不同行內生草對葡萄果實品質的影響*

王波波，王小龍，史祥賓，冀曉昊，王海波，劉鳳之

（中國農業科學院果樹研究所，農業農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧興城 125100）

目前果園土壤普遍采用的管理方式有清耕、覆膜、生草、免耕等[1]。傳統的土壤管理方式為清耕，隨著除草劑的發明和大量使用，清耕制發展更為迅速[2]。果園生草栽培19 世紀末出現在美國，20 世紀40 年代隨著割草機的發明，果園生草栽培得到大力推廣[2]。我國1998 年將果園生草制列為推廣項目，果園生草制得到了政府的支持和農藝專家的推廣，如今，我國生草管理得到了一定規模的發展。果園生草具有減少土壤侵蝕、增加滲透和改善土壤狀況的作用[3]，果園生草后能夠穩定土壤的水分環境和溫度[4]。行內生草在夏季可以降低地溫，在秋冬季可以提高地溫，為果樹的生長提供良好的環境[5]。生草后草的殘體經過長時間的腐爛分解，有助于增加土壤有機質的含量，提高土壤肥力，進而為果樹的生長提供充足的養分[6]。Irvin 等[7]研究發現生草處理對葡萄生長有促進作用。王小龍等[8]研究發現，行內種植黑麥草、紫花苜蓿可顯著增加葡萄根系長度、表面積和根系礦質元素含量，提高土壤有機質含量、減輕土壤酸化、提高土壤中大量和微量元素含量。也有研究發現，果園生草對果樹生長有抑制作用，認為生草后草的生長會與果樹生長爭水爭肥[9]，降低葡萄樹體活力和產量[10]。對于生長旺盛的樹體，生草處理可以減弱樹體營養生長、控制產量[11]。長期以來，果園生草通常采用行間生草、行內清耕的方式。研究發現，在滴灌和機械作業條件下，葡萄根系一般被限制在行內[12]。而目前國內葡萄園生草研究主要關注行間生草，而與果樹根系關系更為密切的行內生草對葡萄生長發育的影響鮮有報道[8]。本團隊研究表明，行內生草可增加葡萄根系長度、表面積，提高土壤有機質含量、減輕土壤酸化、提高根系中礦質元素含量，對葡萄香氣品質改善有一定的作用[8,13]。在上述基礎上，本研究通過對葡萄園進行不同行內生草處理，明確行內生草對葡萄果實品質的影響，以篩選出北方埋土防寒地區行內生草的適宜草種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與試驗設計

試驗于2019—2020 年連續2 年在中國農業科學院果樹研究所葡萄核心技術試驗示范園（遼寧省興城市）進行。試驗地土壤為棕壤。以2017 年栽植的‘貝達’砧‘巨峰’葡萄為試材。采用斜干水平龍干形配合水平葉幕，新梢間距15 cm，雙株定植，行株距4 m×2 m。

試驗為單因素隨機區組設計。試驗處理為葡萄園行內播種多年生豆科草本植物紫花苜蓿（Medicago sativaL.）、1 年生禾本科植物黑麥草（Lolium perenneL.）、黑麥草和紫花苜蓿1∶1 混播、多年生白花三葉草（Trifolium repensL.）和行內自然生草，以行內清耕并覆蓋黑色地膜為對照，人工種植草種于每年葡萄上架后撒播，人工生草均在行內（樹盤）播種，樹盤寬度1.5 m，行間均進行自然生草，共6個處理，每個處理3個小區，每個小區15 株樹。葡萄生長季刈割3 次草，草的殘體就地覆蓋在行內，其他管理同常規。

1.2 樣品的采集與測定方法

連續2 年（2019—2020 年）在葡萄果實成熟期（9 月中下旬）采樣測定果實品質，每個處理取9個果穗，每穗上、中、下部各取部分果粒用于果實品質的測定。測定方法如下：維生素C 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[14]；可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH 滴定法測定[15]；用電子天平稱量單粒重（精確至0.01 g）；可溶性固形物含量采用日本產PAL-I 型折光儀測定；果實質地指標使用英國Stable Micro Systems 公司生產的TA-HD plus 雙臂質構儀測定，使用SMS P/2 探頭[16]；花青苷含量利用1%鹽酸甲醇溶液提取，用分光光度計比色法測定[17]；香氣物質采用GC-MS 測定，香氣數據分析使用系統自帶的色譜工作站[13]。

1.3 數據處理與分析

試驗數據采用2019—2020 年2 年的平均值進行分析，采用SAS 9.4 和Excel 2016 進行數據統計分析和圖表制作，采用DPS 軟件進行Topsis 分析，采用單因素（One-way ANOVA）和多重比較（LSD）法進行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同行內生草對葡萄果實品質的影響

2.1.1 不同行內生草對葡萄果實外觀品質的影響

與對照相比，行內種植紫花苜蓿顯著增加了葡萄單粒重，增加了11.39%；其余生草處理與對照差異不顯著（圖1）。

圖1 行內生草對葡萄單粒重的影響

行內種植黑麥草和三葉草均能夠顯著提高葡萄果皮花青苷含量，分別提高了86.33%和54.01%；其余生草處理使果皮花青苷含量略有提高，但差異不顯著（圖2）。

圖2 行內生草對葡萄果皮花青苷含量的影響

2.1.2 不同行內生草對葡萄果實內在品質的影響

從圖3 可以看出，與對照相比，行內種植黑麥草顯著提高了葡萄果實可溶性固形物含量，提高了6.69%；行內種植紫花苜蓿、黑麥草＋紫花苜蓿混播、自然生草使果實可溶性固形物含量略有提高，但差異不顯著。

圖3 行內生草對葡萄果實可溶性固形物含量的影響

由圖4 可知，行內種植黑麥草葡萄果實可滴定酸含量比對照提高了9.94%，其余生草處理略微降低了果實可滴定酸含量，但與對照差異均不顯著。

圖4 行內生草對葡萄果實可滴定酸含量的影響

與對照相比，行內種植黑麥草和三葉草均能夠顯著提高果實維生素C 含量，分別提高了26.51%和11.27%；行內種植紫花苜蓿果實維生素C 含量略低于對照，但差異不顯著（圖5）。

圖5 行內生草對葡萄果實維生素C 含量的影響

由圖6 可知，與對照相比，黑麥草、黑麥草＋紫花苜蓿混播、三葉草處理的特征香氣物質乙酸乙酯含量均顯著提高，分別提高了102.74%、146.94%、56.77%；自然生草和紫花苜蓿處理均顯著降低了乙酸乙酯含量，分別降低了55.49%、35.14%。

圖6 行內生草對葡萄果實乙酸乙酯含量的影響

2.1.3 不同行內生草對葡萄果實貯運品質的影響

由圖7 可知，與對照相比，行內種植黑麥草、黑麥草＋紫花苜蓿混播、自然生草、紫花苜蓿均顯著提高了葡萄果皮強度，分別提高了14.33%、12.62%、11.90%、10.59%；三葉草處理略微降低了果皮強度，但差異不顯著。

圖7 行內生草對葡萄果皮強度的影響

由圖8 可知，行內生草對葡萄果肉硬度影響較小，各處理與對照差異均不顯著。

圖8 行內生草對葡萄果肉硬度的影響

2.2 不同行內生草對葡萄果實品質影響的綜合評價

通過DPS 軟件利用Topsis 方法計算果實品質指數進行綜合評價[17]，各品質因子的權重指標依據李思佳[18]市場調研賦予，其中權重具體賦值：單粒重、可溶性固形物含量、花青苷含量、可滴定酸含量、維生素C 含量、果肉硬度、果皮強度、特征香氣含量分別為0.199 2、0.364 5、0.227 5、0.364 5、0.364 5、0.310 2、0.310 2 和0.453 9。果實品質指數越高，果實綜合品質越優。由表1 可知，行內種植黑麥草果實品質指數顯著高于對照；黑麥草＋紫花苜蓿混播、三葉草、自然生草處理果實品質指數均略高于對照，但與對照差異均不顯著；而行內種植紫花苜蓿果實品質指數略低于對照，但與對照差異不顯著。因此，行內種植黑麥草果實品質最佳。

表1 各處理葡萄果實品質指數及排名

3 討論與結論

土壤為植物生長提供養分，生草處理增加了土壤速效養分含量，進而影響果樹生長[11]。王銳等[19]研究發現，高溫干旱會促使葡萄過早成熟，但此時花青苷和香氣物質產生較少，進而對葡萄果實品質產生影響。本研究發現，行內種植黑麥草和三葉草均能夠顯著提高葡萄果皮花青苷含量，黑麥草、黑麥草＋紫花苜蓿混播和三葉草處理葡萄果實乙酸乙酯含量均顯著增加。可能是因為生草處理可以通過地面上草的生長，減少地面對大氣中的反向輻射，葡萄的冠層溫度降低，使得葡萄園形成小氣候，改善了果實品質[20-21]。段衛朋[22]研究發現，相對于清耕，葡萄園行內生草可以顯著提高‘赤霞珠’葡萄的香氣物質含量。龐群虎[23]研究發現，行內生草或覆膜處理可以不同程度地提高釀酒葡萄可溶性糖、可溶性固形物含量。冀曉昊等[13]研究發現，行內生草不僅不會降低鮮食葡萄果實品質，而且對葡萄的香氣有改善作用。本研究發現，行內種植黑麥草、三葉草處理葡萄果實維生素C 含量均顯著提高，黑麥草處理顯著提高了果實可溶性固形物含量。生草處理對果實品質的改善可能是由于果園生草刈割腐爛后可增加土壤有機質和其他養分供給葡萄生長，草根腐爛增加土壤大小孔徑，減少根系生長壓力，促使果樹根系下扎，增加根系活力[8]，給葡萄果實生長提供充足的養分。唐敏[24]研究發現，生草處理在高溫季節可以調節表層土壤溫度，使土壤溫度相對恒定，而清耕處理土壤溫度變幅較大。管雪強等[25]研究發現，行內自然生草減少了土壤晝夜溫差，增加了果實可滴定酸含量，可能是土壤水分含量高，晝夜溫差小，糖分積累較少，導致葡萄酸度增加。本研究發現，生草處理除黑麥草外其他處理略微降低了葡萄果實可滴定酸含量，這可能是草種選擇和立地條件對土壤水分和晝夜溫差的影響所致。

本研究結果表明，行內種植黑麥草果實品質最佳，顯著優于對照。因此，建議在葡萄生產中采取行內種植黑麥草的技術措施，以改善果實品質。