棚架不同葉幕對‘香百川’葡萄果實品質(zhì)的影響

孫寶箴，李商銳,2，徐曉瑩，康慧，翟衡，高振，杜遠(yuǎn)鵬*

（1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院/山東果蔬優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/作物生物學(xué)國家重點實驗室，山東泰安 272018；2. 山東濱州國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)管理服務(wù)中心，山東濱州 256603）

合理的栽培措施對葡萄的生長發(fā)育和品質(zhì)形成至關(guān)重要。生產(chǎn)上通常采用不同的架式、樹形和葉幕形來適應(yīng)環(huán)境變化。通過建立冠層光能截獲能力強的葡萄架式和樹形可大大提高樹體的光能利用效率，增加葉片光合產(chǎn)物，提高產(chǎn)量和果實品質(zhì)[1]。夏明魁等[2]研究發(fā)現(xiàn)，棚架‘紅旗特早’和‘火焰無核’的果粒質(zhì)量和可溶性固形物含量均高于籬架。‘赤霞珠’廠字形整形較傳統(tǒng)的多主蔓扇形增加了可溶性固形物濃度和果皮中花色苷含量[3]。楊君等[4]研究表明，相較于直立葉幕，V形葉幕可顯著提高‘赤霞珠’葡萄果實的可溶性固形物含量，顯著降低了可滴定酸含量，提高了果實成熟度。合理的葉幕結(jié)構(gòu)可改善葉幕中果實周圍的光熱條件，有利于果實品質(zhì)的形成[5]。‘赤霞珠’葡萄合理的葉幕高度顯著改善了葉幕的光照和溫度日較差，從而提高了果實綜合品質(zhì)[6]?！柖嗤摺咸阉饺~幕果實微域溫度極值和濕度波動幅度降低，其果實可溶性固形物、總酚、花色苷等果實指標(biāo)均優(yōu)于直立葉幕[7]。

果實香氣是葡萄酒重要的風(fēng)味成分來源，也是葡萄和葡萄酒品質(zhì)的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，架式和葉幕類型對葡萄果實香氣成分及含量具有較大影響。張云峰等[8]研究發(fā)現(xiàn)，籬架‘威代爾’葡萄果實萜烯類香氣化合物含量顯著高于棚架果實。Y形架‘玫瑰香’葡萄的醛類香氣顯著低于籬架，而醇類、萜醇類香氣成分含量顯著高于籬架果實[9]。史祥賓等[10]研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施栽培‘京蜜’葡萄V形葉幕香氣種類多于直立葉幕與水平葉幕，香氣更濃?！柖嗤摺饺~幕果實芳香物質(zhì)總量比直立葉幕果實高16.01%[11]。

‘香百川’（Chambourcin）屬歐美雜交種，原產(chǎn)于法國，由‘Seyve Villard 12-417’與‘Seibel 7053’雜交而成。該品種葉片和果實抗寒抗病性強，產(chǎn)量高，是生產(chǎn)生態(tài)佐餐酒的優(yōu)質(zhì)候選品種，目前在降雨量較大、冬季較寒冷的地區(qū)有一定的栽培面積。但該品種不耐臭氧脅迫[12]，葉片經(jīng)常出現(xiàn)褐色壞死斑點，影響葉片光合能力，強光高溫天氣進(jìn)一步加劇癥狀發(fā)生。為提高植株光合能力，進(jìn)一步發(fā)揮抗性品種優(yōu)勢，簡化新梢管理，本研究將V形水平葉幕進(jìn)行下垂引縛以削弱頂端優(yōu)勢緩解新梢生長，探索葉幕類型對葡萄果實品質(zhì)的影響，以期為生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

試驗于2020年5—12月在泰安道朗巴富洛生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司葡萄基地（36°13′10″N，116°55′1″E）進(jìn)行，以棚架自根3年生單干單臂倒L形‘香百川’葡萄為試材，主干直立，結(jié)果臂順行，干高1.6 m。設(shè)置V形水平葉幕和V形下垂葉幕兩種類型。V形水平葉幕處理方式為：新梢萌發(fā)后斜向上綁縛后水平綁縛，主梢保留24片葉摘心，副梢保留3片葉反復(fù)摘心，水平架面高度2 m；V形下垂葉幕處理方式為：新梢萌發(fā)后斜向上綁縛在距干40 cm處高度2 m的一道絲后自由下垂，主梢葉片保留24片葉摘心，副梢保留3片葉修剪。田間管理水平一致，每個新梢保留的果穗數(shù)量一致，結(jié)果部位一致，均在距離主干20～30 cm范圍內(nèi)。每處理3次重復(fù)，每重復(fù)20株葡萄。于花后13周晴天測定新梢光合日變化，于果實成熟期9月16日采集東西兩側(cè)果穗各30穗用于品質(zhì)測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 新梢光合日變化的測定

于晴天的8:00—16:00，采用CIRAS-3便攜式光合作用測定儀、模擬葉室和鼓風(fēng)機測定整個新梢凈光合作用。兩種葉幕類型分別隨機選取東側(cè)長勢相同的3個中庸枝，每隔2 h測定一次。

新梢凈光合速率計算公式：

Pn（μmol·m-2·s-1）＝(A×Area×Fb/Fc)/Aleaf

A：測定顯示的光合速率（μmol·m-2·s-1）

Area：光合儀上的面積設(shè)定（cm2）

Fb：氣泵流速（L·min-1）

Fc：葉室流速（0.2 L·min-1）

Aleaf：枝條上的總?cè)~面積（cm2）

1.2.2 果實理化指標(biāo)的測定

從30穗果穗上中下部位取50粒新鮮果實使用天平稱取其質(zhì)量，重復(fù)10次，計算粒質(zhì)量；取單粒漿果使用游標(biāo)卡尺（0.02 mm）測定其縱橫徑，重復(fù)10次；取30粒漿果，擠汁離心后用WZB-45數(shù)顯折光儀測定果實可溶性固形物，使用酸堿度滴定法測定可滴定酸。

Folin-Cioealetu法測定果實總酚；亞硝酸鹽-氯化鋁法測定類黃酮；香草醛-鹽酸法測定黃烷醇[13]。

1.2.3 果實香氣的測定

取20 g去籽葡萄樣品（液氮冷凍，-80 ℃冰箱保存），用冷凍磨樣機磨成果粉，迅速轉(zhuǎn)移至三角瓶中，加入0.5 g NaCl粉末（使香氣被充分萃?。?、0.5 g PVPP（抑制酚類氧化）、0.5 g D-葡萄糖酸內(nèi)酯（抑制糖苷酶活性）、3 μL濃度為0.822 g·L-12-辛醇內(nèi)標(biāo)和磁力轉(zhuǎn)子，迅速用錫箔紙密封好，放置在磁力攪拌加熱臺上。采用頂空固相微萃取（HS-SPME）提取果實香氣。將完成活化或熱解析過的萃取頭（DVB/CAR/PDMS）插入樣品瓶距離液面1 cm的頂空部分，在40 ℃、200 r·m-1加熱攪拌條件下，吸附40 min，使瓶中香氣物質(zhì)達(dá)到氣-固和氣-液平衡，然后取出萃取頭插入氣相色譜進(jìn)樣口250 ℃，熱解析5 min，隨后使用三重四級桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀GCMSTQ 8050（日本京都，島津）測定葡萄果實內(nèi)的揮發(fā)性氣體含量，每個樣品平行測定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉幕對葡萄新梢光合日變化的影響

圖1顯示，下垂葉幕新梢凈光合表現(xiàn)為先下降后升高再下降的趨勢，水平葉幕新梢凈光合表現(xiàn)為先緩慢升高后下降的趨勢。10:00之前，下垂葉幕新梢凈光合速率均顯著高于水平葉幕；12:00—16:00水平葉幕新梢凈光合速率高于下垂葉幕，14:00下垂葉幕和水平葉幕光合能力相同。根據(jù)8:00—16:00日光合面積可以看出，下垂葉幕新梢日光合總量為129 016 μmol·m-2，水平葉幕新梢日光合總量為120 204 μmol·m-2，前者高于后者17.77%。

圖1 不同葉幕對葡萄新梢光合日變化的影響Figure 1 Effect of different canopy on the daily photosynthetic capacity of shoots

2.2 不同葉幕對果實品質(zhì)的影響

下垂葉幕顯著提高了葡萄果實可溶性固形物含量，比水平葉幕高6.86%。下垂葉幕對果實縱橫徑、穗質(zhì)量、粒質(zhì)量、總酚、類黃酮和黃烷醇及可滴定酸沒有顯著影響（表1）。說明兩種葉幕類型由于果實光照條件差別不大，未對次生代謝物質(zhì)產(chǎn)生影響。

表1 不同葉幕對果實品質(zhì)的影響Table 1 Effect of different canopy on grape quality

2.3 葉幕對葡萄果實香氣種類及其總量的影響

‘香百川’兩種葉幕果實中共鑒定出48種香氣物質(zhì)（表2），其中水平葉幕和下垂葉幕果實分別檢出34種和42種，以酯類、醇類、醛類和芳香族類物質(zhì)為主。下垂葉幕果實C6類香氣含量比水平葉幕顯著提高了12.21%，比水平葉幕顯著提高了醛類、酯類、酮類、芳香族類香氣含量，分別提高了57.04%、26.10%、393.59%、148.40%，香氣總量提高了17.54%。這說明下垂葉幕增加了果實香氣的種類和含量。

表2 不同葉幕處理的葡萄果實主要香氣成分種類及含量Table 2 Aroma compound types and content in different canopies

2.4 不同葉幕對葡萄果實各香氣物質(zhì)含量的影響

下垂葉幕香氣種類數(shù)量比水平葉幕多8種（表3）。與下垂葉幕相比，水平葉幕未檢出反式-2-已烯-1-醇、5-羥甲基糠醛、檸檬烯、苯乙烯等14種香氣；與水平葉幕相比，下垂葉幕缺少月桂醛、丙酸丁酯、異水菖蒲二醇等6種香氣，異戊二烯途徑產(chǎn)生的檸檬烯是具有清新的花香和玫瑰香的一種香氣物質(zhì)，僅在下垂葉幕果實中被檢出。下垂葉幕果實中反式-2-己烯醛和己醛的含量均高于水平葉幕，分別比水平葉幕高12.64%和12.44%。

表3 不同葉幕對葡萄果實各香氣物質(zhì)含量的影響Table 3 Effect of canopy type on volatile compounds of grape berry

3 討論與結(jié)論

葡萄果實中的含糖量決定了葡萄酒的潛在酒度，葡萄果實中糖分主要由葉片中光合產(chǎn)物經(jīng)韌皮部運輸卸載到果實中[14]，合理的葉幕類型不僅可以改善葡萄的通風(fēng)透光條件，其光合潛力還是影響果實中可溶性固形物積累的主要原因之一[15]，合理的葉幕類型能提高光合能力，增加光合產(chǎn)物，提高果實品質(zhì)[16-19]。本研究發(fā)現(xiàn)，下垂葉幕新梢整體的日總光合能力高于水平葉幕，且主要表現(xiàn)在8:00—10:00的光合能力提高顯著，說明下垂葉幕能夠更多的截獲傾斜的太陽光照，日總光合能力的提高增加了向果實中運輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物。此外，下垂葉幕改變了新梢的生長方向，從而影響調(diào)控激素含量，調(diào)控營養(yǎng)生長和生殖生長平衡。蘋果上通常通過拉枝改變枝條角度促進(jìn)坐果和果實品質(zhì)，隨拉枝角度的增大，蘋果短枝頂芽IAA含量呈降低趨勢，削弱了頂端優(yōu)勢。富士蘋果拉枝后果實品質(zhì)隨拉枝角度的增大而增大[20]。黑寶石李拉枝后頂端優(yōu)勢作用減弱，使?fàn)I養(yǎng)生長受到一定程度的抑制，在一定程度上促進(jìn)生殖生長，增加了產(chǎn)量和果品質(zhì)量[21]。因此，本研究中新梢下垂葉幕減弱了新梢生長勢，削弱了新梢的營養(yǎng)生長，調(diào)節(jié)了光合產(chǎn)物向果實的分配。由此說明下垂葉幕通過提高新梢光合能力和促進(jìn)光合產(chǎn)物向果實的運輸最終提高了果實中可溶性固形物的含量。

香氣物質(zhì)的種類和含量是葡萄酒的一項重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。不同葉幕類型導(dǎo)致葡萄果實香氣改變可能是由于其改變了果實的微域環(huán)境（包括溫度、光照、濕度和降雨等）[5]或者碳水化合物供應(yīng)水平[22]。本試驗中，相較于水平葉幕，下垂葉幕顯著提高了‘香百川’果實C6類、酯類和醛類香氣含量。C6類香氣是構(gòu)成葡萄風(fēng)味的重要揮發(fā)性化合物，包括反式-2-己烯醛、己醛等；高含量的醛類香氣物質(zhì)可賦予其果實生硬的青草香味[23]；較高的酯類香氣物質(zhì)可能賦予果實草莓香味[24]，另外萜類化合物是玫瑰香味的特征香氣成分[25]，檸檬烯是具有清新的花香和玫瑰香的一種萜類化合物，僅在下垂葉幕果實中被檢出。雖然兩種葉幕類型的果實均在葉幕下，但采收時觀測發(fā)現(xiàn)水平葉幕由于行間通風(fēng)透光能力差，葡萄爛果率高于下垂葉幕，由此推測兩種葉幕類型下香氣的差異一方面可能由于下垂葉幕提高了行間的通風(fēng)透光能力，改善了光照條件；另一方面可能由于下垂葉幕削弱了頂端優(yōu)勢，促進(jìn)光合產(chǎn)物向果實運輸，為流向次生代謝提供了碳源。

續(xù)表3