避雨栽培對葡萄生長微環(huán)境與果實可溶性固形物含量的影響

孫恩虹 張凱 韓旭 武強 葉坤 張建平

摘要：在以重慶為代表的夏季高溫高濕地區(qū)，研究避雨栽培對葡萄關鍵生育期的生長微環(huán)境及果實可溶性固形物含量的影響，以期為科學布局葡萄產業(yè)發(fā)展、合理制定果園管理措施、增強其生產能力提供理論依據。試驗監(jiān)測了2016—2017年葡萄果實成熟期的溫度、濕度、日照等氣象因子及葡萄可溶性固形物含量。結果表明，與露地栽培相比，避雨栽培可提供更適宜的濕度環(huán)境，葡萄葉片濕度為256～275。避雨栽培的最高溫度28℃（雨天）～38℃（晴天）遠低于露地栽培最高溫度32℃（雨天）～42℃（晴天）。避雨栽培的光照強度顯著低于露地栽培，避雨棚遮光率26.5%～37.8%。避雨栽培下，‘夏黑、‘紅富士、‘維多利亞、‘戶太八號等4個葡萄品種的可溶性固形物含量均高于露地栽培。避雨栽培可以減少濕度大幅變化，以及高溫、強光所帶來的不利影響，更有利于葡萄可溶性固形物的形成和積累，適合重慶等夏季高溫多雨地區(qū)葡萄產業(yè)發(fā)展。

關鍵詞：葡萄;避雨栽培;微環(huán)境;可溶性固形物;氣象因子

中圖分類號：S162.5+4文獻標志碼：A論文編號：cjas2020-0227

Effect of Rain-shelter Cultivation on Grapevine Canopy Microclimate and Soluble Solid Content of Grape

SUN Enhong1，2，ZHANG Kai1，HAN Xu1，WU Qiang3，YE Kun1，ZHANG Jianping3

（1Jiangjin Modern Agrometeorology Experimental Station，Chongqing 402260，China;

2Jiangjin Meteorological Bureau，Chongqing 402260，China;

3 Chongqing Institute of Meteorological Sciences，Chongqing 401147，China）

Abstract：Taking Chongqing as the study area in consideration of its hot and humid climate in summer，the study aims to clarify the influence of rain- shelter cultivation on grapevine canopy microclimate and soluble solid content of grape，and provide a theoretical basis for the scientific layout，sustainable management and production capacity enhancement of grape industry. The climate factors were monitored continuously from 2016 to 2017，such as wetness，temperature，and light intensive. Grape soluble solid content was also measured in rain-shelter cultivation and outdoor cultivation during grape maturity. The results showed that the rain-shelter cultivation could provide a more suitable humidity environment for grape compared with the outdoor cultivation. The humidity of grape leaves ranged from 256 to 275. The highest temperature of grape leaves was 28℃（rainy day）- 38℃（sunny day）in rain- shelter cultivation less than 32℃（rainy day）- 42℃（sunny day）in outdoor cultivation. Light intensive in the rain- shelter cultivation was significantly less than that in outdoor cultivation. The shading rate was 26.5%- 37.8%. ‘Xiahei，‘Red Fuji，‘Victoriaand ‘Hutaibahaohad higher soluble solid content in rain- shelter cultivation than in outdoor cultivation. The main climate factors ofrain- shelter cultivation，such as humidity，temperature and light intensity，were better for the formation and accumulation of soluble solid in grape. The rain- shelter cultivation was more suitable for the development of grape industry in Chongqing and similar areas with high temperature and more rain in summer.

Keywords：Grape;Rain-shelter Cultivation;Micro-environment;Soluble Solid;Climate Factors

0引言

重慶地處中國西南部地區(qū)，是典型的亞熱帶季風氣候區(qū)，其獨特的生態(tài)氣候環(huán)境使得所產葡萄上市較早，且香氣濃郁，具有一定的市場競爭力。然而，該區(qū)夏季氣候炎熱、降水頻繁，葡萄關鍵生長期常為高溫、高濕、強光天氣，易出現(xiàn)果實著色差[1]、病害嚴重[2-4]、日灼[5-6]等問題，限制重慶葡萄產業(yè)發(fā)展。近年來，葡萄避雨栽培模式的推廣有效改善了葡萄生長的微環(huán)境，重慶已經可以大面積種植優(yōu)質安全高品質的葡萄。避雨栽培技術在改善微氣候的同時，對葡萄果實品質也產生了一定的影響。因此從氣象角度，研究避雨栽培對葡萄生長微環(huán)境的影響及果實品質變化對于調整葡萄產業(yè)布局、改進管理措施、增強生產能力具有重要意義。

在氣象條件對葡萄品質影響研究方面，鄭廣芬等[10]研究表明，葡萄含糖量積累與光熱因子均呈正相關，與水分因子呈負相關。張曉煜等[11]通過主成分分析方法和因子分析法發(fā)現(xiàn)，釀酒葡萄綜合品質主要受果實著色期、全生育期和7—8月的降水量和水熱系數(shù)的影響。劉玉蘭[12]分析了北方釀酒葡萄主產區(qū)，影響釀酒葡萄主要品質的氣象因子和影響時段，得出果實著色期的氣溫日較差和全生育期平均相對濕度對釀酒葡萄綜合品質的形成有重要影響，果實著色期的最低氣溫影響相對較小。在避雨栽培對葡萄品質影響方面，王學娟[7]研究認為，避雨栽培條件有利于糖分的積累、有機酸的分解及多酚物質的形成，但避雨棚對光照的影響不利于花色昔的形成。王凱[8]對比露地栽培‘戶太八號葡萄品質變化，得出避雨栽培可提高糖質量濃度，同時pH及總酸極顯著低于露地栽培葡萄;曹錳[9]研究發(fā)現(xiàn)，避雨栽培下，‘金手指葡萄香氣物質組分增加，可滴定酸含量明顯下降。避雨栽培影響了葡萄生長微環(huán)境，對葡萄果實品質也產生一定的影響。筆者以‘夏黑、‘紅富士、‘維多利亞、‘戶太八號葡萄為試材，以避雨栽培為處理，露地栽培為對照，分析果實成熟期避雨栽培對葡萄葉幕微環(huán)境及果實可溶性固形物含量的影響，以期為葡萄避雨栽培的環(huán)境調控提供理論指導。

1試驗與方法

1.1研究區(qū)概況

試驗于2016—2017年在重慶市江津現(xiàn)代農業(yè)氣象試驗站（106°09′15″E，29°08′44″N）進行，該站位于重慶市江津區(qū)龍華鎮(zhèn)（圖1），屬于亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，海拔262.0 m，年降水1001.2 mm，年平均氣溫18.4℃。

1.2試驗設計

葡萄采用避雨栽培（處理）和露地栽培（對照）2種栽培模式。避雨葡萄采用H型棚架栽培，株行距1m×3 m，鋼架大棚2座，8棟連棚建設為1座，單棟跨度6m，長度28 m，棚高3.7 m，表面用大棚薄膜覆蓋固定，離地2.2m設鋼絲網供葡萄枝蔓攀爬。露地葡萄采用單臂籬架栽培，株行距1m×3m。處理與對照下葡萄品種均為重慶地區(qū)大面積推廣種植的‘夏黑、‘維多利亞、‘紅富士、‘戶太八號等4個葡萄主栽品種，植株為5 年生成年樹，樹勢中等，其田間土肥水及病蟲害防治等管理水平相對一致。果實膨大期，處理和對照每個品種各選5株長勢基本一致的葡萄植株，分別標記長勢相近的果穗20個。于成熟期取樣，作為品質檢測樣本，兼顧陰陽面、葉幕層內外中間果穗及每穗肩、中、頂部分隨機取果實40粒，取樣時間10：00，處理和對照下每個品種重復取樣3次。

1.3測定方法

1.3.1葡萄生長微環(huán)境因子的測定植物生理生態(tài)設備架設于‘夏黑葡萄植株，設有葉片濕度和冠層溫度傳感器，設備開展固定長期監(jiān)測。葉片濕度采用Decagon公司生產的高分辨率電介質式葉片濕度傳感器測量[13-16]。傳感器主要監(jiān)測葉片表面約1 cm范圍內的介電常數(shù)，干環(huán)境中（空氣）測量的值是最低值，環(huán)境濕度增大后其輸出值也會變大[17]。將傳感器固定在葡萄葉片，朝向與葉片相同，處理與對照下均選擇高度與朝向基本一致葉片。連續(xù)的監(jiān)測葡萄冠層溫度狀況，并用數(shù)據采集器進行自動記錄，記錄間隔為1 h。

冠層溫度采用Apogee公司生產的SI-111紅外溫度傳感器測量。傳感器固定于金屬三腳架上且與地面呈45°，位置統(tǒng)一朝南。傳感器通過感知葉片表面釋放的紅外線輻射，連續(xù)監(jiān)測處理與對照的冠層溫度狀況，并用數(shù)據采集器進行自動記錄，記錄間隔為1 h，數(shù)據用于分析避雨環(huán)境對葡萄可溶性固形物形成的適宜性。

光照強度使用DT-1308型自動換擋數(shù)字式照度計測定。處理與對照選擇相同朝向，同時監(jiān)測冠層上方10 cm處光照強度;測定時間為11：00，處理與對照重復測定3次。

1.3.2可溶性固形物含量的測定采用阿貝折射儀測定葡萄樣品的可溶性固形物含量。測定前首先用標準試樣校對折射儀，然后分析測定樣品可溶性固形物含量。將鮮榨的葡萄汁用干凈滴管滴加在折射棱鏡表面，蓋上進光棱鏡后鎖緊手輪，打開遮光板，合上反射鏡，調節(jié)目鏡使十字線成像清晰，此時旋轉手輪使明鏡視野中的明暗分界線清晰，微調手輪，使分界線位于十字線的中心即可讀出被測定樣品的可溶性固形物含量。

1.4數(shù)據處理

處理與對照下的葡萄品質指標值均為3次重復的算術平均值士標準誤。采用SAS v8.0軟件對光照、適宜溫度持續(xù)時期、可溶性固形物含量進行t檢驗。選取1.3.1測定數(shù)據中，7月果實成熟階段內連晴高溫與連陰雨天氣下的溫度、濕度與日照觀測資料，運用Excel得到繪圖結果。

2結果與分析

2.1避雨栽培對光照的影響

避雨栽培對葡萄生長微環(huán)境的主要影響在于改變了避雨棚內的光照強度。由表1可見，由于避雨棚遮光作用，棚內光照強度顯著低于棚外（P<0.05），且雨天光照強度差異更顯著。遮光率也因天氣狀況的不同而有差異，在雨天時最大遮光率可達37.8%，在晴天時遮光率在26.6%左右。果實成熟期日照不足會影響光合作用，但重慶葡萄成熟期（7—8月）正值炎熱高溫時節(jié)，晴天避雨棚內光照強度7.8×10⁴lx，葡萄光飽和點2.7×10⁴～6.1×10⁴lx[18]，遮光后依然處于高光照帶，可以滿足葡萄生長和光合產物積累，而且可以避免強光直射帶來的日灼，因而避雨栽培更好地保障了葡萄的品質。

2.2避雨栽培對溫度的影響

避雨栽培減少光照強度的同時帶來葉幕和果穗溫度的變化。對不同年份避雨和露地栽培下，最適宜可溶性固形物積累的溫度持續(xù)時間做方差分析。由表2 可見，避雨栽培下，適宜葡萄糖分積累的溫度時間段均略高于露地栽培，除2016年晴天外，其余均未達到顯著差異（P>0.05）。由圖2～5可見，晴天8：00—15：00避雨栽培條件下冠層溫度低于露地栽培2～4℃，雨天避雨栽培溫度略高于露天栽培。避雨栽培的最高溫度28℃（雨天）～38℃（晴天）遠低于露地栽培的最高溫度32℃（雨天）～42℃（晴天）。重慶夏季多晴熱高溫天氣，江津2016年、2017年7—8月，≥37℃高溫日數(shù)分別為28、46天;≥40七高溫日數(shù)分別為7、15天（圖7～8）。避雨栽培可降低葡萄生長環(huán)境溫度，更有利于葡萄可溶性固形物積累。此外，2種栽培模式下夜間溫度均較高，呼吸作用強，光合產物消耗多。避雨栽培環(huán)境下日較差變化幅度小于露地栽培。晴天，避雨栽培的日較差（12.25℃）略低于露地栽培（12.49℃）;雨天，避雨栽培日較差（2.97℃）明顯低于露地栽培（4.16℃）。因此，最高溫度可能是造成重慶避雨栽培可溶性固形物含量差異的一個關鍵因素。

2.3避雨栽培對濕度的影響

在高溫多雨地區(qū)，避雨栽培有效改善了葡萄生長的濕度環(huán)境。由圖8～11可見，避雨栽培下，葡萄成熟期葉片濕度變化比較穩(wěn)定在256～275，不會因為濕度過高或過低而影響果實的生長發(fā)育。晴天，由于避雨棚遮擋光，降低棚內溫度，減少了水分蒸發(fā)，避雨葡萄的葉片濕度略高于露地，為露地栽培的120%～ 240%。露地栽培下，葡萄葉片易受天氣狀況的影響，葡萄葉面常因降雨而長時間存在水膜，濕度長時間為315～509，不利于葡萄可溶性固形物積累。由于避雨棚遮擋雨水，避雨栽培下濕度低于露地栽培，平均為露地栽培的50%～78%。重慶夏季多降水頻繁、連晴高溫天氣等極端天氣，江津2016年7—8月降水量154.4 mm，雨日19天;2017年7—8月降水量181.1 mm（圖12），雨日13天，部分地區(qū)發(fā)生干旱，避雨栽培可以有效緩解降水過多或連晴高溫導致濕度大幅變化的不良影響。

2.4避雨栽培對葡萄果實可溶性固形物含量的影響

由表3可見，避雨栽培環(huán)境下的葡萄可溶性固形物含量高于露地栽培下同一葡萄品種可溶性固形物含量。2016年，避雨栽培的‘夏黑、‘維多利亞顯著高于露地栽培下相同品種的可溶性固形物含量。2017 年，避雨栽培的‘夏黑、‘戶太八號、‘紅富士、‘維多利亞4個品種可溶性固形物含量均顯著高于露地栽培環(huán)境下相同品種的可溶性固形物含量。

3結論與討論

本研究基于不同葡萄栽培模式，開展長期連續(xù)的氣象環(huán)境監(jiān)測，分析植株生長微環(huán)境差異并分析其對于果實品質形成的影響。提供可靠的避雨栽培對葡萄生長微環(huán)境的影響主要在于改善棚內的光照強度。避雨栽培可以使棚下的光照強度不斷降低，晴天遮光率大約為26.6%，雨天最大能夠達到37.8%;重慶葡萄成熟期為7—8月，連晴高溫天氣較多。光照過強會影響植物光合作用而且可能產生日灼傷害，嚴重影響葡萄品質。避雨栽培葡萄由于棚膜遮擋，有效降低了棚內的光照強度，且遮光后的光照強度依然大于光飽和點2.7×10⁴～6.1×10⁴lx，可以滿足葡萄生長和光合產物積累。

有關研究表明，采前1個月內的氣溫在一定范圍內，溫度越低果實中的可溶性固形物含量越高[19-25]。本研究中，避雨栽培對溫度有調節(jié)作用，讓避雨葡萄的冠層溫度低于露地葡萄，避雨栽培下植株冠層最高溫度28～38℃遠低于露地栽培的最高溫度32～42工。2種栽培模式下夜間溫度均比較高，避雨栽培下氣溫日較差小于露地栽培。因此，最高溫度可能是造成避雨葡萄可溶性固形物含量差異的一個重要因素。

避雨栽培提供了更適宜的濕度環(huán)境。有研究表明，降水量對葡萄可溶性固形物含量的增加起一定阻礙作用[26]。本研究中，避雨栽培能避開降水并快速排水，特別是在多雨季節(jié)，葉片濕度（256～275）小于露地栽培（300～501）;同時避雨栽培采用滴灌方式灌溉，即使在高溫干旱時段也保障土壤濕度適宜滿足葡萄正常生長，又不至于造成葡萄生長環(huán)境濕度過大。因此，棚內葉片濕度變化不受連續(xù)降水或干旱天氣影響，避免了濕度過高或過低，降低了連續(xù)陰雨天由于濕度過大對果實發(fā)育的不利影響。

本研究中，避雨栽培葡萄可溶性固形物的積累明顯高于露地栽培。避雨栽培下果實可溶性固形物含量迅速增加，說明避雨栽培避開了高溫、多雨、強光的環(huán)境條件，更適合果實可溶性固形物含量的積累。筆者主要研究了不同栽培模式下溫度、濕度、日照等環(huán)境要素差異，但沒有測定不同模式下葡萄生理生化指標的情況，后期可深入研究避雨模式下葡萄植株光合性能、葉綠素含量和關鍵酶活性差異及其對葡萄多項品質指標的影響。

參考文獻

[1]劉笑宏，郭淑華，肖秋紅，等.葉幕微氣候差異對‘摩爾多瓦葡萄花色昔的影響[J].食品科學，2018，39（7）：98-106.

[2]杜飛，朱書生，陳堯杜，等.避雨栽培對葡萄白粉病發(fā)生的影響及其微氣象學原理初探[J].經濟林研究，2009，29（1）：52-60.

[3]杜飛，鄧維平，梅馨月，等.避雨栽培對葡萄果腐病的防治效果及其微氣象原理[J].經濟林研究，2009，30（3）：43-65.

[4]鄧維萍，楊敏，何霞紅，等.避雨栽培對葡萄霜霉病發(fā)生的影響與葡萄冠層微氣象因子的關系[J].植物保護，2017，43（3）：76-82.

[5] CHEVET J M，LECOCQ S，VISSER M. Climate，grapevine phenology，wine production，and prices：Pauillac（1800-2009）[J]. The american economic review，2011，101（3）：142-146.

[6] CONDE C，SILVAP，F(xiàn)ONTES N，et al. Biochemical changes throughout grape berry development and fruit and wine quality[J]. Food，2007，1：1-22.

[7]王學娟，徐冬雪，王秀芹，等.避雨栽培對‘赤霞珠葡萄果實品質影響的對比研究[J].中國農學通報，2011，27（29）：114-118.

[8]王凱，鞠延侖，魏曉峰，等.避雨栽培對‘戶太八號葡萄果實品質的影響[J].西北農業(yè)學報.2017，26（8）：1202-1211.

[9]曹錳，郭景南，魏志峰，等.避雨栽培對“金手指”葡萄果實生長及香氣物質組分的影響[J].果樹學報，2015，32（5）：894-902.

[10]鄭廣芬，王素艷，楊建玲，等.寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄成熟采收期氣候資源變化及其對葡萄品質的影響[J].生態(tài)學雜志，2016，35 （12）：3335-3343

[11]張曉煜，亢艷莉，袁海燕，等.釀酒葡萄品質評價及其對氣象條件的響應[J].生態(tài)學報，2007，27（2）：740-745.

[12]劉玉蘭，釀酒葡萄的品質指標分析及其與氣象條件關系的試驗研究[D].南京：南京信息工程大學，2006：8-20.

[13]葉有華，彭少麟.露水對植物的作用效應研究進展[J].生態(tài)學報，2011，31（11）：3190-3196.

[14]高志永，汪有科，汪星，等.黃土丘陵半干旱區(qū)棗林露水量研究[J].農業(yè)機械學報，2015，46（10）：105-115.

[15]楊瑋，郝子源，李民贊，等.果樹葉片霧滴沉積量檢測系統(tǒng)設計與試驗[J].農業(yè)機械學報，2017，48：8-13.

[16]張靜，王力麻雪，等.不同時間尺度下黃土塬區(qū)19年生蘋果樹干液流速率與環(huán)境因子的關系[J].中國農業(yè)科學，2016，49（13）：2583- 2592.

[17]王浩，賈志峰，王智.陜北黃土丘陵區(qū)露水量及影響因子[J].應用生態(tài)學報，2017，28（11）：3703-3710.

[18]戴美松.江南地區(qū)大棚促成-避雨栽培對葡萄光合特性影響的研究[D].南京：南京農業(yè)大學，2004：24-40.

[19]劉玉蘭.釀酒葡萄的品質指標分析及其與氣象條件關系的試驗研究[D].南京：南京信息工程大學，2006：8-20.

[20]史祥賓，劉鳳之，程存剛，等.不同葉幕形對設施葡萄葉幕微環(huán)境、葉片質量及果實品質的影響[J].應用生態(tài)學報，2015，26（12）：3730- 3736.

[21]丁之恩，韋朝領.南方主要鮮食葡萄生長結實特性與溫度關系的研究[J].應用生態(tài)學報，2001，12（2）：199-204.

[22]劉明春，張強，鄧振鋪，等.河西干旱區(qū)釀酒葡萄生長的氣象條件[J].生態(tài)學報，2007，27（4）：1656-1663.

[23]馬力文，李劍萍，韓穎娟，等.賀蘭山東麓‘赤霞珠品質形成氣象條件與評級方法研究[J].中國生態(tài)農業(yè)學報，2018（3）：453-466.

[24]王素艷，鄭廣芬，李欣，等.氣候變暖對賀蘭山東麓釀酒葡萄熱量資源及冷凍害的影響[J].生態(tài)學報，2017，37（11）：3776-3786.

[25]賈永，張振文.涇陽產區(qū)主要釀酒葡萄品種果實品質研究[J].中外葡萄與葡萄酒，2010（11）：18-21.

[26]王紫寒.避雨栽培對‘澤香葡萄果實品質和葉片生理特性的影響[D].泰安：山東農業(yè)大學，2015：14-24.