伊犁河谷冰葡萄最佳延遲采收時間探討*

黃 娟，顧雅文，劉紀疆，胡啟瑞，王 曼

（1.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，烏魯木齊 830002；2.中亞大氣科學研究中心，烏魯木齊 830002；3.新疆農(nóng)業(yè)氣象臺，烏魯木齊 830002）

冰葡萄不同于一般釀酒葡萄，它通過延長葡萄采收期，利用霜凍對葡萄進行自然濃縮。當氣溫低于?8℃左右[1]時，將葡萄在樹枝上保持一定時間，使其自然結(jié)冰濃縮，再采摘、壓榨成冰葡萄汁。用此葡萄汁釀造的葡萄酒稱為冰酒，冰酒屬于優(yōu)質(zhì)高級葡萄酒中的最高級，被譽為“液體黃金”[2]，是世界公認的葡萄酒中的極品[3]。冰葡萄品質(zhì)對冰葡萄酒的質(zhì)量起著決定作用，而不同區(qū)域氣候條件的差異及氣候年際變化對冰葡萄品質(zhì)影響極大[4?5]。在良好的氣候條件下，葡萄原料才能表現(xiàn)出糖酸平衡、風味、香味充分等優(yōu)良品質(zhì)[6]。成熟后不同的采收時間對應不同的氣象條件及果實品質(zhì)，因此，冰葡萄采收時間的判定尤為重要。

關(guān)于冰葡萄的相關(guān)研究主要集中在兩個方面。一方面，關(guān)于冰葡萄成熟后品質(zhì)變化規(guī)律研究。徐超亞等通過測定賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)威代爾葡萄果實的理化及感官品質(zhì)，探究其后熟過程中品質(zhì)的變化規(guī)律[7]；吉奇等通過建立遼寧省桓仁縣冰葡萄種植區(qū)日最低氣溫穩(wěn)定通過?8℃初日模糊隸屬度函數(shù)集和多元回歸方程，預測冰葡萄適宜收獲開始日期[8]；另一方面，從長時間序列角度分析冰葡萄生長與氣候變化的關(guān)系，并提出相關(guān)管理建議。陳嘯天等從邯鄲涉縣近30a氣象條件變化特征進行分析，得出涉縣冰葡萄種植的可行性[9]；張曉煜等利用GIS技術(shù)對中國北方30a氣候資料進行分析，開展冰葡萄的生態(tài)區(qū)劃[10]；李新等綜合分析了伊犁河谷冰葡萄威代爾的生產(chǎn)表現(xiàn)與栽培技術(shù)，提出科學管理建議[11]。

現(xiàn)階段針對冰葡萄最佳采收期的相關(guān)研究不多[12]，現(xiàn)有研究主要是對成熟期不同氣候條件的分析，缺少品質(zhì)變化規(guī)律與延遲采收時間關(guān)系的探討，尚且沒有針對冰葡萄品質(zhì)變化與成熟后氣象條件變化一對應的相關(guān)氣候機理研究。本研究在歸納、借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，利用對比分析冰葡萄品質(zhì)成熟期變化規(guī)律、年際變化規(guī)律及其與氣象因子的關(guān)系，得出冰葡萄品質(zhì)變化機理，并依據(jù)品質(zhì)與氣象條件變化關(guān)系進行冰葡萄最佳采收時間的判定，以期為優(yōu)化冰葡萄品質(zhì)、合理化區(qū)域管理提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗地設(shè)在七十團，位于新疆維吾爾自治區(qū)伊寧縣境內(nèi)的伊犁河谷生態(tài)產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)區(qū)屬天山山脈西部，三面環(huán)山，與生產(chǎn)葡萄酒的法國波爾多、生產(chǎn)冰酒的加拿大安大略緯度一致，極適合釀酒葡萄的種植和生長，是中國乃至世界罕見的原生態(tài)河谷葡萄產(chǎn)區(qū)[13?14]。

研究區(qū)為白冰葡萄產(chǎn)地，品種為6a生“白玉霓”，東西行向，面積6.67hm2。種植行距2m，株距0.8m，葡萄架高度為1.5m，整塊地中有一條寬約5m的田壟，將試驗地劃分為70行和90行的兩個地塊。在第40行和第110行離地面1.5m處各架設(shè)1臺HOBOware溫濕度記錄儀，記為儀器①、②，兩臺儀器直線距離140m，分別處于兩塊觀測地段中心位置，用于監(jiān)測地上1.5m處（葡萄果穗位置）葡萄果穗所處的溫濕度，儀器位置分別為43°43' 32"N，81°9' 12"E和43°43' 25"N，81°9'11"E。

1.2 項目觀測

采樣方法：2018年、2019年自冰葡萄充分成熟后（10月10日）30d內(nèi)，每10d在該果園選擇觀測區(qū)儀器架設(shè)點有代表性3株葡萄，在每株上部、中部和下部各選整串葡萄采樣，采樣后放入保鮮袋，裝入低溫絕熱采樣箱，當天送伊犁哈薩克自治州產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，總糖含量采用斐林試劑滴定法測定[15]，總酸含量（酒石酸當量）用氫氧化鈉滴定法測定[16]，標記觀測地儀器①位置冰葡萄汁檢測結(jié)果為樣本1，儀器②位置冰葡萄汁檢測結(jié)果為樣本2。

氣象數(shù)據(jù)：溫濕度記錄儀自動記錄并存儲每小時氣溫、相對濕度數(shù)據(jù)，其他氣象數(shù)據(jù)（最低氣溫、溫差、相對濕度、日照時數(shù)等）選取氣象站點數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS統(tǒng)計分析軟件進行氣象因子與冰葡萄品質(zhì)數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、偏回歸分析和多元線性回歸分析，篩選顯著影響冰葡萄品質(zhì)的氣象因子，并建立多元回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 延遲采收期冰葡萄總糖和總酸含量變化

由圖1線性及多項式趨勢線可見，2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內(nèi)，每10d在該果園兩個地點選取的果實樣本中，總糖和總酸含量的整體變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為總糖含量隨采收時間推遲逐漸增大，總酸含量隨采收時間推遲先減后增的變化特點。具體來看，第1次采收時（10月11日）果實總糖含量為207.5g·L?1和192.2g·L?1，最后1次采收時（11月21日）總糖含量達到了244.3g·L?1和250.4g·L?1，30d內(nèi)兩個樣地總糖含量分別增加了17.7%和30.3%?？偹岷侩S采收時間推遲的變化過程相對復雜一些，表現(xiàn)出明顯的先減小、后增大的特點。具體來看，總酸含量自第1次采收起（10月11日）至10月25日，呈減小趨勢，減小幅度分別為7.7%和6.5%，11月1日略有增大，較前一次采收增幅分別為3.3%和5.2%，11月12日繼續(xù)減小至總酸最小值0.58%，較第一次采收減小幅度分別為10.8%和6.5%，11月21日總酸大幅度增加至最大值0.66%和0.71%，較第一次采收增加幅度分別為1.5%和14.5%。

圖1 2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內(nèi)兩個取樣點果實總糖和總酸含量的變化過程Fig.1 Variation course of the total sugar and total acid content in two sample sites during 30 days after maturity (Oct.10) in 2018

由圖2可見，2019年葡萄成熟后（10月10日）每10d檢測的結(jié)果也顯示出與2018年相同的規(guī)律。兩組觀測樣本中，總糖含量也表現(xiàn)出隨采收時間推遲呈增大趨勢，總酸含量隨采收時間推遲先減小后增大的特點。從具體數(shù)據(jù)上看，兩年觀測數(shù)據(jù)間差異不大，2019年兩個檢測點總糖最小值分別是196.2g·L?1和206.2g·L?1，最后1次采收時（12月1日）總糖含量達到了231.1g·L?1和220.9g·L?1，30d內(nèi)兩個地點總糖含量分別增加了17.8%和7.1%。試點1總酸含量自第1次采收起（10月10日）至10月20日，呈減小趨勢，最小值為0.53%，減小幅度為11.7%，之后呈增大趨勢，至12月1日達到最大值0.62%，增幅為17.0%；試點2總酸含量自第1次采收起（10月10日）開始減小，至11月22日達到最小值0.57%，減小幅度為17.4%，之后呈增大趨勢，至12月1日達到0.66%的次大值，增幅為15.8%。兩個樣點總酸變化趨勢均表現(xiàn)為先減小后增大的規(guī)律，且最后一次采摘總酸值為最大值或次大值，但總酸出現(xiàn)增加趨勢的轉(zhuǎn)折點不同。

圖2 2019年葡萄成熟后（10月10日）30d內(nèi)兩個取樣點果實總糖和總酸含量的變化過程Fig.2 Variation course of the total sugar and total acid content in two sample sites during 30 days after maturity (Oct.10) in 2019

可見，兩年不同觀測點的試驗數(shù)據(jù)說明，葡萄成熟后推遲采收，果實中總糖含量明顯增加，總酸含量會劇烈波動變化。

2.2 冰葡萄延遲采收期間氣象條件變化

由圖3可見，2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內(nèi)，果園相對濕度整體上表現(xiàn)為隨采收時間推遲呈雙峰分布的變化特點。具體來看，10月17日、11月12日相對濕度出現(xiàn)兩個峰值，分別為95%、92%，對應葡萄果實總酸的谷值，10月28日出現(xiàn)相對濕度谷值，為38%，對應總酸的峰值。可見，果園相對濕度與果實總酸含量呈負反饋機制，具體表現(xiàn)為相對濕度峰值出現(xiàn)的時間對應總酸谷值的出現(xiàn)，相對濕度谷值出現(xiàn)的時間對應總酸峰值的出現(xiàn)。

圖3 2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內(nèi)兩個取樣點果實總酸含量和空氣相對濕度的變化過程Fig.3 Variation course of the total acid content and relative humidity(RH) in two sample sites during 30 days after maturity(Oct.10) in 2018

由圖4可見，2019年葡萄成熟后（10月10日）30d內(nèi)，果園相對濕度整體上表現(xiàn)為隨采收時間推遲呈劇烈波動的變化特點。具體來看，10月10?12日出現(xiàn)第一次峰值，11月6?7日出現(xiàn)第二次峰值，11月24?25日出現(xiàn)第三次峰值；10月28日、11月17日出現(xiàn)谷值，最后一次采收（12月1日）后又出現(xiàn)下降趨勢。

圖4 2019年葡萄成熟后（10月10日）30d內(nèi)兩個取樣點果實總酸含量和相對濕度的變化過程Fig.4 Variation course of the total acid content and relative humidity(RH) in two sample sites during 30 days after maturity(Oct.10) in 2019

由表1可知，2018年10月17日、11月12日出現(xiàn)大于10mm降雪，對應相對濕度峰值與總酸的谷值，2019年10月12日、11月6?7日出現(xiàn)5mm以上降雪，對應相對濕度峰值。降雪量與相對濕度變化趨勢一致，降雪天氣頻繁，溫度降低，相對濕度增大，葡萄果實內(nèi)部分酒石酸結(jié)晶，總酸含量降低，符合實際情況。

表1 2018年和2019年10月、11月降雪情況Table 1 Snowfall during October and November in 2018 and 2019

2.3 冰葡萄品質(zhì)年際變化規(guī)律

圖5為2011?2017年伊寧縣觀測區(qū)的冰葡萄品質(zhì)變化情況。由圖可見，2011?2017年伊寧縣冰葡萄汁糖度與酸度的整體變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為隨年份增加呈雙峰曲線分布的特點。具體來看，2011年冰葡萄汁糖度和酸度含量分別為365g·L?1和0.87%，2013年糖度和酸度含量分別達到了375g·L?1和0.9%的峰值，相比2011年分別增加了2.7%和3.4%；2014年冰葡萄汁糖度和酸度含量分別達到364g·L?1和0.87%的谷值，相比2013年分別減少了2.9%和3.3%；2015年糖度和酸度含量分別達到了370g·L?1和0.92%的又一峰值，相比2014年分別增加了1.6%和5.7%；2017年酸度達到最小值，為0.82%，糖度略有增加。

圖5 2011?2017年伊寧縣冰葡萄品質(zhì)檢測結(jié)果Fig.5 Quality test results of ice grape in Yining county from 2011 to 2017

2.4 延遲采收期氣象因子與冰葡萄總糖及總酸的關(guān)系

對不同采收日期對應的采收前10～120d氣象因子與冰葡萄品質(zhì)因子做相關(guān)分析，通過0.05顯著性水平檢驗的模擬結(jié)果列于表2。由表中樣點1、樣點2的分析結(jié)果共性可見，影響冰葡萄總糖含量的氣象因子主要有采摘前120d平均氣溫（T120）、采摘前120d平均最低氣溫（Tmin120）和采摘前30d平均氣溫日較差（ΔT30）。樣點1和樣點2中，T120與糖分均呈線性負相關(guān)關(guān)系，T120越大，糖分越低；Tmin120、ΔT30與糖分均呈二次曲線關(guān)系。樣點1中，隨Tmin120的增大，糖分先減小，后增大，當Tmin120達到14.5℃時，糖分達到最小值，為205.9g·L?1；隨ΔT30的增大，糖分先減小，后增大，當ΔT30達到15.3℃時，糖分達到最小值，為232.7g·L?1；由于實際研究區(qū)域ΔT30的值均小于15.3℃，所以實際研究區(qū)域的糖分隨ΔT30的增大呈減小趨勢。樣點2中，隨Tmin120的增大，糖分先減小后增大，當Tmin120達到14.1℃時，糖分達到最小值，為203.4g·L?1；隨ΔT30的增大，糖分先減小后增大，當ΔT30達到15.7℃時，糖分達到最小值，為226.7g·L?1；由于實際研究區(qū)域ΔT30的值均小于15.7℃，故實際研究區(qū)域的糖分隨ΔT30的增大呈減小趨勢。

表2 不同時段氣象因子與冰葡萄品質(zhì)因子的相關(guān)關(guān)系Table 2 Correlation between meteorological factors and quality factors of ice grape in different periods

影響冰葡萄總酸含量的氣象因子主要有采摘前120d平均氣溫（T120）、采摘前120天平均最低氣溫（Tmin120）、采摘前120d平均相對濕度（RH120）、采摘前60d平均相對濕度（RH60）。樣點1和樣點2中，T120與總酸均呈線性負相關(guān)關(guān)系，T120越大，總酸越低；Tmin120、RH120、RH60與總酸均呈二次曲線關(guān)系。樣點1中，隨Tmin120的增大，總酸先減小后增大，當Tmin120達到13.3℃時，總酸達到最小值，為5.7g·L?1；隨RH120的增大，總酸先增大后減小，當RH120達到73.6%時，總酸達到最大值，為10.5g·L?1；由于實際研究區(qū)域RH120的值均小于73.6%，故實際研究區(qū)域的總酸隨RH120的增大呈增大趨勢。隨RH60的增大，總酸先增大后減小，當RH60達到1.2%時，總酸達到最大值，為?1.2g·L?1；由于實際研究區(qū)域RH60的值均大于1.2%，故實際研究區(qū)域的總酸隨RH120的增大呈減小趨勢，均小于最大值?1.2g·L?1，不符合生產(chǎn)實際，此項舍去。樣點2中，隨Tmin120的增大，總酸先減小后增大，當Tmin120達到12.8℃時，總酸達到最小值，為5.8g·L?1；隨RH120的增大，總酸先增大后減小，當RH120達到66.6%時，總酸達到最大值，為7.9g·L?1；隨RH60的增大，總酸先增大后減小，當RH60達到138%時，總酸達到最大值，為14.6g·L?1；由于實際研究區(qū)域RH60的值遠遠小于138%，所以實際研究區(qū)域的總酸隨RH60的增大呈增大趨勢，均小于最大值14.6g·L?1。

綜合對比樣點1和樣點2，冰葡萄糖分含量與T120呈線性負相關(guān)關(guān)系，T120越大，糖分越低；與Tmin120呈二次曲線關(guān)系，隨Tmin120的增大，糖分先減小后增大；當ΔT30小于15.3時，隨ΔT30的增大呈減小趨勢。冰葡萄總酸含量與T120呈線性負相關(guān)關(guān)系，T120越大，總酸越低；與Tmin120呈二次曲線關(guān)系，隨Tmin120的增大，總酸先減小后增大；與RH120呈二次曲線關(guān)系，隨RH120的增大，總酸先增大后減小。

2.5 冰葡萄最佳采收時間的判定

2.5.1 優(yōu)質(zhì)冰酒對原料冰葡萄的品質(zhì)要求

為保證產(chǎn)品糖、酒、酸的平衡性，結(jié)合消費者的飲食習慣，中國冰酒標準規(guī)定根據(jù)葡萄汁的含糖量，可適當降低含糖量、含酸量的指標值，即酒度7.0%～14.0%，糖度不低于120g·L?1，酸度不低于6.5g·L?1。李華等研究表明，釀酒葡萄的適宜酸度應保持在6～10g·L?1，否則葡萄酒會出現(xiàn)乏味、少筋、平淡或酸澀、粗硬[17]。酸度分析中，結(jié)合中國冰酒標準規(guī)定“酸度不低于6.5g·L?1”，及“采用釀酒葡萄的適宜酸度應保持在6～10g·L?1之間”，綜合二者要求酸度滿足“6.5≤X≤10.0g·L?1”。糖酸比太高和太低不易釀造出好的葡萄酒，合適的糖酸比應為32左右，最好在35～45。根據(jù)2018年、2019年品質(zhì)變化規(guī)律，糖分變化均滿足要求，均大于120g·L?1；酸度滿足“6.5≤X≤10.0g·L?1”的是第一次采摘（10月11日）及最后一次采摘（11月21日）；糖酸比滿足“35～45”的是第三次（10月25日）及之后幾次采摘。綜合糖度、酸度、糖酸比均能滿足優(yōu)質(zhì)冰酒要求的最佳采收時間為最后一次采摘，即2018年最佳采收時間為11月21日，2019年最佳采收時間為12月1日。

2.5.2 冰葡萄達到優(yōu)質(zhì)品質(zhì)對應的最佳采收時間判定

品質(zhì)數(shù)據(jù)與氣象因子相關(guān)關(guān)系顯示，糖分分析中，二次曲線最小值全部大于120g·L?1，即葡萄成熟后糖分變化一直滿足葡萄酒品質(zhì)要求。結(jié)合樣點一和樣點二氣象因子與品質(zhì)要素的關(guān)系式，得到滿足葡萄酒糖度、酸度及糖酸比要求的各氣象因子適宜區(qū)間為7.5≤T120≤18.3℃，4.8≤Tmin120≤9.6℃，48%≤RH60≤70%，52.3%≤RH120≤64.8%，當前期氣象條件滿足上述范圍時，葡萄達到最佳采收時間。未來可據(jù)此判定指標，自成熟當日起（10月10日），單日遞推，求得不同延遲采摘期對應的氣象因子數(shù)值，若滿足上述適宜區(qū)間，則為當年冰葡萄最佳采收時間。另外，根據(jù)氣象條件的變化規(guī)律，可以預測未來最佳采收時間。

2.5.3 2020年伊寧縣冰葡萄最佳采收期驗證

取2020年伊寧縣氣象因子進行驗證，當年滿足7.5℃≤T120≤18.3℃的采收日期在10月31日?12月20日，滿足4.8℃≤Tmin120≤9.6℃的采收日期在11月18日?12月10日，滿足48%≤RH60≤70%的采收日期在10月10日?12月21日，滿足52.3%≤RH120≤64.8%的采收日期在11月25日?12月31日，綜合4個氣象要素后得到葡萄最佳采收日期為11月25日?12月10日。伊寧縣11月28日降雪8.9mm，29日降雪7.9mm，降雪對冰葡萄品質(zhì)有影響，故取11月27日為2020年伊寧縣冰葡萄最佳采收期，與實際情況相符。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

陳仁偉等的研究結(jié)果表明，隨著采收時間的推后，葡萄各項品質(zhì)指標均有一定程度的波動，可見，采收時間對葡萄果實品質(zhì)指標有顯著影響[18]。本研究結(jié)果與之相符，隨著采收時間的推遲，2018年及2019年伊寧縣冰葡萄總糖和總酸含量的整體變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為總糖含量隨采收時間推遲逐漸增大，總酸含量隨采收時間推遲先減后增。丁琦等的研究中，運用聚類分析和主成分分析方法篩選出pH、糖酸比、固酸比、可溶性糖、可溶性固形物、果總酚、果單寧作為影響釀酒葡萄采收期的主要因子[19]。本研究選取糖度、酸度、糖酸比，表征冰葡萄本身的品質(zhì)指標及釀造過程中需要考慮的品質(zhì)指標，并得到其與氣象因子一一對應的關(guān)系，能夠說明糖度、酸度、糖酸比是影響采收期的重要因子，與前人研究結(jié)果一致[20]。

一方面，劉怡萱等[21]現(xiàn)有大多數(shù)采收期研究中，多運用主成分分析等方法進行品質(zhì)數(shù)據(jù)分析，得出當年的品質(zhì)最優(yōu)采收期，此研究方法需要測量每年的品質(zhì)數(shù)據(jù)，且只針對當年采收期進行判定。本研究方法則不同，只需根據(jù)當年的氣象數(shù)據(jù)，代入品質(zhì)與氣象數(shù)據(jù)一一對應關(guān)系式，即可求得當年最佳葡萄品質(zhì)對應的最佳采收時間，且可以根據(jù)氣象條件變化規(guī)律，預測未來最佳采收期，此研究方法具有延續(xù)性和預測性。但本研究時間序列短，未結(jié)合土壤差異、年際間人工管理差異等分析，具有一定的局限性，未來可結(jié)合多方面因素進行探究。

3.2 結(jié)論

通過分析冰葡萄品質(zhì)成熟期變化規(guī)律、年際變化規(guī)律及其與氣象因子的關(guān)系，可以有效判定冰葡萄最佳采收時間。2018年及2019年隨著冰葡萄成熟后采收時間的推遲，伊寧縣冰葡萄總糖和總酸含量的整體變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為總糖含量隨采收時間推遲逐漸增大、總酸含量隨采收時間推遲先減后增的變化特點。

當前期氣象條件滿足7.5℃≤T120≤18.3℃，4.8℃≤Tmin120≤9.6℃，48%≤RH60≤70%，52.3%≤RH120≤64.8%時，冰葡萄達到最佳采收時間。2018年伊寧縣冰葡萄最佳采收時間為11月21日，2019年最佳采收時間為12月1日，2020年最佳采收時間為11月27日。