氣象條件對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)因子的影響

摘要 利用2009—2018年烏海市氣象局逐日氣溫、日照、降水等氣象要素?cái)?shù)據(jù)與漢森釀酒葡萄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析釀酒葡萄糖酸比與各生育期氣象因子的相關(guān)性，構(gòu)建氣象因子與糖酸比的統(tǒng)計(jì)模型。結(jié)果表明：釀酒葡萄生長(zhǎng)期間的氣象條件對(duì)葡萄成熟后的糖酸比均有一定的影響，果實(shí)形成期至采摘期間氣象條件的影響最為顯著。9月平均最低氣溫、整個(gè)開花期至采摘期≥10 ℃積溫、轉(zhuǎn)色期—成熟期的日照時(shí)數(shù)、7月下旬—8月上旬水熱系數(shù)對(duì)糖酸比的影響大，相關(guān)系數(shù)在0.6～0.8，并且都通過了α=0.05顯著性檢驗(yàn)。綜合考慮溫度、水熱、日照等因子，建立了氣象因子與糖酸比統(tǒng)計(jì)模型，擬合效果良好，為釀酒葡萄田間管理與品質(zhì)提高提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 氣象條件；釀酒葡萄；品質(zhì)因子；糖酸比；模型

中圖分類號(hào) S162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2024）15-0208-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.044

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Meteorological Conditions on Quality Factors of Wine Grapes

YANG Hong-zi1， ZHANG Li-ping1， MA Wei2 et al

（1. Wuhai Meteorological Bureau， Wuhai， Inner Mongolia 016000;2. Dalate Meteorological Bureau， Ordos， Inner Mongolia 014300）

Abstract Using the daily temperature， sunshine， precipitation and other meteorological element data from the Wuhai Meteorological Bureau from 2009 to 2018， as well as the Hansen wine grape experiment data， the correlation between the sugar-acid ratio of wine grapes and the meteorological factors in each growth period was analyzed， and a fitting model between the meteorological factors and the sugar-acid ratio was established. The results showed that the meteorological conditions during the growth of wine grapes had certain effects on the sugar-acid ratio after grapes matured， and the meteorological conditions from fruit formation to picking were most significant. The average minimum temperature in September，≥10 ℃ accumulated temperature from the entire flowering period to the picking period， sunshine hours from the color transition period to the maturity period， and hydrothermal coefficient from late July to early August had a significant impact on the sugar-acid ratio， with correlation coefficients ranging from 0.6 to 0.8， and all had passed the test α= 0.05 significance test.A statistical model for meteorological factors and sugar-acid ratio was established by comprehensively considering factors such as temperature， water and heat， and sunlight. The fitting effect was good， providing a basis for field management and quality improvement of wine grapes.

Key words Meteorological conditions;Wine grapes;Quality factor;Sugar-acid ratio;Model

烏海市位于賀蘭山北麓，處于烏蘭布和沙漠與庫(kù)布齊沙漠的交匯處，光熱資源豐富，晝夜溫差大，無霜期長(zhǎng)，病蟲害極少，不用打農(nóng)藥，引用黃河水灌溉，特別適合優(yōu)質(zhì)葡萄的生長(zhǎng)。烏海市種植葡萄始于20世紀(jì)60年代，在中國(guó)葡萄栽培區(qū)中，烏海地區(qū)屬于第三區(qū)（中溫區(qū)）一個(gè)獨(dú)立的栽培區(qū)。所產(chǎn)葡萄含糖量高，酸度適中，色澤鮮艷，香氣濃郁，病蟲害少，無農(nóng)藥污染，品質(zhì)極佳，曾多次榮獲國(guó)家和自治區(qū)獎(jiǎng)［1］。2018年烏海葡萄品牌價(jià)值達(dá)10.44億元，葡萄種植面積0.213萬hm2，葡萄品種100多個(gè)，主栽品種有無核白、赤霞珠、森田尼、巨峰、馬奶、龍眼等［2］。

葡萄酒的質(zhì)量主要取決于釀酒葡萄的品質(zhì)，而影響葡萄品質(zhì)的因素有很多，如氣象條件、土壤特性、品種特性和栽培技術(shù)等，這些因素之間又相互影響，其中氣象因素對(duì)葡萄酒廠生產(chǎn)方向（酒型、酒質(zhì)）起主導(dǎo)作用，土壤對(duì)葡萄品質(zhì)也有著不可忽視的作用，但通常屬于從屬地位，因此，氣象條件是影響葡萄品質(zhì)與葡萄酒廠生產(chǎn)方向的主要因素之一。每年的氣象條件不同，對(duì)當(dāng)年的葡萄品質(zhì)帶來的影響也不同，因此一些名貴的葡萄酒會(huì)根據(jù)每年的葡萄質(zhì)量進(jìn)行售價(jià)的調(diào)整［3-5］。

品質(zhì)是產(chǎn)品的一種特征，反映葡萄品質(zhì)的主要理化指標(biāo)有總糖、總酸、pH和酚類物質(zhì)等。糖酸比（S/A）反映釀酒葡萄糖和酸的平衡，是綜合反映釀酒葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，糖酸比太高或太低均不易釀造出好的葡萄酒，在評(píng)價(jià)釀酒葡萄品質(zhì)時(shí)，糖酸比這一綜合指標(biāo)比單一要素指標(biāo)更科學(xué)、更適用。所以該研究利用氣溫、降水、相對(duì)濕度、日照等氣象要素，主要對(duì)氣象因子和糖酸比進(jìn)行相關(guān)分析，并建立評(píng)價(jià)模型，得出影響烏海葡萄品質(zhì)的氣候因子以及預(yù)報(bào)模型，以期為開展葡萄氣候品質(zhì)認(rèn)證提供基礎(chǔ)，也為烏海葡萄種植以及葡萄市價(jià)調(diào)整提供參考依據(jù)［6-7］。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

烏海市地處大陸深處，是顯著的大陸性氣候，年平均氣溫9.8 ℃，年降水量158.6 mm，年平均相對(duì)濕度僅有43%；年日照時(shí)數(shù)為3 097.3 h，年無霜期158 d，對(duì)葡萄的種植極為有利。

烏海市國(guó)家一般氣象站位于飛機(jī)場(chǎng)（39.8°N，106.8°E），選取距離烏海飛機(jī)場(chǎng)1 000 m的漢森葡萄基地種植的釀酒葡萄作為試驗(yàn)田地，株行距為0.5 m×3.0 m，雙籬架型。漢森葡萄基地位于烏海機(jī)場(chǎng)路東，擁有0.67萬hm2有機(jī)葡萄種植基地；引進(jìn)法國(guó)優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄苗木，利用以色列滴灌技術(shù)和黃河水資源，建成了國(guó)家級(jí)“標(biāo)準(zhǔn)化釀酒葡萄種植示范基地”。目前，漢森酒業(yè)的年生產(chǎn)能力為2.0×107 kg，為內(nèi)蒙古最大的葡萄酒生產(chǎn)企業(yè)［8］。

漢森葡萄基地最主要的釀酒葡萄有赤霞珠、品麗珠、蛇龍珠等品種，其中赤霞珠原產(chǎn)于法國(guó)，是全世界范圍內(nèi)最為廣泛種植的紅葡萄品種，也是烏海釀酒葡萄種植范圍最廣的葡萄品種［9］。該研究選擇了種植最廣泛、適種性強(qiáng)且樹齡在8年以上的赤霞珠為研究對(duì)象。經(jīng)過調(diào)研、收集化驗(yàn)數(shù)據(jù)得到釀酒葡萄的生育期數(shù)據(jù)、品質(zhì)因子數(shù)據(jù)。

研究表明，含糖量與葡萄酒質(zhì)量成正比，含糖量達(dá)到170 g/L以上才能釀造出高品質(zhì)的葡萄酒，含糖量高的果實(shí)釀出的葡萄酒醇厚豐滿；芳香物質(zhì)的形成也與含糖量有關(guān)；釀酒葡萄的適宜酸度應(yīng)保持在6～10 g/L，否則會(huì)使葡萄酒出現(xiàn)乏味、少筋、平淡或酸澀、粗硬；pH主要作用是在葡萄酒釀造過程中控制其不穩(wěn)定性，pH在3.3～3.5最好；糖酸比（S/A）太高和太低不易釀造出好的葡萄酒，合適的糖酸比應(yīng)為35～45［10-12］。烏海葡萄酒的糖酸比一般在38～45，品質(zhì)為優(yōu)到特優(yōu)等級(jí)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

2009—2018年漢森葡萄基地的釀酒葡萄采收后含糖量（Sg）、可滴定酸（Ac）等化驗(yàn)數(shù)據(jù)、釀酒葡萄各生育期數(shù)據(jù)；2009—2018年逐日氣溫、日照時(shí)數(shù)、降水量、相對(duì)濕度等氣象要素?cái)?shù)據(jù)。

1.3 研究方法

利用SPSS軟件，計(jì)算糖酸比與各氣象因子之間的相關(guān)關(guān)系，通過分析得出影響烏海地區(qū)釀酒葡萄品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子和關(guān)鍵時(shí)期，建立釀酒葡萄各品質(zhì)因子與氣象條件回歸方程。

（1）水熱系數(shù)計(jì)算公式：

K=10×R/T（1）

式中：R為時(shí)段降水量（mm）；T為≥10 ℃活動(dòng)積溫（℃·d）。

（2）糖酸比（S/A）計(jì)算公式：

S/A=Sg/Ac（2）

（3）使用皮爾遜（pearson）相關(guān)系數(shù)（r）分析相關(guān)性，并進(jìn)行雙側(cè)t檢驗(yàn)。

r=ni=1（xi-）（yi-）

ni=1（xi-）2ni=1（yi-）2

（3）

t=-

δ2x+δ2y-2rδxδyn-1

（4）

式中：、分別為x、y樣本的平均值；r為2個(gè)樣本的相關(guān)系數(shù)；δ2x、δ2y分別為x、y樣本方差。

（4）采用線性回歸方法建立釀酒葡萄品質(zhì)因子的預(yù)報(bào)方程。設(shè)y為因變量，x1，x2，…，xn為自變量，并且自變量與因變量之間為線性關(guān)系時(shí)，則多元線性回歸模型為：

y=b0+b1x1+…+bnxn+e（5）

式中：b0為常數(shù)項(xiàng)；b1，b2，…，bn為回歸系數(shù)；e為誤差平方。

1.4 葡萄關(guān)鍵生育期選擇

烏海釀酒葡萄各生育期時(shí)間如下：萌芽—開花期為4月下旬—5月下旬，開花期為5月中旬—6月上旬，開花—果實(shí)形成期為6月上旬—7月下旬，漿果形成期為7月下旬—8月中旬，轉(zhuǎn)色—完熟期為8月上旬—8月中旬，完熟—成熟期為8月下旬—9月下旬，轉(zhuǎn)色—成熟期為8月上旬—9月下旬，果實(shí)形成—成熟期為7月上旬—9月下旬，萌芽—采摘期為4月下旬—9月下旬，采摘期為9月下旬。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象因子與糖酸比的相關(guān)性分析

2.1.1 氣溫與糖酸比。氣溫對(duì)糖酸比在不同時(shí)段上都有一定影響，計(jì)算了釀酒葡萄全生育期期間平均氣溫、平均最低氣溫、≥10 ℃活動(dòng)積溫等氣溫因子與糖酸比的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果顯示（表1），通過α=0.05顯著性檢驗(yàn)的氣溫因子有3個(gè)，相關(guān)系數(shù)-0.662～0.604，相關(guān)程度排序?yàn)?月平均最低氣溫（Tmin1）＞9月中旬至下旬平均最低氣溫（Tmin2）＞4月下旬至9月下旬≥10 ℃活動(dòng)積溫（T4-9月），其他因子均未通過顯著性檢驗(yàn)，又因?yàn)門min1和Tmin2這2個(gè)因子相互不獨(dú)立，故選擇相關(guān)性高的Tmin1和T4-9月這2個(gè)因子建立模型。

2.1.2

降水量與糖酸比。從表1可以看出，降水量對(duì)糖酸比的影響表現(xiàn)為正效應(yīng)，主要影響時(shí)段是生長(zhǎng)中后期的果實(shí)形成—成熟期（7—8月），未通過α=0.05顯著性檢驗(yàn)。又因?yàn)闉鹾Ｊ信R近黃河，為灌溉區(qū)，降水量的不足可以得到彌補(bǔ)，故不選降水量因子建立綜合模型。

2.1.3 水熱系數(shù)（K）與糖酸比。從表1可以看出，水熱系數(shù)對(duì)糖酸比的影響既受溫度控制，又受降水量的干擾，其變化規(guī)律總體上對(duì)生長(zhǎng)后期（7—8月）的糖酸比影響明顯，以漿果形成期（7月下旬—8月上旬）最為顯著。7月下旬至8月上旬水熱系數(shù)（K1）通過了α= 0.01顯著性檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)為0.778，其他時(shí)段水熱系數(shù)的相關(guān)系數(shù)均較小，故僅選K1建立模型。

2.1.4

日照時(shí)數(shù)與糖酸比。從表1可以看出，8—9月的日照時(shí)數(shù)對(duì)糖酸比的影響較為明顯，通過α=0.05顯著性檢驗(yàn)的日照因子有4個(gè)，相關(guān)系數(shù)為0.572～0.692，相關(guān)程度排序?yàn)?月上旬至9月下旬日照時(shí)數(shù)（S1）＞8月至9月日照時(shí)數(shù)（S2）＞9月日照時(shí)數(shù)（S3）＞9月中旬至下旬日照時(shí)數(shù)（S4）。S1、S2和S3這3個(gè)因子不獨(dú)立，故選擇相關(guān)性最高的S1建立模型。

2.2 氣象因子與糖酸比的回歸模型分析

建立糖酸比（S/A）與平均最低氣溫、≥10 ℃活動(dòng)積溫、水熱系數(shù)、日照時(shí)數(shù)的線性回歸模型。模型總體顯示（表2），模型均通過了α=0.05顯著性檢驗(yàn)，擬合效果均較好。影響時(shí)段主要集中在生長(zhǎng)后期，其次是果實(shí)形成期，入選綜合模型的因子包括9月平均最低氣溫（Tmin1）、4月下旬至9月下旬≥10 ℃活動(dòng)積溫（T4-9月）、7月下旬至8月上旬水熱系數(shù)（K1）、8月上旬至9月下旬日照時(shí)數(shù)（S1）建立綜合因子模型，方程也通過了α≤0.05顯著性檢驗(yàn)。

從圖1可以看出，釀酒葡萄糖酸比與氣象綜合因子的預(yù)報(bào)方程誤差呈波狀變化，除了2017 年誤差大于3外，其他年份誤差均較小，在±3以內(nèi)，整體離散程度較低。

3 討論

對(duì)葡萄的品質(zhì)而言，起主導(dǎo)作用的氣象條件主要是溫度、降水、日照等。分析氣象條件和葡萄品質(zhì)的關(guān)系，評(píng)價(jià)葡萄品質(zhì)的等級(jí)，對(duì)今后烏海市提升葡萄酒地區(qū)品牌效應(yīng)、拓展葡萄酒銷售市場(chǎng)、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。例如，浙江省開展龍井茶葉、楊梅等農(nóng)產(chǎn)品的氣候品質(zhì)認(rèn)證，黑龍江、陜西、新疆等?。▍^(qū)）陸續(xù)對(duì)大米、蘋果、大棗等開展氣候品質(zhì)認(rèn)證，這些通過氣候品質(zhì)認(rèn)證的農(nóng)產(chǎn)品其銷售價(jià)格都有大幅提高［13-16］。

孫麗華等［17］、徐德源等［18］研究表明釀酒葡萄全生育期均與氣象條件密切相關(guān)，光、溫、水匹配的好壞直接影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，氣象條件對(duì)釀酒葡萄的生長(zhǎng)、結(jié)果、轉(zhuǎn)色、采收及葡萄酒品質(zhì)的優(yōu)劣起主導(dǎo)作用，一年四季的氣象條件均能對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)生影響，只是影響程度不同；張曉煜等［7］研究表明釀酒葡萄綜合品質(zhì)主要受果實(shí)著色期、全生育期和7—8月的降水量和水熱系數(shù)的影響，其中降水量起主導(dǎo)作用；與該研究的結(jié)果基本一致。張磊等［19］還研究了最適宜釀酒葡萄糖分積累的平均氣溫、最高氣溫、日照時(shí)數(shù)和溫濕比的極值。

氣象因子只是影響釀酒葡萄品質(zhì)糖酸比的一個(gè)重要因素，還有其他因子影響，如病蟲害、栽培技術(shù)等不確定因素的影響，且在不同的地區(qū)影響程度不同。釀酒葡萄含糖量、可滴定酸等化驗(yàn)數(shù)據(jù)可能因?yàn)閮x器的更換、化驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)存在誤差。釀酒葡萄品質(zhì)數(shù)據(jù)的獲取渠道有限，建模數(shù)據(jù)年限短，模型可能存在不穩(wěn)定性，需要進(jìn)一步積累釀酒葡萄糖酸比資料。

4 結(jié)論

（1）釀酒葡萄生育期的氣象條件對(duì)葡萄成熟后的品質(zhì)有一定影響，果實(shí)形成期至采摘期間氣象條件的影響最為顯著。

（2）烏海釀酒葡萄9月平均最低氣溫對(duì)葡萄品質(zhì)因子糖酸比的影響最大，呈負(fù)反饋，相關(guān)系數(shù)為-0.662，且通過了α=0.05顯著性檢驗(yàn)；整個(gè)開花期至采摘期≥10 ℃活動(dòng)積溫對(duì)葡萄糖酸比的影響較大，相關(guān)系數(shù)為0.604，且通過了α=0.05顯著性檢驗(yàn)；葡萄轉(zhuǎn)色期—成熟期的日照時(shí)數(shù)對(duì)糖酸比的影響表現(xiàn)為正反饋，相關(guān)系數(shù)為0.692，且通過了α=0.05顯著性檢驗(yàn)。

（3）烏海屬于灌溉區(qū)，可以彌補(bǔ)降水量不足的影響；降水量過大造成洪澇災(zāi)害時(shí)，則會(huì)對(duì)葡萄產(chǎn)量有損失。7月下旬至8月上旬水熱系數(shù)對(duì)糖酸比影響明顯，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.778。

（4）通過分析氣象條件對(duì)葡萄糖酸比的影響，綜合考慮溫度、水熱、日照等因子，建立了糖酸比的預(yù)報(bào)模型，且通過了α=0.05顯著性檢驗(yàn)，擬合效果良好。

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