干旱脅迫對‘赤霞珠’葡萄品質的影響

摘 要：【目的】明確干旱脅迫對‘赤霞珠’葡萄產量和品質的影響，為釀酒葡萄生產管理和節(jié)水灌溉模式的制定提供理論依據?！痉椒ā恳? 年生釀酒葡萄‘赤霞珠’為試驗對象，在釀酒葡萄新梢生長期、開花期、漿果膨大期和著色期設置5 組干旱脅迫，分別為T1（40%、40%、30% ～ 35%、30%）、T2（50%、45%、40%、30% ～ 35%）、T3（50%、50%、40%、30% ～ 35%）、T4（50%、50%、40%、35% ～ 40%）、CK（50%、50%、40%、40% ～ 45%）。測定產量和品質指標，基于CRITIC 客觀賦權法對各處理進行綜合評價?！窘Y果】1）隨著干旱脅迫程度的加重，還原糖、可溶性固形物和可滴定酸含量呈現先降低后增加的趨勢；酸堿度呈現先升高后下降的趨勢，各處理值均顯著高于CK；不同干旱脅迫處理均可以提高果實的糖酸比。2）隨干旱脅迫程度的加重，果實中總酚、花色苷和單寧含量呈現先增加后降低再升高的趨勢，各處理酚類物質含量均高于CK。3）隨干旱脅迫程度的加重，果實中葡萄糖、果糖、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸含量呈現先增加后降低的趨勢。4）采用CRITIC 客觀賦權法評價干旱脅迫對釀酒葡萄果實品質影響，各處理綜合品質排名為T1 ＞T2 ＞ T4 ＞ T3 ＞ CK。5）干旱脅迫導致嚴重減產。T1、T2、T3 和T4 的產量分別較CK 降低55.5%、61.7%、43.8%、39.8%。【結論】干旱脅迫可以提高釀酒葡萄關鍵品質因子，但果實膨大期- 著色期土壤相對濕度低于40% 以下會導致嚴重減產，因此在實際生產中，應采取適當的節(jié)水措施，在保證產量的前提下提高品質。

關鍵詞：客觀賦權法；干旱脅迫；品質；產量

中圖分類號：S663.1 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2025）01—0154—07

賀蘭山東麓以其獨特的氣候條件被我國葡萄界專家公認為優(yōu)質釀酒葡萄的最佳生態(tài)區(qū)之一。近年來，賀蘭山東麓釀酒葡萄種植規(guī)模不斷擴大，水分供需矛盾日趨突出，釀酒葡萄需水量、灌溉制度研究滯后。氣候變化政府間專門委員會（IPCC）第六次評估報告指出，全球尺度上陸地升溫可能造成未來大范圍、長時間、高強度的干旱事件增加，干旱的極端性、隨機性更為突出，干旱影響和風險的廣度、深度也會進一步擴大[1]。因此，在不久的將來，干旱缺水可能成為限制釀酒葡萄產量和品質的重要因素之一。如何在全球氣候變暖的大背景下，探索出在有限灌溉條件下產出更高品質的葡萄酒，實現葡萄酒產業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，成為學術界和產業(yè)界普遍關注的問題。研究表明，適宜的調虧灌溉方式在節(jié)約用水的前提下，既可以有效抑制釀酒葡萄的營養(yǎng)生長，又能提升果實品質[2]。目前，國內外學者在水分虧缺時期、水分虧缺程度、灌溉周期、灌溉方式[3-7] 等對釀酒葡萄的影響方面開展了大量研究，并從光合特性[8-9]、激素水平[10]、基因表達[11]、產量水平[12]、品質特性[13] 等方面闡釋了水分調控對釀酒葡萄生長發(fā)育的影響。

但前人針對釀酒葡萄水分脅迫研究大多基于單一品質指標之間的對比，對干旱脅迫下各類品質指標的綜合評價研究較少。因此，本研究以種植面積較廣的‘赤霞珠’葡萄Cabernet sauvignon為研究對象，在新梢生長期、開花期、漿果膨大期、著色期設置不同的干旱脅迫處理，測定各處理可溶性固形物、還原糖、可滴定酸、酚類物質、單穗質量和產量等指標，基于CRITIC 客觀賦權法確定各指標的權重，評價干旱脅迫對‘赤霞珠’葡萄品質和產量的綜合影響，旨在為葡萄園灌溉制度的制定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

2021 年4—9 月在寧夏回族自治區(qū)永寧縣閩寧鎮(zhèn)某酒莊（38°16′N，105°58′E）開展試驗。試驗區(qū)屬中溫帶干旱氣候區(qū)，光照充足，晝夜溫差大，有效積溫1 929.3 ℃·d，年日照時數2 800 h 以上，年均氣溫10.3 ℃，無霜期173 d，年均降水量185.9 mm。試驗區(qū)占地面積867 m2，土壤類型為淡灰鈣土，土壤密度為1.3 ～ 1.4 g/cm3，田間持水率為17% ～ 18%。試驗區(qū)2021 年4—9 月（釀酒葡萄生育期）累計降水量為103.8 mm。

1.2 試驗設計

供試品種為9 年生‘赤霞珠’，株距0.5 m，行距3.0 m，“廠”字型短梢修剪。選取栽培管理和生長勢一致的植株，分別于新梢生長期、開花期、漿果膨大期、著色期4 個發(fā)育階段進行干旱脅迫處理。以全生育期的大田灌溉（CK）作為對照，設置4 個水分處理（表1）。出土期、萌芽期、采收后、埋土前冬灌與大田灌溉保持一致。采用水表精確控制灌溉量。9 棵為1 個桿距，4 個桿距為1 個處理，每個處理重復3 次。各處理田間管理方式一致。

1.3 測定項目與方法

1）土壤水分監(jiān)測

采用土壤水分溫度電導率傳感器（型號：EM500-SMTC）測定土壤含水量。每個處理選取具有代表性的相鄰樣株，在2 株中軸線位置埋設不同深度（10、20、40 和60 cm）的土壤水分溫度電導率傳感器，每10 min 記錄1 次數據，監(jiān)測釀酒葡萄根區(qū)土壤水分狀況。

2）品質與產量指標測定

在‘赤霞珠’采收期（9 月23 日），每個處理陰、陽面分別隨機采集8 串果穗，裝在放有冰塊的泡沫箱中送實驗室進行檢測。隨機選取果穗上果實300 粒，測定果實品質。采用TD-45 手持糖度計測定可溶性固形物含量，斐林試劑法測定還原糖含量，NaOH 滴定法測定可滴定酸含量，鹽酸- 甲醇法測定花色苷含量，福林- 肖卡法測定總酚含量，福林- 丹尼斯法測定單寧含量，高效液相色譜法測定葡萄糖、果糖、蔗糖含量，離子色譜法測定蘋果酸、檸檬酸、酒石酸含量。

各處理隨機選擇連續(xù)的10 株樣本，用電子天平（0.01 kg）稱量所有果穗質量，計算產量。

1.4 CRITIC 權重值計算

CRITIC 是一種客觀賦權法。該方法利用指標的沖突性和信息量大小給指標賦權重。其中沖突性是以指標間的相關系數來表示；若指標間相關性較高，則說明指標間沖突性較低。信息量由每個指標的標準差來判斷；若某指標的所有評價指數標準差越大，則認為此指標的信息量越大[14-15]。

1）無量綱化處理

設有i 個評價對象，j 項評價指標。為消除量綱對評價結果的影響，在數據計算前需要對各指標進行無量綱化處理。

正向化：

其中xij 表示原始數據，max（xij） 表示i 評價對象j 指標的最大值，min（xij） 表示i 評價對象j 指標的最小值。

2）客觀權重值Wj

式中，Wj 為第j 個指標的客觀權重，m 為所有指標的數量。Cj 表示信息量值，Cj 越大，作用越大。Sj表示標準差， xj 表示平均值，n為評價指標數量。Rj 表示指標沖突性值，rij 表示指標間的相關性系數。

3）綜合評價值R

1.5 數據處理

采用Excel 2010、SPSS 25.0 和Origin 2021 等軟件對數據進行顯著性分析與作圖。

2 結果與分析。

2.1 干旱脅迫對‘赤霞珠’果實品質的影響

由表2 可知，可溶性固形物和還原糖含量隨干旱脅迫的加重均呈現先降低后增加的變化趨勢。其中，T1 處理的可溶性固形物和還原糖含量均顯著高于其他處理。各干旱脅迫處理的pH 值均顯著高于CK，其中T3 處理最高，T1 處理次之。各處理可滴定酸含量表現為T1 ＞ CK ＞ T3 ＞ T4 ＞T2，其中T1 處理顯著高于其他干旱脅迫處理，但與CK 無顯著差異。不同干旱脅迫處理均可以提高果實的糖酸比，各處理的糖酸比大小為T2 ＞ T3 ＞T1 ＞ T4 ＞ CK。

2.2 干旱脅迫對‘赤霞珠’果實酚類物質的影響

由表3 可知，干旱脅迫提高了果實中總酚、單寧和花色苷含量。其中，T1、T2、T3、T4 處理的總酚含量分別較CK 提高了51.7%、33.4%、16.1%、38.6%； 單寧含量分別較CK 提高了31.2%、27.0%、23.8% 和39.6%，且各處理含量均顯著高于CK；花色苷含量分別較CK 提高52.3%、50.0%、23.9%、33.0%，且各處理均顯著高于CK。

2.3 干旱脅迫對‘赤霞珠’果實糖、酸組分的影響

由表4 可知，隨干旱脅迫加重，果實中葡萄糖、果糖、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸含量均呈現先增加后降低的趨勢。各處理葡萄糖和果糖含量大小表現為T4 ＞ T2 ＞ T3 ＞ T1 ＞ CK，蘋果酸和檸檬酸含量均表現為T4 最高，T1 最低。T3 處理的酒石酸含量最高，達到9 052.71 mg/kg，T1 處理的最低，為5 608.99 mg/kg?？傮w來看，適當的干旱脅迫可以提高葡萄糖和果糖含量，同時也可以增加蘋果酸、檸檬酸和酒石酸的含量。

2.4 干旱脅迫對‘赤霞珠’產量的影響

由表5 可知，干旱脅迫導致‘赤霞珠’葡萄減產。各處理產量均顯著低于CK，但處理間差異不顯著。其中，T1、T2、T3 和T4 的產量分別為3 649.79、3 142.57、4 611.59 和4 939.88 kg/hm2，分別較CK降低55.5%、61.7%、43.8% 和39.8%。各處理后單穗質量大小為CK ＞T2 ＞T4 ＞T3 ＞T1，除CK 外，各處理間無顯著差異。

2.5 ‘赤霞珠’果實產量和品質指標相關性分析

由圖1 可知，‘赤霞珠’葡萄的可溶性固形物含量與還原糖含量、總酚含量與花色苷含量、單穗質量和產量呈顯著正相關關系（P ＜ 0.05）；葡萄糖含量與果糖含量呈極顯著正相關關系（P ＜0.01）；還原糖含量與蘋果酸含量、還原糖含量與檸檬酸含量、總酚含量與單穗質量、單寧含量與單穗質量、花色苷含量與單穗質量、花色苷含量與產量均呈顯著負相關關系（P ＜ 0.05）。

2.6 干旱脅迫對‘赤霞珠’果實品質影響的綜合評價

根據各指標權重結果顯示（表6），可滴定酸的權重值最大，為8.620%，其次是單穗質量、產量和可溶性固形物。各指標權重排序依次為可滴定酸含量＞單穗質量＞產量＞可溶性固形物含量＞蘋果酸含量＞ pH ＞還原糖含量＞酒石酸含量＞糖酸比＞花色苷含量＞檸檬酸含量＞總酚含量＞葡萄糖含量＞果糖含量＞單寧含量。

各處理13 個品質指標（不包括產量和單穗質量指標）的最終評價結果排名（表7）可知，干旱脅迫處理均可以提高‘赤霞珠’果實品質，各處理綜合品質排序為T1 ＞ T2 ＞ T4 ＞ T3 ＞ CK。

3 討 論

釀酒葡萄不同生育期需水量不同，具有生長期需水量相對多，成熟時喜干燥的特點[16]。研究表明，產量對虧水的敏感期主要在漿果生長期，而品質對虧水的敏感期主要在漿果成熟期[17]，轉色成熟期中度虧水在不顯著減產的基礎上能提高品質[18]。汪精海等[19] 的研究表明生育后期長時間水分脅迫對釀酒葡萄耗水具有跨年度持續(xù)影響力。上述研究結果表明，不同虧缺程度和虧缺時期會對果實產量和品質產生不同影響。

研究表明，在釀酒葡萄萌芽期至著色期進行調虧灌溉，能顯著增加葡萄果實糖分含量，降低果實總酸含量[20]。與上述研究結果不同，本研究發(fā)現，隨干旱脅迫程度的加重，可溶性固形物、還原糖和可滴定酸含量均呈先降低后增加趨勢?？傻味ㄋ岷肯冉档秃笤黾?，可能是重度干旱脅迫阻礙了葡萄果實中有機酸降解，導致酸含量維持在較高水平，也可能是隨著干旱脅迫程度的增加果實體積逐漸變小，導致可滴定酸的相對含量增加。鄧浩亮等[18] 研究結果表明，在漿果膨大期進行中- 重度的水分虧缺處理，會減少總酚、單寧含量；轉色成熟期中度虧水可提高花青苷、總酚和單寧含量。本研究發(fā)現，干旱脅迫處理均提高了果實的總酚、花色苷和單寧含量，與上述研究結果存在差異的原因可能是干旱脅迫程度和處理時期不一致。

果糖和葡萄糖是決定果實和葡萄酒品質的主要成分。薛曉斌等[21] 研究表明，在釀酒葡萄花后20 d 至成熟期進行輕度和中度水分脅迫處理，在轉色期后可明顯提升果實中果糖和葡萄糖含量。高彥婷等[22] 的研究表明，水分脅迫通過影響酶活性間接調控葡萄果實的糖代謝，輕度脅迫對蔗糖代謝酶活性有促進作用，重度脅迫則表現出較強的抑制性。本研究結果也證實了隨著干旱脅迫加重，葡萄糖、果糖呈現先增加后降低的趨勢。

蘋果酸、酒石酸和檸檬酸是釀酒葡萄中的主要有機酸[23]。其中，蘋果酸味感尖酸生硬，影響葡萄酒的口味和品質。酒石酸能顯著影響葡萄和葡萄酒的風味、顏色和穩(wěn)定性[24]。檸檬酸含量越高，葡萄酒風味越好[25]。Seanna 等[4] 在‘赤霞珠’成熟初期開展為期7 d 的水分脅迫研究發(fā)現，水分脅迫（約50% 的田間持水量）對果實的可滴定酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸含量等均無顯著影響，與本研究隨著干旱脅迫加重，酒石酸、檸檬酸和蘋果酸含量均呈現先增加后降低的趨勢，適度的干旱脅迫有利于有機酸的積累的結論不一致。出現差異的原因，一方面可能是水分脅迫影響了葡萄葉幕量，從而影響了漿果表面的光照和溫度，最終導致漿果品質的變化；另一方面可能是水分脅迫時期為漿果成熟早期，此階段漿果代謝對水分敏感程度較小。

據統(tǒng)計，2021 年永寧國家基本氣象站夏季降水創(chuàng)1961 年以來第2 低值，僅為25.1 mm，降水量、降水日數異常少，氣象干旱嚴重。試驗處理階段水分脅迫與氣象干旱脅迫重疊，可能會對試驗結果造成影響。另外，本研究只在4 個關鍵生育期開展干旱脅迫試驗，而不同脅迫時期及脅迫時間的長短對品質也會造成一定影響，其具體關系有待進一步研究。

4 結 論

綜合分析認為，干旱脅迫可以提高釀酒葡萄關鍵品質因子，但果實膨大期- 著色期土壤相對濕度低于40% 以下會導致嚴重減產，因此在實際生產中，應采取適當的節(jié)水措施，干旱時及時灌溉，在保證產量的前提下提高品質。

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[ 本文編校：張雨朦]

基金項目：國家自然科學基金項目（42165013）；中國氣象局旱區(qū)特色農業(yè)氣象災害監(jiān)測預警與風險管理重點實驗室指令性項目（CAMP-202105）；寧夏回族自治區(qū)自然科學基金項目（2020AAC03466）；寧夏回族自治區(qū)自然科學基金項目（2022AAC03680）。