成熟期降水對賀蘭山東麓釀酒葡萄果實品質(zhì)的影響*

姜琳琳，王 靜**，張曉煜，陳仁偉，胡宏遠(yuǎn)

（1．中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與風(fēng)險管理重點實驗室，銀川 750002；2．寧夏氣象防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室，銀川 750002；3. 寧夏氣象科學(xué)研究所，銀川 750002；4. 寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021)

適宜的生態(tài)環(huán)境條件是保證葡萄優(yōu)良品質(zhì)的重要因素[1-2]。寧夏賀蘭山東麓與法國著名的波爾多葡萄酒產(chǎn)區(qū)位于同一緯度帶，葡萄生長季光熱條件充足，降水少，晝夜溫差大，因其獨特的地理位置和氣候條件成為優(yōu)質(zhì)葡萄酒產(chǎn)區(qū)[3-4]。在賀蘭山東麓釀酒葡萄酒產(chǎn)區(qū)蓬勃發(fā)展的同時，釀酒葡萄生長季的氣候資源也發(fā)生著變化[5]。1951-2015年，寧夏年降水量增加且降水日數(shù)減少[6]，尤其釀酒葡萄成熟采收期（9月）降水不斷增加[7]。大量研究表明，成熟期降水過多會嚴(yán)重影響釀酒葡萄品質(zhì)[8-10]。因此，深入開展成熟期降水量對釀酒葡萄品質(zhì)的影響十分必要。

目前，關(guān)于降水對葡萄品質(zhì)影響的相關(guān)研究，一方面是基于多年或多地氣象因子與葡萄品質(zhì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析得出成熟采收期降水是限制葡萄品質(zhì)的因子[7-8，11]。另一方面主要是通過控制灌溉量[12-13]，研究水分對釀酒葡萄品質(zhì)的影響。而成熟期不同降水量對釀酒葡萄品質(zhì)的影響機理尚不清楚，且缺乏定量化研究。因此，本研究利用人工模擬降水裝置，在釀酒葡萄成熟中期，設(shè)置不同量級的降水試驗，探索成熟期降水對釀酒葡萄還原糖、可滴定酸和總酚等品質(zhì)指標(biāo)的影響，旨在為釀酒葡萄品質(zhì)預(yù)測、年份酒評價等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地點

試驗于2017年在寧夏回族自治區(qū)永寧縣閩寧鎮(zhèn)某酒莊（北緯38°16′，東經(jīng)105°58′）完成。該酒莊位于賀蘭山東麓洪積平原地帶，土壤為淡灰鈣土。葡萄植株為5a 生赤霞珠，株距0.5m，行距3m，整形方式為“廠”字型短梢修剪。2017年該園區(qū)赤霞珠產(chǎn)量在4500kg·hm-2左右，為消除不同環(huán)境條件對釀酒葡萄品質(zhì)的影響，試驗選取栽培管理和生長勢均一致的葡萄植株作為樣本。

1.2 試驗處理

研究區(qū)域內(nèi)赤霞珠轉(zhuǎn)色期平均為8月上旬，成熟期平均為9月底，因此本研究以赤霞珠成熟階段9月為研究時段。在釀酒葡萄成熟中期選擇陰雨天氣（9月5-7日），利用電控移動式人工模擬降水系統(tǒng)（南京產(chǎn)，WHCK-PL2）進(jìn)行人工增雨試驗。據(jù)統(tǒng)計，該地區(qū)1981-2016年9月平均降水量為26.7mm，因此，本試驗分別設(shè)置10、30、40 和50mm 共4 個量級的增雨處理，每處理 3 個重復(fù)，降水強度為10mm·h-1，每個處理12 株，處理面積為12m2，小區(qū)之間間隔12m。降水模式為間歇式降水，每降10mm后，停止一小時，使雨水充分下滲。

2017年9月該地共有3 次自然降水過程，其中，9月4、9 和26日降水量分別為0.5、0.6 和9.2mm，共計10.3mm，故每個處理的總降水量為自然降水和人工模擬降水的總和，分別為20.3（P1）、40.3（P2）、50.3（P3）、60.3（P4）mm。隨機選取兩行自然降水的植株作為對照組（CK）。

在葡萄成熟期，于9月28日在每個處理陰陽面各采集3 穗葡萄，采用南北走向采摘，每穗選擇上、中、下不同部位的果粒各5 粒，共90 粒，混合均勻，擠汁后用4 層紗布過濾，測定可溶性固形物、還原糖及可滴定酸等指標(biāo)。剩余部分除梗脫粒后用液氮速凍，混合后儲藏于超低溫冰箱內(nèi)（-78℃以下），留作檢測。

1.3 項目測定

采用TD-45 手持糖度計測定可溶性固形物，采用斐林試劑法測定還原糖含量，NaOH 滴定法測定可滴定酸含量，福林-肖卡法測定總酚含量，福林-丹尼斯法測定單寧含量，鹽酸-甲醇法提取測定花色素含量[14-16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析

采用Excel2010 和SPSS21.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并作圖，采用Duncan（P＜0.05）方法進(jìn)行顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 降水量對葡萄果實可溶性固形物和還原糖含量的影響

在成熟的葡萄漿果中，可溶性固形物中含有超過90%的糖分，剩余大部分為有機酸[17]。其中，糖是決定果實和葡萄酒品質(zhì)的主要成分，可掩蓋酸味、苦味和澀味感，增加葡萄酒的口感、酒體或平衡[18]。由圖1 可知，自然降水條件下（降水量為10.3mm，CK），成熟葡萄果實可溶性固形物含量平均為25.3%，還原糖含量為239.38g·L-1；各處理可溶性固形物和還原糖隨降水量增加呈現(xiàn)出的變化趨勢基本一致，當(dāng)降水增加到P1（總降水量為30.3mm）時，葡萄漿果中可溶性固形物含量與CK 差異顯著（P＜0.05），還原糖的含量與CK 無顯著差異；當(dāng)降水達(dá)到P2 時（總降水量為40.3mm）后，可溶性固形物和還原糖含量顯著升高，分別比CK 高0.7 個百分點和3.22%；繼續(xù)增加降水量（P3 總降水量為50.3mm、P4 總降水量為60.3mm）處理，可溶性固形物和還原糖含量則顯著降低（P＜0.05），其中，P3、P4 的可溶性固形物含量分別比CK 降低1.28、1.43 個百分點；還原糖含量分別比CK 降低2.63%、5.55%。可見，9月降水量達(dá)到P2 將明顯有利于可溶性固形物和還原糖含量的增加，若降水量繼續(xù)增加，則會對葡萄漿果中可溶性固形物和還原糖的累積產(chǎn)生負(fù)面影響。

圖1 不同降水量處理葡萄果實可溶性固形物和還原糖 含量的比較 Fig.1 Comparison of the soluble solids and reducing sugar content in grape fruits among treatments

2.2 降水量對葡萄果實可滴定酸含量的影響

酸度對果實和葡萄酒的感官發(fā)揮重要作用，它不僅影響酸味，而且通過掩蓋糖的味道而影響甜味，賦予葡萄酒活潑的新鮮滋味。由圖2 可知，自然降水（CK）條件下，成熟期葡萄漿果中滴定酸含量為7.67g·L-1，隨著降水量的增加，可滴定酸含量呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢。當(dāng)降水量增加到P1 時，葡萄可滴定酸的含量達(dá)到最低值，比CK 降低13.42%（P＜0.05）。當(dāng)降水量繼續(xù)增加，可滴定酸的含量開始逐步上升，但各處理滴定酸含量依然顯著低于CK（P＜0.05），其中，P2、P3 和P4 分別比CK 降低8.21%、6.72%和4.89%。由此可見，增加降水能夠顯著降低葡萄漿果中可滴定酸的含量。

圖2 不同降水量處理葡萄果實可滴定酸含量的比較 Fig.2 Comparison of the titratable acid content in grape fruits among treatments

2.3 降水量對葡萄果實糖酸比的影響

由圖3 可知，自然降水條件下，成熟期葡萄漿果中的糖酸比為31.1，隨著降水量的增加，葡萄果實中糖酸比呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。在降水量為P1 水平時，糖酸比達(dá)到峰值，為35.9，隨著降水量的繼續(xù)增加，葡萄果實糖酸比開始下降，但P2 和P3處理的糖酸比仍顯著高于CK（P＜0.05），分別為35.0和32.5。當(dāng)降水量繼續(xù)增加到P4，果實中糖酸比繼續(xù)降低，且低于CK，比CK 降低1.00%，但此時已與CK 無顯著差異。由此可見，過多降水會降低果實糖酸比。

圖3 不同降水量處理葡萄果實糖酸比的比較 Fig.3 Comparison of the sugar/acid ratio in grape fruits among treatments

2.4 降水量對葡萄果實單寧、總酚和花色苷的影響

單寧、色素是酚類物質(zhì)的一種，酚類物質(zhì)是葡萄酒中最重要的風(fēng)味物質(zhì)之一，不僅影響葡萄酒的感官質(zhì)量（顏色、香氣和口感）[19]，同時也是重要的抗氧化劑，是葡萄酒保健功能的重要載體[20]。由圖4-圖6 可知，自然降水條件下，葡萄果實總酚含量為8.58mg·g-1，其中單寧和花色素分別為7.66 和0.73mg·g-1。隨著降水量的增加，總酚含量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢；花色素呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，單寧隨降水量的增加并無明顯變化規(guī)律，但各增雨處理的單寧值皆高于CK。其中，在降水量達(dá)到P1 時，總酚含量較CK 顯著增加，達(dá)到最高值，為11.91g·L-1，比CK 增加37.64%。當(dāng)降水量繼續(xù)增加到P2，總酚含量開始較P1 處理顯著下降，但仍比CK 高出10.95%。當(dāng)降雨量繼續(xù)增加到P3 和P4，總酚含量開始顯著低于CK，分別為6.67 和5.92mg·g-1。由圖5 可知，增雨處理增加了單寧含量，P1、P2、P3 和P4 處理的單寧含量分別比CK處理高出70.62%、0.1%、145%和99.82%。由圖6可知，增雨處理顯著降低了葡萄漿果中花色素含量，當(dāng)降雨量達(dá)到P1 時，花色素含量為0.60mg·g-1，比CK 降低17.11%，當(dāng)降雨量繼續(xù)增加到P2 和P3 時，花色素含量繼續(xù)降低，分別比CK 降低28.48%和38.57%，當(dāng)降雨量繼續(xù)增加到P4，花色素含量開始上升，但仍顯著低于CK。由此可見，降水會對葡萄果實酚類物質(zhì)合成產(chǎn)生影響。

圖4 不同降水量處理葡萄果實總酚含量的比較 Fig.4 Comparison of the total phenol content in grape fruits among treatments

圖5 不同降水量處理葡萄果實單寧含量的比較 Fig.5 Comparison of the tannin content in grape fruits among treatments

圖6 不同降水量處理葡萄果實花色素含量的比較 Fig.6 Comparison of the anthocyanidin content in grape fruits among treatments

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

釀酒葡萄在新梢生長期和幼果膨大期需要充足的水分，花期和成熟期降水過多則會引起品質(zhì)下降[21]。在避雨對釀酒葡萄品質(zhì)影響的研究中發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)栽培相比，從成熟期前1 個月左右開始避雨栽培，可以增加葡萄果實還原糖、總酚和單寧的含量，有助于葡萄果實香氣物質(zhì)的合成[22]。研究表明，花后30d-成熟期[12]、著色成熟期[13]、果實成熟期[23]虧水都能降低果實中酸的含量，提高果實中可溶性固形物和還原糖含量，提升葡萄品質(zhì)。而本研究結(jié)果表明，與自然降水相比，適度降水反而增加葡萄漿果中可溶性固形物、還原糖含量、總酚、單寧含量，降低可滴定酸和花色素含量，提高果實品質(zhì)。這可能是由于該種植園在釀酒葡萄成熟期灌溉量較少，降水給土壤補充了必要的水分，此時降水對葡萄品質(zhì)的形成起正面作用。另外，本研究設(shè)置的降雨時期在9月上旬中期，且為一次集中降雨過程，跟上述研究的處理時間也有差別。

研究認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)葡萄酒原料初始含糖量應(yīng)高于210g·L-1，[24]，可滴定酸在6.5～8.5g·L-1[25]，合適的糖酸比至少應(yīng)大于32，最好在35～45[26]。本研究結(jié)果表明，P1、P2 和P3 處理的還原糖（231.0～247.1g·L-1）、可滴定酸（6.7～7.6g·L-1）和糖酸比(32.5～35.9)都在釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒所要求的適宜范圍內(nèi)，其中，P1 處理的還原糖和P3 處理的總酚含量皆低于CK。綜合來看，P2（40.3mm）處理的還原糖、可滴定酸以及總酚含量都處于較適宜范圍，此時降水若繼續(xù)增加，葡萄果實品質(zhì)將會下降。本研究所得出的影響葡萄品質(zhì)的降水界限值與李玉鼎等得出的結(jié)論較為相似，李玉鼎等[1]通過統(tǒng)計分析1988-2002年賀蘭山東麓釀酒葡萄品質(zhì)和氣象條件的關(guān)系，認(rèn)為葡萄成熟月降水量少于50mm、旬降水量少于30mm 的年份葡萄的成熟度好，葡萄酒品質(zhì)也高。

為了保證人工模擬降水的天氣與自然降水的天氣條件接近，本研究選擇了釀酒葡萄成熟中期的陰雨天氣開展試驗，保證了降雨時段相同，但不同的降雨日數(shù)、降雨時期及降雨分布的均勻程度對葡萄品質(zhì)的影響也不同，同時降水會伴隨低溫、高濕和寡照，未來將進(jìn)一步綜合考慮溫度、日照等對葡萄品質(zhì)的影響，開展系統(tǒng)性研究。

3.2 結(jié)論

在釀酒葡萄成熟前期，利用人工模擬降水設(shè)置了10、30、40 和50mm 不同梯度的降水量，綜合可溶性固形物、還原糖、可滴定酸、總酚等各品質(zhì)指標(biāo)，認(rèn)為過度缺水和過度增雨都會對釀酒葡萄品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，增雨量為 30mm（總降水量為40.3mm）時，葡萄漿果的品質(zhì)最好。建議生產(chǎn)上根據(jù)實際情況，當(dāng)降水量低于10.3mm 時及時灌溉，給土壤補充必要水分；當(dāng)降水量超過40.3mm 時，及時采取遮雨措施，避免降雨過多導(dǎo)致葡萄品質(zhì)下降。