陳仁偉，張曉煜，3**，丁 琦，楊 豫，南學(xué)軍，胡宏遠(yuǎn)，馮 蕊，李芳紅，張亞紅

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院 銀川 750021；2.中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 銀川 750002；3.寧夏氣象科學(xué)研究所 銀川 750002；4.南京信息工程大學(xué) 南京 210044)

中國北方地區(qū)受季風(fēng)氣候、大陸性氣候和高寒氣候影響，冬季寒冷干燥，低溫持續(xù)時(shí)間長，晝夜溫差大，葡萄(Vitis viniferaL.)越冬凍害時(shí)有發(fā)生，尤其是處于西北內(nèi)陸的賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、河西走廊產(chǎn)區(qū)和新疆產(chǎn)區(qū)等地區(qū)越冬凍害頻繁發(fā)生，這一帶釀酒葡萄的產(chǎn)量長期低而不穩(wěn)，葡萄植株缺苗、斷行現(xiàn)象大面積出現(xiàn)[1-5]，嚴(yán)重影響著釀酒葡萄的生長、發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成，成為提高釀酒葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的主要障礙性因素，極大地限制了釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

葡萄越冬凍害的發(fā)生，主要受品種抗寒性和外界低溫強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間共同決定，在外界溫度條件一定的情況下，越冬凍害的發(fā)生取決于葡萄品種的抗寒性。關(guān)于釀酒葡萄抗寒性已有諸多報(bào)道，研究表明葡萄枝條抗寒性最強(qiáng)，芽次之，而根系最弱[6]。馬小河等[7]、張文娥等[8]研究表明，不同品種葡萄的枝條抗寒性差異較大，并利用平均隸屬函數(shù)法評價(jià)葡萄抗寒性，為鑒定葡萄新種質(zhì)提供了依據(jù)。魯金星等[9]對6 個砧木及釀酒葡萄品種的一年生枝條進(jìn)行試驗(yàn)表明，不同品種對低溫響應(yīng)速度不同。趙瀅等[10]利用可視化的2，3，5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法結(jié)合生理生化及半致死溫度對 40 份山葡萄(Vitis amurensisRupr.)一年生枝條進(jìn)行可視化評估，結(jié)果表明TTC 染色圖像法可視化結(jié)合抗逆指標(biāo)可以有效、可靠地鑒定山葡萄種質(zhì)抗寒性。陳佰鴻等[11]通過研究葡萄一年生枝條在不同低溫脅迫下水分指標(biāo)含量的變化，發(fā)現(xiàn)束縛水與自由水含水量變化對釀酒葡萄抗寒性的鑒定具有可行性。范宗民等[12]通過對不同砧木的‘赤霞珠’葡萄枝條進(jìn)行抗寒生理指標(biāo)測定，應(yīng)用主成分分析，最終確定6 種不同砧木嫁接后‘赤霞珠’枝條抗寒性強(qiáng)弱。郭修武等[13]、付曉偉等[14]和袁軍偉等[15]對不同釀酒葡萄品種根系抗寒性進(jìn)行分析評價(jià)，發(fā)現(xiàn)半致死溫度、丙二醛含量和根系解剖結(jié)構(gòu)可以作為評價(jià)葡萄抗寒性的重要指標(biāo)并對供試品種抗寒能力進(jìn)行劃分。高振等[16]應(yīng)用低溫放熱法判斷釀酒葡萄芽及根系的抗寒性表現(xiàn)不同，并確定各品種抗寒性強(qiáng)弱。楊豫等[17]應(yīng)用差熱分析對我國北方8 個釀酒葡萄品種根系進(jìn)行聚類分析，綜合評價(jià)8 個釀酒葡萄品種根系抗寒能力并據(jù)此劃分其根系抗寒等級。目前，對釀酒葡萄抗寒性的研究主要集中在枝條和根系上，而有關(guān)釀酒葡萄主根和副根抗寒性能力和方法的研究還比較薄弱。

差熱分析(different thermal analysis，DTA)在國內(nèi)主要應(yīng)用于確定果樹或昆蟲遭受凍害過程中的臨界溫度范圍[18-19]，是基于植物細(xì)胞的“過冷卻現(xiàn)象”觀察植物對低溫的響應(yīng)。該技術(shù)的原理為：細(xì)胞液在低溫下結(jié)成冰晶時(shí)，水相態(tài)間的變化釋放出熱量，經(jīng)由DTA系統(tǒng)記錄模擬低溫凍害過程中的細(xì)胞放熱現(xiàn)象。該技術(shù)在植物抗寒性研究中已應(yīng)用于仁用杏(Prunus armeniacaL.)花器官[20]、核桃(Juglans regiaL.)枝條[21]，玉米(Zea maysL.)與向日葵(Helianthus annuusL.)[22]和早春開花植物[23]中，較為精確地確定了植物的受凍臨界范圍，結(jié)合相對電導(dǎo)率及半致死溫度有效地判斷植物逆境傷害的指標(biāo)[24]。

本試驗(yàn)以賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)主栽的4 個釀酒葡萄品種為材料，通過人工霜凍試驗(yàn)箱(DTA 系統(tǒng))和高低溫交變箱模擬低溫環(huán)境，對釀酒葡萄根系和枝條進(jìn)行低溫凍害試驗(yàn)，通過檢測釀酒葡萄根系的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)，結(jié)合半致死溫度分析供試品種對低溫過程的抗逆能力，明確供試品種主根、副根和枝條遭受凍害的臨界溫度范圍，對賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)主栽的4 個釀酒葡萄品種抗寒性進(jìn)行分析評價(jià)，為葡萄品種區(qū)域化布局和越冬凍害防御提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為歐亞種‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)、‘美樂’(Merlot)、‘西拉’(Syrah)和歐山雜種‘北玫’(Beimei)等4 個釀酒葡萄品種的根系及枝條，取樣點(diǎn)見表1。采樣樹體樹齡5～7 a，均為實(shí)生苗，南北行向種植，行距3.0 m，露地廠字型栽培，植株健壯，無病蟲害，產(chǎn)量水平為4.5 t·hm–2。供試材料采收修剪后，枝條下架埋土前取樣。試驗(yàn)采取單株小區(qū)取樣，每個品種設(shè)置3 次重復(fù)。

根系于2018年11月1—3日，取生長良好的當(dāng)年生釀酒葡萄30～40 cm 土層內(nèi)、直徑為8～10 mm的主根及主根中下段新生的直徑為2～3 mm 的一年生副根，去離子水漂洗干凈，吸干水分后，于樣本袋內(nèi)密封待測。

枝條于2019年10月16—18日，取生長情況良好的一年生枝條，保鮮膜封兩端后，置于樣品袋中于4℃下存放待測。

表1 供試釀酒葡萄品種及來源Table1 Varieties and sources of the tested wine grape

1.2 研究方法

1.2.1 過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的測定

應(yīng)用人工霜凍試驗(yàn)箱(型號：SDX-20)，將T(K)-G 0.32 型熱電偶溫度傳感器固定在各供試葡萄品種的主根、副根及枝條的表皮，F(xiàn)rosTem40 V2.0 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與溫度傳感器連接，每10 s 掃描采集1 次數(shù)據(jù)，自動連續(xù)繪制降溫曲線，其精度為±0.3℃。隨溫度下降，降溫曲線中會出現(xiàn)拐點(diǎn)，拐點(diǎn)的起始點(diǎn)為過冷卻點(diǎn)，峰值為結(jié)冰點(diǎn)，過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)溫度自動記錄在降溫曲線中，保存在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Excel 文件中。主根、副根及枝條均隨機(jī)取自3 個試驗(yàn)小區(qū)不同植株的混合樣品，均取10 個樣本進(jìn)行測定。

不同部位過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)出現(xiàn)的頻次為各溫度范圍內(nèi)過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)所占總次數(shù)的百分比，即：頻次=某一溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)/總次數(shù)。過冷卻能力為過冷卻點(diǎn)與結(jié)冰點(diǎn)的溫度差值，即：過冷卻能力=過冷卻點(diǎn)溫度–結(jié)冰點(diǎn)溫度。

設(shè)置溫度曲線模擬自然降溫過程，主根和副根以3.0℃·h-1的速度降溫，從室溫降至–15.0℃；枝條以3.0℃·h-1的速率從室溫降至–25.0℃。

1.2.2 相對電導(dǎo)率和含水量測定

用高低溫交變試驗(yàn)箱(型號：BC1300)對供試材料進(jìn)行低溫冷凍處理。

將用去離子水沖洗干凈的4 個供試品種的一年生枝條，每2～3 節(jié)切段，每個重復(fù)取2～3 段。之后放入高低溫變箱中進(jìn)行低溫處理，以4℃為對照，設(shè)置-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃ 6 個溫度梯度處理，以5℃·h-1的速度降溫，降溫到處理溫度后持續(xù)12 h，以相同速率勻速升溫至4℃后取出于室溫下放置2 h。將枝條切成3～5 mm 的薄片混勻后用DDSJ-308F 型電導(dǎo)儀測定相對電導(dǎo)率，重復(fù)3 次。同時(shí)，將枝條切成3～5 mm 的薄片混勻后稱取1 g，之后放入烘箱在110℃下將枝條烘至恒重，測定含水量。

以4℃保存的主根和副根樣本為對照，主根和副根每個重復(fù)均取2～3 根，設(shè)置-2.0℃、-4.0℃、-6.0℃、-8.0℃、-10℃ 5 個低溫梯度處理。以2.0℃·h-1的幅度降溫，從4.0℃降至處理溫度后保持8 h，勻速升溫至4℃后取出于室溫下放置2 h。將冷凍后的根系剪成3～4 mm 小段，混合均勻測定用DDSJ-308F 型電導(dǎo)儀相對電導(dǎo)率，重復(fù)3 次。

1.3 分析方法

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 22.0 軟件，Logistics 方程及半致死率采用DPS 計(jì)算，Origin 2018 制圖。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法對供試葡萄品種的抗寒性進(jìn)行評價(jià)[8]，其公式為：

式中：SVij為i品種j指標(biāo)的抗寒隸屬函數(shù)值，Xij為i品種j指標(biāo)的測定值，Xjmin為種類j指標(biāo)中的最小值，Xjmax為種類j指標(biāo)中的最大值。根據(jù)上述公式先計(jì)算出各品種主根、副根、枝條的過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)、過冷卻能力和半致死溫度等抗寒性隸屬度，然后取算術(shù)平均數(shù)作為該品種的平均隸屬度，最后進(jìn)行排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同釀酒葡萄品種主根、副根及枝條的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)

2.1.1 主根過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)頻次圖

各葡萄品種主根的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)頻次圖如圖1所示。各品種主根過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍不同，出現(xiàn)的頻率也不盡相同。溫度范圍基本符合正態(tài)分布，供試品種主根過冷卻點(diǎn)范圍為-5.2～-3.0℃，結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍-4.0～-1.7℃。其中‘北玫’主根過冷卻點(diǎn)最低為-5.2℃，出現(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-5.0～-4.9℃，占總體的30%；‘北玫’主根結(jié)冰點(diǎn)最低為-4.0℃，出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-3.8～-3.4℃，占總體的60%?！嘞贾椤鞲霈F(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-3.7～-3.6℃，占總體的40%；‘赤霞珠’主根出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-2.4～-2.2℃，占總體的40%。‘美樂’主根出現(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-4.0～-3.8℃，占總體的60%；‘美樂’主根出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-2.7～-2.4℃，占總體的30%。‘西拉’主根過冷卻點(diǎn)最高為-3.0℃，出現(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-3.1～-3.0℃，占總體的30%；‘西拉’主根結(jié)冰點(diǎn)最高為-1.7℃，出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-2.0～-1.8℃，占總體的60%。

圖1 不同釀酒葡萄品種主根的過冷卻點(diǎn)及結(jié)冰點(diǎn)頻次圖Fig.1 Frequencies of supercooling point and freezing point of taproots of different wine grape varieties

‘北玫’主根的受凍臨界范圍為-5.0～-4.9℃，表明‘北玫’主根在溫度高于-4.9℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-5.0℃時(shí)易受凍害。同時(shí)，‘北玫’主根結(jié)冰點(diǎn)溫度最低能抵御-4.0℃的低溫環(huán)境。‘赤霞珠’主根的受凍臨界溫度范圍為-3.7～-3.6℃，表明‘赤霞珠’主根在溫度高于-3.6℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-3.7℃時(shí)易受凍害。‘美樂’主根的受凍臨界溫度范圍為-2.7～-2.4℃，表明‘美樂’主根在溫度高于-2.4℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-2.7℃時(shí)易受凍害?！骼鞲氖軆雠R界溫度范圍為-3.1～-3.0℃，表明‘西拉’主根在溫度高于-3.0℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-3.1℃時(shí)易受凍害。而‘西拉’主根結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍最高，在溫度降至-1.7℃時(shí)，易產(chǎn)生主根結(jié)冰現(xiàn)象。

2.1.2 副根過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)頻次圖

圖2 不同釀酒葡萄品種副根的過冷卻點(diǎn)及結(jié)冰點(diǎn)頻次圖Fig.2 Frequencies of supercooling point and freezing point of accessory roots of different wine grape varieties

各供試葡萄品種副根的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)頻次圖如圖2所示。各品種副根過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍不同，出現(xiàn)的頻率也不盡相同。供試品種副根過冷卻點(diǎn)范圍為-4.5～-2.7℃，結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍-3.8～-1.9℃。其中‘北玫’副根過冷卻點(diǎn)最低為 -4.5℃，出現(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-4.0～-3.8℃，占總體的40%；‘北玫’副根結(jié)冰點(diǎn)最低為-3.8℃，出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-3.3～-3.0℃，占總體的40%?！嘞贾椤霈F(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-3.4～-3.2℃，占總體的30%；‘赤霞珠’副根出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-2.6～-2.4℃，占總體的30%。‘美樂’出現(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-4.0～-3.6℃，占總體的30%；‘美樂’副根出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-3.6～-3.2℃和-3.1～-2.7℃，各占總體的30%?！骼霈F(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-2.95～-2.85℃，占總體的40%；‘西拉’副根結(jié)冰點(diǎn)最高為-1.9℃，出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-2.4～-2.2℃，占總體的40%。

‘北玫’副根的受凍臨界范圍為-4.0～-3.8℃，表明‘北玫’副根在溫度高于-3.8℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-4.0℃時(shí)易受低溫凍害。同時(shí)，‘北玫’副根結(jié)冰點(diǎn)溫度最低能抵御-4.6℃的低溫環(huán)境?！嘞贾椤备氖軆雠R界范圍為-3.4～-3.2℃，表明‘赤霞珠’副根在溫度高于-3.2℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-3.4℃時(shí)易受低溫凍害?！骼备氖軆雠R界溫度范圍為-2.95～-2.85℃，表明‘西拉’副根在溫度高于-2.85℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-2.95℃時(shí)易受凍害。而‘美樂’和‘西拉’副根結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍最高，在溫度降至-1.9℃時(shí)，可能產(chǎn)生副根結(jié)冰現(xiàn)象。

2.1.3 枝條過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)頻次圖

各供試葡萄品種枝條的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)頻次圖如圖3所示。各供試品種枝條過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍不同，出現(xiàn)的頻率也不盡相同。溫度范圍基本符合正態(tài)分布，供試品種枝條過冷卻點(diǎn)范圍為-12.0～-5.4℃，結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍-11.0～-3.4℃。其中‘北玫’枝條過冷卻點(diǎn)最低為-12.0℃，出現(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-9.5～-9.0℃，占總體的70%；‘北玫’枝條結(jié)冰點(diǎn)最低為-10.1℃，出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-8.0～-7.0℃，占總體的30%?！嘞贾椤霈F(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-9.0～-8.5℃，占總體的30%；‘赤霞珠’枝條出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-7.5～-7.0℃，占總體的40%。‘美樂’枝條過冷卻點(diǎn)最高為-5.4℃，出現(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-8.0～-7.3℃，占總體的 40%；‘美樂’枝條結(jié)冰點(diǎn)最高為-3.4℃，出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-6.5～-5.5℃，占總體的30%?！骼霈F(xiàn)頻率最高的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-8.5～-8.0℃，占總體的60%；‘西拉’枝條出現(xiàn)頻率最高的結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍為-4.75～-4.00℃，占總體的40%。

圖3 不同釀酒葡萄品種枝條的過冷卻點(diǎn)及結(jié)冰點(diǎn)頻次圖Fig.3 Frequencies of supercooling point and freezing point of branches of different wine grape varieties

‘北玫’枝條的受凍臨界范圍為-9.5～-9.0℃，表明‘北玫’枝條在溫度高于-9.0℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-9.5℃時(shí)易受低溫凍害。同時(shí)，‘北玫’枝條結(jié)冰點(diǎn)溫度最低能抵御-12.0℃的低溫環(huán)境?！嘞贾椤l的受凍臨界范圍為-9.0～-8.5℃，表明‘赤霞珠’枝條在溫度高于-8.5℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-9.0℃時(shí)易受低溫凍害?！罉贰l的受凍臨界溫度范圍為-8.00～-7.25℃，表明‘美樂’副根在溫度高于-7.25℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-8.0℃時(shí)易受凍害；而‘美樂’枝條結(jié)冰點(diǎn)溫度范圍最高，在溫度降至-3.4℃時(shí)，可能產(chǎn)生枝條結(jié)冰現(xiàn)象?！骼l的受凍臨界范圍為-8.5～-8.0℃，表明‘西拉’枝條在溫度高于-8.0℃時(shí)受凍幾率較小，而低于-8.5℃時(shí)易受低溫凍害。

2.2 釀酒葡萄品種間和部位間過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)和過冷卻能力的差異

4 個釀酒葡萄品種不同部位過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)和過冷卻點(diǎn)方差分析如表2所示。由表2可知，‘北玫’主根過冷卻點(diǎn)溫度顯著低于其他供試品種，為-4.94℃，‘美樂’和‘赤霞珠’主根過冷卻點(diǎn)溫度間沒有顯著性差異，‘西拉’主根過冷卻點(diǎn)溫度顯著高于其他供試品種，為-3.21℃；主根結(jié)冰點(diǎn)溫度各品種間均有顯著性差異，結(jié)冰點(diǎn)溫度從低到高排序?yàn)椋骸泵怠肌罉贰肌嘞贾椤肌骼?；而主根過冷卻能力間沒有顯著差異。

‘北玫’副根過冷卻點(diǎn)溫度顯著低于其他供試品種，為-4.12℃；‘美樂’和‘赤霞珠’副根過冷卻點(diǎn)間沒有顯著性差異；‘西拉’副根過冷卻點(diǎn)溫度顯著高于其他品種，為-2.25℃；‘北玫’副根結(jié)冰點(diǎn)溫度顯著低于‘西拉’和‘赤霞珠’，而其他供試品種間無顯著性差異；‘西拉’副根過冷卻能力顯著低于‘美樂’和‘赤霞珠’，其他品種間無顯著性差異。

不同釀酒葡萄品種間枝條過冷卻點(diǎn)溫度均有顯著性差異，枝條過冷卻點(diǎn)溫度從低到高排序?yàn)椋骸泵怠肌嘞贾椤肌骼肌罉贰?；‘北玫’和‘赤霞珠’與‘美樂’和‘西拉’枝條結(jié)冰點(diǎn)間均無顯著性差異，且前兩者顯著性低于后兩者；‘赤霞珠’枝條過冷卻能力顯著低于其他供試品種，為1.20；‘西拉’枝條過冷卻能力顯著高于其他供試品種，為3.02；‘北玫’和‘美樂’枝條過冷卻能力居中，且二者間無顯著性差異。

將不同釀酒葡萄品種不同部位過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)、過冷卻能力進(jìn)行比較(表2)，結(jié)果表明除‘美樂’外，其他供試品種不同部位間過冷卻點(diǎn)溫度均有顯著性差異，而‘美樂’的枝條過冷卻點(diǎn)顯著高于主根和副根，且其主根和副根間無顯著性差異。所有供試品種主根和副根的結(jié)冰點(diǎn)溫度均無顯著性差異，且枝條結(jié)冰點(diǎn)顯著低于主根和副根結(jié)冰點(diǎn)。除‘美樂’外，所有供試品種的過冷卻能力均有顯著性差異，表現(xiàn)為枝條過冷卻能力＞主根過冷卻能力＞副根過冷卻能力，而‘美樂’主根和副根過冷卻能力間無明顯差異。

表2 不同釀酒葡萄品種同一部位及同一品種不同部位的過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)和過冷卻能力差異性分析Table2 Variance analysis of supercooling points，freezing points and supercooling capacities of the same part among different wine grape varieties and among different parts of the same variety

2.3 應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法的不同釀酒葡萄品種抗寒性綜合評價(jià)

應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法從供試釀酒葡萄品種主根、副根和枝條的過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)溫度和過冷卻能力等差熱分析指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，平均隸屬函數(shù)度越低其抗寒性越強(qiáng)，結(jié)果如表3所示?！泵怠傮w指標(biāo)抗寒性表現(xiàn)較好，平均隸屬函數(shù)度最低，為0.22，抗寒能力較強(qiáng)。而‘西拉’平均隸屬函數(shù)度為0.77，抗寒能力弱?！罉贰汀嘞贾椤骄`屬函數(shù)度相近，分別為0.58 和0.52，為中等抗寒類型品種。

表3 基于模糊隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)4 個釀酒葡萄品種的抗寒性Table3 Comprehensive evaluation of cold resistance of four wine grape varieties based on fuzzy membership function

2.4 不同釀酒葡萄品種不同部位的半致死溫度

植物遭到低溫脅迫時(shí)，低溫會破壞其細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，使得細(xì)胞膜透性增大。植物細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)濃度增大，最終導(dǎo)致電導(dǎo)率的增高。當(dāng)膜透性受到損傷越大時(shí)，電解質(zhì)外滲的量就越多，因此電解質(zhì)滲透率可以反映生物膜受傷害的程度：在相同溫度時(shí)，細(xì)胞質(zhì)膜透性越小，細(xì)胞膜受到的損傷越小，電解質(zhì)滲透率越低，其抗寒性就越強(qiáng)。

對不同釀酒葡萄品種的主根、副根及枝條進(jìn)行相對電導(dǎo)率的測定，并進(jìn)一步計(jì)算出Logistics 方程及半致死率(LT50)如表4所示。結(jié)果表明4 種釀酒葡萄的主根、副根和枝條間半致死溫度均差異顯著。主根半致死溫度間基本具有顯著性差異，抗寒性排序?yàn)椋骸泵怠尽嘞贾椤尽罉贰尽骼?。副根半致死溫度間也基本具有顯著性差異，抗寒性排序?yàn)椋骸泵怠尽嘞贾椤尽罉贰尽骼??！泵怠l半致死溫度顯著低于其他供試品種，為-28.86℃；而‘西拉’枝條半致死溫度顯著高于其他供試品種，為-14.16℃；‘美樂’和‘赤霞珠’枝條半致死溫度無顯著性差異，分別為-17.90℃和-17.76℃。

表4 不同釀酒葡萄品種不同部位相對電導(dǎo)率(Y)和溫度(X)的Logistics 方程及半致死溫度(LT50)Table4 Logistics equations of relative electrical conductivity (Y) and temperature (X) and semi-lethal temperature (LT50) of different parts of different wine grape varieties

2.5 基于半致死溫度的不同釀酒葡萄品種抗寒性綜合評價(jià)

應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法從不同釀酒葡萄品種主根、副根和枝條的半致死溫度進(jìn)行評價(jià)，平均隸屬函數(shù)度越低其抗寒性越強(qiáng)，結(jié)果如表5所示。結(jié)果表明‘北玫’總體指標(biāo)抗寒性表現(xiàn)較好，平均隸屬函數(shù)度最低，為0，抗寒能力強(qiáng)。而‘西拉’平均隸屬函數(shù)度為1.00，抗寒能力弱?！罉贰汀嘞贾椤骄`屬函數(shù)度相近，分別為0.62 和0.55，為中等抗寒類型品種。按抗寒能力強(qiáng)弱排序?yàn)椋骸泵怠尽嘞贾椤尽罉贰尽骼?。其結(jié)果與差熱分析結(jié)果一致，表明最終抗寒性排序?yàn)椤泵怠尽嘞贾椤尽罉贰尽骼?/p>

表5 應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法基于半致死溫度的不同釀酒葡萄品種抗寒性評價(jià)Table5 Cold resistance evaluation of different grape varieties based on semi-lethal temperature by fuzzy membership function method

2.6 釀酒葡萄半致死溫度與過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)及過冷卻能力的相關(guān)性

不同釀酒葡萄品種半致死溫度與過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)和過冷卻能力的相關(guān)性分析如表6所示。結(jié)果表明，主根的半致死溫度與過冷卻點(diǎn)有極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.996；與結(jié)冰點(diǎn)有顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.969。副根半致死溫度與過冷卻點(diǎn)有顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.972；與結(jié)冰點(diǎn)有顯著性正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.954。而枝條的半致死溫度與各項(xiàng)指標(biāo)無顯著性相關(guān)關(guān)系。

2.7 不同釀酒葡萄品種的枝條含水量及其與過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)及過冷卻能力的相關(guān)性

不同釀酒葡萄品種1年生枝條含水量‘北玫’最低，為50.51%；‘西拉’枝條含水量最高，為52.33%；‘赤霞珠’和‘美樂’枝條含水量分別為 51.09%和51.93%。除‘北玫’與‘美樂’和‘西拉’直接存在顯著性差異外，其他供試品種間均無顯著性差異。

枝條含水量與過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)及過冷卻能力的相關(guān)性分析如表7所示，枝條含水量與枝條過冷卻點(diǎn)有顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)關(guān)系為0.984。枝條含水量與枝條結(jié)冰點(diǎn)有顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)關(guān)系為0.953。該結(jié)論與祁嬌嬌等[21]的研究結(jié)果一致。

3 討論與結(jié)論

寧夏多處釀酒葡萄基地的地表土溫和距地20 cm深、40 cm 深的土溫有降低趨勢，有些年份距地20 cm 深最低土溫低于-3.5℃的天數(shù)有10 d，葡萄萌芽前過低的土壤溫度影響了根系的活動，進(jìn)而延遲了葡萄萌芽，嚴(yán)重影響著葡萄后續(xù)的生長發(fā)育[25]。基于本文中供試品種抗寒能力主根顯著大于副根，有以下推測：供試葡萄品種根系在遭受凍害時(shí)由于主根與副根抗寒性不同，其副根首先會受到損傷，部分或全部死亡，此時(shí)根系表現(xiàn)為輕度凍害；當(dāng)溫度降至副根損傷嚴(yán)重或全部死亡，主根部分損傷時(shí)根系表現(xiàn)為中度凍害；溫度降至主根嚴(yán)重?fù)p傷或完全死亡時(shí)，根系表現(xiàn)為嚴(yán)重凍害。本試驗(yàn)中供試品種根系的過冷卻點(diǎn)溫度范圍為-5.2～-2.7℃，此溫度范圍與王麗雪等[26]研究所得的根系受凍臨界溫度范圍一致。各供試品種不同部位各項(xiàng)指標(biāo)的抗寒性結(jié)果比較一致，因此可以把-5.2～-2.7℃作為這4 個釀酒葡萄品種根系越冬凍害的溫度參考指標(biāo)，對葡萄根系凍害情況進(jìn)行有效判斷，同時(shí)也為葡萄溝栽、科學(xué)埋土等防御措施提供理論依據(jù)。

表6 釀酒葡萄半致死溫度(LT50)與抗寒性指標(biāo)的相關(guān)性分析Table6 Correlation analysis between semi-lethal temperature (LT50) and cold resistance indexes of wine grape

表7 不同釀酒葡萄品種枝條含水量與抗寒性指標(biāo)的相關(guān)性分析Table7 Correlation analysis between water contents and cold resistance indexes of branches of wine grape

半致死溫度是判斷植物逆境傷害的指標(biāo)之一[27]，尤其在果樹抗寒性上有廣泛應(yīng)用[28]。本試驗(yàn)采用相對電導(dǎo)法與過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)相結(jié)合的方法，可以有效鑒定釀酒葡萄抗寒性。此次研究結(jié)果表明，主根過冷卻點(diǎn)溫度和半致死溫度相近，且有極顯著的正相關(guān)關(guān)系；主根結(jié)冰點(diǎn)與半致死溫度有顯著的正相關(guān)關(guān)系。副根結(jié)冰點(diǎn)與半致死溫度有顯著的正相關(guān)關(guān)系。基于以上分析結(jié)果表明，葡萄根系過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)與半致死溫度有顯著的正相關(guān)關(guān)系。而枝條的半致死溫度與過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)均無顯著性相關(guān)關(guān)系且與過冷卻點(diǎn)溫度范圍相差較大，可能與枝條沒有經(jīng)歷冷馴化以及含水率有關(guān)，枝條抗寒性與枝條含水率關(guān)系密切，枝條含水率變化會引起細(xì)胞中的自由水與可溶性糖和可溶性蛋白結(jié)合，造成細(xì)胞液濃度發(fā)生變化且減少細(xì)胞間隙中的水分。

此次研究表明，枝條含水率與枝條過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)均有顯著的正相關(guān)關(guān)系。由于試驗(yàn)條件本文中供試品種的主根和副根前期處理時(shí)沒有測定含水率，在過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的測定中由于含水量的不同，結(jié)果會有所差異。因此，不同部位過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的臨界含水量值有待進(jìn)一步研究。

不同釀酒葡萄品種枝條與根系的抗寒能力表現(xiàn)相近，過冷卻點(diǎn)溫度從高到低排序，主根過冷卻點(diǎn)依次為：‘西拉’＞‘美樂’＞‘赤霞珠’＞‘北玫’；副根過冷卻點(diǎn)為：‘西拉’＞‘赤霞珠’＞‘美樂’＞‘北玫’；枝條過冷卻點(diǎn)為：‘美樂’＞‘西拉’＞‘赤霞珠’＞‘北玫’。結(jié)冰點(diǎn)溫度從高到低排序，主根結(jié)冰點(diǎn)為：‘西拉’＞‘赤霞珠’＞‘美樂’＞‘北玫’；副根結(jié)冰點(diǎn)為：‘西拉’＞‘赤霞珠’＞‘美樂’＞‘北玫’；枝條結(jié)冰點(diǎn)為：‘西拉’＞‘美樂’＞‘赤霞珠’＞‘北玫’。對過冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)和過冷卻能力應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法對供試品種抗寒能力的綜合評價(jià)結(jié)果與對半致死溫度應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法對供試品種抗寒能力的評價(jià)結(jié)果完全一致，可得各供試品種抗寒性由強(qiáng)到弱為：‘北玫’＞‘赤霞珠’＞‘美樂’＞‘西拉’，與馬小河等[7]、高振等[16]和楊豫等[17]研究結(jié)果相近。同時(shí)得出供試品種不同部位抗寒性由強(qiáng)到弱為：枝條＞主根＞副根，符合前人的研究結(jié)果[29-30]。結(jié)果表明：釀酒葡萄不同品種根系、枝條抗寒能力趨勢表現(xiàn)相近，且根據(jù)田間調(diào)查，‘北玫’在寧夏地區(qū)不需埋土即可安全過冬，與本研究中‘北玫’不同部位抗寒能力均較強(qiáng)的結(jié)果一致。