大棚冬季栽培对柑橘防冻效果及其果实品质的影响

石姣姣，陈元珺，史宏斌，袁明清，程 刚

（重庆市万州区气象局，重庆 404028）

柑橘是世界第一大水果，有138 个国家栽培种植。柑橘是亚热带常绿果树，气候对柑橘品种性状影响较大。三峡库区具有冬季冷凉但无明霜的气候特点，特别适宜2—4 月成熟的晚熟柑橘生产。重庆市万州区属三峡库区，位于长江上游，亚热带季风湿润气候，非常适宜柑橘种植，柑橘也是万州区大力发展的重要、特色水果，目前全区柑橘种植面积已达2.40 万 hm2，其中玫瑰香橙 0.80 万 hm2、柠檬 0.67 万hm2、红橘 0.80 万 hm2、杂柑 0.13 万 hm2。万州区的晚熟柑橘种植主要集中在甘宁镇，种植品种为源自意大利西西里岛的塔罗科血橙。晚熟柑橘成熟时间为12 月底到次年2 月，上市时间一般在2 月中旬，此段时间正是冬季低温冻害最频发时期。近年来，全球气候变化加剧，秋冬异常天气频发，给柑橘生产带来了重大影响［1-4］。在 2016 年 1 月的寒潮中，万州区晚熟柑橘种植片区最低气温达-4～-5 ℃，导致柑橘冻害严重，落果多，果实水分遗失，品质受影响，经济损失巨大。

目前，晚熟柑橘防冻措施较多，有烟熏、喷洒防冻剂、塑料膜覆盖、温室、大棚等，操作难度、经济成本和防冻效果差异较大［5，6］。大棚种植是现代农业发展的一种主推方式，但大棚在柑橘种植方面的应用研究较少。因此，为应对气候变化，探索新环境下晚熟柑橘种植新模式，本研究在玫瑰香橙园开展塑料膜联栋大棚柑橘试验，研究其冬季低温防冻效果及其对果实品质的影响，以期为柑橘种植提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2018 年 12 月至 2019 年 2 月在重庆市万州区甘宁镇重庆西部农业开发有限责任公司塔罗科血橙园进行试验。该果园坡度缓地势较平坦，于2004 年种植塔罗科血橙树苗，株行距为2.5 m×5.0 m，起垄栽培，垄宽3.0 m，沟宽1.5 m，垄高0.5 m。所选试验树为中庸树，其长势及立地条件基本一致。

大棚东西向为每跨8 m，共7 跨，总长56 m；南北向为每开间4.0 m，共10 开间，总长40 m；总占地面积为2 240 m2，肩高4.0 m，顶高5.8 m。顶部和四周采用PEP 利得牌优质无滴膜，厚度为0.15 mm。大棚侧面和顶部均设置了开窗系统。棚内外各安装一台移动气象观测设备，主要用于实时监测大棚内外气温变化情况。

在大棚内随机选取相邻的2 行（每行9 株）为1个处理；在离大棚20 m 左右位置随机选择相邻的2行（每行9 株）为对照（CK），管理措施大棚内外均相同。

1.2 测定项目

于塔罗科血橙果实采收期（2019 年2 月28 日）采集果样。采样时，每处理以3 株为1 个重复，共6次重复。每株树在中部东、南、西、北4 个方位各采2个果，每个重复共采集24 个果为1 个果样，每处理6个重复样品，及时将果样进行测试分析。委托农业农村部农产品质量安全监督检验测试中心（重庆）检测塔罗科血橙果样中的可食率、出汁率、可溶性固形物、糖分含量、总酸、固酸比等柑橘内在品质指标，并出具检测报告。

2 结果与分析

2.1 大棚对温度的影响

2.1.1 大棚内外日最低和最高气温变化 从图1 中可看出，气温从12 月中旬到2 月均处于较低水平，强降温过程均发生在这一时段，棚外日最低气温在-0.5～13.3 ℃，棚内日最低气温在1.4～14.6 ℃。大棚有效提高了日最低气温，在其中3 次强降温天气过程中，大棚外温度降为0 ℃以下，而大棚内最低气温仍保持在1～2 ℃，保护柑橘不受冻害的影响。由图2所示，大棚外日最高气温在3.8～17.2 ℃，大棚内日最高气温在8.4～26.5 ℃，差异较大。

图1 大棚内外日最低气温变化

2.1.2 大棚内外气温日较差变化 由图3 可见，大棚内的气温日较差高于大棚外，大棚外的气温日较差波动范围在1.1～15.6 ℃，大棚内的气温日较差波动范围在0.2～20.2 ℃，气温日变化较大棚外剧烈。

由图4 可知，整个冬季，大棚内外的气温差值基本上呈日最低气温差值＜日平均气温差值＜日最高气温差值。且大棚内外日最高气温差值与气温日较差变化呈较明显正相关：气温日较差越大，棚内外日最高气温的差值就越大，说明大棚升温效果显著。日最高温差值的峰值集中在8.5 ℃（12 月11 日）、7.1～5.2 ℃（12 月 16—18 日）、7.1 ℃（12 月 20 日）、6.4～5.1 ℃（1 月 21—23 日）、7.4 ℃（2 月 22 日），为几次寒潮天气过程；7.2 ℃（1 月 5 日）、8.1 ℃（1 月 17日）、7.4 ℃（2 月 1 日）、10.8 ℃（2 月 24 日）、8.7 ℃（2 月25 日）、7.5 ℃（2 月28 日）为几次晴好天气过程。

2.2 大棚对柑橘品质的影响

图3 大棚内外气温日较差变化

图4 大棚内外日最低气温差值、日平均气温差值、日最高气温差值

2.2.1 果实着色 柑橘果实的着色情况很大程度上决定着果实的外观品质，是决定果实商品价值的重要指标之一。由图5 可知，上面一排是大棚内柑橘，下面一排是大棚外柑橘。从果实外观来看，大棚内柑橘的着色效果较大棚外差，不能体现塔罗科血橙的优势；从果实内部来看，两者果肉差距较明显，大棚内柑橘果实的整体着色率和着色程度均较大棚外差。

2.2.2 果实品质 由表1 可知，大棚栽培有效提高了塔罗科血橙的可食率、出汁率、可溶性固形物和糖分含量，降低了总酸的含量，增加了固酸比。在可食率方面，棚内较棚外塔罗科血橙提高了1.82 个百分点；在出汁率方面，棚内较棚外提高了5.55 个百分点；在可溶性固形物方面，棚内较棚外提高了0.7 个百分点；在糖分含量方面，棚内较棚外提高了1.6 个百分点；在总酸方面，棚内较棚外降低了8.45%，固酸比增加了2.75。总体来看，大棚内栽培的塔罗科血橙主要是在出汁率和降低总酸2 个方面表现较好且比较明显。

图5 大棚（上）和对照（下）塔罗科血橙果肉的着色

表1 大棚内外塔罗科血橙果实品质比较

3 讨论

3.1 对温度的改变

由于塑料薄膜能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射不能穿透塑料薄膜散失，从而使热量保留在大棚里，大棚的增温效果明显［7，8］。从 2018年的12 月到次年的2 月，整个冬季，大棚提高了棚内的日最低气温，增温幅度在0.2～3.6 ℃，几次寒潮强降温天气，棚外最低气温在-0.5 ℃左右，棚内最低气温也维持在1～2 ℃，保护柑橘免受冻害的影响；大棚也明显提高了日最高气温，增温幅度在0.5～10.8 ℃，日最高气温的变化较日最低气温剧烈，受天气现象的影响较大，越是寒潮和晴好天气，增温效果越明显，大棚内日最高气温越高。相应的，大棚内的气温日较差较大棚外大，且寒潮天气和晴好天气温差更明显。

3.2 对品质的影响

塔罗科血橙的果皮和果肉之所以呈玫瑰色，主要是其富含花青素，花青素在阳光和紫外线的作用下，呈血一样的颜色［9］。影响花青素含量的气象因素主要是气温，其次是光照［10］。气温和光照对血橙果实中花青素的形成还具有互补作用，当环境光照不足不利于血橙果实中花青素的形成时，降低的温度能弥补光照的不足，在一定程度上抵消因光照不足对血橙果实着色的不利影响［11］。塑料大棚提高了最低气温，让柑橘免受冻害影响，但光照条件较棚外弱，且低温环境时间短，影响了花青素的形成，造成柑橘着色效果较大棚外差。

有研究表明，在一定范围内，糖分含量随着温度升高而升高，酸含量随着温度的下降而增加［12］，这与本研究结论基本一致。水果的酸度主要取决于果实中有机酸的含量，水果的酸甜是由糖酸比决定的。如果含糖量高而有机酸含量低，那口感就甜甜的；相反，如果有机酸含量高而含糖量低，那口感就比较酸。大棚内日最高气温的增温幅度远大于日最低气温的增温幅度，加大了大棚内的昼夜温差，更有利于果实糖分的积累［13］，且降低了总酸含量，因此大棚内的柑橘糖酸比较大棚外高，口感较好。

4 小结

随着全球极端天气现象频发，未来农业生产会受到更多的挑战。市场经济作用下，晚熟柑橘是目前大力发展的产业，由于生长周期长，会面临较多的气象不确定因素。大棚用于晚熟柑橘冬季防冻，有利有弊。有利的方面是防冻效果好，柑橘可食率、出汁率有所提高，且提高了糖分含量降低了总酸含量，口感更佳；不利的方面是搭设大棚需要一定的成本，价格为 100～200 元∕m2，大多数果园占地上百亩，经济成本较高，一般只能小范围适用。覆盖的膜需要每年更换，需要一定的维护成本，且钢架平均使用寿命为10～20 年，都是经济成本，需要考虑。大棚内塔罗科血橙果实的着色效果较弱，不能很好地体现此柑橘在市场上主推的玫瑰香橙品牌。此外，由于大棚内环境较封闭，在棚内开展病虫害防治时，果树果实表面及土壤的试剂残留较大棚外高，冬季需注意浇灌防止大棚内土壤缺水。因此，广大种植户需结合自己的自身条件选择合适的农业生产方式。