冬季免埋防寒栽培措施對釀酒葡萄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

韓星，薛婷婷，鄭懷堂，董新義，李華,3,4*

（1. 西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西楊凌 712100；2. 運城市格瑞特酒業(yè)有限公司，山西夏縣 044400；3. 陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，陜西楊凌 712100；4. 西北農(nóng)林科技大學(xué)合陽葡萄試驗示范站，陜西渭南 715300）

溫度是對作物生長發(fā)育起到重要影響的環(huán)境因子[1]，低溫對植物的生長和地理分布起到限制作用[2]。目前全世界主要的栽培品種幾乎都屬于歐亞種葡萄（Vitis vinifera L.），該種對低溫的耐受能力較差，冬春季節(jié)容易受到低溫凍害，對葡萄的萌芽、產(chǎn)量及果實品質(zhì)等都有影響[3-5]，嚴(yán)重時造成植株死亡，因此在冬季最低溫度-15 ℃以下的地區(qū)，必須進(jìn)行不同程度的埋土防寒[6]。

近年來世界葡萄栽培面積基本保持穩(wěn)定，至2016年底，全球葡萄栽培面積達(dá)751.6萬 hm2，中國的葡萄栽培面積為80.96萬 hm2[7]。從葡萄栽培面積來看，新疆一直是全國最多的省份，約占到1/4，其余還有河北、山東、遼寧、河南幾個省份，這些產(chǎn)區(qū)的葡萄栽培面積占到全國的60%[8]。總的來說，我國釀酒葡萄栽培區(qū)域約90%以上處于冬季需要埋土防寒的地區(qū)[9]，且葡萄產(chǎn)區(qū)多分布在生態(tài)脆弱的干旱半干旱地區(qū)，與我國主要的農(nóng)田風(fēng)蝕區(qū)域范圍基本吻合[10]。埋土防寒造成土壤地表破壞，可造成最長達(dá)半年的土壤裸露，容易引發(fā)土壤風(fēng)蝕，不利于生態(tài)環(huán)境保護。因此對我國的葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)來說，埋土防寒一直是制約其發(fā)展的難題，對免埋土栽培措施的研究很有必要。

針對埋土防寒帶來的一系列問題，李華等[9]提出我國冬季埋土防寒邊緣區(qū)，可采用“爬地龍”架式結(jié)合冬季修剪后枝條掛枝的栽培模式。結(jié)果表明，該栽培措施會促進(jìn)葉片的協(xié)調(diào)生長與成熟，縮短了果實的成熟期，可豐富果實中香氣物質(zhì)，起到改善果實品質(zhì)的作用，有利于葡萄生產(chǎn)的機械化，可以顯著提高葡萄生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高經(jīng)濟效益[11-13]。“爬地龍”配套的冬剪后掛枝技術(shù)還可以形成風(fēng)障，改善了冬春兩季葡萄園的風(fēng)蝕狀況，具有一定的防風(fēng)阻沙效果[14]。

在“爬地龍”栽培模式的基礎(chǔ)上，采用可降解液態(tài)地膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)埋土，該地膜可以提高樹苗移植成活率，促進(jìn)植株生長，有利于減少土壤水分蒸發(fā)，提高土壤含水量[15-16]，還可以提高土壤溫度，增強作物的抗旱能力[17]，且使用后自然條件下降解率可達(dá)100%[18]。本研究選取夏縣地區(qū)為試驗地，比較了不同越冬處理對葡萄物候期、產(chǎn)量、果實品質(zhì)及越冬成本等的影響，希望為中國北方埋土防寒區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一些理論參考與啟發(fā)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山西省夏縣，海拔450～560 m，年平均活動積溫4490.5 ℃，可滿足早、中、晚熟葡萄的生長需求，氣候相對溫和，無霜期205.4 d，季風(fēng)帶來充足的降水，年均降水量500～700 mm，是我國優(yōu)質(zhì)的葡萄栽培產(chǎn)區(qū)，同時夏縣還是最早推廣使用“爬地龍”栽培模式的地區(qū)。但冬季極端最低溫度在-15 ℃上下，屬于葡萄埋土防寒邊緣區(qū)。

1.2 試驗材料及處理

試驗以‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）品種為材料，采用無主蔓“爬地龍”架式，以埋土防寒不掛枝處理為對照組（埋土，CK），以噴施可降解液態(tài)地膜掛枝處理為處理組（免埋，F(xiàn)ree-buried，F(xiàn)B），比較越冬措施對葡萄物候期、產(chǎn)量、果實品質(zhì)及生產(chǎn)成本的影響。

每行為一個處理，行與行之間相鄰，葡萄行間用水泥柱劃分，每兩水泥柱間約有8株葡萄，每處理靠近路邊的8株易受環(huán)境影響，不計入樣本，每處理有8×9株葡萄，分為4個小區(qū)（重復(fù)），每區(qū)定植2×8株葡萄。液態(tài)地膜噴涂濃度為1∶3（地膜∶水），使用時間與埋土?xí)r間相同，冬季修剪后噴涂。

1.3 儀器及主要試劑

主要儀器：紫外分光光度計、低溫冷凍冰箱、冷凍干燥器、超聲波清洗機、高速冷凍離心機等。

主要試劑：對二甲基氨基肉桂醛（p-DMACA）、沒食子酸、兒茶素、福林-肖卡（Folin-Ciocalteu）試劑、斐林試劑、甲基纖維素溶液、蘆丁等。

1.4 試驗方法

對天氣查詢網(wǎng)提供的夏縣2016年12月—2017年2月日最低溫度進(jìn)行統(tǒng)計。

2016—2017年葡萄生長期間，葡萄萌芽率即時記錄，同時調(diào)查不同處理葡萄的萌芽期、開花期、果實成熟期、枝條成熟期。

2017年秋季葡萄成熟后，采用陽面與背陰面隔株取樣，取每穗葡萄上下左右前后6粒果共400粒，測定果實品質(zhì)。用鹽酸甲醇溶液提取后對多酚物質(zhì)含量進(jìn)行測定。單寧含量測定采用甲基纖維素沉淀法[19]；總黃烷-3-醇含量測定采用p-DMACA-鹽酸法[20]；總花色苷含量采用pH示差法測定[21]；總酚含量測定采用福林-肖卡法[22]；類黃酮含量采用蘆丁甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液方法測定。

產(chǎn)量調(diào)查為隨機選取不同處理的各64株葡萄，調(diào)查植株所有果穗質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗地2016年12月—2017年2月份日最低溫度

山西地區(qū)埋土防寒期為12月至來年2月，此期間溫度及濕度對葡萄影響最大。對試驗地2016年12月至2017年2月份的冬季日最低溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果如圖1所示。

從圖1中可以看出，試驗地埋土防寒期間的最低溫度約-11 ℃左右，冬天溫度整體較高，未出現(xiàn)-15 ℃以下的極端溫度，故冬季凍害較輕。

圖1 2016年12月—2017年2月日最低溫度Figure 1 Winter temperature curve from December 2016 to February 2017

2.2 不同處理葡萄物候期調(diào)查

由表1可知，免埋和埋土兩組的萌芽率均在90%以上，說明葡萄植株萌芽良好。而免埋組萌芽時間更晚，為4月4日，埋土組則為3月28日，相差7 d，之后免埋和埋土處理的物候期趨向一致。萌芽期的推遲可以減少晚霜凍害發(fā)生可能性。

表1 不同處理葡萄萌芽率和物候期記錄Table 1 Record of germination rate and phenological period of different treated grapes

2.3 不同處理葡萄果實品質(zhì)

2.3.1 不同處理葡萄皮酚類物質(zhì)含量

表2反映了不同處理葡萄皮中各酚類物質(zhì)的含量。從中可知，與埋土相比，免埋組顯著提高了葡萄皮中總酚、黃烷醇、單寧及花色苷的含量，分別提高了109.48%、57.15%、78.46%、80.74%。且免埋組降低了類黃酮的含量，相比埋土組降低了0.71%。表明不同越冬措施對葡萄皮中酚類物質(zhì)的含量有所影響，且除類黃酮外，對各酚類物質(zhì)含量均有大幅度提高。

表2 不同處理葡萄皮酚類物質(zhì)含量比較 (單位：mg/g)Table 2 Effects of different treatments on polyphenols of grapevines skin (Unit: mg/g)

2.3.2 不同處理葡萄籽酚類物質(zhì)含量

表3反映了不同處理葡萄籽中各酚類物質(zhì)的含量。從中可知，與埋土相比，免埋組顯著降低了葡萄籽中類黃酮、總酚、黃烷醇及單寧的含量，降低百分比分別為23.12%、55.98%、5.00%、49.92%。表明不同越冬措施對葡萄皮中酚類物質(zhì)的含量有顯著影響。

表3 不同處理葡萄籽酚類物質(zhì)含量比較 (單位：mg/g)Table 3 Effects of different treatments on polyphenols of grapevines seed (Unit: mg/g)

2.4 不同處理葡萄產(chǎn)量統(tǒng)計

采收后對兩處理組的葡萄產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，埋土組每667 m2的葡萄總產(chǎn)量為729 kg，免埋組則為748 kg。與埋土相比，免埋組提高了葡萄產(chǎn)量約2.61%，表明不同越冬措施會影響葡萄產(chǎn)量，且免埋栽培措施對產(chǎn)量有所提高。

2.5 不同處理葡萄越冬成本統(tǒng)計

據(jù)表4可知，免埋組的越冬花費主要包括地膜成本、人工及油料成本，而埋土的越冬花費則包括修剪成本、下架成本、人工及油料成本、上架成本。統(tǒng)計結(jié)果顯示，與埋土相比，使用可降解液態(tài)地膜加掛枝的處理可以減少葡萄冬季越冬成本約42.04%。

表4 不同處理葡萄成本統(tǒng)計表Table 4 Effects of different treatments on production cost of grapevines

3 討論與結(jié)論

3.1 免埋栽培技術(shù)對葡萄植株物候期的影響

溫度是對葡萄生長發(fā)育起到最重要影響的環(huán)境因子[1]。葡萄在不同的生長發(fā)育階段對溫度都有不同的需求。萌芽作為葡萄周年生長的開始，同樣受到溫度的調(diào)控。對于萌芽而言，相對重要的溫度條件是需冷量和積溫[23]。當(dāng)溫度和有效積溫達(dá)到葡萄萌芽所需后，冬芽才能開始萌動。孫魯龍等[3]發(fā)現(xiàn)，葡萄萌芽進(jìn)度與空氣有效積溫和土壤有效積溫都存在顯著的相關(guān)性。免埋和埋土處理萌芽情況良好，萌芽率均在90%以上，與2016—2017年埋土防寒期冬季氣溫整體較高、未出現(xiàn)-15 ℃以下的極端溫度有關(guān)。不同處理的葡萄植株萌芽日期有所不同，這可能與可降解液態(tài)地膜對土壤溫度的影響有關(guān)。早春季節(jié)由于進(jìn)入萌芽期，幼芽、嫩梢、幼葉等新生幼嫩器官抵御低溫的能力大幅度下降，春季氣溫驟降常引起凍害。免埋栽培措施推遲了葡萄的萌芽時期，可以減少晚霜凍害發(fā)生可能性，后續(xù)物候期基本相同，不影響生產(chǎn)工作的進(jìn)行。

圖2 不同措施處理葡萄產(chǎn)量Figure 2 Effects of different treatments on yield of grapevines

3.2 免埋栽培技術(shù)對葡萄果實品質(zhì)的影響

酚類物質(zhì)在葡萄酒中起著十分重要的作用，其主要來源于葡萄的果實、果梗、酵母代謝產(chǎn)物以及釀造儲藏容器等，對葡萄酒感官質(zhì)量起到重要作用，是葡萄酒中起主要作用的抗氧化成分，故酚類物質(zhì)含量是評價葡萄與葡萄酒品質(zhì)的重要指標(biāo)[24-25]。整體來看，埋土防寒不掛枝處理下葡萄籽中酚類物質(zhì)含量均為皮含量的數(shù)倍。與埋土防寒不掛枝處理相比，免埋栽培措施顯著提高了葡萄皮中除類黃酮外其他酚類物質(zhì)的含量，顯著降低了葡萄籽中各酚類物質(zhì)的含量。對于釀酒葡萄果實中含量最為豐富的單寧和花色苷而言，免埋栽培措施提高了葡萄皮中單寧與花色苷的含量，降低了葡萄籽中單寧的含量，可能對葡萄酒的顏色及口感特征造成影響。各酚類物質(zhì)含量的變化可能與之前研究中提出的可降解液態(tài)地膜改善土壤結(jié)構(gòu)、增溫保水等作用有關(guān)，也可能與冬季掛枝對葡萄園生態(tài)環(huán)境的影響有關(guān)，仍需進(jìn)一步的長期研究。

3.3 免埋栽培技術(shù)對葡萄經(jīng)濟效益的影響

產(chǎn)量對經(jīng)濟效益具有直接影響。免埋栽培措施可提高葡萄產(chǎn)量，但影響幅度不大。與埋土防寒處理相比，使用免埋栽培措施可以減少葡萄冬季越冬成本約42.04%。綜合兩者來看，免埋栽培措施可降低越冬成本投入，提高葡萄產(chǎn)出，進(jìn)而提高經(jīng)濟效益。此外，埋土防寒區(qū)各地葡萄的越冬成本相近，當(dāng)前越冬成本的提高與勞動力短缺有直接關(guān)系。免埋栽培措施可降低對勞動力的需求，提高勞動效率，減少燃料使用，節(jié)約資源。這與免埋栽培措施可簡化越冬操作，避免冬季下架、春季上架，無需冬季埋土、春季出土等有關(guān)。

總的來說，免埋栽培措施延遲了葡萄的萌芽日期，可減少晚霜凍害發(fā)生的可能性。對葡萄皮與籽中的各酚類物質(zhì)含量均具有顯著影響，提高了葡萄皮中除類黃酮外其他酚類物質(zhì)的含量。還可起到節(jié)約勞動力、降低越冬成本的作用，同時提高葡萄產(chǎn)量，有利于提高葡萄生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，可作為中國埋土防寒區(qū)未來葡萄栽培模式的一種選擇。