明显差异，而我国北方地区这方面的研究较少，因此对不同材质的果袋所形成的微域环境内温、湿度和光照条件，及其对柿果着色的影响进行了一系列试验研究，以期为套袋技术在甜柿生产上推广应用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料和设计
试验于2007―2010年在山西省农业科学院棉花研究所甜柿试验园进行，试验地为黏壤土（石灰性褐土），土壤pH值8.43，水溶性盐1.3 g・kg-1，有机质含量13.5 g・kg-1，全氮 0.78 g・kg-1，有机磷7.7 mg・kg-1，速效钾212.7 mg・kg-1；供试品种为目前生产上推广的阳丰，属完全甜柿，10月上中旬成熟，丰产，嫁接砧木为君迁子，试验树第3年开始留果，2007―2010年树龄为6~9 a生。
试验设5个套袋处理，分别为双层内红（外层为外土黄内黑色纸，内层为红色蜡纸）、双层内黑（外层为外土黄内黑色纸，内层为黑色纸）、单层纸袋（土黄色纸）、塑膜袋和不套袋（CK）。在疏蕾疏果后，选择生长势和留果量基本一致的植株，于7月2日果实膨大初期进行果实套袋，每个处理套袋5株，每株套袋100个。
1.2 方法
各处理温、湿度采用ZDR-20温湿度自动记录仪测定，光量子采用TNHY-4农业环境检测仪测定。于果实膨大后期，柿果着色变化比较明显的9月中下旬和10月上旬，选择晴好天气，对仪器进行校对后，每个处理放置一台，将温、湿度探头放入树体南面中部果袋内，各处理放置方位基本相同，分析不同处理温、湿度和光照变化趋势。
从8月5日果实着色初期开始，每10 d调查1次各处理果皮和果肉色泽变化，用英国皇家园艺学会比色卡RHSCC进行比色，于9月27日着色后期和10月12日成熟期采收各处理柿果样品，送请中国科学院植物研究所北京植物园花卉生理与遗传育种研究组实验室，测定果皮类胡萝卜素和类黄酮含量。
类胡萝卜素含量测定方法: 取柿皮1.0 g左右，用液氮研磨后，先加入5 mL 80%丙酮提取液，置于4 ℃冰箱中避光浸提24 h，离心（12 000 r・min-1，10 min）取上层清液，在滤渣中加入3 mL提取液，处理方法同前；再在滤渣中加入2 mL提取液，静置离心后，合并所有的上层清液，供分析用。利用UV-Vis双光束分光光度计进行类胡萝卜素的定量分析。将提取液倒入光径1 cm的比色皿内，以80%丙酮为空白，分别在波长663、646和470 nm下测定吸光值。将测得的吸光值代人下面的公式得到类胡萝卜素的质量浓度C（mg・L-1）。
C1 = 12.21 D663 nm - 2.81 D646 nm
C2 = 20.13 D646 nm - 5.03 D663 nm
C =（1 000 D470 nm - 3.27 C1 - 104 C2）/229
最后根据下式求出果皮中类胡萝卜素的含量:
类胡萝卜素含量（mg・g-1）=（类胡萝卜素浓度 × 提取液体积 × 稀释倍数）/ 样品鲜质量（FW）。
类黄酮测定，称取约2 g新剥下的柿子皮，用液氮研磨后，先加入5 mL 2%甲酸甲醇提取液，置于4 ℃冰箱中避光浸提24 h，离心（12 000 r・min-1，10 min）取上层清液，在滤渣中加入3 mL提取液，处理方法同前；再在滤渣中加入2 mL提取液，静置离心后，合并所有的上层清液，储存在-40 ℃低温冰箱内。高效液相色谱（HPLC）分析前用0.22 μm的尼龙微孔滤器过滤。色谱柱为TSK gel ODS-80Ts QA，4.6 mm（内径）×150 mm（长）。检测波长为350 nm。流动相组成为，A相: 0.1%甲酸乙腈；B相: 10%甲酸水溶液。洗脱比例为: 0 min，10%A；20 min，23%A；30 min，10%A。柱温35℃，流速0.8 mL・min-1，用Chameleon软件分析。采用DAD检测，通过检测出的总峰面积与已知标准品的峰面积进行比对，计算出相对于标准品的类黄酮含量。每个样品3次重复，求其平均值。
2 结果与分析
2.1 不同套袋材料的袋内温、湿度效应
2.1.1 温度效应 在甜柿果实着色的关键时期9月份和10月上旬，对不同处理袋内及对照柿果周围微域环境温湿度进行连续测定，发现晴朗天气从早上8:00开始，直至第2天凌晨6:00，日平均温度变化呈单峰曲线。不同材质果袋均有增温效果，日出后处理间温差逐渐加大，单层纸袋和塑膜袋升温较快，10:00~16:00为各处理温度高峰期。峰值出现时，袋内最高温度以双层内红最高，其次为单层纸袋和塑膜袋，对照最低。在大气温度较高时期的9月18―21日调查（图1-a），平均日最高温度（峰值）在双层内红、单层纸袋、塑膜袋和双层内黑处理中，分别比对照高5.4 ℃、4.3 ℃、4.2 ℃和2.1 ℃。处理间出现温差与套袋材料的透光性和保温性等有关。峰值过后处理间温差逐渐缩小，20:00至次日8:00处理间温差较小。气温较低但昼夜温差大的10月3―8日调查结果（图1-b），日均最高温度较9月份低，处理间温度峰值差异减小，仍以双层内红峰值最高，夜间各处理温度均比较低，因此各处理昼夜温差均比较大。
2个时期调查结果，均以双层内红昼夜温差最大，9月18―21日平均为16.9 ℃，比对照高5.8 ℃；10月3―8日平均21.1 ℃，比对照高4.8 ℃，昼夜温差大有利于果实着色，因此柿果生长后期直至成熟期，双层内红处理果实着色是最好的。2个时期在所有套袋处理中昼夜温差最小的都是双层内黑处理，分别比对照高2.0 ℃和0.9 ℃。
2.1.2 湿度效应 湿度变化与温度基本呈反相关（图1），各处理随温度升高湿度逐渐降低，中午14:00左右各处理湿度最低，14:00之后又逐渐升高，6:00达到最大值。气温越高，处理间湿度差越大，气温降低处理间差异也缩小。
9月18―21日调查，在中午最高温时，对照相对湿度为43.0%，塑膜袋、双层内黑袋和双层内红袋袋内湿度分别比对照高16.4%、13.5%和7.5%，单层纸袋保湿性略差，再加上袋内温度高于双层内红袋之外的其他处理，因此袋内湿度甚至低于对照；夜间降温后各处理湿度逐渐升高，塑膜袋内湿度仍是最高的，双层内黑袋内湿度回升较慢，在湿度高峰时是各处理中最低的，其余处理差距很小。
10月3―8日气温较9月18―21日降低较多，湿度却没有同步增加。调查结果，在中午温度达峰值时，对照柿果微环境内相对湿度只有34.1%，塑膜袋、双层内红袋、双层内黑袋和单层纸袋分别为57.2%、45.0%、41.9%和40.4%，对于减轻相对湿度胁迫，促进柿果生长和着色是有利的。10月上旬日最高温度较低，单层纸袋内湿度也高于对照；在凌晨直至日出前其他处理湿度升高甚至达到饱和状态时，双层内黑袋内湿度回升较慢，除降雨天气外基本不会出现饱和状态。
总的说来，塑膜袋保湿性最好，晴天在气温达到高峰后直至夜间，塑膜袋内湿度最高，但因温度回升快及透气孔的作用，在日出后升温阶段袋内湿度并不是最高的；其次为双层纸袋，在高温时段相对湿度较低的情况下，可以提高柿果周围微环境的空气湿度；单层纸袋保湿性较差，日出后对照和单层纸袋内湿度降低较快，夜间降温后，湿度回升也快，因此一天中变幅较大；双层内黑夜间湿度回升慢，在凌晨时段袋内湿度是各处理中最低的，昼夜湿度差也较小；在所有处理中，双层内红袋保湿性居中。
2.2 不同套袋材料的袋内光照效应
4种套袋材料透光性各不相同，晴朗天气各处理柿果周围微域环境内光量子密度随自然光变化呈单峰曲线，塑膜袋透光性好，与对照差异较小（图2- A），其次为单层纸袋，双层纸袋透光性极差。在对照光合有效辐射为794 μmol・m2・s-1的情况下，塑膜袋为对照的93.1%，单层纸袋为45.2%，双层内红和双层内黑处理袋内光量子通量密度只有6 μmol・m2・s-1和3 μmol・m2・s-1，分别占对照的0.8%和0.4%，2种双层纸袋透光率均很低，对柿果着色影响较大，2者之间的差异（图2-B）对柿果着色也形成了不同的影响，反观透光率较高的塑膜袋和单层纸袋，柿果着色与对照差异则比较小。
2.3 不同套袋材料对甜柿果实着色的影响
图版-A~C分别是8月下旬、9月中旬和10月中旬不同处理柿果着色状况，因柿果着生部位及果个大小不同个体间略有差异，但处理间不同时期的色差还是比较明显的，可以看出柿果着色的3个时期，8月下旬柿果着色早期，双层纸袋处理果皮转黄较早，尤其是双层内黑处理；9月中旬果皮转红则以双层内红较早；10月中旬成熟期双层内红着色远好于其他处理。
对柿果着色过程进行定期比色（表1），可以看出，双层内黑处理果皮褪绿转黄最早，其次为双层内红，单层纸袋和塑膜袋着色较迟，对照最差；8月5―15日各处理果皮颜色没有明显变化，直到9月5日为止，双层内黑处理果皮着色仍是最好的；甜柿果皮前期由绿色转黄以双层内黑处理较早，但着色后期果皮转红则以双层内红处理较早，其次是双层内黑，9月15日调查，双层内红处理着色程度超过了双层内黑，此后直到成熟期，一直是双层内红处理着色最好；9月25日调查，双层内红处理着色程度已达对照成熟期10月15日的水平；10月15日双层内红果皮色泽为鲜艳的红色，双层内黑着色也较好，其余处理及对照则为橙红或橙黄色。着色过程中单层纸袋和塑膜袋与对照差异一直较小。不同年份天气条件不同，各处理着色时间和着色程度有一定差异，但处理间变化趋势基本一致。
甜柿果肉与果皮比较着色相对较淡，着色过程中色泽变化较小，处理间差异也比较小（表2），基本以双层内红果肉着色略好于其他处理。决定甜柿果实着色的主要是果皮。在柿果着色后期分2次对不同处理甜柿果皮进行色素分析，由表3可见，柿果生长过程中，各处理类胡萝卜素含量都是增加的，但2个时期套纸袋处理均降低了甜柿果皮中类胡萝卜素的含量，尤其是双层纸袋，塑膜袋则对类胡萝卜素含量影响较小；着色后期类黄酮含量在双层纸袋中有所提高，其他处理则下降，除塑膜袋外，其他处理均低于对照。成熟期双层内红袋处理类胡萝卜素含量是最低的，类黄酮含量也比较低。
柿果着色是一个渐进的积累过程，套袋前期不同处理对于柿果叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮等含量产生的影响对于后期色素形成及柿果着色有重要作用，有些看似果皮色泽变化不大的套袋时期也是不可或缺的，略去这些过程推迟套袋时间，后期着色效果是大不相同的。套袋时间推迟，虽然袋内温、湿度及光照差异仍存在，但各处理柿果着色程度差异较小。
甜柿品种阳丰在不套袋情况下，果面有时会出现着色不均匀的情况，套袋可以很好的解决这一问题，4种套袋处理柿果着色均比较均匀。套袋方法也很重要，如果袋口扎不严，也会造成着色不均匀。另外，不同的套袋材料在果实生长后期破损程度不同，会影响柿果实周围微域环境的温、湿度和光照状况，使各处理的生态特性出现偏差，双层内红和塑膜袋较少出现破损，双层内黑有小范围开裂，单层纸袋在柿果成熟前破损较多，造成着色不均匀等现象。
3 讨 论
不同材质的果袋在不同的天气条件下袋内微域环境的温、湿度变化趋势为晴朗天气温度日变化呈单峰曲线，湿度呈相反趋势，14: 00时左右是温度高峰期、湿度最低时，凌晨6: 00时左右是温度最低、湿度最高时。甜柿果实套袋后，袋内温度和湿度与对照有较大差异。晴朗天气日出后不同材质果袋均有增温效果，所有处理中温度峰值最高的是双层内红袋，昼夜温差也最大；湿度以对照和单层纸袋变化较大，塑膜袋和双层内黑袋比较稳定，双层内红袋保湿性居中。
柿果微域环境内光照条件随天气状况变化较大，处理间差异也大。晴天各处理光照的日变化趋势与温度基本同步，呈单峰曲线，对照和塑膜袋内光照条件较好，双层纸袋透光性差。双层内黑袋在晴天袋内透过的光量子也极少，双层内红袋略好于双层内黑袋，但与其他处理相比遮光仍较严重；不同的套袋条件不光影响光量子通量密度，也影响透过的光质[9-10]，而不同的光量子密度和光质影响果皮及果实中叶绿素的形成及糖类等的形成与转化[11]，进而影响到甜柿果实中其他色素的形成，因此对果实着色有不同的影响。
不同套袋处理造成柿果周围微环境中温、湿度及光照等条件的差异，套袋为果实生长提供了一个相对高温、高湿、弱光的微域生态环境，从而影响到甜柿果皮中色素的形成。在果实着色期，一定范围内提高温度和昼夜温差，可以促进柿果实着色[12-13]，温度过高则会抑制果皮着色，据研究[6]，双层内红袋处理在晴天高温时段果面温度低于果实，因此会减轻高温对着色的抑制作用；袋内相对湿度较高不利于着色，但在空气干燥的时段可以减轻相对湿度胁迫，对柿果生长和着色有利；弱光不利于叶绿素的合成，相反促其降解[14]，这些因素结合其他微域环境中生态因子的变化，从而影响甜柿果皮由绿转黄及由黄转红的过程。双层内黑袋褪绿转黄较早，双层内红袋着红色较早，在柿果生长后期直至成熟，双层内红袋是所有处理中着色最好的；塑膜袋透光性好，保湿性强，单层纸袋有一定的透光性，这2种处理对于果实着色影响较小。
多年试验结果发现，不同甜柿品种在不同地区套袋效果有一定差异[15-16]，北方地区阳丰套袋效果更加突出。双层内红处理袋内昼夜温差大、湿度与对照比较相对稳定、遮光严重但有少量的光量子通过，对甜柿果实的外观品质影响较大，尤其是果皮着色状况，双层内红处理着红色远好于不套袋及其他处理，在甜柿生产中可提高果实的外观品质，增加经济效益。（本文图版见插2）
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