反光膜和摘葉對毛葡萄果際微氣候及其果實品質(zhì)的影響

成 果，吳代東，余 歡，馮啟艷，張 勁，謝林君，白 揚，謝太理，周詠梅，周思泓*

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學院葡萄與葡萄酒研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西真誠農(nóng)業(yè)有限公司，廣西 南寧 530007)

【研究意義】光照是影響葡萄果實成熟和風味物質(zhì)代謝最重要的環(huán)境因素之一[1]。廣西地處我國西南部，屬亞熱帶氣候區(qū)，高溫多濕，多石山，野生葡萄資源豐富，其中以毛葡萄分布最廣。但廣西大部分地區(qū)葡萄生長季日照不足，不利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄原料。已有研究表明，在葡萄果實發(fā)育后期可通過適量疏除果穗周圍葉片和樹下鋪設反光膜等措施以改善光照條件，進而提高葡萄果實品質(zhì)[2]。兩性花毛葡萄新品種野釀2號具有野生毛葡萄固有的釀酒特性[3]，但不少果農(nóng)選擇生產(chǎn)條件較差的土地建園，且不重視整形修剪和葉幕管理，致使園內(nèi)通風透光不良、病害嚴重、產(chǎn)量降低并影響釀酒品質(zhì)，毛葡萄生產(chǎn)損失巨大。因此，探究光調(diào)控處理對毛葡萄野釀2號果際微氣候條件及果實基本理化指標的影響，對生產(chǎn)上優(yōu)化廣西毛葡萄栽培措施及改善廣西毛葡萄釀酒品質(zhì)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】國內(nèi)外大量研究證實，適時適度摘葉或鋪設反光材料可顯著增加采收期葡萄果實的可溶性固形物含量和總糖含量，降低果實酸度，提升果皮花色苷含量，提高果實品質(zhì)[4-7]。Sun等[8]研究發(fā)現(xiàn)，摘葉對赤霞珠葡萄果皮中黃烷醇和花色苷積累的影響隨年份變化而變化，能顯著增加轉(zhuǎn)色期和采收期果實中的酚酸和黃酮醇含量。趙亞蒙[9]等研究發(fā)現(xiàn)，摘葉能促進赤霞珠和品麗珠葡萄果實的花色苷和非花色苷酚類物質(zhì)積累，且對采收期成熟度產(chǎn)生積極影響；在葡萄生長期摘除老葉和鋪設反光材料不僅能增強果穗曝光度及樹冠下部和內(nèi)膛光照，還對葉片凈光合速率和光能利用率產(chǎn)生影響，改變果際和樹體的微氣候及營養(yǎng)生長與生殖生長間的平衡關(guān)系，減少病蟲害發(fā)生，最終提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)。Sternad等[10]研究表明，在黑比諾葡萄植株不同發(fā)育期進行摘葉處理可改變其果際微氣候，進而對果實品質(zhì)產(chǎn)生不同影響。曾洪挺[11]研究顯示，對夏黑葡萄鋪設反光膜能改善葉幕微環(huán)境，增加光照強度和葉片光合效率，并在提高可溶性固形物含量的同時降低可滴定酸含量。于詠等[12]研究表明，摘葉和鋪設反光膜處理均可提高紅地球葡萄葉片的光合速率，且摘葉處理效果優(yōu)于鋪膜處理，而鋪膜+摘葉處理表現(xiàn)出疊加效應；3種光調(diào)控處理均能顯著提高果粒重量并提升可溶性固形物含量。但也有研究顯示，在氣候炎熱地區(qū)，果穗過度曝光會對西拉葡萄果皮花色苷酚類物質(zhì)積累產(chǎn)生不利影響[13]?！颈狙芯壳腥朦c】目前，光調(diào)控處理對釀酒葡萄品質(zhì)影響的研究主要集中于赤霞珠、黑比諾和西拉等歐亞種葡萄品種，以我國特有釀酒葡萄資源為試材的相關(guān)研究鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以廣西南寧地區(qū)種植的毛葡萄野釀2號為試材，在其果實轉(zhuǎn)色始期摘除果穗周圍葉片和鋪設反光材料調(diào)節(jié)果際光照條件，監(jiān)控該2種光調(diào)控處理對其果際微氣候條件的影響，同時跟蹤監(jiān)測果實基本理化指標的變化情況，旨在為優(yōu)化廣西毛葡萄栽培措施及改善廣西毛葡萄和葡萄酒品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

野釀2號葡萄于2016年定植在廣西農(nóng)業(yè)科學院科研核心示范區(qū)(東經(jīng)108°15′，北緯22°51′)，株行距1.0 m×3.0 m，平棚架，樹勢中等，滴灌，管理水平良好。2019年3月11日以單氰胺點芽，發(fā)育期采用E-L系統(tǒng)[14]進行編號。3月25日進入萌芽始期(E-L4)，4月9日新梢長至10.0 cm(E-L12)，5月8日進入開花始期(E-L19)，5月13日進入盛花期(E-L23)，5月20日進入開花末期(E-L26)，5月23日進入坐果期(E-L27)，6月5日果實達豌豆粒大小(E-L31)，在7月26日進入轉(zhuǎn)色始期(E-L35)時立即進行摘葉和鋪反光膜處理，8月26日轉(zhuǎn)色結(jié)束(E-L37)，9月4日進入采收期(E-L38)。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 處理前在果穗周圍架設HOBO小型氣象站(Onset，USA)用于采集溫度、相對濕度、光合有效輻射(PAR)和太陽總輻射(SR)4種氣象參數(shù)，數(shù)據(jù)采集器每5 min記錄1次，直至果實采收。光調(diào)控設摘葉處理和鋪設反光膜處理，以不進行摘葉和不鋪設反光膜為對照，其中，摘葉處理為將果際周圍(1～6節(jié)位)葉片摘除(以果穗充分曝光不被葉片遮擋為準)，鋪設反光膜處理為在植株樹冠正下方鋪上與樹冠外緣對齊的1.5 m寬白色反光地布(美國杜邦，1446B型)(圖1)。每處理選擇樹體長勢基本一致的野釀2號3株，每株樹作為一個生物學重復。

1.2.2 樣品采集與理化指標測定 各處理果實樣品于綠果期(E-L33)(處理前1周)、轉(zhuǎn)色初期(E-L35)(處理后1周)、轉(zhuǎn)色結(jié)束(E-L37)和采收期(E-L38)4個發(fā)育階段進行采集，每處理每次采樣150粒果實(每個重復50粒)，注意兼顧果穗的上、中、下各部位。采集的樣品用于測定果實鮮重(單果粒重)、可溶性固形物含量、可滴定酸含量和色度色調(diào)值。具體步驟為：先將果實稱重，用色度計(日本Konika Minolta CR-10)測定色度色調(diào)值，破碎后取汁，利用PAL-1型手持折射計(日本，Atago，Tokyo)測定可溶性固形物含量，利用酸堿滴定法測定可滴定酸含量(以酒石酸含量表示)。重復3次，取平均值。

圖1 光調(diào)控處理與野釀2號果際微氣候監(jiān)控圖

1.3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析，以Prism 8.0制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 野釀2號生長季氣象資料分析

為了分析毛葡萄生長季的氣候特點，將廣西南寧地區(qū)近3年野釀2號生長季的活動積溫、采收前2個月的水熱系數(shù)、漿果成熟月的降水量及生長季日照時數(shù)(數(shù)據(jù)來源于廣西壯族自治區(qū)氣象局)與我國東西部兩個優(yōu)質(zhì)葡萄酒產(chǎn)區(qū)(山東蓬萊和新疆瑪納斯)氣象資料[15]進行對比。由表1可知，廣西南寧野釀2號生長季的活動積溫均超過4000 ℃，滿足毛葡萄露天生長需求且達到優(yōu)質(zhì)釀酒產(chǎn)區(qū)的標準。但采收前2個月的水熱系數(shù)及漿果成熟月的降水量遠高于新疆瑪納斯和山東蓬萊。此外，廣西南寧地區(qū)葡萄生長季日照時數(shù)偏少，與傳統(tǒng)釀酒產(chǎn)區(qū)相比明顯不足，未達優(yōu)質(zhì)釀酒產(chǎn)區(qū)標準。

2.2 光調(diào)控處理對野釀2號果際微氣候條件的影響

光調(diào)控處理一段時間(17 d/30 d，下同)后，將對照與摘葉處理、對照與鋪設反光膜處理果際的日均溫、晝夜溫差、日最高溫度和日最低溫度進行比較，結(jié)果(圖2)表明，處理后對照與摘葉處理、對照與鋪設反光膜處理果際的日均溫基本一致(圖2-A)；摘葉與鋪設反光膜處理果際的晝夜溫差(圖2-B)和日最高溫度(圖2-C)分別低于各自的對照，而日最低溫度高于各自的對照(圖2-D)；在觀測的17 d中，摘葉處理及其對照果際分別有2 d日最高氣溫低于35 ℃，而在觀測的30 d中，鋪設反光膜處理及其對照果際分別有12 d日最高氣溫低于35 ℃；摘葉處理及其對照果際日最低溫度低于25 ℃的時間均有1 d，而鋪設反光膜處理及其對照果際日最低氣溫低于25 ℃的時間分別有14和7 d。

對光調(diào)控處理后一段時間各處理果際的日均相對濕度、晝夜?jié)穸炔?、日最高濕度和日最低濕度進行比較，結(jié)果(圖3)表明，摘葉和鋪設反光膜處理果際的日均濕度(圖3-A)略低于各自的對照，兩種光調(diào)控處理果際的晝夜?jié)穸炔?圖3-B)和日最高濕度(圖3-C)也低于各自的對照，而日最低濕度略高于各自的對照(圖3-D)。說明兩種光調(diào)控方法均可改善毛葡萄野釀2號果際的通風透光條件，明顯降低葉幕郁閉程度和果際濕度。

表1 廣西南寧、新疆瑪納斯和山東蓬萊葡萄生長季氣象對比

●代表對照；△代表摘葉處理；◇代表鋪設反光膜處理，圖3和圖4同

圖3 摘葉和鋪設反光膜處理對毛葡萄野釀2號果際相對濕度的影響

圖4 摘葉和鋪設反光膜處理對野釀2號果際光合有效輻射和太陽總輻射的影響

光調(diào)控處理一段時間后，將各處理果際的日均光合有效輻射、日光合有效輻射最大值、日均太陽總輻射和最大太陽總輻射進行比較，結(jié)果(圖4)表明，兩種光調(diào)控處理均能增強野釀2號的果際光合有效輻射和太陽總輻射，其中摘葉處理的調(diào)控效果更佳，其光合有效輻射日均值比對照提高6～13倍(圖4-A)，太陽總輻射日均值比對照提高2～4倍(圖4-C)；在進行摘葉處理后所觀測的17 d中，其果際的日最大光合有效輻射值達1400～1600 μE(圖4-B)，最大太陽總輻射值達700～1000 W/m2(圖4-D)；由于太陽總輻射和光合有效輻射最小值均為黑夜水平，因此不再分析。

分別選擇光調(diào)控處理前(7月)和處理后(8月)各1 d摘葉處理和對照的氣象參數(shù)日變化情況進行比較，結(jié)果(圖5)表明，1 d中野釀2號的果際溫度、太陽總輻射和光合有效輻射均呈先升高后降低的變化趨勢，其中，平均氣溫在12：00-18：00高于35 ℃，在14：00達最大值(圖5-A和圖5-B)，而太陽總輻射和光合有效輻射在12：00達峰值(圖5-E、圖5-F、圖5-G和圖5-H)；相對濕度的日變化呈先降低后升高的變化趨勢，其中處理前后最小值均出現(xiàn)在13：00(圖5-C和圖5-D)；處理前對照與摘葉處理果際溫度、相對濕度、太陽總輻射和光合有效輻射間的日變化曲線基本重合，而處理后摘葉處理果際白天的溫度略小于對照，太陽總輻射和光合有效輻射明顯小于對照，說明摘葉處理可改變野釀2號果際的通風透光條件，同時可減少白天極端高溫出現(xiàn)時間。

分別選擇光調(diào)控處理前(7月)和處理后(8月)各1 d進行鋪設反光膜處理和對照的氣象參數(shù)日變化情況進行比較，結(jié)果(圖6)表明，野釀2號的果際溫度、太陽總輻射和光合有效輻射無論處理前后均呈先升高后降低的變化趨勢，其中，平均氣溫在13：00-15：00達35 ℃，在13：00-14：00最高(圖6-A和圖6-B)，而太陽總輻射和光合有效輻射在13：00達峰值(圖6-E、圖6-F、圖6-G和圖6-H)；相對濕度的日變化呈先降低后升高的變化趨勢，在處理前后最低值分別出現(xiàn)在12：00和15：00(圖6-C和圖6-D)；處理前對照與鋪設反光處理的果際溫度、相對濕度、太陽總輻射和光合有效輻射間的日變化曲線基本重合，而處理后鋪設反光膜處理白天的溫度略低于對照，太陽總輻射和光合有效輻射明顯高于對照，但增幅小于摘葉處理。說明鋪設反光膜能改善野釀2號的果際光照強度，在不改變?nèi)~幕結(jié)構(gòu)的同時也能夠降低白天果際的高溫。

圖5 摘葉處理前后野釀2號果際氣象參數(shù)的日變化情況

2.3 光調(diào)控處理對野釀2號發(fā)育期果實基本品質(zhì)的影響

從圖7可看出，對照與兩種光調(diào)控處理野釀2號4個發(fā)育階段的單果粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、亮度值(L*)、紅綠色調(diào)(a*)和黃藍色調(diào)(b*)值的變化趨勢基本一致。其中，對照與兩種光調(diào)控處理的單果粒重均隨著發(fā)育期的推移呈逐漸增加趨勢，在前3個發(fā)育期各處理間無顯著差異(P>0.05，下同)，在采收期摘葉和鋪設反光膜處理顯著低于對照(P<0.05，下同)(圖7-A)，尤其以摘葉處理的單果粒重最低；果實可溶性固形物和可滴定酸含量隨著發(fā)育期的推移分別呈逐漸上升和下降的變化趨勢(圖7-B和圖7-C)，處理前1周(綠果期)和處理后1周(轉(zhuǎn)色初期)各處理間無顯著差異，轉(zhuǎn)色結(jié)束和采收期兩種光調(diào)控處理的果實可溶性固形物含量顯著高于對照，可滴定酸含量顯著低于對照；L*隨著發(fā)育期的推移逐漸降低，說明果皮顏色逐漸加深，且在綠果期、轉(zhuǎn)色初期和轉(zhuǎn)色結(jié)束3個階段各處理間差異不顯著，而采收期兩個光調(diào)控處理的L*顯著低于對照，尤其以摘葉處理最低(圖7-D)；a*隨著發(fā)育期的推移逐漸增大，在轉(zhuǎn)色階段變化較小，在采收期達最大值，其中，在綠果期、轉(zhuǎn)色初期和轉(zhuǎn)色結(jié)束3個階段對照的a*各與兩個光調(diào)控處理間差異不顯著，而在采收期顯著低于2個光調(diào)控處理(圖7-E)；b*隨著發(fā)育期的推移逐漸減小，在各發(fā)育階段各處理間均無顯著差異(圖7-F)。

圖6 鋪設反光膜處理前后野釀2號果際氣象參數(shù)的日變化情況

3 討 論

葡萄植株的光照條件受地域、整形方式、行向、葉幕密度和果穗生長方向等條件影響，而摘除果穗周圍葉片和鋪設反光材料是改善植株光照條件非常有效且已被廣泛應用的方法，成本低，操作簡便，在生產(chǎn)上比采取補光等措施更有利于推廣[2，5，16]。已有研究發(fā)現(xiàn)，摘葉不僅可改變蘋果冠層的通風透光微氣候條件，還可使?jié){果均勻著色，從而改善果實外觀品質(zhì)[17]。雷玉娟等[4]研究表明，摘葉處理能改善赤霞珠葡萄樹體的通風透光條件，增加果實光照量，從而提高果實糖分，且不影響果實產(chǎn)量和枝條成熟度。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果相似，摘葉處理野釀2號的果際微氣候條件發(fā)生了明顯變化，在光合有效輻射和太陽總輻射增加的同時，晝夜溫差、日最高溫度、日均濕度、晝夜?jié)穸炔詈腿兆罡邼穸染陀趯φ?，可能與摘葉改善了果穗周圍的通風透光條件，且降低了葉幕郁閉程度有關(guān)。本研究中，對野釀2號進行摘葉處理后，其果實的可溶性固形物含量升高，可滴定酸含量降低，果皮顏色變深，紅色色調(diào)值增大，與前人對歐亞種葡萄的研究結(jié)果一致[13，18]。廣西南寧2017-2019年葡萄果實生長季的日照時數(shù)與傳統(tǒng)釀酒產(chǎn)區(qū)相比嚴重不足，通過摘除果穗周圍葉片和鋪設反光材料已得到改善。

果園內(nèi)鋪設反光膜可利用太陽直射光和散射光(全波光)以增加果樹內(nèi)膛光照強度，從而增大果實曝光度，已在設施果樹生產(chǎn)中廣泛應用[13]。在光照不足或果實成熟期陰雨天較多的南方或大棚光照不足的環(huán)境，鋪設反光膜能改善果園微氣候，提高果實品質(zhì)[6]。蔡軍社等[19]、李文超等[20]對果實轉(zhuǎn)色后的赤霞珠進行不同程度摘葉處理，可明顯降低其單果鮮重，本研究結(jié)果與其一致，摘葉和鋪設反光膜處理的采收期野釀2號果實單粒果重均降低，可能與摘葉和鋪設反光模后果穗受到充足的陽光照曬及通風條件進一步改善加快了果實內(nèi)水分蒸發(fā)和散失有關(guān)。劉林等[21]研究表明，在設施葡萄樹冠下鋪設藍色膜、紅色膜和銀色膜等3種類型反光膜能顯著改善其果實品質(zhì)，特別是鋪設藍色膜可在提高果實可溶性糖含量的同時降低可滴定酸含量，效果更佳。張新生等[22]研究也表明，鋪設反光膜可通過提高葡萄果實蔗糖代謝相關(guān)酶活性來提高葡萄漿果的糖分含量。本研究結(jié)果與劉林等[21]、張新生等[22]的研究結(jié)果相似，野釀2號果實轉(zhuǎn)色初期鋪設白色反光地布可提升其可溶性固形物含量，降低可滴定酸含量，增加果皮顏色色度值，增大紅色色調(diào)值。

各小圖中同一生育期不同曲線上不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

在大田生產(chǎn)中光照和溫度與相對濕度密不可分，通常光照增強可能隨之帶來果際溫度升高和濕度降低[23]，光照減弱時葉幕微氣候會出現(xiàn)空氣溫度降低、空氣相對濕度增大現(xiàn)象[24]。本研究中，兩種光調(diào)控處理均可增強野釀2號的果際光照強度，降低晝夜溫差、日最高溫度、晝夜?jié)穸炔詈腿兆罡邼穸龋瑫r增加日最低溫度和濕度。因此，在調(diào)控葡萄生長的光照條件時，應同時監(jiān)控溫度和濕度等氣象因子的變化情況。此外，本研究中光調(diào)控處理可增加果皮顏色色度值，增大紅色色調(diào)值，與1 d中高溫出現(xiàn)時間縮短及發(fā)育期高溫出現(xiàn)頻率降低有關(guān)，與前人研究[25-26]認為葡萄果實花色苷的合成和積累在較冷涼年份多于炎熱年份的觀點相似，進一步說明光調(diào)控能通過改變葡萄果際微氣候環(huán)境進而影響果實品質(zhì)。

4 結(jié) 論

在廣西南寧地區(qū)，于毛葡萄野釀2號果實轉(zhuǎn)色始期摘葉和鋪設反光膜可改善其果際通風透光條件，縮短高溫出現(xiàn)時間并降低高溫出現(xiàn)頻率，提高果實的可溶性固形物含量、果皮色度值和紅色色調(diào)值，在一定程度上提升漿果品質(zhì)，其中摘葉調(diào)控的效果更佳。