中國葡萄二次結(jié)果技術(shù)研究進(jìn)展

路貴龍，土旦吉熱

（西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院蔬菜研究所，拉薩850032）

0 引言

葡萄為葡萄科(Vitaceae)葡萄屬(Vitis)多年生藤本落葉植物，具有適應(yīng)性強、早果豐產(chǎn)、花芽超節(jié)位分化和一年多次結(jié)果等習(xí)性，果實具有鮮食、制干、釀酒、藥用等多種功用，有較高的營養(yǎng)價值與經(jīng)濟(jì)價值，深受種植戶和消費者的喜愛，目前在世界各地均有栽培[1-2]。近年來，由于臺風(fēng)、梅雨、早春晚霜凍等自然災(zāi)害或人為使用調(diào)節(jié)劑不當(dāng)造成葡萄大量落花落果，或者修剪不當(dāng)致使一次果的產(chǎn)量降低的現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴(yán)重影響了葡萄的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[3]。葡萄二次結(jié)果技術(shù)不僅能挽救自然災(zāi)害損失，還具有提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)、調(diào)控產(chǎn)期、增加果農(nóng)收益等作用[4-5]。

關(guān)于葡萄二次結(jié)果的研究報道最早始于1936年的蘇聯(lián)[6]，此后印度、以色列、日本、泰國等的成功案例也不斷被報道[2]。中國從20世紀(jì)50年代初開始研究[7]，20世紀(jì)80年代時南方地區(qū)已有果農(nóng)嘗試運用[8]。到20世紀(jì)90年代，中國臺灣地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)了葡萄的一年2次甚至多次結(jié)果，并形成了新的栽培管理模式[9]。2003年廣西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院從臺灣引入該技術(shù)[10]，又結(jié)合廣西南北氣候不同的特點，探索葡萄2代同堂（第一次果與第二次果生長期部分重疊，同時掛果，但成熟期錯開）與2代不同堂（第一次果與第二次果生長期不重疊，分開掛果）等新模式，并向其他區(qū)域輻射推廣，其研究也從簡單的修剪管理，逐漸延伸到促進(jìn)花芽分化及打破休眠的化學(xué)措施[11]，且向花芽分化的內(nèi)在機理及控制休眠的基因鑒定和葡萄二次果生長發(fā)育規(guī)律及對果實風(fēng)味品質(zhì)的影響等方向深度拓展[12]。

中國幅員遼闊，光熱資源豐富，為實現(xiàn)葡萄一年兩收栽培提供了關(guān)鍵條件。目前，‘玫瑰香’、‘巨峰’、‘維多利亞’、‘醉金香’、‘夏黑’、‘早霞玫瑰’、‘紅地球’等品種試驗結(jié)果表明，無論露地栽培還是設(shè)施栽培，均可因地制宜利用葡萄夏季副梢或冬芽處理等發(fā)展二次結(jié)果技術(shù)[13]。筆者在對葡萄二次結(jié)果技術(shù)相關(guān)研究分析歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實際問題提出發(fā)展建議，希望對葡萄愛好者和果農(nóng)有所裨益，以期為葡萄二次果生產(chǎn)提供一定理論基礎(chǔ)。

1 葡萄一年兩收的生理生化基礎(chǔ)

葡萄的二次結(jié)果技術(shù)，即利用葡萄夏芽在一年內(nèi)可多次抽生、多次成花，及冬芽內(nèi)花芽的生理分化多在當(dāng)年5—8月完成的特性，結(jié)合一定措施使夏芽或冬芽當(dāng)年萌發(fā)成花結(jié)二次果的技術(shù)[14-16]。葡萄夏芽具有早熟性，在適宜的環(huán)境條件下，利用修剪措施可使夏芽副梢多次萌發(fā)并開花結(jié)果。而葡萄夏季冬芽在形成當(dāng)年一般不萌發(fā)，只有在遭受修剪、藥劑處理、干旱、病蟲害等外界刺激或脅迫條件下才會加快枝條老化成熟，從而促進(jìn)花芽分化、打破休眠萌發(fā)形成冬芽副梢及開花結(jié)果[17-18]。此外，葡萄冬芽分化的早晚、快慢及完整程度還受品種、溫度、光照等多種因素影響，早熟品種冬芽分化早、適宜溫度及強光照有利于冬芽形成，當(dāng)冬芽芽鱗片變黃、鱗片邊緣淡褐色，枝條半木質(zhì)化時即具有開花結(jié)果的能力[2]。

葡萄冬芽二次果的形成與芽體休眠的打破密不可分[19]。芽體從休眠到萌發(fā)過程中內(nèi)部會發(fā)生一系列的生理生化變化，如內(nèi)源激素IAA、GA及CTK提高，ABA下降，與此同時激素作用促使芽內(nèi)淀粉降解為可溶性糖，為芽體萌芽創(chuàng)造了有利條件等。很多研究表明，休眠現(xiàn)象或休眠的解除并非單一激素作用的結(jié)果，而與植物體內(nèi)的激素平衡密切相關(guān)。曹慕明等[8]研究認(rèn)為，內(nèi)源激素水平可能和葡萄冬芽休眠與否有關(guān)，若植株體內(nèi)的GA3、ZR含量提高及IAA、ABA含量降低則會促使葡萄冬芽解除休眠。目前，關(guān)于植物休眠方面的分子生物學(xué)研究還較少。Schuyler等[20]將休眠過程分為誘導(dǎo)、維持、解除和萌芽4個階段?，F(xiàn)研究都主要集中在解除休眠階段。如，Or等[21]研究認(rèn)為葡萄芽在休眠過程中Lea蛋白高度表達(dá)，而其分子結(jié)構(gòu)中包含一種富含Lys區(qū)域的脫水素，可被ABA誘導(dǎo)，推斷這可能與休眠有關(guān)，并從葡萄芽中提取出由氨基氰(HC)誘導(dǎo)編碼與作物破眠相關(guān)的蛋白酶(GDBRPK)基因。此外，王晨等[22]研究發(fā)現(xiàn)5個葡萄miRNA(vvmiR160a、vv-miR171a、vv-miR159、vv-miR160a、vvmiR164c、vv-miR167c)通過負(fù)調(diào)控靶基因表達(dá)參與了冬芽二次花的發(fā)育。而李智理等[23]對成花基因LEAFY在‘巨峰’葡萄花芽分化過程中的表達(dá)情況進(jìn)行了初步研究，認(rèn)為可以依據(jù)LEAFY基因在不同葉期的表達(dá)差異來人為調(diào)控‘巨峰’葡萄的花期。

2 葡萄二次果形成的影響因素

2.1 溫度對葡萄二次果區(qū)劃的影響

葡萄屬于喜溫果樹，溫度對其生長發(fā)育非常重要，影響著它生長的整個過程。一般葡萄品種花芽分化的適宜溫度為25～30℃[24-25]，尤其是在花原基形成的前3周對溫度要求最為敏感[26]。積溫對葡萄的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)有著重要影響[27]，不同品種類型從萌芽到果實成熟過程所需大于10℃的活動積溫有所不同。一般情況下，極早熟葡萄品種對大于10℃的活動積溫要求2100～2500℃，早熟品種要求2500～2900℃，中熟品種要求2900～3300℃，晚熟品種要求3300～3700℃，極晚熟品種要求3700℃以上[28]。若葡萄在二次果生長期間積溫不足，則會造成果穗小、果粒小、果皮偏厚、味酸質(zhì)差等不良后果，從而影響葡萄成熟期和商品價值[29]。

不同氣候條件下，葡萄花芽分化進(jìn)程等生長發(fā)育規(guī)律及相應(yīng)的栽培技術(shù)、管理要求等也不同。白先進(jìn)等[30]、郭榮榮等[14]對多個葡萄主產(chǎn)區(qū)生態(tài)氣候條件與栽培管理模式的探究，并與不同葡萄品種類型及生長所需的氣候要求進(jìn)行對比分析，認(rèn)為年均溫度是決定能否實現(xiàn)葡萄一年兩收最重要的氣象因子，研究結(jié)果表明：年均溫度在20℃以上的南方地區(qū)可在自然條件下進(jìn)行早、中熟品種的2代不同堂一年兩收栽培，是葡萄特殊優(yōu)勢栽培區(qū)；年均溫度17.5～20℃的地區(qū)可進(jìn)行早熟品種的2代不同堂和早、中熟品種的2代同堂一年兩收栽培；年均溫度16～17.5℃的地區(qū)可進(jìn)行早熟品種的2代同堂一年兩收栽培；北方年均溫度在12℃左右及以上的地區(qū)，通過適宜的栽培管理措施在自然條件下也可實現(xiàn)早熟品種的2代同堂一年兩收栽培；采用設(shè)施栽培即使在年均溫度僅5℃左右的地區(qū)也可進(jìn)行一年兩收的栽培生產(chǎn)。如‘巨峰’葡萄在廣東梅州通過避雨栽培可實現(xiàn)2代不同堂或2代同堂[31]；‘香悅’、‘夏黑’葡萄可在年均溫度18℃左右的四川成都平原地區(qū)發(fā)展2代不同堂[18]；王莉研究發(fā)現(xiàn)‘巨玫瑰’、‘醉金香’、‘巨峰’等品種在浙江地區(qū)可2代不同堂[2]；豫東地區(qū)年均溫度約14℃，采用露地簡易設(shè)施栽培也能使早熟葡萄品種‘戶太8號’實現(xiàn)2代不同堂[32]；內(nèi)蒙古烏蘭浩特市年均溫度約5℃，但通過設(shè)施栽培也能使‘巨峰’葡萄2代同堂[33]。

2.2 修剪措施在葡萄二次果生產(chǎn)上的作用

葡萄無明顯休眠期，只要生長環(huán)境條件適宜就可生長，但若不進(jìn)行合理調(diào)控則以營養(yǎng)生長為主，花芽很難分化結(jié)果[34]。在葡萄生產(chǎn)中常用修剪措施來調(diào)控營養(yǎng)生長與生殖生長的關(guān)系，主要方法有摘心、抹芽、去副梢、去須、疏剪、短截、環(huán)剝等。葡萄營養(yǎng)積累情況影響花芽分化的方向，若二次成花處理過早，冬芽營養(yǎng)積累不充分，花芽多分化為卷須，而葡萄卷須和花器同源，如不及早剪除則消耗大量營養(yǎng)[25]；及時疏除主梢和夏芽副梢上抽生的副梢，更有利于營養(yǎng)物質(zhì)向下運輸積累和果實發(fā)育。劉模發(fā)等[35]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)‘甬優(yōu)1號’主梢長到8片葉時及時摘心可促進(jìn)主梢第一冬芽花序結(jié)實，同時有利于主梢頂芽抽生夏芽副梢及開花，其二次花序上4～5葉時及時摘心，利于二次果生長。林玲等[36]研究表明，不同夏季修剪強度均可促進(jìn)‘夏黑’葡萄新梢冬芽花芽分化，其中花上6片葉摘心是促進(jìn)‘夏黑’新梢第6節(jié)位夏季冬芽花芽分化集中、縮短分化時間、提高成花率的一項重要生產(chǎn)措施。眾多研究表明，在葡萄一次果采收后即進(jìn)行短截、去葉，不僅可以加速冬芽花芽分化，而且可以激發(fā)冬芽當(dāng)年萌發(fā)開花結(jié)果[37]。黃金貴等[38]在新疆托克遜縣進(jìn)行‘矢富羅莎’葡萄溫室試驗，發(fā)現(xiàn)選留中節(jié)位（8～10節(jié)）修剪可明顯提高二次果的萌芽率和花芽分化率。李洪艷等[39]在桂南地區(qū)進(jìn)行‘巨峰’葡萄試驗，認(rèn)為采取高節(jié)位（9～13節(jié)）修剪既可以適當(dāng)緩和樹勢，又可以促進(jìn)冬芽萌芽。同時，夏季新梢的粗度對葡萄二次果的形成有著要有影響，過細(xì)則冬芽營養(yǎng)積累不足，花芽很難分化。馬艷等[40]在‘巨峰’葡萄一年兩收試驗結(jié)果表明，當(dāng)新梢剪口粗度在0.8 cm以上時有利于二次果發(fā)育，而修德仁等[41]則認(rèn)為新梢粗度大于1.1 cm時能更好促進(jìn)第二次果生長。

2.3 藥劑處理在葡萄二次果生產(chǎn)上的作用

由于葡萄冬芽形成的二次果具有萌芽整齊、果穗大小均勻、成熟期一致等優(yōu)點，在生產(chǎn)上以冬芽結(jié)果為主[2,36]。冬芽正常情況下形成當(dāng)年不萌發(fā)，而一次果采收后即修剪去葉并在芽體周圍涂抹破眠劑可打破冬芽休眠。常用的藥劑種類有含氮化合物、含硫化合物、礦物油和植物生長調(diào)節(jié)劑等，如單氰胺、石灰氮、多效唑、6-BA、赤霉素和乙烯[42-43]。眾多試驗表明，濃度為2.5%的單氰胺打破葡萄芽體休眠效果顯著，且能明顯提高夏季冬芽的萌芽率及整齊度[8,44]。謝太理等[45]研究認(rèn)為，乙烯利處理對歐亞種葡萄具有促進(jìn)成花作用，其中200 mg/L濃度對‘莫麗莎無核’枝梢生長抑制作用最強，促花效果最好，翌年花枝率可達(dá)70.8%。聶瀟[3]研究發(fā)現(xiàn)，對‘夏黑’、‘香悅’葡萄噴施50%矮壯素1500倍液或15%多效唑1000倍液，均能加快夏季冬芽分化、提高二次果結(jié)果枝率，然而對其萌芽率、成枝率、果實品質(zhì)等卻無明顯影晌。易顯榮等[46]在‘玫瑰香’葡萄二次果試驗結(jié)果顯示，5 mg/L的赤霉素溶液可以拉長花序，而促進(jìn)果粒膨大的適宜濃度范圍為25～50 mg/L。此外，還有研究表明，用0.1%氯吡脲可溶液劑50～100倍液浸葡萄幼果穗，可提高坐果率[35]。

2.4 其他栽培管理措施在葡萄二次果生產(chǎn)上的作用

栽培管理措施是葡萄一年兩收獲得成功的重要環(huán)節(jié)，主要包括適宜品種的選擇、修剪方法、肥水管理及病蟲害防治等方面。然而，并非所有的葡萄品種都適合發(fā)展一年兩收栽培技術(shù)，一年兩收葡萄品種需具備易形成花芽、品質(zhì)優(yōu)良、抗逆抗病、生長勢強等優(yōu)良性狀[47]。大量生產(chǎn)實踐表明，加強栽培管理措施對增強葡萄樹勢、促進(jìn)花芽分化、提高二次果產(chǎn)量及品質(zhì)具有重要作用。如及時疏除副穗、穗基部果、穗尖部果、過密果和畸形果，可促進(jìn)果粒增大和改善果實品質(zhì)[35]；對葡萄進(jìn)行合理摘心、營養(yǎng)供給，能促冬芽早熟、整齊萌發(fā)[48]；適時供水供肥，及時補充葉面肥，增施含鈣鎂鐵硼等中微量元素肥料，增施微生物菌肥，改土活根，可增強果樹抗病能力、提高產(chǎn)量[35]；果園清理消毒及病蟲害防治，有利于果樹健壯生長，為二次果形成創(chuàng)造良好條件[31,49]。

3 葡萄二次果生產(chǎn)對產(chǎn)量和果實品質(zhì)的影響

大量研究表明，應(yīng)用一年兩收技術(shù)可使葡萄年增產(chǎn)10%～20%，對一次果的品質(zhì)影響不大，而其二次果的穗重、單粒重、大小等雖小于一次果，但果實的硬度、可溶性固形物、花青苷含量、可滴定酸含量和總酚含量等風(fēng)味品質(zhì)卻明顯優(yōu)于一次果[2,18]。陶磅等[50]發(fā)現(xiàn)葡萄二次果在花序大小、花朵子房和花藥數(shù)量及大小、花粉萌發(fā)率及坐果率等方面普遍劣于一次果，生長發(fā)育期明顯短于一次果，但其果實著色及內(nèi)在品質(zhì)等指標(biāo)卻明顯優(yōu)于一次果，主要是二次果所處的環(huán)境相對晝夜溫差大、降雨量少、采前水熱系數(shù)低[51]，使果實具有硬度大、著色好、香味濃、糖酸含量高等特點[52-53]。劉模發(fā)等[35]也認(rèn)為二次果生長期內(nèi)降水量明顯減少，病蟲害發(fā)生少，更有利于風(fēng)味品質(zhì)的提升。此外，在生產(chǎn)中產(chǎn)量對果實品質(zhì)也有重要影響，一次果產(chǎn)量過大會增加樹體營養(yǎng)消耗，對二次果的成熟期和品質(zhì)會造成消極影響[2]。胡清坡等[34]對26個大粒型鮮食葡萄品種進(jìn)行二次果試驗研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一次果產(chǎn)量達(dá)到18000kg/hm2以上時，二次果產(chǎn)量開始下降，風(fēng)味變差。而黃華寧等[54]研究‘夏黑’葡萄認(rèn)為一次果產(chǎn)量應(yīng)控制在15000 kg/hm2以內(nèi)，且采后讓樹體休整至少20天以上并適時補充營養(yǎng)，能較好地恢復(fù)樹勢、提高二次果品質(zhì)。因此，在生產(chǎn)中要因地因品種因管理水平等合理調(diào)控葡萄一次果與二次果的產(chǎn)量和上市期，做到產(chǎn)量、品質(zhì)與效益三統(tǒng)一。

4 問題與展望

隨著生活水平的不斷提高和對營養(yǎng)健康的逐漸重視，人們對鮮食葡萄的需求量越來越大、鮮果供應(yīng)期的要求也越來越高，而葡萄二次結(jié)果作為一種儲備技術(shù)，不僅能挽救自然災(zāi)害損失，還可調(diào)控產(chǎn)期、解決錯季上市問題緩解市場壓力，在生產(chǎn)上有很大的經(jīng)濟(jì)價值；而且冬葡萄品質(zhì)優(yōu)、色澤美、價格高，具有良好的市場競爭優(yōu)勢。目前，葡萄一年兩收栽培技術(shù)在國內(nèi)南方部分地區(qū)推廣應(yīng)用已較成熟，并且北方溫室葡萄在促成早熟或延遲上市的管理模式中也實現(xiàn)了二次結(jié)果并成功上市，很受消費者歡迎，市場前景廣闊。但由于對葡萄二次果形成的機理機制研究較少，對整個生長發(fā)育過程中的植物體內(nèi)激素如何調(diào)節(jié)及相應(yīng)基因表達(dá)情況尚不清楚，還未找到控制葡萄冬芽休眠與萌芽開花的關(guān)鍵基因；雖然很多研究表明單氰胺打破葡萄冬芽休眠效果較好，但其有毒性，使用不當(dāng)會對人體產(chǎn)生傷害，更環(huán)保、更方便的破眠方法還有待于進(jìn)一步的研究。此外，二次果生產(chǎn)對氣候條件、品種特性要求也比較高，不同地區(qū)栽培關(guān)鍵技術(shù)仍需要進(jìn)一步的研究和完善[2]。

花芽分化是葡萄二次結(jié)果的基礎(chǔ)，掌握花芽分化的關(guān)鍵時期和誘導(dǎo)花芽分化萌發(fā)的方式與節(jié)位，對發(fā)展葡萄二次結(jié)果技術(shù)至關(guān)重要。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中結(jié)合氣候條件和品種特性研究葡萄二次結(jié)果技術(shù)意義重大。針對當(dāng)前研究現(xiàn)狀，筆者建議：（1）國家科研單位應(yīng)加大資金投入，積極探究葡萄二次果形成的生理生化內(nèi)在機理，深入挖掘控制葡萄冬芽休眠與萌芽開花的關(guān)鍵基因，繼續(xù)摸索因地制宜的栽培管理模式；（2）重視修剪及藥劑等在葡萄冬芽破眠中的作用，盡快找到簡便易行無害的催芽方法；（3）加快引進(jìn)或選育花芽分化好、抗病、優(yōu)質(zhì)的葡萄品種，為生產(chǎn)實踐提供更多選擇；（4）對于試驗成功的葡萄品種和對應(yīng)新模式應(yīng)先小面積示范，種植管理人員技術(shù)掌握成熟后再大規(guī)模推廣應(yīng)用，以便減少風(fēng)險。相信在果樹專業(yè)科技人員和政府相關(guān)部門的不斷努力下，隨著對葡萄二次果技術(shù)研究與推廣應(yīng)用的不斷深入，一定會實現(xiàn)新鮮葡萄周年長期供應(yīng)，達(dá)到滿足消費者需求和增加果農(nóng)收益的雙重目的。