新郁葡萄順架龍干式(V+水平)葉幕對果穗微域環(huán)境和品質(zhì)及效益的影響

白世踐，戶金鴿，蔡軍社

(新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200)

0 引 言

【研究意義】新疆吐魯番地區(qū)葡萄栽培面積超過3.33×104hm2(50×104畝)，目前主栽鮮食葡萄品種有無核白、無核白雞心、火焰無核、新郁、紅地球等。新郁葡萄是以紅地球雜交后代為母本，里扎馬特為父本育成的大粒、鮮食葡萄品種，品質(zhì)佳，適應(yīng)性較強，掛果時間長，是優(yōu)良鮮食葡萄品種[1]，目前在新疆庫爾勒、石河子、昌吉、伊犁均有栽培。吐魯番地區(qū)露地鮮食葡萄多采用傾斜式小棚架或水平棚架結(jié)合獨龍干、雙龍干或多龍干整形方式栽培，傳統(tǒng)的栽培方式存在操作不便、果穗環(huán)境郁閉、病蟲害發(fā)生嚴重、果實品質(zhì)良莠不齊等問題，優(yōu)良鮮食葡萄品種及合理配套栽培措施的研究對優(yōu)化本地區(qū)鮮食葡萄品種結(jié)構(gòu)和提升葡萄品質(zhì)有重要意義。【前人研究進展】良好的栽培架式能夠通過構(gòu)建合理葉幕型創(chuàng)造良好的果實微域光照和溫、濕度條件，調(diào)節(jié)樹體營養(yǎng)生長與生殖生長，充分挖掘葡萄優(yōu)良品質(zhì)、達到優(yōu)質(zhì)高效[2-4]。劉笑宏等[5]研究認為，在山東泰安地區(qū)葡萄采用棚架水平葉幕栽培相比直立葉幕能夠顯著降低了6～9月的果實表面溫度、35℃以上高溫比例和光合有效輻射，增大果穗微域環(huán)境的濕度；楊君等[6]研究認為，在山西臨汾地區(qū)釀酒葡萄采用V 形葉幕栽培能夠降低果實表面的平均最高溫度均和最大濕度、日平均濕度。近年來順架龍干式整形栽培方式在火焰無核[7]、紅地球[8]、克瑞森無核[9]葡萄上逐漸被應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果。【本研究切入點】新疆吐魯番產(chǎn)區(qū)優(yōu)良鮮食葡萄品種及相應(yīng)配套的優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)還有欠缺。目前在吐魯番地區(qū)特殊生態(tài)條件下，采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培模式，對鮮食葡萄品種新郁果實發(fā)育期果穗微域環(huán)境和采收期果實品質(zhì)、白粉病發(fā)生及經(jīng)濟效益的系統(tǒng)研究尚未見報道。需研究順架龍干式(V+水平)葉幕栽培模式對吐魯番地區(qū)鮮食葡萄果穗微域環(huán)境、果實品質(zhì)、白粉病發(fā)生情況及經(jīng)濟效益的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】以新疆吐魯番鮮食葡萄品種新郁為試材，采用順架龍干式(V+水平)葉幕模式栽培，以傳統(tǒng)小棚架栽培模式為對照，比較2種栽培模式下果實發(fā)育期果穗微域環(huán)境和采收期果實品質(zhì)、白粉病發(fā)生情況及經(jīng)濟效益差異，為吐魯番地區(qū)鮮食葡萄標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2019年在新疆鄯善縣新疆葡萄瓜果研究所試驗基地進行。海拔 419 m，年降雨量 25.3 mm，年蒸發(fā)量 2 751 mm；全年日照時數(shù)為 3 122.8 h，10℃以上有效積溫 4 525℃以上，年均氣溫 11.3℃，無霜期 192 d，屬于典型的大陸性暖溫帶荒漠氣候，降雨稀少，蒸發(fā)強烈，夏季極端高溫、干旱，土壤質(zhì)地為堿性礫石砂壤土，pH 8.0左右。

供試品種為鮮食葡萄品種新郁，設(shè)順架龍干式和傳統(tǒng)小棚架 2種栽培模式處理。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

順架龍干式栽培整形方式為傾斜式順架龍干式(inclined dragon trunk shaping, IDTS)，葉幕形為V+水平葉幕(V+ horizontal leaf curtain, V+HLC)，株行距為2.0×4.0(m)，東西行向。在距離地面1.5 m處拉一道鋼絲用于固定結(jié)果臂，主干基部與地面保持45°以下夾角傾斜上架，主蔓連接形成長龍。于第一道鐵絲上方30 cm處設(shè)置橫梁，衡量端部各拉一道鐵絲，用于固定并引縛新梢上架，形成V形架面，夾角為90°，水平架面南、北兩側(cè)各拉3道鋼絲，鋼絲間距50 cm，用于固定新梢，完成V+水平葉幕的構(gòu)建。以傳統(tǒng)小棚架為對照，2種栽培模式水肥及病蟲害管理等同常規(guī)。

1.2.2 測定指標(biāo)

1.2.2.1 果穗微域環(huán)境

果實膨大期至成熟期(5月15日～8月31日)在各結(jié)果高度果穗處分別安裝溫濕度記錄儀(LASCAR，EL-USB-2)，實時監(jiān)測果實表面溫濕度，順架龍干式栽培溫濕度記錄儀安裝于葡萄結(jié)果帶處，小棚架栽培溫濕度記錄儀安裝于架面中部位置；果實轉(zhuǎn)色期(7月中旬)選擇晴天采用光合有效輻射儀(SPECTRUM，3415F)測定果穗處的光合有效輻射日變化，每 2 h測定1次，測定位置與溫濕度記錄儀相同，傳感器水平向上測定透過葉幕后剩余的有效輻射為葉幕透射輻射(PARtran)，傳感器水平向下測定土壤向上反射的有效輻射為土壤反射輻射(PARsoil)。通過溫濕度記錄儀統(tǒng)計2019年5月15日～8月31日不同結(jié)果高度果實超過 35℃的溫差總和(高于 35℃的溫度減去 35℃之后相加得溫差總和)和極溫差(最高溫與最低溫之差)；計算≥ 35℃的高溫時長及日溫差；統(tǒng)計不同結(jié)果高度果實表面月平均濕度。

1.2.2.2 果實品質(zhì)

參照《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[10]對采收期果實果穗緊密度、果粒著色一致性、果粉厚度和口感中的果皮厚度、澀味、肉質(zhì)、進行描述評價，記錄果實顏色種類及評價甜味程度。隨機選取10個果穗用電子天平稱重，取平均值為果穗質(zhì)量，統(tǒng)計果穗整齊度，果穗整齊度=(1-果穗質(zhì)量變異系數(shù))×100%；從果穗上、中、下部位隨機取果粒，共30粒用于統(tǒng)計整齊度，果粒整齊度=(1-果穗果粒質(zhì)量變異系數(shù))×100%，5次重復(fù)；再從果穗上、中、下部位隨機取果粒混合均勻，用常規(guī)方法測定果粒質(zhì)量、縱徑、橫徑、果柄直徑指標(biāo)；鮮果硬度采用GY-4型水果硬度計測量；果柄耐拉力采用數(shù)顯式推拉力計(HP-50，HANDPI)測定；可溶性固形物含量采用手持式折光儀測量；總酸酸含量采用NaOH滴定法[11]測定，以酒石酸含量計；VC含量采用鉬藍比色法[12]測定；固酸比為可溶性固形物含量與總酸含量的比值。

根據(jù)Hunter Lab表示系統(tǒng)，其中L值表示系統(tǒng)的亮度，L越大，樣品表面越亮；a表示系統(tǒng)的紅綠值，-a為綠，a越小樣品越綠，+a為紅，a越大，樣品越紅；b表示系統(tǒng)的黃藍值，-b為藍，值越小樣品越藍，+b為黃，值越大，樣品越黃；C表示樣品的彩度，值越大，表示所測的顏色越純。

果皮葉綠素、花色苷含量的測定：剝?nèi)」y定葉綠素和花色苷含量，葉綠素含量的測定參照Arnon[14]的方法，采用丙酮浸提，分光光度計測定；花色苷含量的測定參照楊夫臣等[15]的方法，采用吸光值法(A530)測定。

1.2.3 葉片病害

于果實采收期(8月25日)調(diào)查葉片白粉病發(fā)病情況，隨機選取主蔓兩側(cè)各5個紙條統(tǒng)計所有葉片的發(fā)病情況。按照病斑面積占葉面無病斑，0～5%，6～25%，26～50%，51～75%，75%以上至枯死分為0 級，1級，3級，5級，7級，9級。發(fā)病率(%)=(病葉數(shù)/調(diào)查總?cè)~數(shù))×100，病情指數(shù)=∑(病級數(shù)值×該病級葉片數(shù))/(最高級數(shù)值×調(diào)查總?cè)~片數(shù))×100。

1.2.4 成本收益

采收前統(tǒng)計單(667 m2)果穗數(shù)，單產(chǎn)=果穗數(shù)×平均果穗質(zhì)量；調(diào)查記錄商品率、售價、生產(chǎn)成本，計算效益。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用 Excel 2010 和DPS 7.05版數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，LSD法進行差異顯著性檢驗，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對果穗微域環(huán)境的影響

2.1.1 果實發(fā)育期不同栽培模式新郁葡萄果實表面溫度、濕度差異

研究表明，新郁葡萄果實發(fā)育期2種栽培模式果實表面溫度、濕度存在明顯差異。順架龍干式(V+水平)葉幕栽培模式下果實發(fā)育期極高溫明顯高于小棚架，增幅1～4.5℃，而極低溫順架龍干式(V+水平)葉幕栽培略低于小棚架，二者差異較小，增幅在0～0.5℃，極溫差變化情況與極高溫一致，增幅在1～5℃，極高溫、極低溫、極溫差差異均隨果實發(fā)育而減小；順架龍干形(V+水平)葉幕栽培平均溫度、平均溫差明顯高于小棚架，平均溫度5月中旬、6月、7月增幅分別為0.58、1.13和0.73℃，而8月差異僅為0.27℃，平均溫差5月中旬、6月、7月增幅分別為2.92、2.61和0.73℃，而8月差異僅為0.82℃；順架龍干形(V+水平)葉幕栽培超過35℃溫差總和、≥35℃高溫時長明顯高于小棚架，超過35℃溫差總和5月下旬、6月、7月增幅均超過37℃，而8月增幅僅為16℃，≥35℃高溫時長6月、7月超過70 h，8月僅為17 h。果實發(fā)育期順架龍干式(V+水平)葉幕栽培果實表面平均濕度低于小棚架，5月下旬、6月、7月、8月減幅分別為2.05%、3.64%、2.47%和2.12%，順架龍干式(V+水平)葉幕栽培果實表面濕度60%～80%、≥80%比例為47.66%和9.35%，而小棚架則為51.40%和10.28%，比小棚架減小7.28%和9.05%；順架龍干式(V+水平)葉幕栽培果實發(fā)育期平均極高溫、平均極溫差、平均溫度和平均溫差較小棚架提高3、3.37、0.68和2.37℃，而平均極低溫降低0.38℃，月平均超過35℃溫差總和、月平均≥35℃高溫時長增加39.75℃和50.12 h，平均濕度降低2.82%。順架龍干式+(V+水平)葉幕栽培新郁葡萄果實表面溫度水平在葡萄膨大、轉(zhuǎn)色至成熟期(5月下旬至7月底)明顯高于小棚架，而果實成熟后與小棚架差異不大，而濕度則全生育期小于小棚架。圖1-3、表1

圖1 不同栽培模式下新郁葡萄果實表面溫度差異Fig.1 Differences of the temperature around xinyu grape fruit with different cultivation modes

圖2 不同栽培模式下新郁葡萄果實表面濕度差異Fig.2 Differences of the humidity around xinyu grape fruit with different cultivation mode

圖3 不同栽培模式下新郁葡萄果實表面溫差差異Fig.3 Differences of the temperature difference around xinyu grape fruit with different cultivation modes

表1 高溫月份不同栽培模式新郁葡萄果實表面溫度與濕度變化Table 1 The temperature and humidity of around xinyu grape fruit with different cultivation modes of high temperature months

2.1.2 不同栽培模式新郁葡萄果實表面光合有效輻射日變化

研究表明，2種栽培模式下新郁葡萄果實表面光合有效輻射早晚均較低，且差異較小，白天光合有效輻射均較高，且差異較大，2種栽培模式下土壤反射輻射均大于葉幕透射輻射；順架龍干式(V+水平)葉幕栽培日均葉幕透射輻射、日均土壤反射輻射、日均總輻射分別是小棚架的1.76倍、1.31倍和1.47倍。順架龍干式(V+水平)葉幕栽培能夠明顯增加果實表面光合有效輻射量、促進果實轉(zhuǎn)色成熟。表2，圖4

圖4 不同栽培模式新郁葡萄果實表面光合有效輻射日變化Fig.4 Daily changes of photosynthetic effective radiation of around xinyu grape fruit of xinyu grape with different cultivation modes

表2 不同栽培模式新郁葡萄果實表面光合有效輻射差異Table 2 Comparison of photosynthetic effective radiation of around Xinyu grape fruit with different cultivation modes

2.2 對葡萄果實品質(zhì)的影響

2.2.1 新郁葡萄果實外觀品質(zhì)對比

研究表明，新郁葡萄采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培相比小棚架栽培果粒質(zhì)量顯著增大，增幅為32.09%，而二者果穗質(zhì)量無顯著差異，果穗整齊度和果粒整齊度顯著提高，增幅分別為13.62%和21.54%；采用順架龍干式栽培的新郁葡萄果實著色為鮮紅至紫紅色、成熟一致性好、果穗緊密度適中、果粉厚，綜合品質(zhì)較高，成熟期提前10 d，采收期較小棚架栽培短，果實成熟相對集中、成熟一致性較好。而小棚架栽培成熟期較晚，管理不當(dāng)易造成著色困難。表3

表3 不同栽培模式新郁葡萄果實外觀品質(zhì)對比Table 3 Comparison of fruit appearance quality of xinyu grape with different cultivation modes

2.2.2 新郁葡萄果實內(nèi)在品質(zhì)對比

研究表明，新郁葡萄采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培相比小棚架栽培果柄直徑、果柄耐拉力和鮮果硬度均顯著增大，增幅為分別為31.87%、43.55%和36.52%，可溶固形物含量和固酸比值亦顯著增大，增幅分別為31.04%和28.06%；而采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培和小棚架栽培可滴定酸含量和VC含量無顯著差異。口感上小棚架栽培的葡萄表現(xiàn)出寡甜、皮薄無澀味、肉軟，而采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的葡萄表現(xiàn)出甜、脆、果皮中厚、無澀味的特點。表4

表4 不同栽培模式新郁葡萄果實內(nèi)在品質(zhì)對比Table 4 Comparison of the internal quality of xinyu grape fruit under different cultivation modes

2.2.3 新郁葡萄果實著色對比

研究表明，采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的新郁葡萄果實L(果實亮度)、b值顯著低于小棚架；而a值、C值顯著大于小棚架，順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的新郁葡萄果實較紅，顏色更純；采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的新郁葡萄果實色澤指數(shù)(GIRG)顯著大于小棚架栽培，增幅達58.69%，果實顏色為紅色，而小棚架栽培的新郁葡萄果實顏色為粉紅色。采用順架龍干形(V+水平)葉幕栽培的新郁葡萄果皮葉綠素含量顯著低于小棚架，降幅達71.43%，花色苷含量顯著高于小棚架，增幅達171.43%，是傳統(tǒng)小棚架的2.59倍，而2種模式栽培的葡萄果皮中類胡蘿卜素含量無差異。表5

表5 不同栽培模式新郁葡萄果實著色對比Table 5 Comparison of Fruit coloring of xinyu grape with different cultivation models

2.3 對葡萄葉片白粉病的影響

研究表明，采收期順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的新郁葡萄葉片白粉病發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著低于小棚架栽培，降幅分別為59.49 %和60.85 %。采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培改善了架面通風(fēng)透光條件，有效抑制了病害發(fā)生。表6

表6 不同栽培模式葡萄葉片白粉病發(fā)病對比Table 6 Comparison of the incidence of grape leaf powdery mildew in different cultivation modes

2.4 經(jīng)濟效益對比

研究表明，順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的新郁葡萄商品率大幅提升，單產(chǎn)雖然較傳統(tǒng)栽培低，但成熟期提前，果實品質(zhì)提高，商品率大幅提高，高達95.00 %以上；平均售價較傳統(tǒng)栽培提高32.00 %；病蟲害發(fā)生率明顯減輕，生產(chǎn)成本中人工、農(nóng)藥投入較小棚架栽培減少15.55 %；總體經(jīng)濟效益較傳統(tǒng)小棚架栽培提高86.50 %。表7

表7 不同栽培模式新郁葡萄經(jīng)濟效益對比Table 7 Comparison of economic benefits of xinyu grapes with different cultivation modes

3 討 論

不同葡萄栽培架式可以調(diào)節(jié)葡萄生育期果際和葉際水、熱、光、溫度等諸多氣象因子，形成特殊的微區(qū)氣候[16]，適宜的溫、濕度及光照條件可以保障果品產(chǎn)量及質(zhì)量水平[5-6,17]。新疆吐魯番地區(qū)生態(tài)條件特殊，葡萄生長季節(jié)極端高溫、干旱、光照強烈，葡萄受干熱風(fēng)危害嚴重，傳統(tǒng)小棚架具有防風(fēng)效果好、用材較少、能夠有效降低果實表面溫度和強光照等特點，但存在過度遮光、架下濕度過高、架面低矮，不便于管理和采收等缺陷，賈楊等[18]研究指出吐魯番目前主要采用的水平棚架雖然葉幕內(nèi)部各部位微環(huán)境較均勻、PAR及溫度高，但LAI低對產(chǎn)量及品質(zhì)的形成不利，小棚架葉幕內(nèi)部 PAR及溫度較低, 且濕度較高，尤其架中及架根部位較為明顯，葉幕內(nèi)部各部位微環(huán)境不均勻，品質(zhì)難于統(tǒng)一。研究中，順架龍干式(V+水平)葉幕栽培相比小棚架栽培提高了新郁葡萄果實發(fā)育期微域環(huán)境的光、熱水平，平均溫差增大2.37℃，日均總輻射是小棚架的1.47倍，減小了果實表面濕度及高濕度比例，改善了果穗微域環(huán)境，較高的光熱水平及溫差更加有利于了葡萄的著色成熟及品質(zhì)提高，但值得注意的是相比小棚架栽培順架龍干式(V+水平)葉幕栽培果實發(fā)育期平均極高溫提高3℃，月平均超過35℃溫差總和、月平均≥35℃高溫時長增加39.75℃和50.12 h，可能與過度修剪造成架下透光率過高有關(guān)，栽培過程中幼果期應(yīng)采取新稍適當(dāng)延長自然下垂的管理措施來遮光降溫，避免果實表面持續(xù)高溫發(fā)生日灼。

栽培架式通過調(diào)節(jié)葉幕分布結(jié)構(gòu)來影響植株光合效率和果實微域環(huán)境，進一步影響果實品質(zhì)[2-6,18-19]。潘明啟、張付春等[9,20]研究認為，在天山北麓產(chǎn)區(qū)采用順溝高廠+水平葉幕栽培能夠顯著提高光能截獲量，葉片光合能力和光能利用率優(yōu)于棚架栽培，采用順溝高廠+水平葉幕栽培的果實可溶性固形物含量、VC含量、顯著提高，枝條成熟節(jié)位顯著增多、髓莖比顯著降低，果實商品率得于顯著提高；何娟等[8]研究認為，新疆北疆地區(qū)采用傾斜順架龍式栽培可促進紅地球葡萄成熟，果實成熟一致性好，綜合品質(zhì)、商品率均得到提高，且管理難度與成本均降低。張國軍等[21]研究認采用在北京平原區(qū)采用順行水平龍干式栽培的歐亞種葡萄品種具備穩(wěn)生產(chǎn)均一性高、果品優(yōu)質(zhì)且穩(wěn)產(chǎn)的樹體結(jié)構(gòu)特征。研究結(jié)果表明，吐魯番地區(qū)新郁采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培相比傳統(tǒng)小棚架栽培，果粒質(zhì)量顯著增大，果穗整齊度和果粒整齊度均顯著提高，果實成熟、著色一致性好、果穗緊密度適中、果粉厚，果實色澤指數(shù)(CIRG)和果皮花色苷含量較高，可溶性固形物含量和固酸比也均顯著增大，綜合品質(zhì)較高，成熟期明顯提前，與前人研究結(jié)果一致。而果穗質(zhì)量無顯著差異，與果穗質(zhì)量的控制有關(guān)，要求通過疏果措施控制果穗質(zhì)量800 g左右。

研究還發(fā)現(xiàn)，采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的新郁葡萄果柄直徑明顯增大，鮮果硬度也較傳統(tǒng)小棚架顯著提高，果皮中厚，肉質(zhì)脆而不軟，不僅提升了口感，耐貯運性能也得到明顯提高，可能與采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培的葉幕光能截獲量、葉片光合能力和光能利用率優(yōu)于小棚架栽培有關(guān)[9]。順架龍干式(V+水平)葉幕栽培特殊的葉幕結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的通風(fēng)透光條件，顯著降低了葡萄白粉病的發(fā)病率和病情指數(shù)，與蔡軍社等[7]在火焰無核葡萄上的研究結(jié)果一致。順架龍干式(V+水平)葉幕栽培栽培雖降低了葡萄產(chǎn)量，但商品率、售價顯著提高，管理難度簡化，降低生產(chǎn)成本投入，綜合經(jīng)濟效益顯著提高。

4 結(jié) 論

新疆吐魯番地區(qū)新郁葡萄采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培較傳統(tǒng)小棚架栽培果實生育期果穗微域環(huán)境顯著改善，果實成熟期(采收期)明顯提前，果實成熟一致，果實品質(zhì)、商品率明顯提高，簡便高效的栽培模式減少了生產(chǎn)成本中的人工、農(nóng)藥投入，便于機械化操作，生產(chǎn)成本明顯降低，畝經(jīng)濟效益明顯提高。采用順架龍干式(V+水平)葉幕栽培為新疆吐魯番地區(qū)鮮食葡萄標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)高效栽培。