張梅花，劉靜霞，張芮，成自勇

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.西藏農(nóng)牧學(xué)院水利土木工程學(xué)院，西藏 林芝 860000)

河西走廊地處北緯36 °～40 °，具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄的最佳光、熱、水、土等自然條件.目前，釀酒葡萄種植產(chǎn)業(yè)是河西走廊地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展的高產(chǎn)高效型林果業(yè)，然而該地區(qū)年平均降水量?jī)H164.4 mm，年均蒸發(fā)量達(dá)2 600 mm，是典型的內(nèi)陸干旱地區(qū).水資源匱乏嚴(yán)重制約了釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]，如何適時(shí)、適度地進(jìn)行調(diào)虧灌溉，在保證相對(duì)高產(chǎn)的前提下提升果品品質(zhì)成為釀酒葡萄栽培中迫切需要解決的問題.

釀酒葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)受土質(zhì)、氣候、栽培技術(shù)、灌溉等因素的影響[2-5].其中，灌溉對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)起著重要作用.研究表明，葡萄產(chǎn)量對(duì)不同生育期水分脅迫的響應(yīng)不同，在萌芽期、新梢生長(zhǎng)期控制灌水下限為田間持水率的40%，可使葡萄增產(chǎn)；在新梢生長(zhǎng)期、開花期分別控制灌水下限為田間持水率的45%、50%可以起到疏花的作用，同時(shí)果粒重和果實(shí)直徑變大，但會(huì)使葡萄減產(chǎn)[6-7]；同樣，在果實(shí)膨大期虧水會(huì)使果穗和果粒數(shù)量減小，導(dǎo)致減產(chǎn)[8].有關(guān)水分虧缺對(duì)葡萄品質(zhì)的研究表明，著色成熟期適度虧水可顯著提高葡萄總糖含量，減小可溶性固形物和可滴定酸含量，同時(shí)保持較高的花青苷，改善葡萄的品質(zhì)[9]，而采用分溝交替灌溉可提高葡萄果穗和果粒質(zhì)量.以上研究表明水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此，只有根據(jù)釀酒葡萄需水規(guī)律，合理進(jìn)行水分調(diào)控，為釀酒葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育提供良好的水分條件，以水調(diào)質(zhì)，促進(jìn)養(yǎng)分吸收，才能獲得優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的葡萄果粒[10].

目前，關(guān)于水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄影響的研究雖已有報(bào)道[11-14]，但這些研究試驗(yàn)處理較少，僅對(duì)葡萄的不同生育期進(jìn)行了水分調(diào)控試驗(yàn)，有關(guān)不同生育期不同脅迫水平下釀酒葡萄耗水規(guī)律、產(chǎn)量、品質(zhì)的綜合研究并不多見.因此，深入探討滴灌條件下各生育期不同水分處理對(duì)釀酒葡萄耗水量、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為土壤水分精準(zhǔn)化管理和提高釀酒葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)具有重要的理論和實(shí)踐意義.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)于2015年5～10月在甘肅省武威市涼州區(qū)清源鎮(zhèn)威龍葡萄園釀造酒葡萄試驗(yàn)基地進(jìn)行.試驗(yàn)基地位于河西走廊東部，海拔1 585 m，處于世界釀酒葡萄種植的黃金地帶(N 30 °～50 °)，屬典型的大陸性荒漠干旱半干旱季風(fēng)氣候，年平均降水量為164.4 mm，年平均蒸發(fā)量為2 000 mm以上，年日照時(shí)數(shù)2 860 h，年均無霜期154 d.土壤質(zhì)地屬粘沙質(zhì)壤土，0～100 cm土層深度土壤平均容重約為1.35 g/cm3，田間持水率為36%.

1.2 供試作物

試驗(yàn)品種為6 a樹齡釀酒葡萄‘梅鹿輒’(Merlot)，南北行向，行距3.2 m，株距1.0 m，葡萄架式選擇單臂籬架.在園內(nèi)選擇長(zhǎng)勢(shì)良好且具有代表性的植株進(jìn)行試驗(yàn)研究.

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將釀酒葡萄劃分為5個(gè)生育時(shí)期：萌芽期(5月8日～5月18日)、新梢生長(zhǎng)期(5月19日～6月11日)、開花期(6月12日～6月20日)、果實(shí)膨大期(6月21日～8月25日)、著色成熟期(8月25日～9月26日).試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)試驗(yàn)，在葡萄每個(gè)生育期充分供水(土壤含水率下限為田間持水率的75%)、輕度脅迫(土壤含水率下限為田間持水率的65%)和中度脅迫(土壤含水率下限為田間持水率的55%)3個(gè)供水水平，共設(shè)11個(gè)處理，處理設(shè)置具體如表1所示，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積為15.0 m×3.2 m，共33個(gè)小區(qū)，供水方式為滴灌.試驗(yàn)區(qū)均布設(shè)滴灌帶，采用1行2管控制模式，灌水時(shí)間根據(jù)土壤含水率測(cè)定值確定，當(dāng)實(shí)測(cè)土壤含水率占田間持水率的百分比達(dá)到表1中土壤水分下限時(shí)進(jìn)行灌水，灌水定額300 m3/hm2，充分供水、輕度、中度水分脅迫上限值依次為田間持水率的100%、90%和80%，在滴灌系統(tǒng)支管前安裝水表可精確控制灌水量.所有小區(qū)施肥、抹芽、打頂、修剪等農(nóng)藝措施均相同，且每株葡萄所留果穗數(shù)一致.

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 土壤水分的測(cè)定 采用RYGCM3000S型節(jié)灌數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(自帶5支土壤水分傳感器)進(jìn)行土壤水分測(cè)定.將5支傳感器分別設(shè)在10、30、50、70、90 cm深的土層內(nèi)，各傳感器與葡萄主根的水平距離為20 cm，逐日進(jìn)行土壤水分監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用土鉆取土烘干法進(jìn)行測(cè)定.在釀酒葡萄整個(gè)生育期內(nèi)，需每隔1周取土樣1次，且萌芽期前、各灌水前后及收獲后需加測(cè).測(cè)定深度為100 cm，每隔20 cm為1層，最后計(jì)算平均值.

1.4.2 作物耗水量的計(jì)算 計(jì)算作物田間耗水量是灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃用水、精細(xì)化灌溉的重要參數(shù).作物耗水量指作物從發(fā)芽至成熟收獲，整個(gè)生育期內(nèi)消耗的水量總和，對(duì)干旱區(qū)作物田間耗水量即作物需水量，也稱作物的實(shí)際騰發(fā)量.本試驗(yàn)采用水量平衡法來估算試驗(yàn)區(qū)釀酒葡萄的實(shí)際騰發(fā)量.根據(jù)《灌溉實(shí)驗(yàn)規(guī)范》(2004版)相關(guān)規(guī)定[15]，耗水量的計(jì)算公式如下式所示：

式中，ET1-2為階段需水量(mm)；γi為第i層的土壤干容重(g/cm3)；Hi為第i層的土壤厚度(mm)；θi1、θi2為第i層土壤在計(jì)算時(shí)段起初和末端的含水率(水占土重的百分比)；M，P，K，C分別表示計(jì)算時(shí)段內(nèi)的灌水量、降雨量、地下水補(bǔ)給量、排水量(mm).

1.4.3 葡萄產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 葡萄成熟采摘季節(jié)，按各小區(qū)單獨(dú)收獲，用電子秤分別稱量各小區(qū)所有葡萄樹各果穗的質(zhì)量，最后相加后得到各小區(qū)產(chǎn)量；可滴定酸含量(g/L)的測(cè)定采用酸堿指示劑滴定法(GB12293-90法)；單寧含量(g/kg)測(cè)定參照冒秋丹(2012)法；總酚含量(g/kg)測(cè)定參照崔日寶(2013)法； 可溶性固形物含量(%)的測(cè)定采用ATAGO-PAL-1型便攜式手持糖量計(jì)測(cè)定.

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用spss19.0中的單因素方差分析法(one-way ANOVA)和Dun-can法進(jìn)行方差分析和多重比較(α=0.05)，各表中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)均為平均值.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育期調(diào)虧灌溉對(duì)釀酒葡萄耗水量的影響

釀酒葡萄在全生育期的耗水量呈現(xiàn)出“上升-下降-再上升-再下降”規(guī)律.由表2可知，萌芽期是整個(gè)生育期耗水量最小的時(shí)期，果實(shí)膨大期是釀酒葡萄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)最旺盛的時(shí)期，是整個(gè)生育期中耗水量最多的時(shí)期.通過對(duì)各處理釀酒葡萄耗水量的觀測(cè)分析可知(表2)，處理T1和處理T6在萌芽期的耗水量分別為8.94、5.93 mm，較處理CK分別降低31.96%和54.87%，T1、T6與CK差異顯著(P<0.05).新梢生長(zhǎng)期處理T2和處理T7的耗水量，較處理CK分別降低25.16%和18.66%，與處理CK間差異不顯著，這一時(shí)期處理T1和處理T6耗水量分別為45.03、49.90 mm，較處理CK分別提高39.84%和54.97%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的復(fù)水效應(yīng)，且與處理CK間存在顯著差異(P<0.05).開花期處理T3的耗水量最低，為23.90 mm，比CK低23.15%，但與處理CK間差異不顯著；處理T8的耗水量為28.46 mm，比處理CK低8.49%，與處理CK間差異不顯著.果實(shí)膨大期處理T4的耗水量最低，為120.44 mm，其次為處理T9，為155.41 mm，2個(gè)處理較CK分別降低51.08%和36.87%，與處理CK間均存在顯著差異(P<0.05)，處理T6的耗水量最高，為260.81 mm，較處理CK高出5.94%，但與處理CK差異不顯著.著色成熟期處理T10和處理T5的耗水量最小，分別為64.86、69.57 mm，較處理CK分別降低50.28%和46.67%，與處理CK間差異顯著(P<0.05).通過以上對(duì)比分析可知，在萌芽期虧水、果實(shí)膨大期虧水和著色成熟期虧水可顯著降低釀酒葡萄的耗水量.

表2 水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄耗水量的影響

同列不同字母表示差異顯著(P<0.05).

Different letters in the same column indicate significant differences(P<0.05).

2.2 水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量的影響

由表3可知T1產(chǎn)量最高，為15 660.62 kg/hm2，處理T3產(chǎn)量為15 234.68 kg/hm2，與處理CK相比，處理T1和處理T3分別增產(chǎn)7.73%和4.80%，但與處理CK相比差異不顯著(P>0.05).處理T9產(chǎn)量最低，僅為12 679.62 kg/hm2，處理T4產(chǎn)量為13 040.70 kg/hm2，與處理CK產(chǎn)量相比，分別減產(chǎn)12.77%和10.29%，2者均與處理CK存在顯著差異(P<0.05).處理T10的產(chǎn)量為12 805.93 kg/hm2，與處理CK相比，減產(chǎn)11.9%，2者差異顯著(P<0.05)，其它處理與處理CK相比，產(chǎn)量均有所降低，但未達(dá)到顯著水平.對(duì)各減產(chǎn)的處理對(duì)比發(fā)現(xiàn)，處理T5減產(chǎn)最少，為0.7%.

表3 水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量指標(biāo)及產(chǎn)量的影響

同列不同字母表示在差異顯著(P<0.05).

Different letters in the same column indicate significant differences(P<0.05).

2.3 水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)的影響

2.3.1 對(duì)單寧含量的影響 水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄單寧的影響結(jié)果如表4所示，其中，處理T6的單寧含量最高，達(dá)到2.86 mg/g，比CK提高11.28%，而處理T10單寧含量最低，為2.09 mg/g，較處理CK降低18.68%；處理T6和處理T10與處理CK間均存在顯著差異(P<0.05)，而其余處理的單寧含量與處理CK間差異不顯著.可見萌芽期中度虧水和著色成熟期中度虧水會(huì)引起釀酒葡萄單寧含量的變化，前者使釀酒葡萄單寧含量顯著提高，而后者使釀酒葡萄單寧含量顯著降低，其余各生育期水分脅迫不會(huì)使釀酒葡萄單寧含量發(fā)生顯著變化.

2.3.2 對(duì)總酚含量的影響 通過對(duì)葡萄總酚含量的分析發(fā)現(xiàn)(表4)，處理T10的總酚含量最高，可達(dá)3.39 mg/g，較處理CK提高12.62%；處理T5的總酚含量次之，為3.35 mg/g，較CK提高11.3%；處理T6的總酚含量最小，為2.73 mg/g，較處理CK降低9.3%；上述處理與處理CK間均存在顯著性差異(P<0.05)，其余處理總酚含量與處理CK間差異不顯著.可見果實(shí)膨大期和著色成熟期水分脅迫均有助于提高釀酒葡萄的總酚含量，提高釀酒葡萄的感官品質(zhì)，且著色成熟期水分脅迫效果與處理CK相比差異顯著.

2.3.3 對(duì)可溶性固形物的影響 由表4可知，處理T9的可溶性固形物含量最高，為24.45%，比處理CK提高22.8%，其次是處理T5，為23.14%，較CK提高16.2%，T5和T9與處理CK均存在顯著差異(P<0.05).而處理T6的可溶性固形物含量最低，為19.19%，較處理CK差異不明顯.其它處理的可溶性固形物含量較處理CK均有所提高，但差異不顯著.由此可見，著色成熟期輕度水分脅迫和果實(shí)膨大期中度水分脅迫均有利于提高釀酒葡萄可溶性固形物的含量.

表4 水分調(diào)控對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)的影響

同列不同字母表示差異顯著(P<0.05).

Different letters in the same column indicate significant differences(P<0.05).

2.3.4 對(duì)可滴定酸含量的影響 由表4可知，處理T5的可滴定酸含量最低，為6.69%，較處理CK低22.99%，與處理CK間存在顯著差異(P<0.05)，處理T4最高，但與CK差異不顯著.其余處理可滴定酸含量均有不程度的變化，但與處理CK差異不顯著.因此，著色成熟期輕度水分脅迫可明顯降低釀酒葡萄的可滴定酸含量，有利于釀酒葡萄可滴定酸向糖分轉(zhuǎn)化.

3 討論

在釀酒葡萄的不同生育期進(jìn)行不同程度的虧水處理均可降低其耗水量，萌芽期虧水、果實(shí)膨大期虧水和著色成熟期虧水可顯著降低其耗水量.原因可能是萌芽期和著色成熟期恰好是葡萄生長(zhǎng)的初期和末期，生長(zhǎng)發(fā)育較慢，對(duì)土壤水分的需求較少，此階段虧水大幅減少了土壤水分的蒸發(fā)損失，進(jìn)而降低了釀酒葡萄的耗水量[16].果實(shí)膨大期耗水量降低可能是由于這一時(shí)期是釀酒葡萄持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的一個(gè)生育期，虧水造成土壤水分降低，土壤蒸發(fā)隨著土壤水分的不斷減小進(jìn)入蒸發(fā)速率遞減階段[17]，同時(shí)由于土壤水分虧缺抑制了釀酒葡萄的生殖生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，地上部分耗水量減少，因此抑制了釀酒葡萄的耗水量.虧水后造成耗水量降低對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)是否有利還需結(jié)合產(chǎn)量和品質(zhì)綜合考慮.從不同處理釀酒葡萄的產(chǎn)量來看，調(diào)虧灌溉對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量也有一定的影響，果實(shí)膨大期輕度或中度水分虧缺均會(huì)使產(chǎn)量顯著降低，與CK(充分灌溉)相比分別減產(chǎn)10.29%和12.77%，這與果實(shí)膨大期水分虧缺造成造成果粒偏小、果穗質(zhì)量減輕有關(guān)[18]，在該生育期水分虧缺程度越重，減產(chǎn)幅度越大[19-21]，因此果實(shí)膨大期是釀酒葡萄需水關(guān)鍵期，必須進(jìn)行充分供水；萌芽期輕度虧水(土壤含水率下限為田間持水率的65%)產(chǎn)量最高，比CK提高7.73%，而這一時(shí)期耗水量又顯著降低，說明萌芽期輕度虧水有一定的節(jié)水增產(chǎn)效益.

水分對(duì)葡萄品質(zhì)的形成有重要影響[22]，不同時(shí)期進(jìn)行不同程度虧水處理，對(duì)品質(zhì)的影響程度也不同[23].在果實(shí)膨大期虧水，會(huì)引起可滴定酸含量升高，不利于葡萄的自然降酸，對(duì)品質(zhì)有負(fù)面影響；著色成熟期輕度虧水可使釀酒葡萄中的總酚含量和可溶性固形物含量分別提高11.3%和23.14%，可滴定酸含量降低22.99%，與CK差異顯著，這是由于著色成熟期虧水抑制了植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，促進(jìn)了光合產(chǎn)物的重新分配，使得更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向果實(shí)積累[24]，進(jìn)而提高了果粒的品質(zhì)，但這一現(xiàn)象不會(huì)隨水分虧缺程度的加重而加深，著色成熟期輕度虧水是品質(zhì)最佳的水分調(diào)控處理.結(jié)合釀酒葡萄耗水量、產(chǎn)量和品質(zhì)來看，萌芽期輕度虧水處理雖可節(jié)水增產(chǎn)，但其品質(zhì)低于著色成熟期輕度虧水處理，著色成熟期輕度虧水雖會(huì)造成減產(chǎn)，但與充分灌溉相比僅減產(chǎn)0.7%，且與CK相比差異不顯著，因此在這一時(shí)期輕度虧水是釀酒葡萄節(jié)水、穩(wěn)產(chǎn)、調(diào)質(zhì)的最佳的水分調(diào)控處理措施.

4 結(jié)論

以節(jié)水增產(chǎn)為目的最優(yōu)水分調(diào)控處理為萌芽期輕度虧水.綜合考慮耗水量、產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)等因素，著色成熟期輕度虧水(土壤含水率下限為田間持水率的65%)、其余生育期充分供水(下限為75%，上限為田間持水率)為較優(yōu)良的水分調(diào)控處理.果實(shí)膨大期是釀酒葡萄需水的關(guān)鍵期，該時(shí)期虧水會(huì)顯著減產(chǎn)，在栽培管理中應(yīng)引起重視.由于該試驗(yàn)只針對(duì)單個(gè)生育期不同虧水處理進(jìn)行了研究，有關(guān)多個(gè)生育期連續(xù)或交替虧缺灌溉對(duì)釀酒葡萄耗水量、產(chǎn)量及品質(zhì)的響應(yīng)機(jī)理還有待進(jìn)一步深入研究.