无核白葡萄不同栽培架式叶幕微气候及产量品质差异分析

贾杨，廖康，骆强伟，孙锋，马微，牛莹莹，江振斌

(1. 新疆农业大学特色果树研究中心，乌鲁木齐 830052，2. 新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200)



无核白葡萄不同栽培架式叶幕微气候及产量品质差异分析

贾杨1，廖康1，骆强伟2，孙锋2，马微1，牛莹莹1，江振斌1

(1. 新疆农业大学特色果树研究中心，乌鲁木齐 830052，2. 新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200)

【目的】研究吐鲁番地区无核白葡萄适宜的栽培架式，提高其产量及果实品质。【方法】测定水平棚架和两种小棚架3个处理，无核白葡萄叶幕不同部位光合有效辐射、温湿度、叶面积指数差异及果实品质及产量，分析不同架式无核白葡萄的叶幕微气候及产量品质差异。【结果】水平棚架叶幕内部各部位微环境较均匀、PAR及温度高，但是LAI低，产量较低，果实总糖含量高，VC含量高；小棚架Ⅱ叶幕内部PAR及温度较低、湿度较高，尤其架中及架根部位较为明显，果实总糖含量较低，硬度大；小棚架Ⅰ叶幕受光时间长且受光面积相对大，叶幕内部温度及湿度相对较适宜无核白生长，且整体果实品质相对较好，产量较高，但架中部位果实品质略低。【结论】栽植密度大且存在微小仰角的小棚架Ⅰ，较适宜吐鲁番地区无核白葡萄的栽培。

无核白葡萄；架式；叶幕微气候；产量；品质

0 引 言

【研究意义】吐鲁番地区属温带大陆性气候，夏季干燥少雨，高温，太阳辐射强，无核白葡萄是吐鲁番地区的主栽品种，长期以来该地区的无核白葡萄栽培以小棚架为主，小棚架具有防风效果好、用材较少等特点，但架面低矮，不便于管理和采收。如何适合机械管理、减轻劳动强度，同时又能保证产量和品质是生产上亟待解决的问题。架式决定了葡萄叶幕的结构与微气候，对果实产量和品质也有很大影响，摸清这些差异对栽培架式的优化与改造有重要意义。【前人研究进展】叶幕紧密外缘表面及其内部的气候条件，即叶幕微气候[1]。在一定生态条件下，栽培方式(栽植方式、架式、整形和修剪的总和)决定叶幕光热微气候[2]。彭宜本等[3]在1995年对吐鲁番无核白葡萄3种栽培方式的叶幕微气候分析研究认为3种栽培方式(大棚架、小棚架、篱架)都没有发挥出最佳生态效应；张大鹏等[2]分析研究认为，单篱架栽培方式整个叶幕叶片受光平均水平较高，叶片和果粒平均温度，单叶蒸腾速率亦较高；然而叶面积指数较小，造成单位土地面积上叶幕光能总截留量和总蒸腾量的降低。棚架栽培方式叶面积指数居中，叶幕微气候条件平均水平次于单、双篱架。满丽婷等[4]认为棚架栽培比篱架有更多的优势，使叶片充分受光，供给果实充足的光合营养，保证产量和果实品质。张大鹏等[2]研究可知棚架栽培更有优势，但不同棚架结构会影响架面内部微气候。【本研究切入点】研究对吐鲁番地区几种棚架栽培无核白葡萄的叶幕内部，不同部位微气候及果实品质产量的差异进行测定分析。【拟解决的关键问题】摸清吐鲁番地区高温干燥环境条件下，不同栽培架式的叶幕微气候与果实品质、产量的关系，为无核白葡萄栽培架式的优化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

2013～2014年以新疆葡萄瓜果研究所10年生无核白葡萄为供试材料，分为水平棚架、小棚架Ⅰ、小棚架Ⅱ，3种架式皆为东西行向栽植，枝蔓方向由北至南。表1

表1 三种架式构造特征

1.2 方 法

1.2.1 微气候及冠层叶面积指数的测定

每种架式选取植株长势良好、叶幕分布均匀的试验区，在架面叶幕下方的架根、架中、架梢三个部位，采用HOBO were气象站、EI USB 2型温湿度记录仪分布在预设位置，每个部位放置2个探头分别在架面叶幕下方距架面约30 cm的位置和架面下部距地面约30 cm的位置，取平均值得出温湿度、光合有效辐射(PAR)，各测点的标识为：水平棚架架根(G-SP)、水平棚架架中(Z-SP)、水平棚架架梢(S-SP)、小棚架Ⅰ架根(G-PJ1)、小棚架Ⅰ架中(Z-PJ1)、小棚架Ⅰ架梢(S-PJ1)、小棚架Ⅱ架根(G-PJ2)、小棚架Ⅱ架中(Z-PJ2)、小棚架Ⅱ架梢(S-PJ2)，同时将棚架上方，距架面约30 cm的位置设置为对照(CK)，5至8月每月中旬选择晴天各测定棚架内部不同位置的PAR日变化以及温度、湿度日变化动态；并同时在清晨07:00～08:00太阳未出时用冠层仪SUNSCAN在预设位置测定LAI，各指标3次重复。

1.2.2 叶面积、叶绿素及果实品质产量的测定

1.2.2.1 叶面积和叶绿素

叶面积测定采用CID203便携式叶面积仪，在三种架式预设的三个部位各采集15片长势均匀的健康叶片，测得叶面积大小；同时用SPAD502叶绿素仪测定叶绿素值。

1.2.2.2 果实品质

果实品质测定：每种架式分别在架根、架中、架梢三个部位各随机采取5穗葡萄，单穗重：采用MP2001型电子天平(0.01 g)分别称重每穗葡萄重量；单果重：选取有代表性的果实30个，10个一组，采用MP2001型电子天平(0.01 g)称重，计算平均值；果实硬度：采用GY-1型果实硬度计，测量每个部位取3个果，每个果实测定未去果皮的硬度，取其平均值；可溶性固形物含量(TSS)(%)：使用PR-100型数字糖度计，取果方法同上，测每个果实汁液的可溶性固形物含量；VC(mg/100 g)采用2，6—二氯靛酚滴定法测定；可滴定酸含量(TA)(%)采用 0.05 mol/L NaOH 滴定法测量果实可滴定酸含量；总糖含量(%)采用直接滴定法测定。产量的测定：每种架式随机选取三段架面并记录架面长度(L，m)、叶幕宽度(H，m)、行与行之间的空地宽度为(H1，m)，数得每段架面内部葡萄总穗数(N)，平均单穗重为(G，kg)，(H+H1)为行距W，产量计算公式为：单产量(108/667m2)=[N/ (W×L)]×G×667

1.3 数据统计

利用Microsoft excel2007和SPSS17.0进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 叶幕不同部位月平均相对PAR季节变化

研究表明，3种架式叶幕内部不同部位相对PAR从5～8月总体呈下降趋势。从5～6月水平棚架因架面无仰角，而且栽培密度较大，叶幕相对于其余两种架式较薄，透光率高，使架面内部相对PAR下降较迅速且变化趋势与外界接近，在此期间小棚架Ⅰ下降速度次之，而小棚架Ⅱ的下降趋势相对平缓；3种架式在6月之后由于架面叶片数量增加、叶幕厚度增大的缘故使其变化较缓慢，且每个时期的相对PAR值都呈现出架根<架中<架梢，由于架根处叶幕较密集，架面内部受光较少，而架中及架梢在早晚时间易有光透进架面内部；3种架式在8月由于果实和叶片较密集在一定程度上阻碍光进入叶幕下方，使相对PAR处于较低状态。图1

图1 葡萄不同架式叶幕不同部位相对PAR季节变化

2.2 叶幕不同部位平均温度的季节变化

研究表明，从5～8月期间外界温度呈上升-下降的趋势；水平棚架的温度变化趋势与外界(CK)接近，其余2种架式的温度呈下降-上升-下降的趋势，这是由于在此期间外界光强增大、温度持续上升，因此叶幕内部的温度也持续上升。5月枝叶量较少且小棚架Ⅰ栽植密度大存在仰角使架面内部温度最高，水平棚架次之，小棚架Ⅱ最低；6～8月水平棚架叶幕内部温度最高，小棚架Ⅰ次之，且小棚架Ⅰ在6～7月都高于小棚架Ⅱ；7～8月叶幕稳定，叶幕对内部环境起到了一定的调节作用，因此叶幕内部温度有所下降，尤其在8月外界(CK)温度相对7月有所下降，3种架式架面内部温度均有下降；3种架式不同部位温度皆为架中>架根>架梢，造成此差异的可能原因是架梢处通风透光性较好，虽昼温较高但夜温较低，使日均温较低；而架中一天内温差比架梢和架根小，因此日均温相对较大。图2

2.3 叶幕不同部位平均相对湿度季节变化

研究表明，外界(CK)的相对湿度在5～7月处于上升状态，7～8月呈下降状态；水平棚架在5～8月随着叶片数量及叶幕面积的增加使架面内部相对湿度呈上升状态，进入7月后由于外界(CK)温度升高且架面高度及栽植密度较大的原因使其在一定程度上存在下降趋势，在8月外界(CK)温度相对7月有所下降且叶幕的厚度增加，果实处于膨大成熟期使其呈上升趋势；其余2种架式在此期间相对湿度呈上升-下降的趋势，这是由于栽植密度、叶幕厚度及外界温度的原因，使郁闭的架面内部相对湿度不断增加，尤其是小棚架Ⅱ的相对湿度在4个月中都高于其余2种架式，3种架式相对湿度都呈架根>架中>架梢，此差异来源于架面内部不同部位通风透光不同，对于架根叶幕形成的环境比较郁闭，易形成湿度高温度低的环境。图3

图2 不同架式葡萄叶幕不同部位温度季节变化

图3 不同架式葡萄叶幕不同部位相对湿度季节变化

2.4 叶幕不同部位平均LAI季节变化

研究表明，3种架式叶幕随着时间的推移枝叶量的增加及叶面积的增大使叶幕渐渐形成，使LAI在5～8月呈上升趋势，而3种架式之间因栽植密度及架面的仰角大小不同，导致LAI在此期间高低顺序呈小棚架Ⅱ>小棚架Ⅰ>水平棚架；架面内部由于所处位置不同，叶幕的厚度及叶片数量不同使不同部位存在很大差异，三种架式中LAI值皆为架根>架中>架梢，在5月每种架式叶幕均未形成且较稀疏，因此三种架式架梢和架中的LAI相差不大，但架根处叶片数量相对较多，使此处LAI值明显较高。图4

图4 不同架式葡萄叶幕不同部位叶面积指数(LAI)季节变化

2.5 叶幕不同部位叶面积及叶绿素差异

研究表明，3种架式中水平棚架栽植密度大，单位土地面积上单叶营养供给相对充足进而叶面积较大，其次是小棚架Ⅱ，但是栽植密度小且叶片面积相对大会导致叶幕过于密集，小棚架Ⅰ总体叶面积相对较小，且栽植密度大，对叶幕的厚度及密集度有一定的调节作用；叶面积的大小决定了叶片长宽及比例，小棚架Ⅰ架中的叶片长度显著低于另外两个架式各部位，但宽度显著高于其余架式的各个部位，小棚架Ⅱ各部位叶片长度及宽度处于居中状态，水平棚架各部位长宽都相对较大。不同架式间由于架式结构及叶幕厚度不同，导致叶片叶绿素含量存在差异，水平棚架单叶受光时间长使整体叶绿素含量较低；小棚架Ⅰ叶绿素含量次之，由于存在微小仰角使单叶受光时间相对较小；小棚架Ⅱ架面仰角大且栽植密度小，单叶受光时间短，使其叶绿素值极显著高于其余两种架式。表2

表2 不同架式葡萄叶幕不同部位叶面积及叶绿素差异

注：同列数据后标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)，下同

Note: The different small letters in each column represent statistical significance at 0.05 level,the different capital letters represent statistical significance at 0.01 level, the some as below

2.6 不同架式果实产量及品质差异

研究表明，3种架式产量最高的是小棚架Ⅰ，小棚架Ⅱ略低，最低的是水平棚架；这主要是因为水平棚架叶幕厚度相对较小，且栽植密度较大，同时水平棚架单穗重和单果重极显著低于其余两种架式，降低了产量。3种架式的栽植方式及叶幕内部果际微环境在一定程度上引起果实品质的差异，可溶性固形物的含量及总糖含量显示水平棚架极显著高于其余两种架式，其次是小棚架Ⅰ，小棚架Ⅱ最低，且水平棚架各部位之间可溶性固形物相差不大，两种小棚架不同部位都出现架根>架梢>架中的现象；VC含量中水平棚架极显著高于其余两种架式；3种架式葡萄可滴定酸含量相对较高的是小棚架Ⅱ，其次是水平棚架，小棚架Ⅰ最低；果际温度及光照会影响果实的含糖量及成熟度，成熟度不同则果实硬度不同，不同架式间的果实硬度小棚架Ⅰ极显著低于其余两种架式，果实硬度较大的是小棚架Ⅱ。表3

表3 不同架式葡萄叶幕不同部位果实品质及产量差异

3 讨 论

不同葡萄栽培方式可以造成整个生长季节果际和叶际光照和热量微区气候的强烈变化[5]，尤其对于吐鲁番地区的特殊气候条件，不同的栽培架式对外界气候的过滤和调整尤为重要，研究中3种栽培架式对叶幕内部相对PAR、温度、湿度的影响与前人研究一致[6-8]，果园整体透光率的大小反映果园的光照状况优劣，适宜的树冠覆盖率和果园总体透光率，既可保证果园的通风透光，提高光合效率，又可保障较高的果品产量和质量水平[9]，不同架式的结构特征决定了整个叶幕的透光率和光能截留，水平棚架的单叶光能截留大但透光率过高，这是因为其叶面积指数过小，说明叶幕存在漏洞或者叶片覆盖量相对较小，进而导致叶幕下部果际温度过高；小棚架Ⅰ和小棚架Ⅱ架面仰角不同，且两架面之间的空地大小不同，使架面内部的光照及温湿度存在差异，虽然小棚架Ⅰ仰角较小，但是两架面之间的空地较大，因此光可从空地处进入叶幕下方，通过地面辐射提高果际温度降低湿度；小棚架Ⅱ虽仰角较大，但是两架面之间的空地较小，整体较郁闭。此外，Duchene等[10]研究表明，从转色到成熟期间，果际温度增加的必然结果是潜在蒸散量需水的增加，这在很大程度上是有利于浆果成熟的条件，提高潜在的酒精水平，即浆果中的含糖量有所增加；水平棚架果际温度高，但是单果重及单穗重却远不及小棚架Ⅰ和小棚架Ⅱ，这导致产量下降；刘建辉等[11]在研究中提到在吐鲁番果温增加，单宁也会异常增加，需通过叶幕调节温度，使果实内部单宁降低，因此，在吐鲁番增加叶幕的郁闭性以降低果际温度，将有利于品质的形成。但是过于郁闭的叶幕结构如小棚架Ⅱ导致果际温度较低，不利于糖分积累，且果实硬度大，整体品质低。

张大鹏等[6]研究指出，光热水平较高的叶幕微气候对糖分在果实中的积累有着明显的促进作用，光热微气候有利于葡萄的光合作用。三种架式架面内部微环境均为架根处叶面积指数大，光能截留大，但是过厚的枝叶量导致叶幕相对郁闭，终使果际温度低，湿度高；无核白葡萄叶幕对吐鲁番地区充足光能的利用能力因适宜的密植，南北行直立或倾斜叶幕，高度与行间距离、叶幕开张度等因素，而使光能在叶幕中合理分配[1]。而且不同的栽植密度会在一定程度上影响枝叶的营养供给与分配，进而影响叶片的大小及叶绿素的高低，叶绿素是光合作用的场所，其光合产物主要以可溶性糖的形式在果实内积累，无核白葡萄属于糖直接积累型作物[12]，因此光能的利用为果实品质的提高奠定了基础；架中微环境适中，但是果穗数量较大；使单个果穗营养供给分配较少，使果实总糖含量低，而架梢及架根果穗数量相对少，单穗营养供给相对较多，因此果实可溶性固形物及总糖含量较高。

4 结 论

栽培架式对叶幕下不同部位的微环境及果实产量品质有较大影响。水平棚架叶幕内部各部位微环境较均匀、PAR及温度高，但是LAI低，产量较低，果实总糖含量高，VC含量高；小棚架Ⅱ叶幕内部PAR及温度较低、湿度较高，尤其架中及架根部位较为明显，果实总糖含量较低，硬度大；小棚架Ⅰ叶幕平均受光水平高，叶幕内部温度及湿度相对较适宜无核白生长，且整体果实品质相对较好，产量较高，但架中部位果实品质略低。栽植密度大且存在的微小仰角的小棚架Ⅰ较适宜吐鲁番地区无核白葡萄的栽培。

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Fund project:Supported by Science and technology plan projects in Xinjiang Uygur Autonomous Region "Research and demonstration on utilization technology of germplasm resources of fruit trees in Xinjiang" (201130102-1), Modern agricultural industry technology system special funding (CARS - 30) and Key discipline foundation of fruit trees of Xinjiang Uygur Autonomous Region

Analysis on the Canopy Microclimate and Yield and Quality of the Different Grape Cultivation Trellis in Turpan

JIA Yang1，LIAO Kang1，LUO Qiang-wei2，SUN Feng2，MA Wei1，NIU Ying-ying1， JIANG Zhen-bing1

(1. Research Center of Featured Fruit Trees, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China;2.DevelopmentResearchCenterforGrapesandMuskmelonsofXinjiangUygurAutonomousRegion,ShanshanXinjiang838200,China)

【Objective】 In order to explore the suitable cultivation of trellis system of Thompson seedless in Turpan area and improve the yield and the quality of the fruit.【Method】Horizontal trellis and two kinds small trellis were selected, PAR, temperature and humidity, LAI and fruit quality and yield were determined from May to August.【Result】The results showed: the frame surface internal microenvironment of horizontal trellis of each part was more uniform, the PAR and temperature were high, but LAI and yield were low. And the fruit total sugar content and VC content were high; The frame surface internal microenvironment of small trellis II was PAR and the temperature was low, but humidity was high, especially the middle of flame and root of flame were obvious, and fruit total sugar content was low, fruit firmness was big; Small trellis I canopy light time was long and the light receiving area was relatively large, so the canopy internal temperature and humidity were relatively suitable for the growth of Thompson seedless grapes. And what is more, the whole fruit quality was relatively good, the yield was higher, but the quality of the fruit was slightly lower in the middle of the frame.【Conclusion】In conclusion, the more suitable environment for cultivation of Thompson seedless in Turpan area is small trellis I, which has bigger planting density and existing small elevation.

Thompson seedless grape; trellis system; canopy microclimate; yield； quality

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.07.005

2016-04-17

新疆维吾尔自治区科技计划项目“新疆特色果树高效安全生产关键技术集成与示范”(201130102-1)；现代农业产业技术体系专项资金项目(CARS-30)；新疆维吾尔自治区果树重点学科

贾杨(1988-)，女，新疆昌吉人，硕士研究生，研究方向为植物栽培生理学，(E-mail)423583570@qq.com

廖康(1962-)，男，四川梓橦人，教授，博士生导师，研究方向为果树种质资源及栽培生理，(E-mail)13899825018@163.com

S663.1

A

1001-4330(2016)07-1210-07