“超纖滲灌”對(duì)摩爾多瓦葡萄生長(zhǎng)與果實(shí)品質(zhì)的影響研究

陳 拓，張清濤，陳 郁，王振平

(1.中山大學(xué)土木工程學(xué)院，廣東 珠海 519082；2.中山大學(xué)華南地區(qū)水循環(huán)與水安全廣東省普通高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510275；3.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，葡萄與葡萄酒教育部工程研究中心，寧夏 銀川 750021)

在氣候變化背景下，農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展事關(guān)重大。我國(guó)水資源短缺，全國(guó)總用水量卻在逐年上升，農(nóng)業(yè)用水比例居高不下[1]。我國(guó)水資源人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平，且用水浪費(fèi)情況嚴(yán)重，水資源短缺已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。我國(guó)干旱半干旱地區(qū)的水資源短缺問(wèn)題更加突出，極大限制了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，影響人們生產(chǎn)生活[2-4]。

灌溉用水是我國(guó)水資源消耗的重要部分，北方地區(qū)多以常規(guī)溝灌為主，這種灌水方式耗水量較大，水易滲漏，水分利用效率低。我國(guó)葡萄種植面積大，主要集中在長(zhǎng)江以北地區(qū)。許多葡萄種植區(qū)仍使用常規(guī)溝灌的方式進(jìn)行灌溉，造成了水資源的極大浪費(fèi)[5-8]。寧夏賀蘭山東麓是公認(rèn)的最佳釀酒葡萄種植和高端葡萄酒黃金產(chǎn)區(qū)之一，該地區(qū)葡萄種植面積廣，灌溉用水主要是黃河水?！俺?xì)纖維”滲灌是基于毛細(xì)作用原理，通過(guò)超細(xì)纖維材料制成的滲灌裝置給植物根區(qū)供水[9]，能達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的?！俺?xì)纖維”材料吸水性能優(yōu)越[10]，外層由無(wú)紡布包裹，可以防止泥沙進(jìn)入毛細(xì)芯，環(huán)狀設(shè)計(jì)可以覆蓋葡萄主根部，使葡萄主根周圍獲得較為均勻的水分?！俺?xì)纖維”滲灌(簡(jiǎn)稱“超纖滲灌”)可以減少水資源的浪費(fèi)，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉有著重要的實(shí)踐意義。“超細(xì)纖維”滲灌對(duì)摩爾多瓦葡萄生長(zhǎng)與果實(shí)品質(zhì)的影響研究還未見(jiàn)報(bào)道。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年在寧夏回族自治區(qū)永寧縣玉泉營(yíng)農(nóng)場(chǎng)葡萄園進(jìn)行，海拔高程約1 110～1 120 m，屬溫帶大陸性氣候、中溫帶干旱氣候區(qū)，年平均氣溫8.7℃。該地區(qū)年日照時(shí)數(shù)2 800～3 300 h，光能資源豐富；年平均降水量201.4 mm，年內(nèi)分配不均，7、8、9三個(gè)月的降水總量約占全年總降水量的62%。該地區(qū)蒸發(fā)強(qiáng)烈，年平均蒸發(fā)量1 470 mm。土壤質(zhì)地為沙壤土，土壤成分主要是淡灰鈣土，pH值<8.5，田間持水量為14%。年內(nèi)平均溫差31.5℃，平均日溫差13.6℃。該地區(qū)晝夜溫差大，夏季干旱少雨，光照充足，是我國(guó)公認(rèn)的天然優(yōu)質(zhì)葡萄產(chǎn)區(qū)。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)葡萄品種為9 a生鮮食葡萄摩爾多瓦(VitisviniferaL.cv. Moldova)，根系長(zhǎng)度約2～4 m，全育期為4—9月，最佳采收期為9月底。葡萄種植東西行向，行間距為2.5 m，株間距為75 cm。滲灌毛細(xì)芯材料選用超細(xì)纖維制成，內(nèi)環(huán)直徑約15 cm、寬3 cm、厚2 mm，外部使用無(wú)紡布包裹縫合。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在葡萄園小范圍試驗(yàn)地中選取長(zhǎng)勢(shì)一致的葡萄植株，每3株放置1個(gè)塑料桶，水桶墊高50 cm，連接PVC管，并通過(guò)閥門控制出水，PVC管上方設(shè)置3個(gè)細(xì)槽口分別供3個(gè)毛細(xì)芯穿入，連接緊密，無(wú)漏水現(xiàn)象，每個(gè)毛細(xì)芯分別對(duì)應(yīng)1棵葡萄植株，放置在葡萄主根部。設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)處理，分別為環(huán)狀滲灌(A*0，毛細(xì)芯置于土壤表面)、環(huán)深滲灌(A*10，毛細(xì)芯置于表面土壤下方10 cm處)和常規(guī)溝灌(CK，水桶連接開(kāi)縫PVC管，水從縫中流出)，“超纖滲灌”處理示意見(jiàn)圖1。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)由1個(gè)水桶灌溉3株相鄰葡萄樹(shù)，各處理植株單獨(dú)排列?！俺w滲灌”處理的每棵植株均使用環(huán)狀毛細(xì)芯灌溉，各處理的土壤溫濕度探頭埋深均為10 cm，環(huán)狀處理的毛細(xì)芯置于葡萄根部表面，土壤溫濕度探頭埋設(shè)于毛細(xì)芯正下方土壤深度10 cm處，環(huán)深處理的探頭置于毛細(xì)芯下，常規(guī)溝灌則埋設(shè)于土壤深度10 cm處。每個(gè)處理共9棵葡萄植株，每株葡萄單次灌水量為30 L，灌溉水量參考當(dāng)?shù)仄咸逊N植灌溉水量，灌水周期(水桶水耗完后再次向水桶補(bǔ)充水的周期)為1個(gè)月左右，受天氣和灌溉情況影響有所調(diào)整，本次試驗(yàn)灌水期從2019年5月28日至收獲前一星期。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤體積含水量：采用土壤溫濕度傳感器(RK-TR-I20，濟(jì)南仁碩電子科技有限公司，中國(guó))測(cè)量葡萄主根區(qū)土壤體積含水量，每個(gè)重復(fù)放置2個(gè)傳感器，每小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)。選取每天清晨06∶00土壤含水量的數(shù)值并計(jì)算平均值。探頭均埋設(shè)于主根區(qū)附近，由于植株根系分布差異，測(cè)定的土壤含水量可能有所偏差。

黎明前葉水勢(shì)(Ψb)：清晨05∶00采集葡萄植株陰面中部成熟葉片，用塑封袋保存用于測(cè)定葉片水勢(shì)。每個(gè)處理選取9片葉片，用壓力室法測(cè)量，儀器為蘭州大學(xué)生產(chǎn)的ZLZ-4型植物水分狀況測(cè)定儀。葡萄植株水分脅迫程度分為輕度脅迫T1(-0.20 MPa≥Ψb>-0.40 MPa)、中度脅迫T2(-0.40 MPa≥Ψb≥-0.60 MPa)和重度脅迫T3(Ψb<-0.60 MPa)。

副梢生長(zhǎng)量：選取各處理葡萄植株中部副梢，標(biāo)記并測(cè)量長(zhǎng)度，計(jì)算生長(zhǎng)量。

果形指數(shù)：果?？v徑與橫徑的比值。

果粒重：每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取27顆果實(shí)并稱重。

可溶性固形物：使用數(shù)字折射儀(Atago PR-101, Atago Company Ltd.,Japan)測(cè)定。

可滴定酸：采用酸堿滴定法，采樣后用NaOH滴定法測(cè)定，以酒石酸計(jì)。

脯氨酸含量：采用茚三酮法測(cè)定。

花色苷含量：在最大吸收波長(zhǎng)處用分光光度計(jì)測(cè)定吸光值。

維生素C含量：采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

可溶性蛋白含量：采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定。

數(shù)據(jù)制圖、統(tǒng)計(jì)分析與方法：繪圖軟件為Origin 2018，各個(gè)處理之間的對(duì)比使用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，以LSD法進(jìn)行分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同灌溉方式對(duì)土壤含水量和葉水勢(shì)的影響

在葡萄全生育期內(nèi)，土壤含水量峰值出現(xiàn)在6月底。各處理每日06∶00的土壤含水量峰值大小表現(xiàn)為：A*10(17.8%)>CK(16.5%)>A*0(15.7%)(圖2a)。A*0低于CK是因?yàn)椤俺?xì)纖維”置于土壤表面，短時(shí)間內(nèi)滲水速度低于蒸發(fā)速度所致,而A*10處理由于表層土壤蒸發(fā)較小，故土壤含水量峰值最高。從圖2a可以看出，從7月份開(kāi)始，A*0和A*10處理的土壤含水量峰值均高于CK，土壤含水量下降速度低于CK。表明在相同灌水量下，“超纖滲灌”的保水性較好，水分蒸發(fā)和深層滲漏低。A*10在水分監(jiān)測(cè)期的土壤含水量最低值是6.4%，高于處理A*0和CK；CK土壤含水量最低值為5.0%，小于其他處理，說(shuō)明常規(guī)溝灌水分快速流失，容易造成較嚴(yán)重的水分脅迫。每次灌水后，各處理土壤含水量達(dá)到峰值，隨后下降。由于CK粗放式出水，灌溉水迅速消耗，在灌水一段時(shí)間后其土壤含水量保持在較低水平，而A*0和A*10處理的土壤含水量下降到一定程度后開(kāi)始小幅緩慢回升，在補(bǔ)充一定水分后再次下降，能防止植株受到嚴(yán)重水分脅迫。

6月23日到8月2日期間各處理葉片水勢(shì)在-0.3 MPa以上，后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(圖2b)。處理A*0的葉片水勢(shì)顯著高于CK，后期各處理間的葉水勢(shì)差異逐漸減小。各處理葉片水勢(shì)平均值在6月23日處于較高水平，均高于-0.25 MPa，表現(xiàn)為A*10(-0.20 MPa)>A*0(0.21 MPa)>CK(0.22 MPa)，但處理間無(wú)顯著差異。7月13日，A*0和A*10葉片水勢(shì)均高于-0.20 MPa，土壤水分較為充足，而CK處理的葉片水勢(shì)低于-0.20 MPa，處于輕度脅迫。8月13日和8月22日，各處理葉片水勢(shì)均低于-0.30 MPa，葉水勢(shì)較之前大幅下降，葡萄受到中度水分脅迫，A*0處理受到輕度水分脅迫。8月22日CK葉水勢(shì)小于-0.40 MPa，接近重度脅迫。

2.2 不同灌溉方式對(duì)摩爾多瓦葡萄生長(zhǎng)的影響

2.2.1 對(duì)副梢生長(zhǎng)量和果實(shí)膨大的影響 在相同降水量和灌溉量下，新梢在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)水分變化非常敏感，有效的水分供應(yīng)對(duì)新梢生長(zhǎng)具有積極意義。如表1所示，各處理副梢生長(zhǎng)量表現(xiàn)為：A*10(135.8 cm)>A*0(111.3 cm)>CK(70.8 cm)。A*10的長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于A*0和CK，CK長(zhǎng)勢(shì)與A*10和A*0相比有較大差距，A*10和A*0的副梢生長(zhǎng)量比CK分別高92%和57%。

不同灌溉處理中，A*10的果粒重最高，為64.1 g，較CK提高了13%。3種處理的葡萄產(chǎn)量表現(xiàn)為：A*10(16.3 kg)>A*0(13.6 kg)>CK(11.1 kg)(表1)。A*10的產(chǎn)量比A*0高2.7 kg，比CK提高46.8%，且“超纖滲灌”處理均高于CK，說(shuō)明持續(xù)的水分供應(yīng)有利于增加產(chǎn)量。A*10的水分利用效率最高，其次是A*0，CK最低。灌水一段時(shí)間后，處理CK基本處于輕度脅迫狀態(tài)；隨著水分的持續(xù)蒸發(fā)，后期處理CK水分脅迫程度加重，8月13日處于中度脅迫狀態(tài)，接近重度脅迫，8月22日達(dá)到重度脅迫，其水分脅迫加重程度高于A*10和A*0。A*10水分供應(yīng)較穩(wěn)定，能夠?yàn)槠咸焉L(zhǎng)提供更好的水分條件。CK長(zhǎng)勢(shì)較差，說(shuō)明嚴(yán)重的水分脅迫會(huì)抑制葡萄的生長(zhǎng)。A*10和A*0的灌溉水利用效率較高，比CK分別提高了92%和60%。

表1 不同灌溉方式下的副梢生長(zhǎng)量、粒重和葡萄產(chǎn)量

2.2.2 對(duì)果形指數(shù)的影響 各處理在7月25日和8月4日的果形指數(shù)無(wú)明顯差異，果形指數(shù)基本在1.19～1.28之間，各處理間相差較小(表2)。8月25日至9月16日期間，“超纖滲灌”與CK的果形指數(shù)相比差異顯著。8月25日A*0果形指數(shù)最高，為1.20，與CK有顯著差異。9月4日A*10果形指數(shù)最高，與CK差異顯著。9月16日，A*0、A*10果形指數(shù)分別為1.21和1.19，二者無(wú)明顯差異，但與CK相比差異顯著，且均高于CK。

表2 不同灌溉方式對(duì)葡萄平均果形指數(shù)的影響

2.3 不同灌溉方式對(duì)摩爾多瓦葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

2.3.1 對(duì)果實(shí)可滴定酸和可溶性固形物含量的影響 在葡萄轉(zhuǎn)色初期，3種處理的可滴定酸含量最高，此時(shí)葡萄還未成熟，各處理的可滴定酸含量仍處于較高水平(圖3a)。隨著葡萄進(jìn)一步成熟，果實(shí)的糖酸不斷轉(zhuǎn)化積累，可溶性固形物含量不斷上升，可滴定酸含量逐漸降低。7月25日A*10的可滴定酸含量最高，為40.3 g·L-1，其次是A*0和CK。轉(zhuǎn)色期結(jié)束后，可滴定酸含量大幅下降。8月25日3個(gè)處理的可滴定酸含量表現(xiàn)為：A*10(13.5 g·L-1)>CK(12.2 g·L-1)>A*0(11.1 g·L-1)，A*0的變化幅度最大，相比7月25日下降了28.1 g·L-1。隨著葡萄持續(xù)成熟，葡萄可滴定酸含量變化幅度放緩，8月25日至9月4日期間，A*0、A*10和CK的可滴定酸含量分別下降了4.2、6.1 g·L-1和5.5 g·L-1。成熟后期葡萄可滴定酸含量緩慢下降，維持在一定水平。

轉(zhuǎn)色初期，3種處理的可溶性固形物含量處于較低水平，均在5%左右，CK略高，A*10最低(圖3b)。轉(zhuǎn)色期后，葡萄的糖酸不斷轉(zhuǎn)化累積，可溶性固形物含量增長(zhǎng)速度加快，8月4日到8月25日期間的增加量最高，其中CK的上升幅度最大，達(dá)到了9.75%，其次是A*0，為9.4%，A*10上升幅度最小，為8.5%。從8月25日至9月4日期間，可溶性固形物增加速度放緩，A*0、A*10和CK的含量分別是18.3%、18.6%和18.1%，增加量分別為2.3%、3.9%和1.9%。A*10的可溶性固形物含量及增加量均高于A*0和CK。CK的可溶性固形物含量增加速度放緩，表明過(guò)度的水分脅迫不利于果實(shí)糖分的累積。葡萄成熟后期，果實(shí)的可溶性固形物含量維持在穩(wěn)定水平，9月16日各處理的可溶性固形物含量的情況是A*10和CK較高，二者含量無(wú)明顯差異，而A*0含量略低。

在轉(zhuǎn)色初期，各處理的糖酸比存在明顯差異，CK糖酸比最高，其次是A*0，最低是A*10(表3)。隨著葡萄轉(zhuǎn)色的完成，各處理果實(shí)中的可滴定酸逐漸轉(zhuǎn)化，糖分不斷積累，糖酸比緩慢上升。轉(zhuǎn)色期結(jié)束后，葡萄逐漸成熟，果實(shí)可滴定酸轉(zhuǎn)化和糖分累積速度加快，糖酸比變化幅度增大。8月25日，A*0、A*10和CK糖酸比分別為14.42、10.94和13.27，處理間差異顯著，其中A*0糖酸比最高，各處理糖酸比相較于轉(zhuǎn)色期初期有明顯提高。成熟期間，果實(shí)糖酸比仍以較快速度增加，9月16日各處理的糖酸比均高于38，果粒成熟度高，口感好，但3個(gè)處理間無(wú)明顯差異。

表3 不同灌溉方式對(duì)葡萄糖酸比的影響

2.3.2 對(duì)果實(shí)脯氨酸和花色苷含量的影響 7月25日、8月25日和9月28日各處理的脯氨酸和花色苷含量如圖4所示。7月25日A*10的脯氨酸含量最高，CK和A*0均低于A*10，這主要是因?yàn)?月中旬灌水后，葡萄此時(shí)處于大量需水階段，CK出水的速度快，水分脅迫得到充分的緩解，而A*10滲水速度較為穩(wěn)定，無(wú)法快速滿足植物短期內(nèi)的大量需水。7月25日至8月25日期間，各處理脯氨酸含量呈下降趨勢(shì)，處理間差異顯著，8月25日A*0、A*10和CK的脯氨酸含量分別為10.0、10.7 g·L-1和9.4 g·L-1，但是處理間差距較小。9月28日CK脯氨酸含量最高，顯著高于A*0和A*10(圖4a)。

花色苷含量的快速積累一般在轉(zhuǎn)色期開(kāi)始后。從圖4b可以看出，在轉(zhuǎn)色初期，各處理花色苷含量還處于極低水平，此時(shí)葡萄花色苷剛剛開(kāi)始合成，隨著果實(shí)轉(zhuǎn)色的進(jìn)行，花色苷合成速度加快。8月25日，各處理花色苷含量較7月25日大幅上升，此時(shí)轉(zhuǎn)色期已經(jīng)結(jié)束，花色苷逐漸累積，A*0的花色苷含量最高，達(dá)到了28.2 mg·100g-1，高于CK。9月28日已接近收獲，各處理的花色苷含量較轉(zhuǎn)色期完成后有所下降，A*10的花色苷含量高于A*0和CK，A*10和A*0的花色苷含量比CK分別提高了14.3%和5.2%，此時(shí)各處理的水分脅迫程度高，A*10相較于CK能在一定程度上保護(hù)葡萄漿果免于皺縮，有利于花色苷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。輕度和中度水分脅迫可以加速轉(zhuǎn)色期花色苷的積累，而重度脅迫會(huì)降低花色苷含量。

2.3.3 對(duì)果實(shí)維生素C和可溶性蛋白含量的影響 7月25日A*10和CK的維生素C含量均顯著高于A*0，但前兩者之間無(wú)明顯差異(圖5a)。8月25日A*0、A*10和CK的維生素C含量分別為1.60、1.68 mg·100g-1和1.05 mg·100g-1，A*0和A*10的維生素C含量較CK分別高52%和60%。葡萄在轉(zhuǎn)色期結(jié)束后進(jìn)入成熟期，A*0和A*10的維生素C含量大幅上升，而CK的維生素C含量較之前呈下降趨勢(shì)。說(shuō)明成熟期一定程度的穩(wěn)定水分供應(yīng)可能有利于維生素C的合成。9月28日各處理的維生素C含量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，主要是因?yàn)榇藭r(shí)接近收獲期，維生素C的活性降低，易氧化。

7月25日，A*0的可溶性蛋白含量高于A*10和CK，A*10較CK略高(圖5b)。轉(zhuǎn)色期結(jié)束后，各處理可溶性蛋白含量有所提高，A*0的上升幅度較小，較A*10和CK略低，A*10和CK之間無(wú)明顯差異。果實(shí)成熟期是葡萄營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成累積的重要時(shí)期，9月28日A*10和A*0的可溶性蛋白含量較8月25日分別提高了16%和25%；CK的可溶性蛋白含量較8月25日出現(xiàn)了下降，也低于A*0和A*10，其中A*10比CK高29%。

3 討 論

葡萄的生長(zhǎng)過(guò)程漫長(zhǎng)，其生育期內(nèi)不僅需要大量的養(yǎng)分，也需要合適的灌溉方式。合理的灌溉方式能夠在相同的灌水量下更有利于植物的生長(zhǎng)，達(dá)到提高水分利用效率的目的[11-13]。

雷筱等[14]的研究表明，葡萄在生育期的耗水量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，新梢生長(zhǎng)和果實(shí)膨大期間的耗水強(qiáng)度達(dá)到高點(diǎn)，此時(shí)期充足水分供應(yīng)是葡萄正常生長(zhǎng)發(fā)育的前提。隨著灌水結(jié)束時(shí)間的增加，“超纖滲灌”處理的土壤含水量緩慢下降，植物受到一定水分脅迫后通過(guò)毛細(xì)作用獲取水分，避免水分脅迫加重，這說(shuō)明“超纖滲灌”可以持續(xù)向葡萄供應(yīng)水分，避免土壤含水量過(guò)低，緩解葡萄水分脅迫。本研究中，水分監(jiān)測(cè)期內(nèi)，3個(gè)處理的平均土壤含水量表現(xiàn)為：A*10(9.2%)>A*0(9.0%)>CK(8.4%)，各灌溉處理在灌水后的每小時(shí)土壤水分監(jiān)測(cè)顯示，“超纖滲灌”處理的土壤含水量緩慢上升，土壤水分含量長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，灌溉水耗盡后逐漸下降，至下一灌水日期前呈現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng)；而常規(guī)溝灌的土壤含水量則在短時(shí)間內(nèi)上升，達(dá)到峰值后逐漸下降，表明在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中，“超纖滲灌”可以提供較好的水分狀況。整個(gè)水勢(shì)測(cè)定期間，A*0和A*10的葉片水勢(shì)基本高于CK，表明在相同灌水量下，“超纖滲灌”相對(duì)穩(wěn)定了葡萄水分狀況，可以較好地滿足葡萄水分需求。灌水后葉水勢(shì)下降主要是由于7月初以后土壤含水量下降，以及氣溫較高、太陽(yáng)輻射變強(qiáng)，植被生長(zhǎng)茂盛，水分蒸散發(fā)較快較多。8月13日表面滲灌葡萄只受輕度脅迫，而常規(guī)溝灌葡萄受中度脅迫，故“超細(xì)纖維”滲灌減輕了轉(zhuǎn)色期葡萄所遭受的水分脅迫。在水資源緊缺的情況下，“超纖滲灌”可以緩慢釋放水分，較為穩(wěn)定地長(zhǎng)時(shí)間為植物提供水分，以緩解植物因過(guò)度水分脅迫受到的不利影響。

試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，CK的副梢生長(zhǎng)量遠(yuǎn)低于A*10和A*0，A*10和A*0的副梢生長(zhǎng)量比CK分別提高了92%和57%，表明“超纖滲灌”通過(guò)毛細(xì)作用能夠連續(xù)向植物提供水分，改善了土壤水分狀況?！俺w滲灌”通過(guò)緩慢滲水的方式長(zhǎng)時(shí)間向葡萄提供所需水分，延緩了植株受到的水分脅迫。果粒重是衡量果實(shí)生長(zhǎng)的重要指標(biāo)，果實(shí)膨大期對(duì)水分的需求較大，果實(shí)快速膨大依賴于有效的水分供應(yīng)。果實(shí)膨大期，連續(xù)的水分供應(yīng)對(duì)葡萄果實(shí)膨大有著重要影響[15-18]。本試驗(yàn)中，A*10的果粒重最高，較CK提高了13%，A*0低于CK主要是因?yàn)楣麑?shí)膨大期水分需求大，而A*0滲水速度較慢、土壤蒸發(fā)較大，水分不能完全滿足果粒膨大需要。A*0和A*10的產(chǎn)量比CK分別高26%和47%，這是由于CK在向葡萄供水的過(guò)程中一次性出水太多、水分下滲太快，且對(duì)植物生長(zhǎng)無(wú)效的土壤蒸發(fā)大，以致無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保證土壤濕潤(rùn)，不能滿足葡萄在快速生長(zhǎng)階段的需水，抑制了葡萄的正常生長(zhǎng)。A*10的毛細(xì)芯置于土壤層中，水分供應(yīng)效果更好，故“超纖滲灌”處理能夠有效提高水分利用效率。CK的果實(shí)指數(shù)較小，果實(shí)更接近圓形，而A*0和A*10的果實(shí)更偏向橢圓形，更美觀。

葡萄中富含的各種有機(jī)酸以及糖分不僅是葡萄品質(zhì)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，對(duì)果實(shí)具有抗氧化、抑菌等的功效，同時(shí)還是人體所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能調(diào)節(jié)人體的酸堿平衡，具有抗癌的效果，在營(yíng)養(yǎng)學(xué)上有著重要作用[19-20]。Des Gachons等[21]研究發(fā)現(xiàn)在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期出現(xiàn)水分脅迫，葡萄所結(jié)果實(shí)相較于正常果實(shí)小，且總酸量也有所下降。本試驗(yàn)結(jié)果表明，CK的產(chǎn)量不如“超纖滲灌”處理，且成熟后期可滴定酸含量略低于A*10，這與Des Gachons等的研究相符。果實(shí)可溶性固形物在進(jìn)入膨大期后合成速度加快，此時(shí)葡萄對(duì)水分變化十分敏感。楊昌鈺等[22]的研究指出，一定的水分脅迫會(huì)抑制果樹(shù)的光合作用，其碳水化合物的消耗會(huì)減少，促進(jìn)果實(shí)糖分的累積。CK的可溶性固形物含量較A*0略高，而CK生育期的土壤水分起伏較大，尤其是后期水分脅迫比“超纖滲灌”處理嚴(yán)重，也說(shuō)明一定的水分脅迫有利于果實(shí)糖分的累積。

植物生育期需要消耗大量水分，在受到水分脅迫的情況下，植物會(huì)調(diào)節(jié)自身蒸騰來(lái)減少水分消耗，嚴(yán)重的水分脅迫會(huì)抑制葡萄的正常生長(zhǎng)[23-24]。胡宏遠(yuǎn)等[25]的研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)的脯氨酸含量會(huì)隨著水分脅迫嚴(yán)重程度的增加而上升。本灌溉方式試驗(yàn)表明，灌溉后期CK受到的水分脅迫程度較為嚴(yán)重，其脯氨酸含量高于A*0和A*10，說(shuō)明“超纖滲灌”相較于CK，在一定程度上緩解了葡萄成熟期的水分脅迫，減輕了嚴(yán)重水分脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)的傷害。9月28日已經(jīng)接近收獲，葡萄處于長(zhǎng)時(shí)間的水分脅迫狀態(tài)，各處理脯氨酸含量較高。CK較“超纖滲灌”前期出水速度快，但水很快耗完，導(dǎo)致葡萄的水分脅迫時(shí)間更長(zhǎng)，程度更嚴(yán)重，從而促進(jìn)了脯氨酸的不斷積累。而“超纖滲灌”處理能夠?yàn)槠咸焉L(zhǎng)提供較穩(wěn)定有效的水分供應(yīng)，減緩葡萄所受的嚴(yán)重水分脅迫。

花色苷是植物體內(nèi)的天然色素，其含量直接影響果實(shí)的色澤，是葡萄果實(shí)品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。果皮中花色苷的積累受到環(huán)境、植物狀況、灌水量等因素的多重影響[27-28]。盧鈺等[29]認(rèn)為一定的水分脅迫有利于糖分的積累，降低花色苷變質(zhì)速度，而在水分脅迫較為嚴(yán)重的情況下會(huì)增加水分子的活性，加速花色苷降解。本試驗(yàn)顯示，各處理花色苷含量不斷累積，8月25日，各處理花色苷含量達(dá)到較高水平，其中CK處理的花色苷含量高于A*10，低于A*0;收獲時(shí)A*10的花色苷含量高于A*0和CK，A*10和A*0的花色苷含量比CK分別提高了14.3%和5.2%，A*0和A*10的花色苷含量高于CK，說(shuō)明隨著灌溉水的消耗，土壤水分含量緩慢降低，植物開(kāi)始受到輕度水分脅迫，有效促進(jìn)了花色苷的合成，A*10輸送水分較為均勻，水分脅迫程度輕于A*0；收獲前灌溉水耗盡后，植物受到水分脅迫持續(xù)加重，“超纖滲灌”處理一定程度上緩解了植物缺水狀況，而CK受到水分脅迫更嚴(yán)重，導(dǎo)致花色苷加速降解，其含量低于其余處理，這與前人的研究一致。

維生素C能促進(jìn)骨膠原蛋白的生物合成，加快色氨酸的代謝，延長(zhǎng)機(jī)體的壽命，增強(qiáng)機(jī)體應(yīng)對(duì)外界環(huán)境變化的能力；可溶性蛋白是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在干旱脅迫下可溶性蛋白不斷積累，能夠增加細(xì)胞的保水能力，起到維持細(xì)胞生命物質(zhì)和生物膜的作用，是重要的抗性指標(biāo)之一[30-31]。本試驗(yàn)研究表明，CK的維生素C含量呈下降趨勢(shì)，這是由于CK無(wú)法持續(xù)為葡萄提供所需水分，葡萄較為嚴(yán)重的缺水抑制了維生素C的合成。這與王英超等[32]的研究相符。鄔燕[15]的研究指出，隨著水分脅迫的加重，葡萄可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。本研究中，CK的可溶性蛋白含量進(jìn)入轉(zhuǎn)色期后開(kāi)始上升，隨著水分脅迫程度的加重，可溶性蛋白含量也出現(xiàn)下降，而A*0和A*10均保持上升趨勢(shì)，防止了嚴(yán)重的水分脅迫，避免了葡萄營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成受到不利影響；CK的可溶性蛋白含量低于A*0和A*10，其中A*10比CK高29%，說(shuō)明成熟期嚴(yán)重的水分脅迫不利于葡萄可溶性蛋白的合成。

“超纖滲灌”對(duì)水質(zhì)要求較低，只需控制灌溉水的泥沙含量，防止泥沙附著于超細(xì)纖維而影響滲灌速度，使用小型閥門可解決滲水槽口長(zhǎng)藻堵塞的問(wèn)題，且灌溉水利用效率高于常規(guī)溝灌，灌溉成本較低，試驗(yàn)尚未對(duì)水肥一體化進(jìn)行研究，可在后期試驗(yàn)中嘗試水肥一體化配套灌溉。

4 結(jié) 論

合理的灌溉方式有利于葡萄的正常生長(zhǎng)。在相同的灌水量下，“超纖滲灌”能夠給葡萄提供穩(wěn)定有效的水分，滿足葡萄長(zhǎng)時(shí)間的需水，在一定程度上降低了嚴(yán)重水分脅迫對(duì)葡萄正常生長(zhǎng)的傷害?！俺w滲灌”能改善土壤水分狀況，長(zhǎng)時(shí)間維持土壤水分穩(wěn)定。環(huán)深滲灌和環(huán)狀滲灌的副梢生長(zhǎng)量比常規(guī)溝灌分別提高了92%和57%，環(huán)深的粒重比常溝提高了8.1%，產(chǎn)量比環(huán)狀高2.7 kg，比常規(guī)提高46.8%。環(huán)狀和環(huán)深的可滴定酸含量和可溶性固形物水平與常溝差異不大。收獲時(shí)常規(guī)溝灌的果粒脯氨酸含量高于環(huán)狀滲灌和環(huán)深滲灌，環(huán)狀滲灌和環(huán)深滲灌的花色苷含量高于常溝灌，分別提高了14.3%和5.2%，果實(shí)的成色更好。常溝灌溉的可溶性蛋白含量低于環(huán)狀滲灌和環(huán)深滲灌，其中環(huán)深滲灌比常規(guī)溝灌高29%。灌溉試驗(yàn)表明，環(huán)深滲灌和環(huán)狀參灌的灌溉水利用效率較高，比常規(guī)溝灌分別提高了92%和60%，說(shuō)明“超纖滲灌”比常規(guī)溝灌具有更優(yōu)的節(jié)水效果，同時(shí)對(duì)果實(shí)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的累積起到一定的促進(jìn)作用，有利于植株生長(zhǎng)和提高果實(shí)品質(zhì)。因此，在保證節(jié)水效果的基礎(chǔ)上，“超纖滲灌”不僅能促進(jìn)葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育，也能提高葡萄的果實(shí)品質(zhì)，是一種較優(yōu)的灌溉方式。