反光膜和摘叶对毛葡萄果际微气候及其果实品质的影响

成 果，吴代东，余 欢，冯启艳，张 劲，谢林君，白 扬，谢太理，周咏梅，周思泓*

(1.广西农业科学院葡萄与葡萄酒研究所，广西 南宁 530007；2.广西真诚农业有限公司，广西 南宁 530007)

【研究意义】光照是影响葡萄果实成熟和风味物质代谢最重要的环境因素之一[1]。广西地处我国西南部，属亚热带气候区，高温多湿，多石山，野生葡萄资源丰富，其中以毛葡萄分布最广。但广西大部分地区葡萄生长季日照不足，不利于生产优质酿酒葡萄原料。已有研究表明，在葡萄果实发育后期可通过适量疏除果穗周围叶片和树下铺设反光膜等措施以改善光照条件，进而提高葡萄果实品质[2]。两性花毛葡萄新品种野酿2号具有野生毛葡萄固有的酿酒特性[3]，但不少果农选择生产条件较差的土地建园，且不重视整形修剪和叶幕管理，致使园内通风透光不良、病害严重、产量降低并影响酿酒品质，毛葡萄生产损失巨大。因此，探究光调控处理对毛葡萄野酿2号果际微气候条件及果实基本理化指标的影响，对生产上优化广西毛葡萄栽培措施及改善广西毛葡萄酿酒品质具有重要意义。【前人研究进展】国内外大量研究证实，适时适度摘叶或铺设反光材料可显著增加采收期葡萄果实的可溶性固形物含量和总糖含量，降低果实酸度，提升果皮花色苷含量，提高果实品质[4-7]。Sun等[8]研究发现，摘叶对赤霞珠葡萄果皮中黄烷醇和花色苷积累的影响随年份变化而变化，能显著增加转色期和采收期果实中的酚酸和黄酮醇含量。赵亚蒙[9]等研究发现，摘叶能促进赤霞珠和品丽珠葡萄果实的花色苷和非花色苷酚类物质积累，且对采收期成熟度产生积极影响；在葡萄生长期摘除老叶和铺设反光材料不仅能增强果穗曝光度及树冠下部和内膛光照，还对叶片净光合速率和光能利用率产生影响，改变果际和树体的微气候及营养生长与生殖生长间的平衡关系，减少病虫害发生，最终提高果实产量和品质。Sternad等[10]研究表明，在黑比诺葡萄植株不同发育期进行摘叶处理可改变其果际微气候，进而对果实品质产生不同影响。曾洪挺[11]研究显示，对夏黑葡萄铺设反光膜能改善叶幕微环境，增加光照强度和叶片光合效率，并在提高可溶性固形物含量的同时降低可滴定酸含量。于咏等[12]研究表明，摘叶和铺设反光膜处理均可提高红地球葡萄叶片的光合速率，且摘叶处理效果优于铺膜处理，而铺膜+摘叶处理表现出叠加效应；3种光调控处理均能显著提高果粒重量并提升可溶性固形物含量。但也有研究显示，在气候炎热地区，果穗过度曝光会对西拉葡萄果皮花色苷酚类物质积累产生不利影响[13]。【本研究切入点】目前，光调控处理对酿酒葡萄品质影响的研究主要集中于赤霞珠、黑比诺和西拉等欧亚种葡萄品种，以我国特有酿酒葡萄资源为试材的相关研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以广西南宁地区种植的毛葡萄野酿2号为试材，在其果实转色始期摘除果穗周围叶片和铺设反光材料调节果际光照条件，监控该2种光调控处理对其果际微气候条件的影响，同时跟踪监测果实基本理化指标的变化情况，旨在为优化广西毛葡萄栽培措施及改善广西毛葡萄和葡萄酒品质提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

野酿2号葡萄于2016年定植在广西农业科学院科研核心示范区(东经108°15′，北纬22°51′)，株行距1.0 m×3.0 m，平棚架，树势中等，滴灌，管理水平良好。2019年3月11日以单氰胺点芽，发育期采用E-L系统[14]进行编号。3月25日进入萌芽始期(E-L4)，4月9日新梢长至10.0 cm(E-L12)，5月8日进入开花始期(E-L19)，5月13日进入盛花期(E-L23)，5月20日进入开花末期(E-L26)，5月23日进入坐果期(E-L27)，6月5日果实达豌豆粒大小(E-L31)，在7月26日进入转色始期(E-L35)时立即进行摘叶和铺反光膜处理，8月26日转色结束(E-L37)，9月4日进入采收期(E-L38)。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 处理前在果穗周围架设HOBO小型气象站(Onset，USA)用于采集温度、相对湿度、光合有效辐射(PAR)和太阳总辐射(SR)4种气象参数，数据采集器每5 min记录1次，直至果实采收。光调控设摘叶处理和铺设反光膜处理，以不进行摘叶和不铺设反光膜为对照，其中，摘叶处理为将果际周围(1～6节位)叶片摘除(以果穗充分曝光不被叶片遮挡为准)，铺设反光膜处理为在植株树冠正下方铺上与树冠外缘对齐的1.5 m宽白色反光地布(美国杜邦，1446B型)(图1)。每处理选择树体长势基本一致的野酿2号3株，每株树作为一个生物学重复。

1.2.2 样品采集与理化指标测定 各处理果实样品于绿果期(E-L33)(处理前1周)、转色初期(E-L35)(处理后1周)、转色结束(E-L37)和采收期(E-L38)4个发育阶段进行采集，每处理每次采样150粒果实(每个重复50粒)，注意兼顾果穗的上、中、下各部位。采集的样品用于测定果实鲜重(单果粒重)、可溶性固形物含量、可滴定酸含量和色度色调值。具体步骤为：先将果实称重，用色度计(日本Konika Minolta CR-10)测定色度色调值，破碎后取汁，利用PAL-1型手持折射计(日本，Atago，Tokyo)测定可溶性固形物含量，利用酸碱滴定法测定可滴定酸含量(以酒石酸含量表示)。重复3次，取平均值。

图1 光调控处理与野酿2号果际微气候监控图

1.3 统计分析

试验数据采用SPSS 20.0进行统计分析，以Prism 8.0制图。

2 结果与分析

2.1 野酿2号生长季气象资料分析

为了分析毛葡萄生长季的气候特点，将广西南宁地区近3年野酿2号生长季的活动积温、采收前2个月的水热系数、浆果成熟月的降水量及生长季日照时数(数据来源于广西壮族自治区气象局)与我国东西部两个优质葡萄酒产区(山东蓬莱和新疆玛纳斯)气象资料[15]进行对比。由表1可知，广西南宁野酿2号生长季的活动积温均超过4000 ℃，满足毛葡萄露天生长需求且达到优质酿酒产区的标准。但采收前2个月的水热系数及浆果成熟月的降水量远高于新疆玛纳斯和山东蓬莱。此外，广西南宁地区葡萄生长季日照时数偏少，与传统酿酒产区相比明显不足，未达优质酿酒产区标准。

2.2 光调控处理对野酿2号果际微气候条件的影响

光调控处理一段时间(17 d/30 d，下同)后，将对照与摘叶处理、对照与铺设反光膜处理果际的日均温、昼夜温差、日最高温度和日最低温度进行比较，结果(图2)表明，处理后对照与摘叶处理、对照与铺设反光膜处理果际的日均温基本一致(图2-A)；摘叶与铺设反光膜处理果际的昼夜温差(图2-B)和日最高温度(图2-C)分别低于各自的对照，而日最低温度高于各自的对照(图2-D)；在观测的17 d中，摘叶处理及其对照果际分别有2 d日最高气温低于35 ℃，而在观测的30 d中，铺设反光膜处理及其对照果际分别有12 d日最高气温低于35 ℃；摘叶处理及其对照果际日最低温度低于25 ℃的时间均有1 d，而铺设反光膜处理及其对照果际日最低气温低于25 ℃的时间分别有14和7 d。

对光调控处理后一段时间各处理果际的日均相对湿度、昼夜湿度差、日最高湿度和日最低湿度进行比较，结果(图3)表明，摘叶和铺设反光膜处理果际的日均湿度(图3-A)略低于各自的对照，两种光调控处理果际的昼夜湿度差(图3-B)和日最高湿度(图3-C)也低于各自的对照，而日最低湿度略高于各自的对照(图3-D)。说明两种光调控方法均可改善毛葡萄野酿2号果际的通风透光条件，明显降低叶幕郁闭程度和果际湿度。

表1 广西南宁、新疆玛纳斯和山东蓬莱葡萄生长季气象对比

●代表对照；△代表摘叶处理；◇代表铺设反光膜处理，图3和图4同

图3 摘叶和铺设反光膜处理对毛葡萄野酿2号果际相对湿度的影响

图4 摘叶和铺设反光膜处理对野酿2号果际光合有效辐射和太阳总辐射的影响

光调控处理一段时间后，将各处理果际的日均光合有效辐射、日光合有效辐射最大值、日均太阳总辐射和最大太阳总辐射进行比较，结果(图4)表明，两种光调控处理均能增强野酿2号的果际光合有效辐射和太阳总辐射，其中摘叶处理的调控效果更佳，其光合有效辐射日均值比对照提高6～13倍(图4-A)，太阳总辐射日均值比对照提高2～4倍(图4-C)；在进行摘叶处理后所观测的17 d中，其果际的日最大光合有效辐射值达1400～1600 μE(图4-B)，最大太阳总辐射值达700～1000 W/m2(图4-D)；由于太阳总辐射和光合有效辐射最小值均为黑夜水平，因此不再分析。

分别选择光调控处理前(7月)和处理后(8月)各1 d摘叶处理和对照的气象参数日变化情况进行比较，结果(图5)表明，1 d中野酿2号的果际温度、太阳总辐射和光合有效辐射均呈先升高后降低的变化趋势，其中，平均气温在12：00-18：00高于35 ℃，在14：00达最大值(图5-A和图5-B)，而太阳总辐射和光合有效辐射在12：00达峰值(图5-E、图5-F、图5-G和图5-H)；相对湿度的日变化呈先降低后升高的变化趋势，其中处理前后最小值均出现在13：00(图5-C和图5-D)；处理前对照与摘叶处理果际温度、相对湿度、太阳总辐射和光合有效辐射间的日变化曲线基本重合，而处理后摘叶处理果际白天的温度略小于对照，太阳总辐射和光合有效辐射明显小于对照，说明摘叶处理可改变野酿2号果际的通风透光条件，同时可减少白天极端高温出现时间。

分别选择光调控处理前(7月)和处理后(8月)各1 d进行铺设反光膜处理和对照的气象参数日变化情况进行比较，结果(图6)表明，野酿2号的果际温度、太阳总辐射和光合有效辐射无论处理前后均呈先升高后降低的变化趋势，其中，平均气温在13：00-15：00达35 ℃，在13：00-14：00最高(图6-A和图6-B)，而太阳总辐射和光合有效辐射在13：00达峰值(图6-E、图6-F、图6-G和图6-H)；相对湿度的日变化呈先降低后升高的变化趋势，在处理前后最低值分别出现在12：00和15：00(图6-C和图6-D)；处理前对照与铺设反光处理的果际温度、相对湿度、太阳总辐射和光合有效辐射间的日变化曲线基本重合，而处理后铺设反光膜处理白天的温度略低于对照，太阳总辐射和光合有效辐射明显高于对照，但增幅小于摘叶处理。说明铺设反光膜能改善野酿2号的果际光照强度，在不改变叶幕结构的同时也能够降低白天果际的高温。

图5 摘叶处理前后野酿2号果际气象参数的日变化情况

2.3 光调控处理对野酿2号发育期果实基本品质的影响

从图7可看出，对照与两种光调控处理野酿2号4个发育阶段的单果粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、亮度值(L*)、红绿色调(a*)和黄蓝色调(b*)值的变化趋势基本一致。其中，对照与两种光调控处理的单果粒重均随着发育期的推移呈逐渐增加趋势，在前3个发育期各处理间无显著差异(P>0.05，下同)，在采收期摘叶和铺设反光膜处理显著低于对照(P<0.05，下同)(图7-A)，尤其以摘叶处理的单果粒重最低；果实可溶性固形物和可滴定酸含量随着发育期的推移分别呈逐渐上升和下降的变化趋势(图7-B和图7-C)，处理前1周(绿果期)和处理后1周(转色初期)各处理间无显著差异，转色结束和采收期两种光调控处理的果实可溶性固形物含量显著高于对照，可滴定酸含量显著低于对照；L*随着发育期的推移逐渐降低，说明果皮颜色逐渐加深，且在绿果期、转色初期和转色结束3个阶段各处理间差异不显著，而采收期两个光调控处理的L*显著低于对照，尤其以摘叶处理最低(图7-D)；a*随着发育期的推移逐渐增大，在转色阶段变化较小，在采收期达最大值，其中，在绿果期、转色初期和转色结束3个阶段对照的a*各与两个光调控处理间差异不显著，而在采收期显著低于2个光调控处理(图7-E)；b*随着发育期的推移逐渐减小，在各发育阶段各处理间均无显著差异(图7-F)。

图6 铺设反光膜处理前后野酿2号果际气象参数的日变化情况

3 讨 论

葡萄植株的光照条件受地域、整形方式、行向、叶幕密度和果穗生长方向等条件影响，而摘除果穗周围叶片和铺设反光材料是改善植株光照条件非常有效且已被广泛应用的方法，成本低，操作简便，在生产上比采取补光等措施更有利于推广[2，5，16]。已有研究发现，摘叶不仅可改变苹果冠层的通风透光微气候条件，还可使浆果均匀着色，从而改善果实外观品质[17]。雷玉娟等[4]研究表明，摘叶处理能改善赤霞珠葡萄树体的通风透光条件，增加果实光照量，从而提高果实糖分，且不影响果实产量和枝条成熟度。本研究结果与上述研究结果相似，摘叶处理野酿2号的果际微气候条件发生了明显变化，在光合有效辐射和太阳总辐射增加的同时，昼夜温差、日最高温度、日均湿度、昼夜湿度差和日最高湿度均低于对照，可能与摘叶改善了果穗周围的通风透光条件，且降低了叶幕郁闭程度有关。本研究中，对野酿2号进行摘叶处理后，其果实的可溶性固形物含量升高，可滴定酸含量降低，果皮颜色变深，红色色调值增大，与前人对欧亚种葡萄的研究结果一致[13，18]。广西南宁2017-2019年葡萄果实生长季的日照时数与传统酿酒产区相比严重不足，通过摘除果穗周围叶片和铺设反光材料已得到改善。

果园内铺设反光膜可利用太阳直射光和散射光(全波光)以增加果树内膛光照强度，从而增大果实曝光度，已在设施果树生产中广泛应用[13]。在光照不足或果实成熟期阴雨天较多的南方或大棚光照不足的环境，铺设反光膜能改善果园微气候，提高果实品质[6]。蔡军社等[19]、李文超等[20]对果实转色后的赤霞珠进行不同程度摘叶处理，可明显降低其单果鲜重，本研究结果与其一致，摘叶和铺设反光膜处理的采收期野酿2号果实单粒果重均降低，可能与摘叶和铺设反光模后果穗受到充足的阳光照晒及通风条件进一步改善加快了果实内水分蒸发和散失有关。刘林等[21]研究表明，在设施葡萄树冠下铺设蓝色膜、红色膜和银色膜等3种类型反光膜能显著改善其果实品质，特别是铺设蓝色膜可在提高果实可溶性糖含量的同时降低可滴定酸含量，效果更佳。张新生等[22]研究也表明，铺设反光膜可通过提高葡萄果实蔗糖代谢相关酶活性来提高葡萄浆果的糖分含量。本研究结果与刘林等[21]、张新生等[22]的研究结果相似，野酿2号果实转色初期铺设白色反光地布可提升其可溶性固形物含量，降低可滴定酸含量，增加果皮颜色色度值，增大红色色调值。

各小图中同一生育期不同曲线上不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

在大田生产中光照和温度与相对湿度密不可分，通常光照增强可能随之带来果际温度升高和湿度降低[23]，光照减弱时叶幕微气候会出现空气温度降低、空气相对湿度增大现象[24]。本研究中，两种光调控处理均可增强野酿2号的果际光照强度，降低昼夜温差、日最高温度、昼夜湿度差和日最高湿度，同时增加日最低温度和湿度。因此，在调控葡萄生长的光照条件时，应同时监控温度和湿度等气象因子的变化情况。此外，本研究中光调控处理可增加果皮颜色色度值，增大红色色调值，与1 d中高温出现时间缩短及发育期高温出现频率降低有关，与前人研究[25-26]认为葡萄果实花色苷的合成和积累在较冷凉年份多于炎热年份的观点相似，进一步说明光调控能通过改变葡萄果际微气候环境进而影响果实品质。

4 结 论

在广西南宁地区，于毛葡萄野酿2号果实转色始期摘叶和铺设反光膜可改善其果际通风透光条件，缩短高温出现时间并降低高温出现频率，提高果实的可溶性固形物含量、果皮色度值和红色色调值，在一定程度上提升浆果品质，其中摘叶调控的效果更佳。