孫恩虹 張凱 韓旭 武強(qiáng) 葉坤 張建平

摘要：在以重慶為代表的夏季高溫高濕地區(qū)，研究避雨栽培對(duì)葡萄關(guān)鍵生育期的生長微環(huán)境及果實(shí)可溶性固形物含量的影響，以期為科學(xué)布局葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展、合理制定果園管理措施、增強(qiáng)其生產(chǎn)能力提供理論依據(jù)。試驗(yàn)監(jiān)測了2016—2017年葡萄果實(shí)成熟期的溫度、濕度、日照等氣象因子及葡萄可溶性固形物含量。結(jié)果表明，與露地栽培相比，避雨栽培可提供更適宜的濕度環(huán)境，葡萄葉片濕度為256～275。避雨栽培的最高溫度28℃（雨天）～38℃（晴天）遠(yuǎn)低于露地栽培最高溫度32℃（雨天）～42℃（晴天）。避雨栽培的光照強(qiáng)度顯著低于露地栽培，避雨棚遮光率26.5%～37.8%。避雨栽培下，‘夏黑、‘紅富士、‘維多利亞、‘戶太八號(hào)等4個(gè)葡萄品種的可溶性固形物含量均高于露地栽培。避雨栽培可以減少濕度大幅變化，以及高溫、強(qiáng)光所帶來的不利影響，更有利于葡萄可溶性固形物的形成和積累，適合重慶等夏季高溫多雨地區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：葡萄;避雨栽培;微環(huán)境;可溶性固形物;氣象因子

中圖分類號(hào)：S162.5+4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2020-0227

Effect of Rain-shelter Cultivation on Grapevine Canopy Microclimate and Soluble Solid Content of Grape

SUN Enhong1，2，ZHANG Kai1，HAN Xu1，WU Qiang3，YE Kun1，ZHANG Jianping3

（1Jiangjin Modern Agrometeorology Experimental Station，Chongqing 402260，China;

2Jiangjin Meteorological Bureau，Chongqing 402260，China;

3 Chongqing Institute of Meteorological Sciences，Chongqing 401147，China）

Abstract：Taking Chongqing as the study area in consideration of its hot and humid climate in summer，the study aims to clarify the influence of rain- shelter cultivation on grapevine canopy microclimate and soluble solid content of grape，and provide a theoretical basis for the scientific layout，sustainable management and production capacity enhancement of grape industry. The climate factors were monitored continuously from 2016 to 2017，such as wetness，temperature，and light intensive. Grape soluble solid content was also measured in rain-shelter cultivation and outdoor cultivation during grape maturity. The results showed that the rain-shelter cultivation could provide a more suitable humidity environment for grape compared with the outdoor cultivation. The humidity of grape leaves ranged from 256 to 275. The highest temperature of grape leaves was 28℃（rainy day）- 38℃（sunny day）in rain- shelter cultivation less than 32℃（rainy day）- 42℃（sunny day）in outdoor cultivation. Light intensive in the rain- shelter cultivation was significantly less than that in outdoor cultivation. The shading rate was 26.5%- 37.8%. ‘Xiahei，‘Red Fuji，‘Victoriaand ‘Hutaibahaohad higher soluble solid content in rain- shelter cultivation than in outdoor cultivation. The main climate factors ofrain- shelter cultivation，such as humidity，temperature and light intensity，were better for the formation and accumulation of soluble solid in grape. The rain- shelter cultivation was more suitable for the development of grape industry in Chongqing and similar areas with high temperature and more rain in summer.

Keywords：Grape;Rain-shelter Cultivation;Micro-environment;Soluble Solid;Climate Factors

0引言

重慶地處中國西南部地區(qū)，是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，其獨(dú)特的生態(tài)氣候環(huán)境使得所產(chǎn)葡萄上市較早，且香氣濃郁，具有一定的市場競爭力。然而，該區(qū)夏季氣候炎熱、降水頻繁，葡萄關(guān)鍵生長期常為高溫、高濕、強(qiáng)光天氣，易出現(xiàn)果實(shí)著色差[1]、病害嚴(yán)重[2-4]、日灼[5-6]等問題，限制重慶葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近年來，葡萄避雨栽培模式的推廣有效改善了葡萄生長的微環(huán)境，重慶已經(jīng)可以大面積種植優(yōu)質(zhì)安全高品質(zhì)的葡萄。避雨栽培技術(shù)在改善微氣候的同時(shí)，對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)也產(chǎn)生了一定的影響。因此從氣象角度，研究避雨栽培對(duì)葡萄生長微環(huán)境的影響及果實(shí)品質(zhì)變化對(duì)于調(diào)整葡萄產(chǎn)業(yè)布局、改進(jìn)管理措施、增強(qiáng)生產(chǎn)能力具有重要意義。

在氣象條件對(duì)葡萄品質(zhì)影響研究方面，鄭廣芬等[10]研究表明，葡萄含糖量積累與光熱因子均呈正相關(guān)，與水分因子呈負(fù)相關(guān)。張曉煜等[11]通過主成分分析方法和因子分析法發(fā)現(xiàn)，釀酒葡萄綜合品質(zhì)主要受果實(shí)著色期、全生育期和7—8月的降水量和水熱系數(shù)的影響。劉玉蘭[12]分析了北方釀酒葡萄主產(chǎn)區(qū)，影響釀酒葡萄主要品質(zhì)的氣象因子和影響時(shí)段，得出果實(shí)著色期的氣溫日較差和全生育期平均相對(duì)濕度對(duì)釀酒葡萄綜合品質(zhì)的形成有重要影響，果實(shí)著色期的最低氣溫影響相對(duì)較小。在避雨栽培對(duì)葡萄品質(zhì)影響方面，王學(xué)娟[7]研究認(rèn)為，避雨栽培條件有利于糖分的積累、有機(jī)酸的分解及多酚物質(zhì)的形成，但避雨棚對(duì)光照的影響不利于花色昔的形成。王凱[8]對(duì)比露地栽培‘戶太八號(hào)葡萄品質(zhì)變化，得出避雨栽培可提高糖質(zhì)量濃度，同時(shí)pH及總酸極顯著低于露地栽培葡萄;曹錳[9]研究發(fā)現(xiàn)，避雨栽培下，‘金手指葡萄香氣物質(zhì)組分增加，可滴定酸含量明顯下降。避雨栽培影響了葡萄生長微環(huán)境，對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)也產(chǎn)生一定的影響。筆者以‘夏黑、‘紅富士、‘維多利亞、‘戶太八號(hào)葡萄為試材，以避雨栽培為處理，露地栽培為對(duì)照，分析果實(shí)成熟期避雨栽培對(duì)葡萄葉幕微環(huán)境及果實(shí)可溶性固形物含量的影響，以期為葡萄避雨栽培的環(huán)境調(diào)控提供理論指導(dǎo)。

1試驗(yàn)與方法

1.1研究區(qū)概況

試驗(yàn)于2016—2017年在重慶市江津現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站（106°09′15″E，29°08′44″N）進(jìn)行，該站位于重慶市江津區(qū)龍華鎮(zhèn)（圖1），屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，海拔262.0 m，年降水1001.2 mm，年平均氣溫18.4℃。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

葡萄采用避雨栽培（處理）和露地栽培（對(duì)照）2種栽培模式。避雨葡萄采用H型棚架栽培，株行距1m×3 m，鋼架大棚2座，8棟連棚建設(shè)為1座，單棟跨度6m，長度28 m，棚高3.7 m，表面用大棚薄膜覆蓋固定，離地2.2m設(shè)鋼絲網(wǎng)供葡萄枝蔓攀爬。露地葡萄采用單臂籬架栽培，株行距1m×3m。處理與對(duì)照下葡萄品種均為重慶地區(qū)大面積推廣種植的‘夏黑、‘維多利亞、‘紅富士、‘戶太八號(hào)等4個(gè)葡萄主栽品種，植株為5 年生成年樹，樹勢(shì)中等，其田間土肥水及病蟲害防治等管理水平相對(duì)一致。果實(shí)膨大期，處理和對(duì)照每個(gè)品種各選5株長勢(shì)基本一致的葡萄植株，分別標(biāo)記長勢(shì)相近的果穗20個(gè)。于成熟期取樣，作為品質(zhì)檢測樣本，兼顧陰陽面、葉幕層內(nèi)外中間果穗及每穗肩、中、頂部分隨機(jī)取果實(shí)40粒，取樣時(shí)間10：00，處理和對(duì)照下每個(gè)品種重復(fù)取樣3次。

1.3測定方法

1.3.1葡萄生長微環(huán)境因子的測定植物生理生態(tài)設(shè)備架設(shè)于‘夏黑葡萄植株，設(shè)有葉片濕度和冠層溫度傳感器，設(shè)備開展固定長期監(jiān)測。葉片濕度采用Decagon公司生產(chǎn)的高分辨率電介質(zhì)式葉片濕度傳感器測量[13-16]。傳感器主要監(jiān)測葉片表面約1 cm范圍內(nèi)的介電常數(shù)，干環(huán)境中（空氣）測量的值是最低值，環(huán)境濕度增大后其輸出值也會(huì)變大[17]。將傳感器固定在葡萄葉片，朝向與葉片相同，處理與對(duì)照下均選擇高度與朝向基本一致葉片。連續(xù)的監(jiān)測葡萄冠層溫度狀況，并用數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行自動(dòng)記錄，記錄間隔為1 h。

冠層溫度采用Apogee公司生產(chǎn)的SI-111紅外溫度傳感器測量。傳感器固定于金屬三腳架上且與地面呈45°，位置統(tǒng)一朝南。傳感器通過感知葉片表面釋放的紅外線輻射，連續(xù)監(jiān)測處理與對(duì)照的冠層溫度狀況，并用數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行自動(dòng)記錄，記錄間隔為1 h，數(shù)據(jù)用于分析避雨環(huán)境對(duì)葡萄可溶性固形物形成的適宜性。

光照強(qiáng)度使用DT-1308型自動(dòng)換擋數(shù)字式照度計(jì)測定。處理與對(duì)照選擇相同朝向，同時(shí)監(jiān)測冠層上方10 cm處光照強(qiáng)度;測定時(shí)間為11：00，處理與對(duì)照重復(fù)測定3次。

1.3.2可溶性固形物含量的測定采用阿貝折射儀測定葡萄樣品的可溶性固形物含量。測定前首先用標(biāo)準(zhǔn)試樣校對(duì)折射儀，然后分析測定樣品可溶性固形物含量。將鮮榨的葡萄汁用干凈滴管滴加在折射棱鏡表面，蓋上進(jìn)光棱鏡后鎖緊手輪，打開遮光板，合上反射鏡，調(diào)節(jié)目鏡使十字線成像清晰，此時(shí)旋轉(zhuǎn)手輪使明鏡視野中的明暗分界線清晰，微調(diào)手輪，使分界線位于十字線的中心即可讀出被測定樣品的可溶性固形物含量。

1.4數(shù)據(jù)處理

處理與對(duì)照下的葡萄品質(zhì)指標(biāo)值均為3次重復(fù)的算術(shù)平均值士標(biāo)準(zhǔn)誤。采用SAS v8.0軟件對(duì)光照、適宜溫度持續(xù)時(shí)期、可溶性固形物含量進(jìn)行t檢驗(yàn)。選取1.3.1測定數(shù)據(jù)中，7月果實(shí)成熟階段內(nèi)連晴高溫與連陰雨天氣下的溫度、濕度與日照觀測資料，運(yùn)用Excel得到繪圖結(jié)果。

2結(jié)果與分析

2.1避雨栽培對(duì)光照的影響

避雨栽培對(duì)葡萄生長微環(huán)境的主要影響在于改變了避雨棚內(nèi)的光照強(qiáng)度。由表1可見，由于避雨棚遮光作用，棚內(nèi)光照強(qiáng)度顯著低于棚外（P<0.05），且雨天光照強(qiáng)度差異更顯著。遮光率也因天氣狀況的不同而有差異，在雨天時(shí)最大遮光率可達(dá)37.8%，在晴天時(shí)遮光率在26.6%左右。果實(shí)成熟期日照不足會(huì)影響光合作用，但重慶葡萄成熟期（7—8月）正值炎熱高溫時(shí)節(jié)，晴天避雨棚內(nèi)光照強(qiáng)度7.8×10⁴lx，葡萄光飽和點(diǎn)2.7×10⁴～6.1×10⁴lx[18]，遮光后依然處于高光照帶，可以滿足葡萄生長和光合產(chǎn)物積累，而且可以避免強(qiáng)光直射帶來的日灼，因而避雨栽培更好地保障了葡萄的品質(zhì)。

2.2避雨栽培對(duì)溫度的影響

避雨栽培減少光照強(qiáng)度的同時(shí)帶來葉幕和果穗溫度的變化。對(duì)不同年份避雨和露地栽培下，最適宜可溶性固形物積累的溫度持續(xù)時(shí)間做方差分析。由表2 可見，避雨栽培下，適宜葡萄糖分積累的溫度時(shí)間段均略高于露地栽培，除2016年晴天外，其余均未達(dá)到顯著差異（P>0.05）。由圖2～5可見，晴天8：00—15：00避雨栽培條件下冠層溫度低于露地栽培2～4℃，雨天避雨栽培溫度略高于露天栽培。避雨栽培的最高溫度28℃（雨天）～38℃（晴天）遠(yuǎn)低于露地栽培的最高溫度32℃（雨天）～42℃（晴天）。重慶夏季多晴熱高溫天氣，江津2016年、2017年7—8月，≥37℃高溫日數(shù)分別為28、46天;≥40七高溫日數(shù)分別為7、15天（圖7～8）。避雨栽培可降低葡萄生長環(huán)境溫度，更有利于葡萄可溶性固形物積累。此外，2種栽培模式下夜間溫度均較高，呼吸作用強(qiáng)，光合產(chǎn)物消耗多。避雨栽培環(huán)境下日較差變化幅度小于露地栽培。晴天，避雨栽培的日較差（12.25℃）略低于露地栽培（12.49℃）;雨天，避雨栽培日較差（2.97℃）明顯低于露地栽培（4.16℃）。因此，最高溫度可能是造成重慶避雨栽培可溶性固形物含量差異的一個(gè)關(guān)鍵因素。

2.3避雨栽培對(duì)濕度的影響

在高溫多雨地區(qū)，避雨栽培有效改善了葡萄生長的濕度環(huán)境。由圖8～11可見，避雨栽培下，葡萄成熟期葉片濕度變化比較穩(wěn)定在256～275，不會(huì)因?yàn)闈穸冗^高或過低而影響果實(shí)的生長發(fā)育。晴天，由于避雨棚遮擋光，降低棚內(nèi)溫度，減少了水分蒸發(fā)，避雨葡萄的葉片濕度略高于露地，為露地栽培的120%～ 240%。露地栽培下，葡萄葉片易受天氣狀況的影響，葡萄葉面常因降雨而長時(shí)間存在水膜，濕度長時(shí)間為315～509，不利于葡萄可溶性固形物積累。由于避雨棚遮擋雨水，避雨栽培下濕度低于露地栽培，平均為露地栽培的50%～78%。重慶夏季多降水頻繁、連晴高溫天氣等極端天氣，江津2016年7—8月降水量154.4 mm，雨日19天;2017年7—8月降水量181.1 mm（圖12），雨日13天，部分地區(qū)發(fā)生干旱，避雨栽培可以有效緩解降水過多或連晴高溫導(dǎo)致濕度大幅變化的不良影響。

2.4避雨栽培對(duì)葡萄果實(shí)可溶性固形物含量的影響

由表3可見，避雨栽培環(huán)境下的葡萄可溶性固形物含量高于露地栽培下同一葡萄品種可溶性固形物含量。2016年，避雨栽培的‘夏黑、‘維多利亞顯著高于露地栽培下相同品種的可溶性固形物含量。2017 年，避雨栽培的‘夏黑、‘戶太八號(hào)、‘紅富士、‘維多利亞4個(gè)品種可溶性固形物含量均顯著高于露地栽培環(huán)境下相同品種的可溶性固形物含量。

3結(jié)論與討論

本研究基于不同葡萄栽培模式，開展長期連續(xù)的氣象環(huán)境監(jiān)測，分析植株生長微環(huán)境差異并分析其對(duì)于果實(shí)品質(zhì)形成的影響。提供可靠的避雨栽培對(duì)葡萄生長微環(huán)境的影響主要在于改善棚內(nèi)的光照強(qiáng)度。避雨栽培可以使棚下的光照強(qiáng)度不斷降低，晴天遮光率大約為26.6%，雨天最大能夠達(dá)到37.8%;重慶葡萄成熟期為7—8月，連晴高溫天氣較多。光照過強(qiáng)會(huì)影響植物光合作用而且可能產(chǎn)生日灼傷害，嚴(yán)重影響葡萄品質(zhì)。避雨栽培葡萄由于棚膜遮擋，有效降低了棚內(nèi)的光照強(qiáng)度，且遮光后的光照強(qiáng)度依然大于光飽和點(diǎn)2.7×10⁴～6.1×10⁴lx，可以滿足葡萄生長和光合產(chǎn)物積累。

有關(guān)研究表明，采前1個(gè)月內(nèi)的氣溫在一定范圍內(nèi)，溫度越低果實(shí)中的可溶性固形物含量越高[19-25]。本研究中，避雨栽培對(duì)溫度有調(diào)節(jié)作用，讓避雨葡萄的冠層溫度低于露地葡萄，避雨栽培下植株冠層最高溫度28～38℃遠(yuǎn)低于露地栽培的最高溫度32～42工。2種栽培模式下夜間溫度均比較高，避雨栽培下氣溫日較差小于露地栽培。因此，最高溫度可能是造成避雨葡萄可溶性固形物含量差異的一個(gè)重要因素。

避雨栽培提供了更適宜的濕度環(huán)境。有研究表明，降水量對(duì)葡萄可溶性固形物含量的增加起一定阻礙作用[26]。本研究中，避雨栽培能避開降水并快速排水，特別是在多雨季節(jié)，葉片濕度（256～275）小于露地栽培（300～501）;同時(shí)避雨栽培采用滴灌方式灌溉，即使在高溫干旱時(shí)段也保障土壤濕度適宜滿足葡萄正常生長，又不至于造成葡萄生長環(huán)境濕度過大。因此，棚內(nèi)葉片濕度變化不受連續(xù)降水或干旱天氣影響，避免了濕度過高或過低，降低了連續(xù)陰雨天由于濕度過大對(duì)果實(shí)發(fā)育的不利影響。

本研究中，避雨栽培葡萄可溶性固形物的積累明顯高于露地栽培。避雨栽培下果實(shí)可溶性固形物含量迅速增加，說明避雨栽培避開了高溫、多雨、強(qiáng)光的環(huán)境條件，更適合果實(shí)可溶性固形物含量的積累。筆者主要研究了不同栽培模式下溫度、濕度、日照等環(huán)境要素差異，但沒有測定不同模式下葡萄生理生化指標(biāo)的情況，后期可深入研究避雨模式下葡萄植株光合性能、葉綠素含量和關(guān)鍵酶活性差異及其對(duì)葡萄多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的影響。

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