順行平棚架對‘瑞都紅玉’葡萄栽培性狀和果實品質的影響

王曉玥，張國軍，任建成，閆愛玲，徐海英，孫磊

（北京市農林科學院林業果樹研究所/農業農村部華北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室/北京市落葉果樹工程技術研究中心，北京 100093）

我國鮮食葡萄的產量與面積位居世界第一[1]，但是日益匱乏的勞動力資源以及消費市場對中高端果品需求旺盛的問題不斷凸顯。消費者對口感平衡、外觀漂亮、天然健康的果品需求與日俱增，優新品種的高效省力化配套栽培技術成為近年的研究熱點[2-5]。北京市農林科學院林業果樹研究所選育的新品種‘瑞都香玉’[6]，在高接過程中發現1個紅色芽變，最終選育出早熟新品種‘瑞都紅玉’[7]。該品種果粒脆硬，顏色艷麗，具有較濃郁玫瑰香味，分別于2014年和2020年通過北京市林木品種審定委員會和國家林草局林木品種審定委員會審定。

葡萄是一種生長勢極強的藤蔓果樹，利用綁縛措施及整形修剪技術可將樹體培養成一定的形狀[8]。樹形、葉幕形與架式的關系密切，三者的合理搭配可以調控樹體供給關系，改善葡萄生長發育過程中的微環境，從而促進樹勢穩定，增加光截留量，利于樹體養分積累，保障連年優質穩產[9-10]。葡萄植株冠層內總葉面積數量和分布決定功能葉面積，而功能葉面積影響光截流量，光截流量決定光合同化產物的“源”[11-12]，因此由架式帶來的葉幕結構的改變會顯著影響葡萄果實的品質和組分[13-15]。

順行平棚架（T形架）是集合了籬架和棚架優點的一種架式，屬于高寬垂架式范疇，自上世紀七八十年代開始在我國河南等地應用[16]，但沒有得到大面積推廣。對于葡萄架式的研究很多，多集中于單臂籬架、跨行棚架、V形架等[4,17-18]，對順行平棚架（T形架）的研究相對很少。因此，本研究緊密結合生產實踐，在北方埋土栽培區以鮮食葡萄新品種‘瑞都紅玉’為試材，探究T形架對葡萄結果習性、葉幕特征、葉片光合特性和果實理化指標等的影響，旨在為該品種的合理架式提供配套栽培措施。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況及試驗材料

試驗地位于北京市平谷區馬昌營鎮（40°13′N，117°12′E），屬于典型沖積平原葡萄埋土防寒區。供試品種為歐亞種鮮食葡萄‘瑞都紅玉’。2009年定植，T形架和V形架[14]，樹形均為順行水平龍干形[19]。采用簡易避雨、地表覆蓋園藝地布和滴灌供水管理模式，機械埋土越冬。園區以農業防治和物理防治病蟲害為主，每年噴3～5次化學農藥。

1.2 測定項目與方法

隨機區組設計，選取長勢中庸且一致的3株樹，設置3個重復。2015—2017年觀察記錄各處理的萌芽期、初花期、果實轉色期和新梢始熟期，計算出萌芽率、結果枝率和結果系數。使用游標卡尺測定每株葡萄的全部新梢基部粗度；使用卷尺測量葉幕長度、高度和單側葉幕厚度；2015年秋采用SPAD502葉綠素儀（Konica Minolta，Japan）測定果穗以上第4片功能葉的葉綠素含量；每株樹隨機選取4個新梢，用LC2400P葉面積儀（Regent Instruments Canada Inc.，Canada）測定全部葉面積，再根據各處理總新梢數計算葉面積指數LAI，LAI＝葉片總面積/土地面積。于2015和2016年8月晴天上午9:00—11:00，選擇果穗以上第4片功能葉，使用LI-6400便攜式光合測定系統（Li-Cor Inc.，Lincoln NE，USA），測定凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、蒸騰速率（Tr）和胞間CO2濃度（Ci），采用內置光源，光強設為1600 μmol·m-2·s-1。

為保證兩種架式果實品質的可比性，均控產在1400 kg左右。每個處理于樹體各部位隨機采取6穗果實帶回實驗室進行基本理化指標的測定；統計每穗葡萄的病果粒數（酸腐病、灰霉病、白粉病等），除以總果粒數得到病果率；采用手持糖度計（Atago Co., Ltd., Japan）測定可溶性固形物（TSS）；采用0.1 mol·L-1NaOH滴定法測定可滴定酸（TA）。2017年將剩余的果實樣品用液氮速凍后放入超低溫冰箱（﹣80 ℃）保存，隨后使用微量分光光度計P330（Implen，Westlake Village，USA）測定花色苷[20]、原花色素[21]和類黃酮[22]。

1.3 數據處理與統計分析

整理和統計數據使用Microsoft Excel 2007軟件；數據統計分析利用軟件Sigma Plot 12.0，采用Student-Newman-Keuls多重比較進行顯著性方差分析；使用GraphPad Prism V 8.0進行繪圖；主成分分析采用MetaboAnalyst 4.0。

2 結果與分析

2.1 兩種架式對植株生長的影響

通過3年連續調查（表1）發現，‘瑞都紅玉’在兩種架式下的物候期基本一致，最多相差1～2 d。由表2可知，2015和2016年T形架的萌芽率顯著高于V形架；2017年T形架的結果枝率顯著高于V形架，均值達90%以上；兩種架式在結果系數上無顯著差異，為1.2～1.7。

表1 2015—2017年‘瑞都紅玉’在兩種架式下的物候期Table 1 Phenological stages of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015—2017

表2 2015—2017年‘瑞都紅玉’在兩種架式下的結果習性Table 2 Fruiting habit of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015—2017

2.2 兩種架式對葉幕和葉片特征的影響

由表3可見，新梢的平均粗度在11～12 mm，二者無顯著差異，且標準誤差為0.3，表現出了較好的一致性。兩種架式在葉幕高度上無顯著差異；T形架的葉幕長度大于V形架，但未達到顯著水平；T形架的葉幕厚度較V形架小，但也未達顯著水平。V形架的LAI均值為1.62，顯著高于T形架的0.92。二者在葉片葉綠素含量上未表現出差異。

表3 2015年兩種架式下‘瑞都紅玉’的葉幕和葉片特征比較Table 3 Leaf and canopy characteristics of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems

2.3 兩種架式對葉片光合參數的影響

如圖1所示，在2015和2016年Pn均表現為T形架顯著高于V形架；Gs和Tr也表現為T形架高于V形架，其中在2016年達到顯著水平；Ci表現為V形架更高，其中2016年達到顯著水平。

圖1 2015—2016年‘瑞都紅玉’在兩種架式下的葉片光合參數比較Figure 1 Photosynthetic parameters of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015-2016

2.4 兩種架式對果實品質的影響

由表4可知，T形架的穗質量連續3年高于V形架，但未達顯著水平；2015年V形架粒質量高于T形架，2016年差異不大，2017年T形架高于V形架。試驗園區管理水平較高，病果率整體不高，T形架不到1%，低于V形架，其中2016和2017年達到顯著水平。T形架的TSS連續3年高于V形架，平均值在19%以上，其中2015和2017年達到顯著水平。兩種架式的TA差異不顯著。

表4 兩種架式對‘瑞都紅玉’果實基本理化指標的影響Table 4 Fruit physio-chemical parameters of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems

由圖2可知，‘瑞都紅玉’T形架的果實總花色苷含量顯著高于V形架；兩種架式的果實原花色素含量在3.45 mg·g-1左右，類黃酮含量在3.89 mg·g-1左右，差異均不顯著。

圖2 2017年兩種架式下果實多酚類物質比較Figure 2 Comparison on berry total anthocyanins, flavonoid and proanthocyanidin of fruits in two trellis systems

2.5 兩種架式下葡萄生長指標和果實品質的主成分分析

由圖3可知，16項指標的前2個主成分貢獻率分別為：67.3%（PC1）和20.6%（PC2），總計87.9%，反映了所有指標的絕大部分信息。根據兩個主成分可以把V形架和T形架進行很好的區分。由表5可知，決定第1主成分PC1的指標是病果率，決定第2主成分PC2的指標有Pn、Gs、Tr和LAI，決定第3主成分PC3的是果穗質量，決定第4主成分PC4的是結果習性相關的3個指標。由于前2個主成分反映了絕大部分信息，因此兩種架式主要影響了‘瑞都紅玉’葡萄的病果率、葉片光合作用和葉面積指數。

表5 4個主成分的成分載荷矩陣Table 5 Component load matrices of four principle components

圖3 兩種架式下葡萄生長指標和果實品質的主成分分析Figure 3 Principal analysis of characteristics of vine growth and fruit quality under two trellis systems

3 討論與結論

由于T形架和V形架在葉幕高度和開張角度上的不同，結果帶高度也不同，導致光能截流量、葉幕光合利用效率以及果際微環境不同，從而進一步影響了葡萄的結果習性、新梢生長狀況、葉片光合作用和果實品質。前人研究表明，T形架的葉片光合利用效率高于V形架[18,23]，本研究通過測定‘瑞都紅玉’生長季后期的葉片光合參數，發現了相似的結果。生長季后期葉片功能的完好有利于保證光合產物的同化能力，從而促進樹體養分回流，保證翌年葡萄樹體生長周期物質與能量的供應。李建華等[24]比較了單籬架、V形架和T形架對‘紫秋’葡萄栽培性狀的影響，發現T形架對夏芽萌發和副梢徒長有很強的抑制作用，且T形架的穗質量和單位面積產量最高。但本研究結果發現，架式對穗質量的影響并不顯著。Smart認為，當LAI超過1.5時，葉幕會趨于郁閉[25]。本研究發現了相似的現象，V形架的葉面積指數顯著高于T形架，架面整體通透性能較差，果實病害發生情況嚴重，與前人研究結果一致[26-28]。

本研究中兩個年份的可溶性固形物表現為T形架顯著高于V形架，已有類似的研究報道[29-30]。此外，葉幕郁閉會對葡萄果實的花色苷合成和積累造成負面影響[11]。劉笑宏等對‘摩爾多瓦’的研究發現，棚架水平葉幕顯著降低了果實周圍環境的溫濕度波動幅度及高溫比例，提升了成熟期的果實品質，其中還原糖質量和花色苷含量比籬架分別提高了5.09%和27.11%[31]，與本研究結果相似。

綜上所述，在北方埋土栽培區，由于順行平棚架（T形架）本身的架式特性，加上試驗地對樹勢的有效調控，‘瑞都紅玉’植株的極性生長得到了有效抑制，頂端優勢被削弱，結果帶通透性增加，光能截流量和葉片光合利用效率得到提高，葉幕環境得到了改善，在節省用工的同時減少了病害的發生，提高了果實品質，在生產中有推廣價值。