不同补光措施对赤霞珠葡萄品质影响的综合评估

李红燕，曹晓虹，房玉林，高亚军，4*

（1.西北农林科技大学 资源环境学院，陕西 杨凌 712100；2.北方民族大学 生物科学与工程学院，宁夏 银川 750021；3.西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100；4.农业部西北植物营养与农业环境重点实验室，陕西 杨凌 712100）

不同补光措施对赤霞珠葡萄品质影响的综合评估

李红燕1，曹晓虹2，房玉林3，高亚军1，4*

（1.西北农林科技大学 资源环境学院，陕西 杨凌 712100；2.北方民族大学 生物科学与工程学院，宁夏 银川 750021；3.西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100；4.农业部西北植物营养与农业环境重点实验室，陕西 杨凌 712100）

通过田间试验研究摘叶、反光膜和摘叶+反光膜处理对赤霞珠葡萄可溶性固形物、可滴定酸、还原糖、总花色苷、总酚及单宁含量的影响，并使用模糊综合评价方法计算它们综合得分，旨在筛选出适合当地酿酒葡萄栽培的最佳模式。结果表明，与对照相比，摘叶处理葡萄中可溶性固形物、还原糖、总花色苷、总酚含量分别提高了4.6%、5.1%、43.2%、46.0%，可滴定酸含量显著降低（P＜0.05）。而且，摘叶处理的最佳（40.99）和模糊综合评价得分最高（0.698 4）。由此认为，在赤霞珠果实转色中期摘叶处理适宜于陕西地区大量推广使用。

摘叶；反光膜；赤霞珠；品质；模糊综合评价

葡萄酒有滋补、助消化、杀菌等功效，经常饮用还可以有效地防病健体、延缓衰老［1］，所以深受广大消费者青睐。随着世界葡萄酒的不断发展，中国的葡萄酒产业也呈现快速增长的趋势，栽培面积急速扩张。西北干旱与半干旱地区因其独特的气候条件，逐渐成为中国酿酒葡萄栽培的主要区域。国内外的酿酒师一致认为，优质葡萄酒的质量，70%取决于葡萄，30%取决于酿造工艺［2］，说明酿酒葡萄的品质对优质葡萄酒生产起决定作用。然而，西北地区虽然夏季光照资源充足，但是雨热同季，而阴雨天气不利于葡萄高品质的形成。

有研究表明，采用补光措施能够缓解大量阴雨天气对果实的不良影响［3］。目前报道的补光措施主要有摘叶和铺反光膜。通过适量摘除果穗周围的叶片能够减少叶片间的相互遮阴，不仅增加光照和冠层内空气流通，减少病害的发生［4］，同时能够使果穗接受更多的光照，提高果实的色泽和品质［5］，最终提高其外观质量和商品价值［4，6］。但有研究表明，早期进行摘叶由于降低光合活性，导致光合速率降低，从而影响葡萄果实的形成，以致果粒减少和果实酸高糖低［7-8］；葡萄膨大期进行摘叶处理，不仅导致葡萄品质下降［9］，而且还会减产［10］。所以选择什么时期进行摘叶处理还有待于进一步研究。通过在果树行间铺反光膜，能够将太阳直射和散射的全波光反射到冠层内，有效提高树冠中下层和内膛的光强。研究发现，果园铺反光膜既可以调节果园的小气候，又可促进果实着色增糖［11］。在葡萄树冠下铺设银色反光膜不仅能够促进下层果和内膛果着色，提高其品质，同时加速葡萄的成熟［12］，提高浆果的糖、花色苷和多酚等含量［13］。张新生等［14］试验认为，铺反光膜可以提高果实中蔗糖代谢酶的相关活性，同时增加成熟期果实中葡萄糖和蔗糖含量。

虽然摘叶和反光膜对果实品质都有一定的改善作用，但是目前对于二者的效果比较研究甚少，结合品质和经济效益综合评价更是鲜有报道。本试验以陕西省咸阳市泾阳县王桥镇日新农业开发公司葡萄基地（108°29′40″～108°58′23″E，34°26′37″～34°44′57″N）种植的赤霞珠为研究对象，于转色中期进行摘叶和铺反光膜处理，以期找到最佳补光措施，为完善该地区酿酒葡萄栽培技术提供参考依据。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

供试品种为赤霞珠（Cabernet Sauvignon），2010年栽植，株行距0.8 m×2.5 m，葡萄架式为单干双臂T树形，树型南北朝向，田间操作常规管理。

斐林试剂、葡萄糖、NaOH、碳酸钠、KCl、醋酸钠（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；次甲基蓝指示剂、酚酞指示剂：天津市福晨化学试剂厂；盐酸（36%～38%）：西陇化工股份有限公司；甲醇（分析纯）：无锡市亚泰联合化工有限公司；福林酚：北京索莱宝科技有限公司；没食子酸（分析纯）：天津市紫云化工有限公司；甲基纤维素、儿茶素（均为色谱纯）：美国Sigma公司；硫酸铵（分析纯）：北京康普汇维科技有限公司。

1.2仪器与设备

PAL-SALT糖度计：中国ATAGO（爱拓）公司；DK-340HTDS超声仪：深圳市德康科技有限公司；5804R型离心机：德国Eppendorf公司；UV-1600紫外可见分光光度计：北京瑞利分析仪器有限公司。

1.3方法

1.3.1试验设计

本试验开始于2014年7月24日（酿酒葡萄转色中期），每个处理选取长势均匀的10株植株，设置4个处理：摘叶（leafremoval，LR），铺反光膜（reflectingfilmmulching，RF），摘叶+铺反光膜（LR+RF），以无摘叶和不铺反光膜为对照（CK）。采用完全随机区组排列，重复3次。

摘叶方法：用剪刀将果穗周围叶片全部摘除，只去掉叶片，保留叶柄。

反光膜铺膜方法：银色反光膜宽50 cm。铺膜前清除行间杂草，用耙子将地整平，顺树行铺，铺在树冠两侧，反光膜的边与树冠的外缘对齐。铺设时将成卷的反光膜放在果园的一端，然后倒退着将膜慢慢滚动展开，边展开边用石头压膜。

1.3.2样品采集方法

待葡萄进入成熟期时开始采样（8月中旬），每隔10 d采集一次，用于测定果实成熟期品质变化。取样时每个小区采用3倍“百粒果”法取样，即采摘300粒生长良好、无病害的葡萄（收获时1 000粒），为保证选取具有代表性，果穗上中下3个部位都要采集。混匀装入塑封袋中，迅速放入装有冰袋的泡沫盒子中并迅速运回实验室，于-80℃冰箱保存待测。

1.3.3指标测定［15-16］

可溶性固形物含量测定采用糖度计；还原糖（以葡萄糖计）含量测定采用斐林试剂滴定法；滴定酸（以酒石酸计）含量测定采用NaOH滴定法；总酚含量（以没食子酸计）测定采用福林-肖卡（福林酚）法［15］；单宁含量（以单宁酸计）的测定采用甲基纤维素法［16］；总花苷含量（以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷计）测定采用pH示差法［17］。

1.3.4模糊综合评价法

模糊综合评价法是以隶属度来描述模糊界限的。建立在模糊集合基础上的模糊综合评判方法，从多个指标对被评价事物隶属等级状况进行综合性评判，它把被评判事物的变化区间做出划分，一方面可以顾及对象的层次性，使得评价标准、影响因素的模糊性得以体现；另一方面在评价中又可以充分发挥人的经验，使评价结果更客观，符合实际情况。模糊综合评判可以做到定性和定量因素相结合，扩大信息量，使评价数度得以提高，评价结论可信。模糊转换矩阵的计算公式如下：

式中：u为每一评价要素的转换值；x为每个特征值；Xmin为最小特征值，即最差水平；Xmax为最大特征值，即最佳水平。

1.3.5数据处理

试验数据采用Microsoft Office Excel（2013）和SAS8.1软件处理，Duncan新复极差法检验差异显著性，模糊综合评价法选择最优处理［18］。

2　结果与分析

2.1不同处理对赤霞珠葡萄可溶性固形物、还原糖和可滴定酸含量的影响

不同处理对赤霞珠葡萄浆果的可溶性固形物、还原糖及可滴定酸含量影响结果见图1。

图1　不同处理对赤霞珠葡萄可溶性固形物（A）、还原糖（B）和可滴定酸（C）含量的影响Fig.1 Effects of different treatments on the contents of total soluble solids（A），reducing sugar content（B）and titratable acidity（C）in Cabernet Sauvignon grape

由图1可知，随着时间的推移，赤霞珠葡萄浆果的可溶性固形物和还原糖含量呈现逐渐增加的趋势，可滴定酸含量则逐渐降低。3个测定时期的不同处理可溶性固形物、还原糖及可滴定酸含量之间的差异均达到显著水平（P＜0.05）。收获时，摘叶、反光膜和摘叶+反光膜处理均显著提高了可溶性固形物含量（P＜0.05），其高低顺序为：反光膜＞摘叶+反光膜＞摘叶＞对照，且差异达显著水平（P＜0.05），分别比对照处理提高了10.4%、7.9%和4.6%。还原糖含量变化规律与可溶性固形物含量一致。可滴定酸的高低顺序为：对照＞摘叶＞摘叶+反光膜＞反光膜，且差异达显著水平（P＜0.05），与可溶性固形物和还原糖含量的变化规律相反，使用反光膜和摘叶处理都显著降低了浆果中的可滴定酸含量（P＜0.05），降低幅度最高为30.8%，最低为15.2%。

2.2不同处理对收获期赤霞珠葡萄果皮花色苷、总酚和单宁含量的影响

不同处理对赤霞珠葡萄浆果的果皮花色苷、总酚和单宁含量及成本增加影响结果见表1。由表1可知，与对照相比，摘叶处理显著提高了果皮花色苷含量，提高幅度为43.2%；反光膜与对照处理对花色苷含量没有显著影响（P＞0.05），但是都要显著高于摘叶+反光膜处理（P＜0.05）。对于总酚含量来说，摘叶处理总酚含量显著高于其他处理（P＜0.05），且摘叶处理较对照处理提高了46%；反光膜与摘叶+反光膜处理之间差异不显著（P＞0.05），但均显著高于对照处理（P＜0.05）。对于单宁含量来说，摘叶+反光膜处理单宁含量最高，达到了29.08 mg/g，显著高于其他3个处理（P＜0.05）；但对照、摘叶和反光膜处理之间差异不显著（P＞0.05）。收获时糖酸比高低顺序为：反光膜＞摘叶+铺反光膜＞摘叶＞对照，且差异达显著水平（P＜0.05）。增加成本高低顺序为：摘叶+反光膜＞反光膜＞摘叶＞对照。

表1　不同处理对赤霞珠葡萄品质指标和成本增加的影响Table 1 Effects of different treatments on the quality indexes of Cabernet Sauvignon grape and cost increase

2.3模糊综合评价法选择最优处理

为完成对葡萄品质的全面分析，考虑利用模糊数学的方法，在筛选和确定果实品质评价指标的基础上，建立单指标评价模型，可对果实品质进行评价分析。因此选用模糊综合评价法来对葡萄品质进行分析。

假设各评价指标权重加和为1，对于酿酒葡萄来说，可溶性固形物、还原糖、可滴定酸、糖酸比、总花色苷、单宁和总酚含量都是品质评价的重要指标，所以各权重赋等值，而成本相对于葡萄的品质来说比较次要，所以赋值较低，各指标占权重具体见表2。按照建立模型的方法得到模糊转换矩阵结果见表3。

表2　各评价指标占权重Table 2 Weight of each evaluation indexes

表3　模糊转换矩阵的建立Table 3 Establishment of fuzzy transition matrix

将表3数字组成的矩阵与权重值组成的矩阵相乘，结果见表4。由表4可知，得分最高的是摘叶处理（0.698 4），得分最低的是对照处理（0.343 5）。因此，通过模糊综合评价方法发现，摘叶处理的效果最佳。

表4　模糊综合评价结果Table 4 Results of fuzzy comprehensive evaluation results

3　讨论

3.1不同处理对糖酸物质含量的影响

结果表明，摘叶和反光膜处理能够改善冠层微气候，使果穗能够接受更多的光照，提高了浆果中糖含量，降低了酸含量，这与前人研究结果一致［3，11，19-20］。但是反光膜处理的还原性糖含量太高，从而导致糖酸比含量增加，不利于后期葡萄酒的酿制。酿造优质葡萄酒糖酸比应控制在35～45［21］之间，因为糖酸比过高会引起发酵延迟，酒度过高并掩盖其他成分［22］；糖酸比过低不仅会增加工艺处理的复杂性，而且所酿葡萄酒会出现平淡、乏味、少筋、酸涩及粗硬等不良的感官特征［23］。反光膜处理之所以导致还原性糖含量如此高，原因可能是一方面，反光膜增加了植株光合效率，从叶片向果实输出的光合产物有所增加，同时铺设反光膜也提高了果实的光合能力；另一方面，可能是因为反光膜提高果实中蔗糖代谢的相关酶活性，从而增强了库强［6］；再一方面铺反光膜在葡萄成熟过程中可能加速了葡萄的呼吸作用，使各种有机酸含量快速降低，最终使得可滴定酸含量的快速下降，糖含量增加。

3.2不同处理对酚类物质的影响［24-25］

结果表明，摘叶条件下，果皮中总花色苷和总酚含量显著增加，但摘叶+反光膜处理的总花色苷含量最低，甚至低于对照处理；总酚含量虽然低于摘叶处理但与反光膜处理间差异不显著，原因可能是因为摘叶和反光膜使果串过度暴露在阳光底下，果串温度过高加速了浆果中花色素的降解。前人也有类似的研究结果，强度曝光的果实反而会因为果实温度升高导致花色苷浓度下降［26-27］。因为低温可以诱导花色苷生物合成基因的表达，而高温则对其有抑制作用［28］。摘叶+反光膜处理的总酚含量并没有因果串过多暴露在强光照下而含量急剧降低，原因可能是因为摘除果穗周围的叶片后有利于源库平衡发展［10］，使得浆果中总酚物质增加，但因为加入反光膜后使总花色苷含量急剧降低，花色苷物质也是酚类物质的一种，所以在两者综合作用下最终降低了总酚的含量。

单宁含量的多少是颜色稳定的条件，足够量的成熟单宁与花色素的结合才能保证酒的颜色稳定，也是红葡萄酒耐储存的基础［29］。结果表明，摘叶+反光膜处理显著增加了果皮中单宁含量，说明摘叶+反光膜使果串更多的暴露在光照条件下有利于单宁含量的积累，王文杰等［30］研究表明，光照强度与单宁含量呈现显著的正相关关系。但是高嵩等［31］研究则认为单宁含量不受光照强度的影响。所以对于单宁含量与光照强度的关系还有待于进一步研究。

3.3综合效应评价

通过葡萄品质指标和成本的综合评价结果表明，摘叶处理的得分最高，说明适量摘除果穗周围的叶片不仅能提高葡萄品质，同时其经济效益也较高。马千里等［18］也认为摘叶简便易行又能提高葡萄的品质。从环境效应方面看，摘除果穗周围的叶片不仅改善葡萄树通风透光的条件，增加果实光照量，提高果实糖分、酚类物质，降低酸含量，最终提高酿酒葡萄原料的品质；摘下的叶片埋在土里还可以还田作为肥料［32］，移出还能够作为饲料［33］，所以综合效益价值高。但反光膜虽然能够显著增加果实中糖含量和降低酸含量，且对酚类物质也有一定的积累作用，但是由于含糖量过高而造成糖酸比过高，不利于后期的酿造过程，再加上其成本高，田间操作不便，风吹日晒的条件下表面的铝膜易氧化而使反光效果逐渐降低［11］；此外反光膜不易降解，对环境会造成白色污染等现象［34］，所以不建议过多的采用该技术。

4　结论

在我国西北雨热同季地区，各补光措施对酿酒葡萄赤霞珠果实品质的形成有重要影响。摘叶措施不仅能够有效增加果实内膛的通风透光情况，与对照相比，摘叶处理葡萄中可溶性固形物、还原糖、总花色苷、总酚含量分别提高了4.6%、5.1%、43.2%、46.0%，可滴定酸含量显著降低（P＜0.05）。而且，摘叶处理的糖酸比最佳（40.99）和模糊综合评价得分最高（0.698 4）。同时这一措施简便易行，较反光膜成本低4 920元/hm2，经济效益高，因此适宜于该地区大量推广使用。

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Comprehensive assessment of the effects of different supplementary light measures on Cabernet Sauvignon grape quality

LI Hongyan1，CAO Xiaohong2，FANG Yulin3，GAO Yajun1，4*
（1.College of Natural Resources and Environment，Northwest A&F University，Yangling 712100，China；2.College of Biological Science and Engineering，Beifang University of Nationalities，Yinchuan 750021，China；3.College of Enology，Northwest A&F University，Yangling 712100，China；4.Key Laboratory of Plant Nutrition and the Agri-environment in Northwest China，Ministry of Agriculture，Yangling 712100，China）

The effects of leaf removal（LR），reflecting film（RF）and leaf removal+reflecting film（LR+RF）treatment on total soluble solids，titratable acid，reducing sugar，total anthocyanin，total phenols and tannin contents of the Cabernet Sauvignon grape were investigate by field experiments.In order to select the optimum pattern suitable for local wine grape cultivation，the synthesis score was calculated using fuzzy comprehensive evaluation method.The results showed that compared with the control，the contents of total soluble solids，reducing sugar，total anthocyanin，total phenols and tannin in grape with LR treatment were increased by 4.6%，5.1%，43.2%and 46.0%，respectively，but titratable acid content was decreased significantly（P＜0.05）.What′s more，the sugar acid ratioin the grape with LR treatment was the optimum（40.99）and the fuzzy comprehensive evaluation score was the highest（0.698 4）.So LR treatment was suitable for extensive using in Shaanxi area at the middle veraison of Cabernet Sauvignon fruit. Key words：leaf removal；reflecting film；Cabernet Sauvignon；quality；fuzzy comprehensive evaluation

S663.1

0254-5071（2016）09-0129-05doi：10.11882/j.issn.0254-5071.2016.09.029

2016-05-07

宁夏科技支撑计划项目（2014）；陕西省葡萄现代农业产业技术体系项目（2016）；农业科研杰出人才及其创新团队培养计划（2012）

李红燕（1987-），女，硕士研究生，研究方向为酿酒葡萄品质。

高亚军（1968-），男，教授，博士，研究方向为植物营养学。