王學(xué)英 安冬梅

摘 要 采用葉綠素熒光技術(shù)，結(jié)合植物的光合參數(shù)、葉綠素含量、生理生化指標，研究了赤霞珠、馬瑟蘭和梅鹿輒3種釀酒葡萄的光合特性和PSⅡ光化學(xué)效率。結(jié)果表明：1）在相同的管理條件下，6年生的3種釀酒葡萄長勢良好，赤霞珠的葉綠素含量、可溶性糖含量和糖酸比均高于馬瑟蘭和梅鹿輒;2）3種釀酒葡萄的光合參數(shù)具有顯著性差異，在同一時間內(nèi)測得赤霞珠植物葉片的凈光合速率（Pn）明顯高于梅鹿輒，不同品種的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率（Tr）的變化與Pn呈正相關(guān)，胞間CO2濃度（Ci）與Pn呈負相關(guān);3）3種釀酒葡萄的PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）沒有顯著差異，赤霞珠的光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H量子效率（ΦPSⅡ）顯著高于其他品種，說明赤霞珠具有較高的光合電子傳遞能力和光合能力。

關(guān)鍵詞 釀酒葡萄;光合特性;葉綠素熒光特性;適應(yīng)性

中圖分類號：S663.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.23.073

葡萄（Vitis vinifera L.）為葡萄科葡萄屬多年生木質(zhì)藤本植物，是世界上古老的果樹樹種，原產(chǎn)于亞洲西部，現(xiàn)世界各地均有栽培。《中國植物志》記載，葡萄可生食、制葡萄干、釀酒，釀酒后的皮渣可提酒食酸，根和藤可藥用，有止嘔、安胎之功效[1]。寧夏是我國引種葡萄較早的地區(qū)，葡萄產(chǎn)業(yè)主要集中在賀蘭山東麓地區(qū)。2003年，賀蘭山東麓獲“葡萄酒國家地理標志產(chǎn)品”保護區(qū)認證，并成為中國三大釀酒葡萄原產(chǎn)地保護區(qū)之一和全國最大的葡萄酒國家地理標志產(chǎn)品保護區(qū)[2]。其獨特的氣候和土壤條件為釀造高品質(zhì)的葡萄酒提供了良好的環(huán)境，使得賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)的葡萄香氣濃郁、糖酸比例協(xié)調(diào)，成為世界公認的葡萄種植黃金地帶。截至2019年年底，該地區(qū)釀酒葡萄種植面積近4萬公頃，成為全國連片種植面積最大的產(chǎn)區(qū)。

葡萄產(chǎn)業(yè)是寧夏大力推動和發(fā)展的特色產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)入編《世界葡萄酒地圖》，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，近幾年當?shù)毓惨M法國的梅鹿輒、黑比諾等16個釀酒葡萄新品種[3]。本研究選用賀蘭山東麓地區(qū)種植面積較廣的赤霞珠、馬瑟蘭和梅鹿輒3個釀酒葡萄品種。赤霞珠具有容易種植及釀造、適應(yīng)性強特點;馬瑟蘭栽培歷史短，產(chǎn)量高，品質(zhì)好;梅鹿輒栽培歷史悠久，與其他名種調(diào)配可產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)干紅葡萄酒，可以提高酒的香氣和色澤。這三種釀酒葡萄在賀蘭山東麓地區(qū)的種植面積較大。近年，隨著該地區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了葡萄品種抗性不高、品質(zhì)下降、同質(zhì)化嚴重和適應(yīng)性差等問題?；诖?，本研究通過對3個釀酒葡萄品種光合特性、葉綠素熒光參數(shù)及其生理生化指標進行研究，探討其對典型的中溫帶大陸性干旱氣候的適應(yīng)機制，為釀酒葡萄的引種栽培和合理選擇提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與試驗材料

3種釀酒葡萄均栽植于寧夏回族自治區(qū)銀川市西夏區(qū)葡萄種植基地，該地區(qū)屬典型的中溫帶大陸性干旱氣候，位于葡萄種植的黃金緯度（37°43′～39°23′N，105°45′～106°47′E），當?shù)啬昃鶜鉁貫?.7 ℃，年日照時間為2 851～3 106 h，晝夜溫差大（一般可達12～15℃），生長季和收獲季4—10月的有效積溫是

3 296.8 ℃，區(qū)域干旱少雨，平均年降雨量低于200 mm[4]。該地區(qū)土壤主要為灰鈣土，土質(zhì)疏松，透氣性好。光溫和日照條件有利于有機物的積累，適合葡萄生長。

3種釀酒葡萄赤霞珠、馬瑟蘭和梅鹿輒均為2013年從法國原產(chǎn)地引進的品種，株行距為3.5 m×1.0 m，南北行向，生境相同，種植采用常規(guī)水肥管理，苗齡均為6年生。

1.2 試驗方法

1.2.1 凈光合速率的測定

用美國產(chǎn)Li-6400便攜式光合儀（LI-COR公司）測定3種釀酒葡萄葉片的光合參數(shù)。取長勢良好、朝向一致的植株5株，選取一年生新稍葉片測定凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr），測定時間為上午8：00—10：00，使用開放式氣路，數(shù)據(jù)為5次重復(fù)測定的平均值±標準誤。

1.2.2 葉綠素熒光參數(shù)的測定

用英國產(chǎn)便攜式調(diào)制熒光儀（FMS2，Hansatech公司）測定葉綠素熒光參數(shù)。2019年7月初的8：00—10：00，在葡萄種植基地每個品種選擇長勢良好、朝向一致的植物葉片，暗適應(yīng)30 min，測定葉綠素熒光動力學(xué)參數(shù)：初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）和光系統(tǒng)Ⅱ最大光能轉(zhuǎn)換效率（Fv/Fm）。并計算非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ），光系統(tǒng)Ⅱ潛在活性（Fv/Fo），實際PSⅡ光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）。數(shù)據(jù)為5次重復(fù)測定的平均值±標準誤。

1.2.3 光合色素含量的測定

光合色素含量采用分光光度法測定。8：00—9：00在基地剪取位置、朝向基本一致的長勢良好的植物葉片，放入提前備好的冰瓶帶回實驗室，用打孔器避開主脈打下葉圓片，混勻，稱取200 mg立即浸入含20 mL 80%丙酮的具塞玻璃瓶中，密封，低溫避光浸提至葉片無色時，用分光光度計檢測440 nm、645 nm、663 nm處的光吸收值。按朱廣廉[5]的方法計算葉片中光合色素的含量，每個品種重復(fù)5次。

1.2.4 果實理化指標測定

果實的理化指標測定在果實成熟期9月底進行。每個品種隨機采集具有代表性的果穗8個，每個果穗隨機取15粒葡萄，組織搗碎機搗碎，紗布過濾后，用阿貝折光計測定可溶性固形物含量。果實酸度測定參照《食品安全國家標準食品酸度的測定》（GB 5009.239-2016），試樣經(jīng)處理后，以酚酞為指示劑，用氫氧化鈉標準溶液滴定后，根據(jù)消耗氫氧化鈉的體積和濃度計算試樣的酸度?？扇苄蕴呛繙y定采用苯酚法，每個品種每個指標重復(fù)5次。

1.2.5 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007進行整理，采用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析，用最小顯著性差異法（LSD）進行檢驗，顯著性水平為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種釀酒葡萄葉綠素含量比較

葉綠素參與植物的光合作用，在光能吸收、傳遞和能量轉(zhuǎn)化中具有重要的意義，因此葉片的光合速率與葉綠素含量有密切的關(guān)系[6]。由表1可知，3種釀酒葡萄的總?cè)~綠色含量有顯著差異，赤霞珠的總?cè)~綠素含量明顯高于馬瑟蘭和梅鹿輒，梅鹿輒的最低，值為0.846 mg·g-1。赤霞珠的葉綠素a含量最高，為0.638 mg·g-1，梅鹿輒的最低，為0.597 mg·g-1。3種釀酒葡萄的葉綠素b含量和葉綠素a/b比值沒有顯著差異。

2.2 3種釀酒葡萄理化指標

由表2可知，3種釀酒葡萄的理化指標具有一定差異?？扇苄蕴呛孔罡叩氖邱R瑟蘭，達到25.507%，其次是赤霞珠，糖含量為24.400%，梅鹿輒的最低，為23.833%，3種釀酒葡萄的可溶性糖含量沒有顯著性差異。可溶性固形物含量最高的是赤霞珠，為19.467%，與其他2種差異顯著;梅鹿輒、馬瑟蘭之間沒有顯著性差異，分別為18.835%、18.400%。總酸度在不同品種間也有差異，赤霞珠總酸度最低，值為0.561%;馬瑟蘭酸度次之，為0.589%;梅鹿輒酸度最高，為0.593%。3種釀酒葡萄的糖酸比較大，均在40以上，其中赤霞珠和馬瑟蘭顯著高于梅鹿輒;赤霞珠的糖酸比最大，為43.493，梅鹿輒的糖酸比最低，僅為40.190。

2.3 3種釀酒葡萄葉片的光合參數(shù)

由表3可知，3種釀酒葡萄植物葉片的光合參數(shù)有明顯差異。赤霞珠和馬瑟蘭的凈光合速率分別為

4.934 μmol·m-2·s-1和4.797 μmol·m-2·s-1，明顯高于梅鹿輒

4.159 μmol·m-2·s-1。3種釀酒葡萄植物葉片的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的變化規(guī)律相似，氣孔導(dǎo)度赤霞珠的最高，為0.137 mmol·m-2·s-1，馬瑟蘭次之，梅鹿輒的最低。胞間CO2濃度馬瑟蘭的最高，為235.762 μmol·mol-1，明顯高于梅鹿輒和赤霞珠。

2.4 3種釀酒葡萄葉綠素熒光參數(shù)

葉綠素熒光動力學(xué)技術(shù)可以檢測自然條件下植物光合機構(gòu)的運轉(zhuǎn)情況。由表4可知，3種釀酒葡萄葉片葉綠素熒光參數(shù)有一定差異，其中，赤霞珠的PSⅡ反應(yīng)中心的光合能力較強。赤霞珠和梅鹿輒暗適應(yīng)的最大熒光產(chǎn)量（Fm）顯著高于馬瑟蘭的，馬瑟蘭的僅為669.46。赤霞珠PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv/Fm）略高于其他兩種葡萄，值為0.802;馬瑟蘭的最低，僅為0.776，三者無顯著差異。赤霞珠作用光下實際PSⅡ光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）顯著高于其他兩品種，為0.324;馬瑟蘭和梅鹿輒沒有差異，且顯著低于赤霞珠。赤霞珠的非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）略高于梅鹿輒和馬瑟蘭，差異不顯著;梅鹿輒的最低，為1.603。

3 討論

賀蘭山東麓地區(qū)釀酒葡萄的栽培試驗證實，赤霞珠、馬瑟蘭和梅鹿輒都能很好地適應(yīng)該地區(qū)典型的中溫帶大陸性干旱氣候，3種葡萄是該地區(qū)的主要引進種，長勢和產(chǎn)量良好。葉綠素作為植物葉片主要的光合色素，在光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換過程中具有重要的作用。付士磊[7]等的研究發(fā)現(xiàn)，在特定時間段內(nèi)，植物體內(nèi)葉綠素含量和光合速率具有顯著相關(guān)性，葉綠素含量的高低是光合作用強弱的一個影響因素;因此，一定程度上植物體內(nèi)葉綠素含量可以反映其光合能力。本研究發(fā)現(xiàn)，赤霞珠的總?cè)~綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量高于其他2種釀酒葡萄。并且通過3種釀酒葡萄光合參數(shù)比較發(fā)現(xiàn)，赤霞珠葉片的葉綠素含量高，光合作用也強;其凈光合速率、PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量和作用光下實際PSⅡ光化學(xué)效率都高于其他2種葡萄。葉綠素a/b的比值能夠反映葉片的光合活性，赤霞珠葉綠素a/b的比值高于馬瑟蘭和梅鹿輒，進一步表明其光合活性最強。

盛云燕[8]等的研究表明，在相同的生境和管理模式下，植物品種是其品質(zhì)差異的主要因素。釀酒葡萄的品質(zhì)包括感官品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，感官品質(zhì)主要包括果實的大小、顏色和形狀;內(nèi)在品質(zhì)主要通過其理化指標來體現(xiàn)，包括果實的可溶性糖含量、可溶性固形物含量、總酸度等。糖類物質(zhì)和糖酸比是影響果實品質(zhì)的重要理化指標。筆者研究發(fā)現(xiàn)，赤霞珠的可溶性固形物含量略高于其他品種，總酸度顯著低于其他品種，糖酸比顯著高于梅鹿輒，品質(zhì)較好。這與孫聰[9]等提出的赤霞珠香氣和風味都比梅鹿輒濃郁的結(jié)論相符。

凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度是測定植物光合能力的主要指標。張振文等[10]的研究表明，氣孔導(dǎo)度會影響凈光合速率和蒸騰速率，三者的變化關(guān)系呈正相關(guān)。本研究顯示，3種釀酒葡萄的光合參數(shù)具有顯著性差異，在同一時間內(nèi)測得赤霞珠植物葉片的凈光合速率明顯高于梅鹿輒，不同品種的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的變化與凈光合速率呈正相關(guān)，胞間CO2濃度與凈光合速率呈負相關(guān)，因此赤霞珠具有較高的光合能力。

Fv/Fm是PSⅡ潛在的量子效率指標，一般來說值相對恒定，在0.80左右;ΦPSⅡ指作用光存在時PSⅡ的實際量子效率。本次研究結(jié)果表明，3種釀酒葡萄Fv/Fm沒有顯著差異，同一時間段，赤霞珠的ΦPSⅡ顯著高于其他品種，說明赤霞珠的光合電子傳遞能力較強。PSⅡ非光化學(xué)淬滅系數(shù)是影響植物體光化學(xué)效率的重要因素，它的變化反映熱耗散的變化。3種釀酒葡萄的PSⅡ非光化學(xué)淬滅系數(shù)沒有顯著差異，可能和其光合機構(gòu)對環(huán)境的適應(yīng)性有關(guān)。

4 結(jié)論

通過對3種釀酒葡萄的葉綠素含量、理化指標、光合參數(shù)和葉綠素熒光參數(shù)進行分析，可以看出，在相同的栽培措施下，同一生境同一時間段，赤霞珠具有較高的光合能力和光合效率，是該品種在賀蘭山東麓地區(qū)引種栽培較廣的生理基礎(chǔ)。同時，馬瑟蘭和梅鹿輒也表現(xiàn)出了對典型大陸性干旱氣候的適應(yīng)性。

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（責任編輯：趙中正）