不同灌水定額對(duì)赤霞珠葡萄土壤水勢(shì)和果實(shí)品質(zhì)的影響

沈甜+許澤華+陳衛(wèi)平+牛銳敏

摘要： 以15年生赤霞珠葡萄為試材，研究6 750、6 000、5 250、4 500 m3/hm2這4種灌水定額對(duì)赤霞珠花前、果實(shí)膨大期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期土壤水勢(shì)變化和果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，不同葡萄生育期，不同灌水定額對(duì)土壤水勢(shì)的變化明顯，降低灌水定額，能有效提升土壤吸水力，并提高土壤水分利用率；適度減少灌水定額，可有效提高枝條莖流量，顯著提高果實(shí)可溶性固形物、花色素、單寧含量，極顯著提高總酚含量，顯著降低可滴定酸含量；4種灌水定額處理中以 5 250 m3/hm2 處理的為最好，葡萄萌芽期、抽枝期、花前、果實(shí)膨大期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期、冬灌的灌水量分別為900、450、600、1 200、600、1 500 m3/hm2，其中葡萄果實(shí)膨大期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期分2次灌溉，灌水時(shí)間間隔為15～18 d，期間如遇降水，應(yīng)適度延長(zhǎng)灌水時(shí)間間隔。

關(guān)鍵詞： 灌水定額；葡萄；土壤水勢(shì)；果實(shí)品質(zhì)；赤霞珠；水分利用率

中圖分類號(hào)： S663.107 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）22-0136-04

水分是影響葡萄和葡萄酒品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的重要因素，果實(shí)大小和含糖量是衡量果實(shí)品質(zhì)的2個(gè)重要指標(biāo)，而果實(shí)大小和含糖量的多寡是由很多因素決定的，其中水分是影響果實(shí)大小和含糖量諸多因素中最重要的因素[1]。葡萄關(guān)鍵物候期水分狀況的變化，會(huì)影響植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)、產(chǎn)量、葉幕層、微氣候及果實(shí)代謝，進(jìn)而影響葡萄成分和品質(zhì)[2-6]。適度調(diào)節(jié)葡萄生長(zhǎng)的水分狀況可達(dá)到調(diào)節(jié)葡萄果實(shí)代謝、改善果實(shí)品質(zhì)的目的[7-8]。

釀酒葡萄是寧夏回族自治區(qū)的優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)，寧夏賀蘭山東麓已成為國(guó)內(nèi)最大的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)。但是，由于賀蘭山東麓土壤肥力差異較大，農(nóng)戶葡萄園的水肥管理主要憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，“大水大肥”現(xiàn)象較為普遍，葡萄產(chǎn)量雖然較高，但原料質(zhì)量相對(duì)較差，提升空間很大。調(diào)虧灌溉是近些年果園水分管理的一種科學(xué)方法，能有效提高水分利用率，且通過(guò)適度的水分脅迫可提高果實(shí)品質(zhì)。本研究通過(guò)控制灌溉用水，分析不同灌溉用水量對(duì)釀酒葡萄土壤水勢(shì)、莖流及果實(shí)品質(zhì)等的影響，為優(yōu)質(zhì)原料生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)，對(duì)提高賀蘭山東麓葡萄園的水分利用效率和葡萄果實(shí)品質(zhì)有著切實(shí)的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在寧夏回族自治區(qū)銀川市西夏區(qū)寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞研究所蘆花臺(tái)葡萄基地進(jìn)行，該試驗(yàn)地土壤類型為灌淤潮土，pH值為8.1～8.3，全鹽、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量分別為 0.7～1.6、4.92～8.26、0.32～0.58、0.48～0.51、18.6～19.5 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為85～175、45～58、145～240 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為15年生赤霞珠葡萄，采用直立獨(dú)龍干整形，冬剪以短梢修剪為主。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015年4月14日至2016年11月18日進(jìn)行，在釀酒葡萄2個(gè)生長(zhǎng)季實(shí)施。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，全部生育期灌水定額分別為6 750、6 000、5 250、4 500 m3/hm2，處理編號(hào)分別為CK（對(duì)照）、T1、T2、T3。在葡萄抽枝期、花前、果實(shí)轉(zhuǎn)色期，每一處理灌水量分別比對(duì)照梯度減少150 m3/hm2；在葡萄果實(shí)膨大期，每一處理灌水量比對(duì)照梯度減少 300 m3/hm2；在葡萄萌芽期和冬灌時(shí)，所有處理灌水量相同，分別為900、1 500 m3/hm2。采用滴灌，在葡萄果實(shí)膨大期和果實(shí)轉(zhuǎn)色期分2次灌水，其他栽培管理措施一致，葡萄產(chǎn)量控制在12 000 kg/hm2左右。

1.4 測(cè)定內(nèi)容

1.4.1 枝條莖流量和土壤水勢(shì) 枝條莖流量在果實(shí)成熟期利用FLOW32包裹式植物莖流計(jì)測(cè)定，將傳感器包裹于距離地面1.5 m、直徑10 mm的枝條中間部位，連續(xù)測(cè)定10 d；在抽枝期直至果實(shí)成熟采收，利用EM50數(shù)據(jù)采集器長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土壤水勢(shì)，將土壤水勢(shì)傳感器MPS-6埋于距離葡萄主干 20 cm、距離地表深30 cm（葡萄根系集中分布區(qū)域）處，每隔 1 h 記錄1次。

1.4.2 果實(shí)品質(zhì) 果實(shí)成熟期，隨機(jī)采集6穗葡萄果穗（600粒以上），測(cè)定單穗質(zhì)量、果實(shí)百粒質(zhì)量及可溶性固形物、還原糖、可滴定酸、花色素、總酚、單寧含量[9-11]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)作圖，采用DPS 7.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，差異顯著分析采用新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)枝條莖流量日變化的影響

由圖1可知，在葡萄果實(shí)成熟期，減少灌水定額能有效提高葡萄枝條的莖流量；枝條莖流量日變化呈明顯的單峰曲線，T1、T2、T3處理的枝條莖流量明顯高于對(duì)照；枝條莖流量在08：00—10：00時(shí)上升較快，13：00—14：00時(shí)達(dá)到峰值，18：00后迅速下降；CK的枝條莖流量全天處于最低；T2處理的枝條莖流量在10：00—14：00之間明顯高于其他處理，14：00后迅速下降。

2.2 不同處理對(duì)葡萄不同生育期土壤水勢(shì)的影響

2.2.1 花前 由圖2可見(jiàn)，灌水后1周，T2處理的土壤水勢(shì)回落最快，其他處理回落較為平緩；灌水后8～9 d，由于降雨（降水量為2.79 mm），致使土壤水勢(shì)回升；灌水后9 d，CK、T1、T3處理的土壤水勢(shì)較為接近，隨時(shí)間的進(jìn)一步推移，T2處理的土壤水勢(shì)回落迅速，其他處理回落較為平緩；灌水后15 d，T3處理的土壤水勢(shì)回落差高于CK、T1處理。

2.2.2 果實(shí)膨大期 由圖3可知，在葡萄果實(shí)膨大前期，灌水后1～3 d， T2處理的土壤水勢(shì)回升速度快于其他處理， T3

處理的土壤水勢(shì)回升至最大值-227.44 kPa后又迅速回落；灌水后8～11 d由于降雨（降水量28.17 mm），致使所有處理的土壤水勢(shì)回升；灌水后15～20 d，各處理土壤水勢(shì)以不同基數(shù)相似速率回落；T1處理的土壤水勢(shì)遠(yuǎn)高于其他處理，T3處理的土壤水勢(shì)低至-627.91 kPa。由圖4可知，在葡萄果實(shí)膨大后期，灌水后1～2 d，T3處理的土壤水勢(shì)迅速回升，CK、T1、T3處理的土壤水勢(shì)值相近；灌水后3 d，各處理土壤水勢(shì)回升至最高，后又緩慢下降；灌水后8～15 d，各處理土壤水勢(shì)差值逐漸拉大，T3處理的土壤水勢(shì)相對(duì)最低，T1處理土壤的水勢(shì)相對(duì)最高。

2.2.3 葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色期 由圖5可見(jiàn)，在葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色前期，灌水后1～3 d，各處理的土壤水勢(shì)回升至最高值，T2處理的土壤水勢(shì)回升相對(duì)較為迅速；灌水后4 d，各處理的土壤水勢(shì)相近，后緩慢下降；灌水后8～15 d，各處理的土壤水勢(shì)差值逐漸拉大，T3處理的土壤水勢(shì)相對(duì)最低，CK和T2處理的土壤水勢(shì)差相對(duì)較小，T1處理的土壤水勢(shì)相對(duì)最高。由圖6可見(jiàn)，在葡萄果實(shí)轉(zhuǎn)色后期，灌水后1～3 d，各處理的土壤水勢(shì)回升至最高值，后又逐漸回落；T1處理的土壤水勢(shì)相對(duì)最高，

CK、T2、T3處理的土壤水勢(shì)差相對(duì)較小。

2.3 不同處理對(duì)葡萄果穗質(zhì)量和百粒質(zhì)量的影響

由圖7可知，與對(duì)照相比，減少灌水定額不同程度降低了單穗質(zhì)量、百粒質(zhì)量，T3處理的單穗質(zhì)量和百粒質(zhì)量相對(duì)最小。

2.4 不同處理對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表1可知， 與對(duì)照相比，減少灌水定額，葡萄果實(shí)的可

溶性固形物、單寧含量有顯著提高（P<0.05），總酚含量有極顯著提高（P<0.01），可滴定酸含量有顯著降低（P<0.05）；與對(duì)照相比，T3處理的可溶性固形物含量達(dá)到極顯著水平（P<0.01），T2、T3處理的還原糖含量有極顯著提高、可滴定酸含量有極顯著降低（P<0.01），T2處理的花色素含量有極顯著提高（P<0.01）。

3 結(jié)論與討論

3.1 水分調(diào)控對(duì)土壤水勢(shì)的影響

土壤水勢(shì)過(guò)高或過(guò)低均會(huì)影響果樹(shù)生理指標(biāo)的變化，土壤水勢(shì)過(guò)低，果樹(shù)葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰強(qiáng)度降低[12-14]。適度降低土壤水勢(shì)，會(huì)增加果實(shí)中的果糖、葡萄糖和總糖含量[1，15-16]。不同生育期果實(shí)生長(zhǎng)對(duì)水分脅迫的敏感性不同[15]，有研究表明，在葡萄漿果成熟期，土壤水勢(shì)達(dá)到一定值時(shí)， 果粒直徑開(kāi)始減小，果實(shí)中以果糖、葡萄糖為主的可溶性糖開(kāi)始快速積累[1]。通過(guò)研究土壤水勢(shì)與葡萄園氣象因素及葡萄產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)系，得出“土壤-植物-大氣連續(xù)體”（SPAC系統(tǒng)）的一定規(guī)律[12，17]，由土壤到葡萄植株再到大氣，各要素水勢(shì)逐步下降，隨灌溉定額的增加，相鄰界面水勢(shì)差增大[12]。

本試驗(yàn)通過(guò)比較葡萄花前、果實(shí)膨大期、轉(zhuǎn)色期灌水后15～20 d的土壤水勢(shì)得出，降低灌水定額，隨灌水后天數(shù)的延長(zhǎng)，土壤水勢(shì)下降速率加快，再次灌水，土壤水勢(shì)回升速率會(huì)加快， 即灌水定額降低， 提升了土壤的吸水力和水分利用效率，有效節(jié)約了水資源。試驗(yàn)結(jié)果顯示，灌水定額為 6 000 m3/hm2 時(shí)土壤水勢(shì)明顯高于其他處理，可能與樣地土質(zhì)的不均質(zhì)性有關(guān)。

3.2 水分調(diào)控對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

研究結(jié)果表明，適度降低灌水定額，葡萄單穗質(zhì)量和百粒質(zhì)量降低，果實(shí)中可溶性固形物、還原糖含量增加，總酚、單寧、花色素含量提高，果實(shí)中可滴定酸含量隨灌水定額的減少而降低。通過(guò)對(duì)不同處理原酒的品嘗，單寧的細(xì)致程度也隨水量的減少得到改善。調(diào)虧灌溉對(duì)葡萄果粒大小及產(chǎn)量有一定影響，大量研究認(rèn)為，調(diào)虧灌溉會(huì)使葡萄產(chǎn)量降低[2]。有研究表明，葡萄漿果快速膨大的早期是決定果實(shí)細(xì)胞數(shù)量的細(xì)胞分裂期，此時(shí)干旱脅迫對(duì)果粒體積生長(zhǎng)的影響最大，而水分脅迫使果實(shí)最終體積發(fā)生不可逆的縮小[18]。在葡萄果實(shí)成熟期，灌溉過(guò)多雖然能提高產(chǎn)量，但果實(shí)質(zhì)量卻大大降低，尤其是釀酒葡萄，相反，水分虧缺對(duì)葡萄漿果成分有顯著影響，果實(shí)色澤、風(fēng)味和香氣的增加可提高葡萄酒質(zhì)量[19]。適度水分調(diào)虧可有效減少光合產(chǎn)物向莖、葉等營(yíng)養(yǎng)器官的分配比例，降低無(wú)效水分的損耗，促使生殖器官良好生長(zhǎng)，在不減產(chǎn)的基礎(chǔ)上改善果實(shí)的品質(zhì)[20]。有研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)虧灌溉促進(jìn)酚類化合物、可溶性固形物及花青素的合成[2]，并通過(guò)調(diào)節(jié)糖代謝和花色素代謝相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)影響果實(shí)中糖分和花色素含量，土壤的水分含量也影響果實(shí)中的可滴定酸含量[21-27]。房玉林等研究水分虧缺對(duì)非灌溉葡萄的有利影響發(fā)現(xiàn)，適度的水分虧缺對(duì)葡萄酒的色澤、風(fēng)味、酒香等品質(zhì)因子有直接的促進(jìn)作用[2]。

通過(guò)測(cè)定比較分析葡萄花前、果實(shí)膨大期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期距葡萄主干20 cm、距地表深30 cm處的土壤水勢(shì)得出，在葡萄不同生育期，不同灌水定額處理的土壤水勢(shì)變化明顯，降低灌水定額，能有效提升土壤的吸水力，提高土壤水分利用率；適度減少灌水定額有效提高了葡萄枝條莖流量，果實(shí)可溶性固形物、花色素、單寧含量有顯著提高（P<0.05），總酚含量有極顯著提高（P<0.01），可滴定酸含量有顯著降低（P<0.05）。葡萄全年生育期以灌水定額5 250 m3/hm2處理為最好，葡萄萌芽期、抽枝期、花前、果實(shí)膨大期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期、冬灌的灌水量分別為900、450、600、1 200、600、1 500 m3/hm2，其中葡萄果實(shí)膨大期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期分2次灌溉，以土壤水勢(shì)-600 kPa 為灌水臨界值，灌水時(shí)間間隔為15～18 d，期間如遇降水，應(yīng)適度延長(zhǎng)灌水時(shí)間間隔。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李洪艷. 土壤水分對(duì)葡萄植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響[D]. 上海：上海交通大學(xué)，2009：5-9.

[2]房玉林，孫 偉，萬(wàn) 力，等. 調(diào)虧灌溉對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（13）：2730-2738.

[3]Dry P R，Loveys B R. Factors influencing grapevine vigour and the potential for control with partial rootzone drying[J]. Australian Journal of Grape and Wine Research，1998，4（3）：140-148.

[4]van Leeuwen C，Seguin G. Incidences de lalimentationen eau de la vigne，appréciée par létathydrique du feuillage，sur le développement de lappareilvégétatifet la maturation du raisin （Vitis vinifera variété Cabernet franc，Saint-Emilion，1990）[J]. Journal International des Sciences de La Vigne et du Vin，1994，28：81-110.

[5]Pellegrino A，Lebon E，Simonneau T，et al. Towards a simple indicator of water stress in grapevine（Vitis vinifera L.）based on the differential sensitivities of vegetative growth components[J]. Australian Journal of Grape and Wine Research，2005，11（3）：306-315.

[6]Ezzhaouani A，Valancogne C，Pieri P，et al. Water economy by Italia grapevines under different irrigation treatments in a mediterranean climate[J]. Journal Internatinual des Sciences de La Vigne et du Vin，2007，41（3）：131-139.

[7]Paladin M，Peterlunger E，Bonetto C，et al. Water stress induces changes in polyphenol concentration in merlot grape and wines[J]. Rivista di Viticoltura a di Enologia，2002，10（2）：384-390.

[8]Ojeda H，Andary C，Kraeva E，et al. Influence of pre-and postveraison water deficit on synthesis and concentration of skin phenolic compounds during berry growth of Vitis vinifera cv.Shiraz[J]. American Journal of Enology and Viticulture，2002（53）：261-267.

[9]高峻風(fēng). 植物生理學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[10] 楊夫臣，吳 江，程建徽，等. 葡萄果皮花色素的提取及其理化性質(zhì)[J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào)，2007，24（3）：287-292.

[11]王 華. 葡萄與葡萄酒實(shí)驗(yàn)技術(shù)操作規(guī)范[M]. 西安：西安地圖出版社，1999：149-153.

[12]蘇學(xué)德，李 銘，郭紹杰，等. 果樹(shù)對(duì)土壤水勢(shì)響應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（7）：26-27，29.

[13]李麗芳，吳曉敏，王立峰. 植物光合生理生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，21（3）：71-75.

[14]云建英，楊甲定，趙哈林. 干旱和高溫對(duì)植物光合作用的影響機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2006，26（3）：641-648.

[15]張大鵬，鄧文生，賈文鎖. 葡萄果實(shí)生長(zhǎng)與水勢(shì)及其分量和細(xì)胞壁展延性之間的關(guān)系[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，2（5）：100-108.

[16]宋志海，高飛飛，陳大成. 果實(shí)大小相關(guān)性及影響因素研究進(jìn)展[J]. 福建果樹(shù)，2002（3）：9-12.

[17]劉洪波，張江輝，白云崗，等. 葡萄園SPAC系統(tǒng)傳輸勢(shì)能及其變化規(guī)律研究[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30（4）：18-21.

[18]謝 鳴，陳俊偉，程建徽，等. 楊梅果實(shí)發(fā)育與糖的積累及其關(guān)系研究[J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào)，2005，22（6）：634-638.

[19]張修宇，潘建波，李 斌. 調(diào)虧灌溉節(jié)水增產(chǎn)效應(yīng)影響因素的研究進(jìn)展[J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，27（4）：45-48.

[20]孔維萍. 河西綠洲灌區(qū)滴灌控水對(duì)釀造葡萄水分利用和品質(zhì)的影響[D]. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.[HJ1.8mm]

[21]黃學(xué)春，李映龍，單守明，等. 調(diào)虧灌溉對(duì)“蛇龍珠”葡萄果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的影響[J]. 北方園藝，2013（23）：23-26.

[22]周 磊，甘 毅，歐曉彬，等. 作物缺水補(bǔ)償節(jié)水的分子生理機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，19（1）：217-225.

[23]Williams L E. Grimes D W，Phene C J.The effects of applied water at various fractions of measured evapotranspiration on water relations and vegetative growth of thompson seedless grapevines[J]. Irrigation Science，2010，28（3）：221-232.

[24]Girona J，Marsal J，Mata M，et al. Phenological sensitivity of berry growth and composition of Tempranillo grapevines （Vitis vinifera L.） to water stress[J]. Australian Journal of Grape and Wine Research，2009，15（3）：268-277.

[25]劉洪光，何新林，王雅琴，等. 調(diào)虧灌溉對(duì)滴灌葡萄耗水規(guī)律及產(chǎn)量的影響研究[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2010，29（6）：109-111.

[26]郁松林，肖年湘，王春飛. 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)調(diào)控的研究進(jìn)展[J]. 石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，26（4）：439-443.

[27]Costa J M，Ortu O M F，Chaves M M. Deficit irrigation as a strategy to save water：physiology and potential application to horticulture[J]. Journal of Ntegrative Plant Biology，2007，49（10）：1421-1434.