張光弟，俞曉艷，李欣，李玉鼎，曹衛(wèi)兵，尹清雨，馮彥彪，葉建華

（1. 寧夏大學農(nóng)學院，銀川 7500021；2. 寧夏設施園藝（寧夏大學）技術創(chuàng)新中心，銀川 7500021；3. 銀川市園林局，銀川 7500001；4. 北方民族大學信息與統(tǒng)計學院，銀川 7500021；5. 寧夏百盛王朝酒莊，銀川 7500001；6. 寧夏華舉科技發(fā)展有限公司，銀川 7500021；7. 寧夏回族自治區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展局，銀川 7500002）

寧夏賀蘭山東麓位于北緯27°43′00″～39°05′03″，東經(jīng)105°45′39″～106°27′35″，是我國新興優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄種植區(qū)，還是我國葡萄種植的埋土越冬防寒區(qū)[1]，也是繼煙臺、昌黎之后，第三個獲得國家葡萄酒原產(chǎn)地域保護產(chǎn)區(qū)（地理標志產(chǎn)區(qū)）。張曉煜等[2]根據(jù)寧夏1∶25萬地理信息數(shù)據(jù)和寧夏各氣象站1960—2005年的氣候資料，運用GIS技術對寧夏氣候要素網(wǎng)格推算方法，將7～8月份水熱系數(shù)作為一級區(qū)劃指標，7～9月≥10 ℃積溫作為二級區(qū)劃指標，指出寧夏釀酒葡萄種植的4個分區(qū)意見。國內(nèi)針對葡萄樹越冬凍害開展了大量研究，王依[3]在實驗室采用低溫試驗，提出4個品種的抗寒性中‘赤霞珠’最弱。劉期國等[4]在實驗室采用溫度梯度法檢測‘紅地球’‘里扎馬特’‘無核紫’抗寒性，指出‘紅地球’的抗寒性最弱。張文娥等[5]以葡萄屬12個種45個株系（或品種）為試材，利用隸屬函數(shù)法對其抗寒性進行了綜合評價，指出山葡萄成熟枝蔓可耐-50～-40 ℃低溫，在冬季極端氣溫-28.5 ℃以上的地區(qū)栽培可露地越冬。劉存宏等[6]在泰安地區(qū)采用實地種植不同處理，對18個鮮食葡萄品種的抗寒性進行了比較研究，認為‘矢富羅莎’‘大粒六月紫’‘紅玉霓’‘葡萄園皇后’‘京秀’等鮮食品種抗寒性較強。

賀蘭山東麓具有典型大陸性氣候特點，即春暖快、夏熱短、秋涼早、冬寒長、早春氣溫變幅大，降雨量少、蒸發(fā)強烈、大氣濕度低，晚霜凍頻繁[7]；從上世紀80年代初期到2011年，該產(chǎn)區(qū)30年共發(fā)生冬季葡萄凍害6次。在樹體埋土越冬保護下，1982年冬季玉泉營地區(qū)平地栽培的1年生葡萄幼樹越冬死亡率達40%；1991年冬季8～10年生結(jié)果樹越冬死亡率達70%；1999年冬季1～3年生幼樹越冬受凍率達到50%，絕產(chǎn)333 hm2。2008年2月1日最低氣溫達到-23.4 ℃，低溫持續(xù)時間最長、絕對溫度最低的一年，銀川地區(qū)1年生自根苗葡萄幼樹90%以上受凍；2年生幼樹凍死株率也達30%～40%[8]。樹體抗寒性早已被關注到。郭惠萍等[9]在寧夏玉泉營觀察了‘北玫’‘北紅’的樹體不冬剪但壓條自然越冬4月11日的萌芽率為72.72%，但因萌動早新梢抗晚霜能力差損失嚴重。本文通過對賀蘭山東麓賀蘭金山實驗點2017年12月至2018年3月葡萄越冬期間和2018年5月6～7日霜凍日溫度等指標測定，與自然越冬、歷經(jīng)霜凍后的‘赤霞珠’等3個釀酒、‘摩爾多瓦’等11個鮮食葡萄品種存活狀態(tài)研究評價，旨在為賀蘭山東麓葡萄材料覆蓋越冬防寒栽培、自然越冬栽培品種的選擇、修剪提供建議。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

3個釀酒品種：‘霞多麗’‘赤霞珠’‘馬瑟蘭’；11個鮮食葡萄品種：‘澤香’‘香秀’‘乍娜’‘無核白雞心’‘維多利亞’‘紅太陽’‘紅地球’‘白寶石’‘夏黑’‘玫瑰香’‘摩爾多瓦’。

1.2 地點與種植

種植地位于賀蘭山東麓的寧夏賀東葡萄莊園與長城云漠酒莊之間的和譽酒莊西段，為典型洪積扇礫石種植土壤。定植前挖掘定植溝剔除石礫，土壤改良后按株行距3 m×0.5 m定植?；h架栽培，加上鉛絲第一道離地面0.50 m，一次向上共布4道，間距0.50 m，整形采用傾斜主干，最上鉛絲的延長梢8月剪出梢尖。初秋修剪第四道絲上母枝梢頭，但越冬前未冬灌。樹齡均3年生，順株行調(diào)查，樣本數(shù)量均大于50株。

1.3 指標測試方法

1.3.1 環(huán)境指標與分區(qū)

采用pc-2s32通道無線自動記錄儀記錄，記錄間隔每30 min一組。數(shù)據(jù)區(qū)間為2017年12月至2018年3月賀蘭山東麓實驗點越冬期間和5月6～7日霜凍日溫度、濕度指標。旬最低溫度為區(qū)間段最低溫度值；旬溫度均值為區(qū)間所有測定值之和除以值點數(shù)求得。

依據(jù)試驗期間記錄的數(shù)據(jù)將溫度所處的6個分區(qū)進行時數(shù)累積，分區(qū)劃分為：低溫過度區(qū)時數(shù)＞0 ℃、低溫累積初始區(qū)-5 ℃≤時數(shù)＜0 ℃、低溫活躍區(qū)-10 ℃≤時數(shù)＜-5℃、低溫威脅警示區(qū)-15 ℃≤時數(shù)＜-10 ℃、低溫危險區(qū)-18 ℃≤時數(shù)＜-15 ℃、低溫致死區(qū)＜-18 ℃。對旬環(huán)境相對濕度（RH%）采用旬區(qū)間所有測定值之和除以值點數(shù)求得。

1.3.2 樹體指標與計算方法

調(diào)查日期為2018年5月7日。單株主蔓粗度為距離地表10 cm處測定，共10株求均值；將10株樹上每母枝粗度測定的第一與第二節(jié)間寬徑與扁徑之和除以2計算母枝粗度。

（1）地表根莖萌發(fā)率/%＝地表根莖萌發(fā)數(shù)量/調(diào)查株數(shù)×100；

（2）單株越冬母枝萌發(fā)百分率/%＝單株越冬母枝萌發(fā)數(shù)量/調(diào)查株數(shù)×100；

（3）植株存活百分率/%＝地表根莖萌發(fā)率＋單株越冬母枝萌發(fā)百分率；

（4）節(jié)位芽眼萌發(fā)狀態(tài)評價：由母枝基部向上順節(jié)位計數(shù)，萌發(fā)為1、未萌發(fā)計數(shù)0；計數(shù)后求得節(jié)位芽眼萌發(fā)百分率/%＝節(jié)位芽眼萌發(fā)數(shù)量/節(jié)位芽眼總數(shù)量×100；

（5）節(jié)位著穗狀況：節(jié)位著穗狀態(tài)以含有1果穗計數(shù)為1，兩穗果計數(shù)為2，計算節(jié)位平均著穗數(shù)量，數(shù)值×100。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、制圖采用微軟Excel 2007軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 月旬溫度最低-均值及相對濕度變化特點

葡萄栽培過程中，溫度是區(qū)劃的重要指標之一，同樣賀蘭山東麓葡萄越冬凍害與晚霜凍的傷害始終與低溫緊密關聯(lián)。基于2017年12月至2018年3月越冬期間的旬低溫和旬日溫度均值的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)（圖1），期間旬最低溫度出現(xiàn)在2018年的1月28日，值為-23.6 ℃低于公認的休眠枝條-18 ℃的低溫下限值，且持續(xù)至2月2日略有回升至-22.9℃，時間長達6 d；同時，空氣的相對濕度從52.2%下降至39.1%，這對露地栽培自然越冬的葡萄品種是嚴峻考驗，在環(huán)境低溫、低濕度的協(xié)同作用下將會加劇植物組織中的水分外逸[10]。2017年12月至2018年3月中旬期間，表現(xiàn)為旬日溫度均值在負溫區(qū)，而相對濕度在3月上旬延續(xù)了2月的降勢值為14.5%。

2.2 越冬期間月-旬低溫累積變化特點

葡萄的枝蔓存活受環(huán)境負溫幅度的影響，實驗室低溫處理條件下的越冬休眠枝條抗性隨負溫絕對值的增大而降低，表現(xiàn)為低溫對細胞膜的傷害逐漸增大，細胞膜透性逐漸增加[11]。

對葡萄越冬期間的低溫累積量數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)（表1），月旬之間差異較大，12月表現(xiàn)為各溫區(qū)旬間規(guī)律不強、波動性較大，但低溫警示區(qū)的溫度累積時數(shù)明顯增大，總時數(shù)達到203 h，表明已經(jīng)為向低溫危險區(qū)時數(shù)的累積做好了準備，12月低溫致死溫區(qū)的總累積時數(shù)有6 h，集中在12月中旬出現(xiàn)，反之在下旬并無致死溫區(qū)時數(shù)的積累。

隨著進入2018年1月，低溫威脅警示區(qū)的時數(shù)較2017年12月減少了53.5 h，但低溫危險區(qū)時數(shù)由上旬的5.5 h，提升至中旬的21 h及下旬的26.5 h，在此前提下，下旬的低溫致死溫區(qū)達到了28.5 h，整月累積31 h。

圖1 月旬最低-日均值溫度及相對濕度變化Figure 1 Variation of coldest-daily average temperature of the frist, middle, last tendays period of a month and relative humidity

進入2月上旬，低溫致死溫區(qū)時數(shù)累積持續(xù)了1月下旬的狀態(tài)，量值為28.5 h。盡管進入中下旬過程中的低溫危險區(qū)時數(shù)較1月份大幅減少40 h，但是整月低溫致死溫區(qū)時數(shù)累積仍然達到了30 h，1～2月總時數(shù)合計61 h，表明了賀蘭山東麓，葡萄越冬枝蔓潛在傷害期主要始于1月上旬，但主要發(fā)生在1月下旬至2月上中旬。

3月溫區(qū)時數(shù)累積主要在低溫過渡區(qū)，而低溫危險、致死區(qū)域的時數(shù)累積全部為零。3月溫度致死變?yōu)榇我蛩?，?月上旬持續(xù)2月的空氣低濕度，助推了1月下旬至2月的低溫對樹體的傷害。

2.3 2018年晚霜凍發(fā)生日溫度變化特點

晚霜凍是影響寧夏賀蘭山東麓葡萄樹體壽命、產(chǎn)量的重要制約因素。2008年4月23日晚霜凍發(fā)生，田間最低氣溫降至-4～-3 ℃，葡萄受凍部位主要是已經(jīng)萌發(fā)的芽眼和嫩梢，發(fā)芽早的葡萄品種受凍十分嚴重（如山葡萄品種）[12]。

2018年5月6～7日本區(qū)發(fā)生區(qū)域性霜凍。從如圖2可以看出，5月6日兩個酒莊從下半夜的1∶00～1∶30分陸續(xù)進入負溫區(qū)，賀東葡萄莊園在凌晨5∶00時達到負溫最低

表1 越冬期間上-中-下旬不同溫區(qū)累積時數(shù)變化Table 1 The changes of accumulated hours in different temperature zones

圖2 2018年5月6日與7日霜凍發(fā)生期間溫度變化Figure 2 Temperature change during frost on 6 and 7 May 2018

點，長城云漠酒莊推遲0.5 h達到等值溫度；在最低溫值上兩測試點相差0.1 ℃，持續(xù)時間上賀東葡萄莊園在-1.7℃溫度下維持不到0.5 h回升至-1.2 ℃，而長城云漠酒莊-1.8～-1.7 ℃持續(xù)1 h才回升至-1.4 ℃；賀東葡萄莊園早晨7∶00時升溫0 ℃以上，長城云漠酒莊8∶00時進入正溫區(qū)。5月7日賀東葡萄莊園較長城云漠酒莊提前1.5 h率先在0∶30進入負溫區(qū)，略反彈后直接降到-2.5 ℃，并在凌晨6∶00～6∶30降至-4.2 ℃、-4.1 ℃，7∶30后才回升至正溫區(qū)；長城云漠酒莊在凌晨6∶30～7∶30間，溫度均值-3.47℃，7∶30分又迅速回升至2.2 ℃。5月7日霜凍的傷害程度遠大于5月6日，造成寧夏賀蘭山東麓已出土的葡萄遭受嚴重霜凍。依據(jù)針對葡萄品種葉片抗霜凍能力的相關研究顯示，葡萄霜凍敏感范圍為-5.1～-2.3 ℃，品種之間存在差異，而赤霞珠、霞多麗在-2 ℃就出現(xiàn)霜凍敏感[13]，意味著這兩個品種萌發(fā)新梢抗霜能力較弱。

2.4 葡萄品種自然越冬霜凍后存活率調(diào)查

試驗自然越冬、霜后的參試品種均有不同程度的死亡。根據(jù)圖3顯示，品種之間差異大，死亡率由高到低的排序為霞多麗＞赤霞珠＞馬瑟蘭＞澤香＞香秀＞乍娜＞無核白雞心＞維多利亞＞紅太陽＞紅地球＞白寶石＞夏黑＞玫瑰香＞摩爾多瓦。釀酒葡萄品種‘霞多麗’‘赤霞珠’及鮮食葡萄‘乍娜’抗寒性差的特點再次被證實與實驗室條件下的負溫階序列降溫試驗結(jié)果高度吻合[14-15]。對存活植株的存活方式分析發(fā)現(xiàn)，植株存活率大于50%的‘夏黑’表現(xiàn)為單株越冬母枝萌發(fā)方式，而‘玫瑰香’‘摩爾多瓦’則表現(xiàn)為單株母枝萌發(fā)與主蔓地表根莖萌發(fā)共存，但以單株母枝萌發(fā)為主，且無差異顯著性。

2.5 葡萄品種自然越冬霜凍后節(jié)位萌發(fā)與著穗特點

葡萄節(jié)位芽眼萌發(fā)能力是其越冬及抗霜凍的重要評價指標之一，芽眼萌發(fā)與著穗直接相關。將抗寒性較好的‘夏黑’‘玫瑰香’‘摩爾多瓦’3個品種在經(jīng)過霜凍后的母枝節(jié)位萌發(fā)與著穗特點進行調(diào)查。

圖4中‘夏黑’自然越冬霜后的節(jié)位萌發(fā)從第3節(jié)芽眼開始大于30%，并在29節(jié)之前呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢，節(jié)位新梢萌發(fā)百分率均值55.61%；其相應節(jié)位著穗也明顯隨節(jié)位萌發(fā)率的提高而增加，節(jié)位新梢著穗原值×100計量值達到57.44。

圖5中‘玫瑰香’自然越冬霜后的節(jié)位萌發(fā)從第1節(jié)芽眼開始節(jié)位新梢萌發(fā)百分率大于50%，并在15節(jié)達到頂峰，為56%；此間節(jié)位著穗隨之呈正相關變化。第16節(jié)位開始一路降至第24節(jié)位達到22%?！倒逑恪律颐劝l(fā)百分率均值40.43%，新梢著穗原值×100計量值達到31.50，已低于‘夏黑’。

圖6‘摩爾多瓦’自然越冬霜后從第1節(jié)芽眼開始節(jié)位新梢萌發(fā)百分率就大于50%，并在24節(jié)位達到100%；新梢萌發(fā)百分率均值56.97%，但關聯(lián)著穗的有效節(jié)位集中在第20節(jié)位之前，并在第15節(jié)位達到新梢著穗原值×100，計量值142，均值為60.01。‘摩爾多瓦’在第21節(jié)位后，著穗不再隨芽眼萌發(fā)的增高而變動。除‘夏黑’外，‘摩爾多瓦’‘玫瑰香’均有秋季修剪越冬后母枝梢端2節(jié)及以上的“抽干”現(xiàn)象，自然越冬后主萌發(fā)節(jié)位16～17節(jié)。

圖3 葡萄品種越冬霜后存活、植株萌發(fā)存活特點變化Figure 3 Changes of plant germination and survival characteristics of grape varieties after overwintering and frost

圖4 ‘夏黑’越冬霜后母枝節(jié)位萌發(fā)與著穗特點Figure 4 Change characteristics of the node germination of branch and the value of spike number of new shoot 'Summer Black' after overwintering and frost

圖5 ‘玫瑰香’越冬霜后母枝節(jié)位萌發(fā)與著穗特點Figure 5 Change characteristics of the node germination of branch and the value of spike number of newshoot 'Muscat Hamburg' after overwintering and frost

圖6 ‘摩爾多瓦’越冬霜后母枝節(jié)位萌發(fā)與著穗特點Figure 6 Change characteristics of the node germination of branch and the value of spike number of new shoot 'Moldova'after overwintering and frost

3 結(jié)論

寧夏賀蘭山東麓在我國葡萄區(qū)劃中屬于原料品質(zhì)適宜區(qū)，但絕對不是樹體安全越冬、無霜凍威脅區(qū)域。2018年1月至2月死溫區(qū)時數(shù)累積達61 h，使葡萄越冬枝蔓潛在傷害期始于1月上旬、主發(fā)于1月下旬至2月上、中旬之間。而且低的空氣相對濕度助推了傷害程度。

晚霜頻發(fā)是導致賀蘭山東麓自然越冬及埋土越冬出土后制約樹體健康生長的重要因素之一。本研究中測得2018年4月6～7日霜凍期-4.2～-3.47℃的連續(xù)低溫足以傷害賀蘭山東麓絕大多數(shù)已經(jīng)萌發(fā)的品種，直接影響了樹體存活、樹勢與當年產(chǎn)量。自然越冬的3個釀酒品種，包括‘霞多麗’‘赤霞珠’‘馬瑟蘭’不適宜自然越冬栽培；對目前栽培面積較大的‘霞多麗’‘赤霞珠’需要加強樹體的抗性培養(yǎng)。11個鮮食葡萄品種中‘玫瑰香’適宜于適當保護下的自然越冬栽培?！暮凇柖嗤摺剐跃C合特點較好，可以在小氣候好的區(qū)域嘗試自然越冬栽培。其余鮮食品種在該區(qū)域不適于自然越冬栽培。

在賀蘭山東麓葡萄抗低溫生產(chǎn)栽培中，根本途徑是從育種角度培育休眠樹體抗寒、萌發(fā)的營養(yǎng)與生殖器官均耐霜凍低溫的品種[16]；當前，選擇適宜品種與低成本越冬、防霜覆蓋保護材料是規(guī)避不利環(huán)境影響的良好途徑。