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金冠苹果树冠内光质构成对果实品质与光合特性的影响机制探究

一、引言

1.1研究背景与目的

金冠苹果（GoldenDelicious），又名黄香蕉、黄元帅、金帅，是苹果中的著名品种，作为重要的高产品种，其果实品质优良，在国内外市场广受欢迎。金冠苹果个头较大，成熟后果实表面金黄，色泽诱人，透着红晕，光泽鲜亮，果肉细密，汁液丰富，味道浓香，甜酸爽口，具有较高的营养价值，含有多种营养成分，如维生素C、膳食纤维、矿物质等，其中的果胶有助于降低胆固醇，促进消化。其不仅在鲜食领域备受青睐，在加工领域也具有重要地位，可用于制作苹果汁、苹果酱、苹果干等多种产品，市场需求稳定且广泛。

在苹果的生长过程中，光照是至关重要的环境因子之一，它不仅为光合作用提供能量，影响光合产物的积累，还作为一种信号调节植物的生长发育和形态建成。树冠内光质的构成十分复杂，包括紫外线（UV）、可见光（VL）和红外线（IR）等不同波段的光，这些光质成分在树冠内的分布存在差异，且对金冠苹果的果实品质和光合特性产生着不同程度的影响。果实品质涵盖果实外观、口感和营养成分等多个方面，如光照强度、光质、光周期等因素都能影响金冠苹果果实品质。适度的光照强度可提升果实的糖度和色泽，然而过高的光照强度则可能导致果实晒伤和水分含量降低，对果实品质造成负面影响。不同波长的光对果实品质的影响也有所不同，红光利于碳水化合物的形成，能使金冠苹果果实呈现出鲜艳的红色；蓝光可促进植物生长和发育，提高果实的口感和品质，但过多的蓝光会使果实变软，影响品质。光周期同样是影响金冠苹果果实品质的关键因素，在长日照下，果实的糖度和维生素C含量较高，但果实大小和颜色可能不均匀；在短日照下，果实大小和颜色较为均匀，但糖度和维生素C含量相对较低。

光合特性直接关系到植物的生长和产量，金冠苹果的光合特性也受到树冠内光质的显著影响。合理的光照强度和光质能够提高金冠苹果的光合效率、光合速率和总叶绿素含量。适当的光照强度可增强光合速率，而过强的光照强度则会使光合速率下降，甚至引发光合抑制，研究表明，光照强度为20000lux时，金冠苹果的光合速率达到最高值。不同波长的光对光合特性的影响各异，不同波长的红光对金冠苹果的光合速率影响较大，蓝光对叶片CO2光合速率的影响较小。

目前，虽然对光质与植物生长发育的研究取得了一定进展，但对于金冠苹果树冠内光质构成的详细特征及其与果实品质、光合特性之间复杂的定量关系，仍缺乏系统而深入的研究。深入探究金冠苹果树冠内光质构成与果实品质、光合特性的相关性，有助于揭示光质对金冠苹果生长发育的作用机制，为金冠苹果的优质栽培提供科学依据，具有重要的理论和实践意义。通过精准调控树冠内光质，可提高果实品质和产量，满足市场对高品质金冠苹果的需求，增加果农的经济效益，同时也有助于推动苹果产业的可持续发展。

1.2国内外研究现状

光照是植物生长发育不可或缺的环境因子，在苹果的种植中，光质对金冠苹果的果实品质和光合特性有着重要影响，国内外学者针对这一领域展开了多方面的研究。

在金冠苹果树冠内光质构成方面，国外学者较早关注到光质在树冠内的分布差异。有研究运用先进的光谱分析技术，对不同树形金冠苹果树冠内的光质进行测定，发现紫外线、可见光和红外线在树冠的上层、中层和下层，以及外部、中部和内部的分布呈现出特定规律。如紫外线和可见光从树冠上层到下层、外部到内部逐渐减少，而红外线在中层和中部相对较多。国内学者也进行了深入研究，通过田间试验，利用高分辨率光纤光谱仪对金冠苹果树冠内光质进行精确测量，进一步明确了不同光质绝对辐射能在树冠内的分布特点，以及同一树冠部位不同光质绝对辐射能占相应部位总辐射能的百分率冠内分布规律，为后续研究光质与果实品质、光合特性的关系奠定了基础。

在果实品质方面，国外研究表明，光质对果实的外观品质、内在品质均有影响。光照强度、光质、光周期等因素都能影响金冠苹果果实品质。较高的光照强度可以提高果实的糖度和色泽，但光照强度过高，会导致果实晒伤和低水分含量，影响果实品质。在植被生长期，适当提高光照强度可以促进金冠苹果果实的甜度、硬度和维生素C含量。不同波长的光对果实品质的影响也有所不同，红光利于碳水化合物的形成，能使金冠苹果果实呈现出鲜艳的红色；蓝光可促进植物生长和发育，提高果实的口感和品质，但过多的蓝光会使果实变软，影响品质。在不同的光周期下，果实的品质也会有所不同，在长日照下，金冠苹果果实的糖度和维生素C含量较高，但果实大小和颜色比较不均匀；在短日照下，果实大小和颜色比较均匀，但糖度和维生素C含量相对较低。国内研究则更侧重于从生理生化角度探讨光质影响果实品质的机制，分析了光质对果实中糖、酸、维生素等含量的影响，以及对果实色素合成相关酶活性的调控作用，发现光质通过影