遮陰處理對釀酒葡萄‘西拉’果實(shí)皺縮的影響

朱燕芳， 白耀棟， 王元元， 李玉斌， 馬麒龍， 郝燕*， 趙明新

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果花卉研究所，蘭州 730070；2.白龍江林業(yè)管理局河西綜合開發(fā)局，甘肅 張掖 734300）

‘西拉’（Syrah，Vitis viniferaL.Cv）是世界著名的紅色釀酒葡萄品種，因其濃郁的黑色漿果及黑巧克力、烤肉和黑胡椒香氣特征而廣受歡迎［1-2］。自2000年在河西走廊張掖高臺縣引進(jìn)種植以來，‘西拉’在河西走廊中部表現(xiàn)出良好的栽培特性，果實(shí)上色快、產(chǎn)量穩(wěn)定，其釀造的葡萄酒顏色較深、酒體厚重、酸度中等、單寧豐富，具有較強(qiáng)的陳釀潛力，發(fā)展前景較好。

河西走廊屬干旱荒漠區(qū)，在果實(shí)成熟期溫度高，且變化劇烈。河西走廊‘西拉’自然成熟采收期在10月初，果實(shí)過分成熟，導(dǎo)致漿果皺縮加劇，嚴(yán)重影響葡萄的品質(zhì)和產(chǎn)量。Rogiers等［3］和Chou等［4］研究表明，漿果皺縮可導(dǎo)致高達(dá)25%的葡萄產(chǎn)量損失。環(huán)境因素、營養(yǎng)物質(zhì)缺乏或失衡、栽培管理方法等都有可能造成漿果皺縮［5-6］。在河西走廊，由于‘西拉’屬晚熟葡萄品種，干旱氣候和漿果晚季脫水的雙重作用導(dǎo)致果實(shí)內(nèi)水分流失，進(jìn)而使得產(chǎn)量損失和果實(shí)皺縮［7］。

栽培技術(shù)和栽培環(huán)境在葡萄果實(shí)品質(zhì)的調(diào)控中起著關(guān)鍵作用，通過配套技術(shù)的應(yīng)用和環(huán)境條件的控制，可改善葡萄的穗形、著色，并調(diào)節(jié)果實(shí)中糖、酚類等物質(zhì)的積累［8-9］。在果實(shí)成熟期，樹體可接收熱量減少，進(jìn)而減輕樹體失水及果實(shí)內(nèi)水分的流失［6］。遮陰可改善近地面熱環(huán)境，遮陽網(wǎng)處理影響果實(shí)成熟期的光合作用，進(jìn)而影響果實(shí)中糖類、酚類等代謝，并影響果實(shí)的大小、糖酸及單寧和總酚含量等［10-12］。果實(shí)皺縮使得果實(shí)含糖量升高、酸度降低，影響葡萄酒品質(zhì)，同時(shí)果實(shí)的花色苷含量降低、漿果蔫軟，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益損失［13］。由于河西走廊釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)沙漠云量少、太陽輻射強(qiáng)、熱資源較為豐富，使得釀酒葡萄果實(shí)皺縮現(xiàn)象普遍，針對河西走廊特定氣候條件下，通過遮陰處理研究影響‘西拉’果實(shí)的皺縮問題具有重要意義。因此，本文在‘西拉’果實(shí)轉(zhuǎn)色期，通過在葡萄架面搭設(shè)不同透光率的遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陰處理，研究遮陰對‘西拉’葡萄果實(shí)成熟期皺縮的影響，并對其與果實(shí)色澤參數(shù)、果實(shí)品質(zhì)、果穗微環(huán)境指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析，以期為‘西拉’果實(shí)熟期皺縮調(diào)控技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與處理

試驗(yàn)于2019年在河西走廊張掖高臺縣祁連葡萄酒業(yè)基地進(jìn)行。供試品種為釀酒葡萄‘西拉’，種植行距為3 m，株距為0.5 m。

選擇葡萄園內(nèi)樹勢一致、生長健壯的植株，果實(shí)轉(zhuǎn)色期在葡萄架面中部搭遮陽網(wǎng)進(jìn)行不同程度的遮陰處理，遮光率分別為40%（T1）、60%（T2）、80%（T3），以不遮陰為對照（CK）。試驗(yàn)處理以1檔（每檔5株）為1個(gè)重復(fù)，1行（每行4檔）為1個(gè)處理，隨機(jī)排列。果實(shí)成熟期采集樣品，不同果穗上、中、下3個(gè)部位共采集30粒果實(shí)，每個(gè)處理重復(fù)5次。

從果實(shí)轉(zhuǎn)色期開始，用自動溫濕度記錄儀記錄（智選GM1365）各處理的溫度、相對濕度，并用MR-5輻射熱計(jì)（青島駿源MR-5）每隔3 d記錄9：30和14：30的輻射熱。

1.2 指標(biāo)測定

用電子天平測定單穗重和單粒重，游標(biāo)卡尺測定果實(shí)縱橫徑，手持測糖儀測定可溶性固形物；用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，NaOH中和滴定法測定可滴定酸含量［14］；福林?肖卡法測定葡萄果實(shí)中總酚含量，福林?丹寧斯（Folin-Denis）法測定果實(shí)單寧含量［15］，并進(jìn)行產(chǎn)量分析。

每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取15粒果實(shí)，用NC-9801手持色差計(jì)（諾蘇電子技術(shù)有限公司）測定每個(gè)果實(shí)赤道部位的色澤指標(biāo)L*、a*、b*。L*表示光澤明亮度，取值范圍為［1，100］，L*越大，表示果面亮度越高，反之越低；a*、b*表示顏色組分，取值范圍［?60，+60］，+a*為紅色，?a*為綠色；+b*為黃色，?b*為藍(lán)色，其絕對值越大，顏色越深。

基于a*和b*值計(jì)算色澤飽和度C*（chroma）和色度角h°（hue angle）［16］。通過紅色葡萄果實(shí)顏色指數(shù)（color index of grape，CIRG）來評價(jià)果實(shí)的外觀色澤：CIRG＜2 為黃綠，2≤CIRG＜4為粉紅，4≤CIRG＜5為紅色，5≤CIRG＜6為深紅，CIRG≥6為藍(lán)黑［17］。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件分析，采用Excel繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同遮陰處理對‘西拉’果穗周際微環(huán)境的影響

2.1.1 不同遮陰處理對太陽光輻射能、溫度及相對濕度的影響 果實(shí)成熟后期，太陽光輻射能影響果實(shí)后期的果實(shí)糖分積累和著色。從圖1可以看出，各遮陰處理與CK的太陽光輻射能下午的變化均比上午的變化劇烈。太陽光輻射能與天氣的陰晴顯著相關(guān)，晴天CK和T1處理的太陽光輻射能變化較T2和T3處理組劇烈。無論陰天還是晴天，T2和T3處理的太陽光輻射能的變化趨勢都比CK穩(wěn)定。不同遮陰處理和CK組9：30和14：30的溫度變化趨于一致，無明顯變化。T2和T3處理14：30的相對濕度高于CK和T1處理。以上結(jié)果表明，遮陰處理對果穗周際微環(huán)境有改善作用。

圖1 不同遮陰處理對‘西拉’果穗周際太陽光輻射能、溫度及相對濕度的影響Fig.1 Effect of different shading treatment on the solar radiation energy around the ear of‘Syrah ’grape

2.1.2 不同遮陰處理對氣候因子的影響 從圖2可以看出，9月 5—15日，T2和T3處理的日最高溫度均低于CK和T1處理；9月15—25日，T3處理的均低于CK、T1和T2處理，且CK、T1和T2的變化趨于一致；9月25日—10月10日，各處理的日最高溫度變化趨勢一致。CK、T1、T2和T3處理的日最低溫度和日平均溫度均無顯著性差異。9月5—15日，T2處理的氣溫日較差均低于CK和T1處理；9月5—25日，T3處理的氣溫日較差均低于CK和其他處理；9月25日—10月10日，各處理的氣溫日較差變化一致。

圖2 不同遮陰處理對果穗周際氣候因子的影響Fig.2 Effect of different shading treatment on the climatic variable change around‘Syrah’grape cluster

以上結(jié)果表明，遮光率為60%（T2）和80%（T3）的處理降低了日最高溫度和氣溫日較差，升高了相對濕度，且太陽光輻射能變化較對照組和遮光率為40%處理（T1）的緩慢。

2.2 不同遮陰處理對‘西拉’果實(shí)生長指標(biāo)的影響

如表1所示，T1、T2和T3處理的單粒重、單穗重、果實(shí)縱徑和橫徑均顯著高于CK，且隨著遮光率的增加，呈增加趨勢，其中T3處理的單粒重和單穗重分別比CK增加了31.34%、8.76%，T2處理分別比CK增加了29.10%、6.61%，T1處理分別比CK增加了16.41%、2.42%。各遮陰處理的果形指數(shù)（縱徑/橫徑）均無顯著性差異，且顯著高于CK。T1、T2和T3處理的可溶性固形物均顯著低于CK，其值均在20%以上，其中T3處理的最低，T1和T2處理無顯著性差異。表明于‘西拉’果實(shí)轉(zhuǎn)色期在樹體兩側(cè)搭建遮陽網(wǎng)，顯著增加了果實(shí)的單粒重、單穗重、果實(shí)縱橫徑，改善了果實(shí)的皺縮。

表1 不同遮陰處理對西拉果實(shí)生長指標(biāo)的影響Table 1 Effect of different shading treatment on the fruit growth indice of‘Syrah’grape

2.3 不同遮陰處理對‘西拉’果實(shí)品質(zhì)的影響

如圖3所示，不同程度的遮陰處理均顯著影響果實(shí)品質(zhì)。T1、T2、T3處理的可滴定酸含量顯著低于CK，其中T2處理的最低，相比CK降低了45.45%。各遮陰處理的可溶性糖含量均無顯著性差異，均在 149.0 mg·g?1左右。T1、T2、T3 處理的總酚含量均顯著低于CK，其中T3處理最低，為2.41 mg·g?1。CK、T1、T2 處理的單寧含量無顯著性差異，且均顯著高于T3處理的。表明遮陰處理使得‘西拉’葡萄果實(shí)的總酚含量降低，對于果實(shí)可溶性固形物和可溶性糖含量無明顯影響。

圖3 遮陰處理對‘西拉’果實(shí)品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of different shading treatment on the fruit quality of‘Syrah’grape

2.4 遮陰處理對‘西拉’果面色澤參數(shù)的影響

如表3所示，不同遮陰處理均顯著影響果實(shí)色澤參數(shù)。T1、T2、T3處理的L*值均顯著低于CK處理，各處理間無顯著性差異。T1和T2處理的a*值與CK無顯著性差異，T3處理的a*值顯著低于CK。T1、T2、T3處理的b*值較CK均有所提高。T1、T2、T3處理的C*值顯著低于CK處理。果實(shí)成熟采收時(shí)，CK、T1、T2、T3處理的CIRG值分別為6.02、6.28、6.49、6.30，其值均大于6，各遮陰處理的CIRG值均高于CK。以上結(jié)果表明，40%、60%和80%遮光率處理后，光澤明亮度L*、果實(shí)紅色度a*和果面色澤指數(shù)CIRG均降低，且低于對照，果面藍(lán)色度b*顯著高于對照的，表明遮陰處理使得果實(shí)色澤提亮。果實(shí)顏色指數(shù)CIRG均大于6，表明果實(shí)顏色均趨于藍(lán)黑色，達(dá)到一定的成熟度。

表3 不同遮陰處理對‘西拉’果面色澤參數(shù)的影響Table 3 Effect of different shading treatment on the berry surface color parameters of‘Syrah’grape

2.5 遮陰處理對‘西拉’葡萄產(chǎn)量的影響

如圖4所示，隨著遮陰率的增加，‘西拉’果實(shí)皺縮現(xiàn)象明顯改善，T3處理的產(chǎn)量顯著高于其他處理組和對照組，為12 155.62 kg·hm?2，是對照的1.25倍；T2處理的次之，為11 755.62 kg·hm?2，是對照的1.21倍；T1處理的產(chǎn)量為10 244.49 kg·hm?2，是對照的1.06倍。

圖4 不同遮陰處理對‘西拉’果實(shí)產(chǎn)量的影響Fig.4 Effects of different shading treatment on theyield of‘Syrah’grape

2.6 遮陰處理對果際微環(huán)境及果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

遮陰處理與單粒重、單穗重、果實(shí)橫徑、產(chǎn)量之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.984、0.969、0.954、0.946（表4）。遮陰處理與果實(shí)色澤參數(shù)之間無相關(guān)性關(guān)系（表5）。遮陰處理與日最低溫度、日相對濕度之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.951、0.955，與日最高溫度、氣溫日較差、太陽光輻射能之間呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為?0.949、?0.952、?0.986（表6）。

表4 不同遮陰處理與‘西拉’果實(shí)生長指標(biāo)和內(nèi)在品質(zhì)之間的相關(guān)性Table 4 Correlation between the shading treatment and fruit quality of‘Syrah’grape

表5 不同遮陰處理與‘西拉’果實(shí)色澤參數(shù)之間的相關(guān)性關(guān)系Table 5 Correlation between the shading treatment and berry surface color parameters of‘Syrah’grape

表6 不同遮陰處理與‘西拉’果實(shí)周際氣候因子之間的相關(guān)性Table 6 Correlation between the shading treatment and climatic variables changes around‘Syrah’grape cluster

3 討論

甘肅河西走廊地處北緯36°—40°，具有生產(chǎn)釀酒葡萄的最佳水、土、光、熱資源組合，是釀酒葡萄原料的最佳產(chǎn)區(qū)之一［18］。因河西走廊地處干旱荒漠區(qū)，在‘西拉’果實(shí)轉(zhuǎn)色成熟期，極端高溫天氣頻發(fā)，導(dǎo)致葡萄成熟過快，糖高酸低，果實(shí)皺縮，進(jìn)而影響葡萄產(chǎn)量以及葡萄酒的品質(zhì)。本研究結(jié)果顯示，遮陽網(wǎng)遮陰處理明顯改善‘西拉’果實(shí)皺縮現(xiàn)象，對提高河西走廊產(chǎn)區(qū)的葡萄酒品質(zhì)具有重要意義。

首先，不同密度遮陽網(wǎng)具有調(diào)節(jié)微氣候的功能，本研究遮光率為40%、60%和80%處理和對照的最低溫度、平均溫度均無顯著性變化，這可能是由于在樹體兩側(cè)搭建遮陽網(wǎng)起到一定程度的遮陰作用，降低了日最高溫度，由于樹體頂部未搭蓋遮陽網(wǎng)，對最低溫度、平均溫度等因子影響較小。遮陽網(wǎng)減少了植物和土壤水分的蒸發(fā)，增加了相對濕度，這與劉敏等［19］研究結(jié)果一致。

其次，遮陽網(wǎng)對于葡萄果實(shí)生長指標(biāo)和果實(shí)品質(zhì)有影響。相關(guān)性分析結(jié)果表明，遮光處理與單粒重、單穗重、果實(shí)縱徑呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這與Shahak等［20］研究結(jié)果一致，遮陽網(wǎng)處理的‘紅地球’果實(shí)直徑和重量增加，在蘋果［20］、梨［20］、桃［21］等果樹中研究結(jié)果類似。單粒重較對照的增加幅度高，遮陰處理降低了樹體近地面輻射和反射的熱量，通過改善果實(shí)的受光、受熱條件，一定程度上減少了‘西拉’穗軸皮孔和果實(shí)表面水分的蒸發(fā)，使得單粒質(zhì)量增加。然而，穗重增加幅度較單粒重少，可能是由于釀酒葡萄中果皮和果肉溶質(zhì)質(zhì)量占比較大，遮陰增加了近地面的相對濕度，使得果實(shí)中自由水蒸發(fā)減少，但在果實(shí)中其自由水含量只是很小的一部分，因而使得穗重增加幅度較小。遮光率40%、60%和80%處理的可溶性固形物均顯著低于對照的，其中遮光率80%處理的果實(shí)可溶性固形物最低，主要?dú)w因于遮陽網(wǎng)具有降低溫度、減小蒸發(fā)量的作用，所以使得果實(shí)生長指標(biāo)增大，果實(shí)含水量增多，進(jìn)而降低了果實(shí)中的可溶性固形物，改善了果實(shí)的皺縮現(xiàn)象。遮光率為40%、60%和80%處理可滴定酸含量不同程度降低，可能是由于遮陽網(wǎng)遮陰后，葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色后期，糖類積累使得果實(shí)中有機(jī)酸轉(zhuǎn)化加速。本研究中，遮陽網(wǎng)處理組的總酚含量均低于對照組，其中遮光率80%處理組的果實(shí)總酚含量最低，可能遮陽網(wǎng)處理降低了光強(qiáng)，抑制了酚類物質(zhì)的積累。使用遮陽網(wǎng)顯著提高了釀酒葡萄Cabernet Franc果實(shí)中總酚含量［22］，還可以提高番茄果實(shí)中總酚含量［23］，卻降低了獼猴桃果實(shí)中總酚含量［24］。綜上，遮陽網(wǎng)處理對于總酚的影響不盡相同，可能是由于氣候、物種、品種及使用遮陽網(wǎng)方式等的不同，其影響機(jī)理和變化特異性有待進(jìn)一步研究。本研究中，遮光率40%、60%和80%處理后，產(chǎn)量顯著增加，遮陰處理與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，由此表明，不同遮陽網(wǎng)處理使得‘西拉’果實(shí)皺縮現(xiàn)象明顯改善。

另外，色澤是葡萄漿果品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，果實(shí)色澤除受本身種性制約外，還受外界環(huán)境影響，而光是影響果實(shí)色澤最重要的環(huán)境因子［25］。本研究中遮陰處理使得果際輻射熱變化趨于穩(wěn)定，不同處理下溫度和濕度的變化與對照的變化一致，由此表明，遮陰處理改變了果際的熱量變化，這可能是改變果實(shí)著色的原因。

綜上，‘西拉’轉(zhuǎn)色期，遮陽網(wǎng)降低了日最高溫度和氣溫日較差，增加了相對濕度，使得太陽光輻射能變化穩(wěn)定，改善了葡萄生長的微氣候。遮陰處理后，‘西拉’果實(shí)的縱橫徑、單粒重均有所增加，有效改善了‘西拉’轉(zhuǎn)色期果實(shí)的皺縮現(xiàn)象，顯著提高了產(chǎn)量。將遮陽網(wǎng)應(yīng)用在河西走廊釀酒葡萄栽培中，不僅可以改善果實(shí)周際微環(huán)境，還可以改善果實(shí)品質(zhì)，增加收益，具有很大的應(yīng)用潛力。但本研究僅對‘西拉’果實(shí)的皺縮進(jìn)行了研究，下一步可以在葡萄的整個(gè)生理期從生理、分子水平開展更多的機(jī)理研究，為河西走廊釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)遮陽網(wǎng)的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。