兩種設(shè)施栽培模式下葡萄需冷量及營養(yǎng)物質(zhì)變化研究

中圖分類號：S663.1 文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1002-204x.2025.05.005

摘要：通過研究寧夏地區(qū)日光溫室延遲栽培模式和玻璃溫室自然休眠模式下“紅地球\"葡萄植株的需冷量、溫室溫度變化及溫室溫度與需冷量的相關(guān)性，休眠期可溶性糖和可溶性蛋白含量的變化，分析溫度、營養(yǎng)物質(zhì)與葡萄休眠解除的關(guān)系。結(jié)果表明：日光溫室在采用 ?7.2‰ 模型 、0～7.2°C 模型、猶他模型估算的需冷量分別為0h，0h，79CU ，玻璃溫室采用3種模型的需冷量分別為 212h.582h.238CU 。兩種設(shè)施管理模式下葡萄植株均于12月上旬前后解除休眠。日光溫室中，日需冷量與最高溫度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與平均溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，而玻璃溫室中日需冷量與最低溫度呈極顯著正相關(guān)。休眠解除后，兩種模式下可溶性糖含量均呈上升趨勢，而可溶性蛋白含量呈相反變化趨勢。綜上所述，在日光溫室延遲栽培模式中，大于 7.2^°C 的一定高溫積累是打破休眠主要因素；在玻璃溫室自然休眠模式中，低于 7.2^°C 的低溫積累是打破休眠主要因素。兩種栽培模式下可溶性糖含量變化規(guī)律可以作為休眠進程后期判斷的標(biāo)志。

文章編號：1002-204X（2025）05-0020-06

A Study on Variation of Cold Requirement and Nutrients of Grapes under Two Facility Cultivation Modes

YangLi ¹ ， Luo Xiaoming'，Li Qin2， Zhang Ning ^1，3* ， Feng Mei1，3

（1.Schoolof Wineand Horticulture，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 75021; 2.SchoolofForestryandGrass，

Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 75OO21;3.Ningxia ModernFacilityHorticulture Engineering Technology Research Center，Yinchuan，Ningxia 750021）

Abstract The relationship between temperature，nutrients and the lifting of grape dormancy was analyzed bystudying thecold demand of'Red Earth' grape plants，thechange of greenhouse temperature and the correlation between greenhouse temperatureand cold demand，and the change of soluble sugar and soluble protein content during the dormancy period under the delayed cultivationmode ofdaylight greenhouse and the natural dormancymodeof glass greenhouse in Ningxia region.The results showed that the cold demand of solar greenhouse estimated by ≤7.2 （2 model， 0-7.2 ^°C model，and Utah model were O，O，and 79 CU，respectively，and the cold demandof glass greenhouse using the three models were 212h 582h ，and 238 CU，respectively. Grapes were released from dormancy around early December inboth facility management modes.In solar greenhouses，thedailycooling requirement was extremely significantly negativelycorelatedwith themaximum temperatureand significantly negatively correlated with the average temperature，whilein glass greenhouses，the dailycooling requirement was extremely significantly positively corelated with theminimum temperature.After the dormancywas lifted，the solublesugar content showed an increasing trend in both models，whilethe soluble proteincontent showedanopposite trend.In conclusion，inthe delayed cultivation mode of the greenhouse，a certain high temperature accumulation above 7.2C was the main factor to break dormancy; In the natural dormancy mode of the glasshouse，a low temperature accumulation below 7.2‰ was the mai factor to break dormancy.The change patern of soluble sugar content in the two cultivation modes can be used as a marker for judging the late stage of dormancy process.

Key words Grapes；Facility cultivation；Release from dormancy；Cold demand of grape

果樹設(shè)施栽培是指在不適宜果樹生長的季節(jié)和地區(qū)，利用特定栽培設(shè)施，人為地創(chuàng)造適合果樹生長發(fā)育的小氣候環(huán)境的一種高效果業(yè)生產(chǎn)方式。葡萄在我國栽培歷史悠久，適應(yīng)性強，栽培范圍廣，是一種重要的經(jīng)濟植物[2-3]。在果樹設(shè)施栽培樹種中，葡萄設(shè)施栽培面積最大、技術(shù)最成熟[4]。促早栽培和延遲栽培是葡萄設(shè)施栽培中通過溫度調(diào)節(jié)其成熟期的兩種重要栽培模式。溫度對落葉果樹休眠解除起著重要作用，休眠解除是一個復(fù)雜過程，不同溫度條件下解除休眠效果不一致。不同設(shè)施栽培模式下冬季環(huán)境管理措施不一樣，設(shè)施內(nèi)溫度條件不一致，需要結(jié)合生產(chǎn)實踐探究其休眠解除的特點。已有的研究表明，低溫打破果樹休眠的效果最佳[5]。對于中溫打破休眠有兩種觀點：一種觀點認(rèn)為中溫可以打破休眠，但其作用往往不如低溫有效；另一種觀點認(rèn)為中溫對打破休眠有延緩作用。高溫也能打破休眠，王孝娣等和王海波等在桃、油桃上研究得到相同結(jié)果。變溫比恒溫打破芽休眠效果似乎更好，但是在變溫中高溫過高或者循環(huán)周期過短則會延遲休眠解除。張雙[的研究表明，在梨樹解除自然冬眠過程中，梨花芽中可溶性糖含量呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，休眠結(jié)束時又呈急劇上升的變化趨勢，可以根據(jù)其含量變化對梨的休眠進程進行判斷。申海林等[、畢磊[]、呼鳳蘭等[13]、李程琛4分別對露地杏、七月酥梨、歐李、棗休眠期可溶性糖含量的研究結(jié)果表明，可溶性糖含量在自然休眠期呈現(xiàn)不同變化趨勢，說明休眠過程中可溶性糖含量變化因樹種和環(huán)境而不同。杜麗清15通過休眠期葡萄枝芽研究發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白呈上升一下降一上升一下降的趨勢。本研究采用不同模型估算寧夏地區(qū)日光溫室延遲栽培模式和玻璃溫室自然休眠模式下“紅地球\"葡萄植株的需冷量，分析休眠過程中溫室溫度與需冷量的相關(guān)性、可溶性糖和可溶性蛋白含量的變化，探究兩種栽培模式下葡萄植株休眠解除特點，為寧夏地區(qū)設(shè)施葡萄栽培休眠期的調(diào)控提供參考。

1材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年10月23日至2022年1月在寧夏銀川市賀蘭縣園藝產(chǎn)業(yè)園（ （106^°16E^′，38^°20^′N）18 號日光溫室和玻璃溫室A1中進行。日光溫室為鋼架結(jié)構(gòu)，保溫材料為棉被，采用延后栽培模式。11月中旬以后，溫室外氣溫大幅下降，白天、夜間注意保溫，一般于9：00—9：30揭開棉被促進棚內(nèi)升溫，于16：30—17：00覆蓋棉被保溫，以滿足葡萄生長所需最低溫度。玻璃溫室A1無保溫材料，無加溫設(shè)備，葡萄樹處于自然落葉休眠。

試驗材料為10年生“紅地球\"葡萄植株，采用棚架栽植，日光溫室株行距為 2.0m×8.0m ，玻璃溫室株行距為 4.0m×4.8m 夏季修剪、灌水、施肥及病蟲害防治同常規(guī)管理。

1.2 試驗方法

于2021年10月下旬到2022年1月，每7d取樣1次，每次隨機從不同植株上剪取1年生枝條，共4根（約20個芽）。參照奚曉軍等的方法進行插枝培養(yǎng)試驗，樣品采回后立即置于光照培養(yǎng)箱中進行清水插枝培養(yǎng)。培養(yǎng)條件：白天溫度為 20°C ，夜間溫度為 5^°C 光照強度為 2000lx ，空氣相對濕度為 65%～70% 。培養(yǎng)期間每隔2d換1次水，每次換水后將枝條基部剪去少許，使其露出新茬。連續(xù)培養(yǎng)20d后觀察并計算萌芽率。同時每隔7d隨機采 10～15 支成熟枝條，剝?nèi)ザ?，在液氮中速凍，然后置于低溫冰箱中?80^°C 條件下儲存，用于測定可溶性糖和可溶性蛋白。設(shè)施內(nèi)溫、濕度利用綠源溫室娃娃智能環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)記錄，每隔 15min 記錄1次數(shù)據(jù)

1.3 測定方法

1.3.1 生理休眠解除日期的確定

從采樣日開始，培養(yǎng)20d左右，觀察計算“紅地球”葡萄枝條的萌芽率。當(dāng) 50%lt; 萌芽率 ?60% 時，則以本次采樣日作為該葡萄品種的生理休眠解除日期；

當(dāng) 60%lt; 萌芽率 ≤70% 時，則以本次采樣日與上一個采樣時期的中間時間作為該葡萄品種的生理休眠解除日期；當(dāng)萌芽率大于 70% 時，則以上一個采樣日期為該葡萄品種的生理休眠解除日期[17]。

1.3.2 需冷量的估算

本試驗采用 0～7.2°C 模型 （h） ） 模型（h）和猶他模型（CU）估算需冷量[18-20]

1.3.3 可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)提取及含量測定

參考陳展宇等2的植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)，測定葡萄植株冬芽中的可溶性糖和可溶性蛋白含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Execl2019對試驗數(shù)據(jù)進行整理和分析，用SPSS19.0軟件進行Pearson相關(guān)性分析，用Origin繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1兩種設(shè)施栽培模式下“紅地球\"葡萄植株的需冷量

由表1可以看出，兩種設(shè)施栽培模式下休眠解除時間相差不大，日光溫室延遲栽培中“紅地球\"在2021年12月5日解除生理休眠，玻璃溫室自然休眠的“紅地球”在2021年12月9日解除生理休眠。日光溫室中“紅地球\"比玻璃溫室中“紅地球\"提前4d解除休眠。兩種設(shè)施栽培模式下“紅地球”葡萄植株的需冷量差異較大。日光溫室延后栽培需要保溫管理，依據(jù) ?7.2% 模型和 0～7.2^°C 模型計算的\"紅地球\"的需冷量均為0，猶他模型計算的需冷量為79CU；玻璃溫室 0～7.2°C 模型、 ?7.2% 模型、猶他模型估算出的需冷量分別為 212h.582h.238CU_?

2.2兩種設(shè)施栽培模式下溫室溫度變化對葡萄休眠解除的影響

2.2.1 兩種設(shè)施栽培模式下最高、最低氣溫變化

由圖1可以看出，在2021年10月23日至12月31日期間，日光溫室中最高氣溫整體表現(xiàn)為波動變化，除11月1日、12月7日、12月8日、12月23日、12月24日、12月25日溫室溫度低于19℃外，其他時間溫室溫度均在 19°C 以上；玻璃溫室中最高氣溫呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，除個別幾天氣溫低于 0°C 以外，逐日平均最高溫度為 7.3^°C 。日光溫室和玻璃溫室逐日最低氣溫變化趨勢大致相同，呈現(xiàn)逐漸下降趨勢；日光溫室氣溫都在 0°C 以上波動且幅度平緩；玻璃溫室最低氣溫11月5日前在 0～3.6^°C 之間，11月5日后在 0°C 以下且波動幅度較大。

2.2.2 兩種設(shè)施栽培模式下平均氣溫變化

由圖2可以看出，在2021年10月23日到12月31日期間，日光溫室逐日平均氣溫與玻璃溫室逐日平均氣溫變化趨勢不一致。除極少數(shù)幾天外，日光溫室逐日平均氣溫逐漸下降，12月7—8日和24—31日氣溫在 ，其他時間日平均氣溫在 。玻璃溫室逐日平均氣溫呈現(xiàn)出逐漸下降趨勢，11月5日前平均氣溫在 月5日后平均氣溫在-11.4～4.2^°C 之間且波動較大。

2.2.3兩種設(shè)施栽培模式下晝夜溫差變化

由圖3可以看出，在10月23日至11月14日期間，日光溫室晝夜溫差與玻璃溫室晝夜溫差交叉波動；在11月14日至12月31日期間，除12月7日和8日外，日光溫室晝夜溫差高于玻璃溫室晝夜溫差。日光溫室晝夜溫差除12月7日外，介于 7.4～23.1°C ；玻璃溫室晝夜溫差介于 5.9～19.1°C O

2.2.4兩種設(shè)施栽培模式下\"紅地球\"葡萄植株猶他

模型的日需冷量與4個氣溫指標(biāo)相關(guān)性分析

由表2可知，日光溫室中“紅地球”葡萄植株猶他模型日需冷量與最高氣溫呈極顯著負(fù)相關(guān)、與平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.713、-0.359；與最低氣溫正相關(guān)，與晝夜溫差負(fù)相關(guān)，均不顯著。玻璃溫室中其猶他模型日需冷量與最低氣溫呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.755；與最高氣溫、晝夜溫差均呈負(fù)相關(guān)，與平均氣溫正相關(guān)，且均不顯著。

2.3兩種設(shè)施栽培模式下\"紅地球\"葡萄植株冬芽可溶性糖含量變化

由圖4可以看出，除11月21日外，玻璃溫室“紅地球”葡萄植株冬芽可溶性糖含量高于日光溫室。在日光溫室中“紅地球\"葡萄植株冬芽可溶性糖含量呈下降一上升一下降變化趨勢，前期的變化幅度較大，后期的變化平緩；在11月21日可溶性糖含量達到最大，為 0.48% ；12月26最低，為 0.21% 。玻璃溫室中葡萄植株冬芽可溶性糖含量呈上升一下降一上升一下降變化趨勢，前期變化平緩，后期波動較大；在12月12日可溶性糖含量達到最大，為 0.68% ；12月26最低，為 0.26% 。兩種設(shè)施栽培模式下“紅地球\"葡萄植株冬芽可溶性糖含量在休眠解除后均呈上升一下降趨勢。

2.4兩種設(shè)施栽培模式下\"紅地球\"葡萄植株冬芽可溶性蛋白含量變化

由圖5可以看出，在11月21日到12月26日期間日光溫室“紅地球\"葡萄植株冬芽可溶性蛋白含量總體呈上升一下降一上升一下降變化趨勢，前期波動較大，后期平緩；11月21日開始迅速上升，上升幅度為41% ;11月28日開始快速下降后，波動平緩。玻璃溫室中其總體呈上升一下降變化趨勢；在11月21日到12月12日呈上升趨勢，上升幅度為 61% ，12月12日后緩慢下降。12月5日到12月26日，玻璃溫室葡萄植株冬芽可溶性蛋白含量高于日光溫室。

3 討論

落葉果樹休眠解除過程中溫度起著重要作用，不同溫度條件下解除休眠效果不一致。本研究對寧夏兩種設(shè)施栽培模式下“紅地球\"葡萄植株休眠過程中需冷量、溫室溫度變化及溫度與需冷量的相關(guān)性，以及休眠期可溶性糖和可溶性蛋白含量的研究表明：日光溫室下，逐日最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫和晝夜溫差分別在 8.9～28.3‰ 和 7.4～ 23.1°C 范圍內(nèi)。玻璃溫室下，逐日平均最高氣溫為7.3°C ；最低氣溫與平均溫度11月5日之前分別在0＼～3.6°C、5.3～9.9°C 之間，后期分別在 0°C 以下 ，-11.4～ 4.2^°C 之間；晝夜溫差主要介于 5.9～19.1^°C 之間。同樣，在這兩種設(shè)施栽培模式下，“紅地球\"葡萄植株大致于12月上旬同時解除休眠?！凹t地球\"葡萄植株冬芽的可溶性糖含量，在日光溫室中呈下降一上升一下降變化趨勢，在玻璃溫室中呈上升一下降一上升一下降變化趨勢；葡萄植株冬芽的可溶性蛋白含量，在日光溫室中呈上升一下降一上升一下降變化趨勢，在玻璃溫室中呈上升一下降變化趨勢。

前人研究表明，不同環(huán)境溫度對自然解除休眠的效應(yīng)不同，一定有效的低溫積累、變溫和高溫都可以打破果樹的休眠。許多研究學(xué)者對于低溫打破休眠作了研究，在解除休眠過程中低溫是逐漸累積的，其效果最佳22。也有學(xué)者認(rèn)為中溫可以打破休眠或者是延遲打破休眠。而在變溫和高溫打破休眠研究中，歐陽汝欣等[23]對桃進行 6～15°C 的變溫處理后，發(fā)現(xiàn)對打破冬眠效果更好。王海波等對桃芽高溫處理后發(fā)現(xiàn)其自然休眠的解除作用增強。本研究表明在兩種設(shè)施栽培模式下，溫度是影響葡萄植株解除休眠的關(guān)鍵因素：一種是冬季延遲栽培日光溫室保溫條件，平均溫度大于 7.2^°C ，高溫是打破休眠的重要因素；另一種是玻璃溫室自然休眠不加溫不保溫條件下，平均溫度低于 7.2^°C ，低溫是打破休眠的重要因素。兩種設(shè)施栽培模式下“紅地球\"葡萄植株均于12月上旬打破休眠。基于對溫室氣溫變化的研究結(jié)果表明，日光溫室中“紅地球\"葡萄植株日需冷量與最高氣溫呈極顯著負(fù)相關(guān)、與平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)，在玻璃溫室中與最低氣溫呈極顯著正相關(guān)。本研究結(jié)果與以上學(xué)者研究結(jié)果相似，一定的高溫積累和低溫積累均能打破設(shè)施葡萄冬芽的休眠。

可溶性糖既是一種能量物質(zhì)也是一種滲透物質(zhì)，其本身具有一定的流動性；同樣可溶性蛋白也是一種具有良好滲透性的物質(zhì)，能減小細(xì)胞的結(jié)冰點，增加細(xì)胞的保水能力，并對生物膜起到一定的保護作用。本研究發(fā)現(xiàn)兩種栽培模式下，隨著葡萄植株休眠進程的推進，其冬芽內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)隨之發(fā)生不同程度的分解[24]，這一生理過程為葡萄休眠的解除提供了前期物質(zhì)代謝層面的準(zhǔn)備。兩種栽培模式下葡萄植株冬芽休眠解除后，已經(jīng)處于活躍狀態(tài)，均通過不同酶協(xié)同代謝路徑調(diào)控實現(xiàn)休眠解除后糖分上升，開始為萌發(fā)階段消耗可溶性糖作準(zhǔn)備，這與梁文峰等[25和呼鳳蘭等[3的結(jié)論相似;與日光溫室相比，玻璃溫室不保溫，若遇低溫來襲，糖分的增加較多，不僅可以為植物提供熱量促進植物正常代謝，而且可以降低植物結(jié)冰的冰點2。同時期日光溫室其冬芽可溶性蛋白含量呈下降趨勢，這與梁文峰等23的研究結(jié)論相似。但是發(fā)現(xiàn)休眠解除后玻璃溫室葡萄植株冬芽可溶性蛋白含量呈上升趨勢且高于日光溫室，出現(xiàn)這種差異可能是設(shè)施內(nèi)溫度不同造成的。日光溫室短期高溫會觸發(fā)相關(guān)蛋白代謝途徑，加速氧化進程，損傷蛋白降解，同時植株中的高溫敏感酶因反復(fù)失活導(dǎo)致其含量下降，使得儲存蛋白被加速分解來應(yīng)對代謝需求[27-28]；而玻璃溫室中可溶性蛋白含量增加能夠有效提高植株的抗寒能力?？梢?，可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的變化，受到休眠進程的調(diào)控和溫度變化的影響，其變化規(guī)律符合果樹休眠進程。因此，在休眠過程中可溶性糖含量的變化可作為休眠進程的判斷標(biāo)志。

本研究針對“紅地球”葡萄植株，在日光溫室延遲栽培和玻璃溫室自然休眠這兩種設(shè)施栽培條件下，開展了關(guān)于其解除休眠的溫度特點以及營養(yǎng)物質(zhì)變化的研究。但試驗也存在一定的局限性，由于不同葡萄品種在遺傳背景、生理特性、休眠機制等方面存在差異，本研究所得出的結(jié)論，能否直接推廣應(yīng)用于其他葡萄品種，尚需開展大量針對性的驗證試驗，從而確保研究結(jié)論的科學(xué)性和可靠性。

4結(jié)論

在寧夏設(shè)施栽培條件下，葡萄休眠解除需冷量因栽培模式不同而不同，但兩種設(shè)施栽培模式下休眠解除日相近。在日光溫室延遲栽培過程中，大于 7.2°C 的一定高溫積累是打破休眠主要因素；在玻璃溫室自然休眠過程中，平均溫度低于 7.2°C 的低溫積累量是打破休眠主要因素。不同設(shè)施類型下，葡萄植株休眠解除后，可溶性糖含量呈上升的趨勢，其含量變化規(guī)律可以作為休眠進程后期判斷的標(biāo)志。日光溫室和玻璃溫室通過不同的溫度閾值來打破休眠，日光溫室可適用于錯峰生產(chǎn)，在市場上葡萄供應(yīng)較少時期上市。日光溫室也可與玻璃溫室配合，進一步延長寧夏地區(qū)葡萄的整體供應(yīng)期，提高葡萄的市場價格和經(jīng)濟效益，但實際推廣中需結(jié)合區(qū)域氣候、品種特性及農(nóng)戶需求選擇合適的設(shè)施栽培模式。

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責(zé)任編輯：達海莉