砧木对霞多丽和美乐葡萄生长、果实产量和品质的影响

牛锐敏，黄小晶，沈 甜，许泽华，陈卫平

(宁夏农林科学院 园艺研究所，宁夏 银川 750002)

自19世纪70年代欧洲国家使用美洲葡萄嫁接欧洲葡萄预防根瘤蚜以来，欧美国家一直非常重视葡萄砧木的研究和应用，法国、德国的葡萄嫁接栽培已超过了葡萄总面积的95%。许多国家十分重视品种和砧穗组合的区域化，如法国、德国、保加利亚等，已全面实现了砧穗组合区域化[1]。我国在葡萄产业快速发展初期对抗性砧木的重视不够，生产上多采用自根苗建园，嫁接苗的应用不到10%[2]。自20世纪末我国各地陆续发现根瘤蚜感染后，嫁接苗的研究和推广逐渐引起研究者和生产者的关注。研究表明，除抗根瘤蚜外，砧木在适应不同的环境、调节矿质元素的吸收、调整树势与果实产量和品质等方面对栽培品种均有较大的影响[3-5]。鄞红葡萄嫁接在砧木SO4和贝达上，萌芽和结实状况良好，果实着色均匀，叶片叶绿素、可溶性固形物、总糖和产量增加[6]。Malbec与3309C嫁接可提高果实、葡萄汁和葡萄酒中酒石酸含量[7]。嫁接后的Isabel可溶性固形物含量增高，果汁pH值降低[8]。美乐以SO4、140 R、Gravasac和4453M为砧木，生产的葡萄酒具有更好的色度和更高的花青素和单宁含量[9]。西拉葡萄以IAC 313为砧木总缩合单宁(皮)和黄烷醇含量更高，以1103P为砧木含有更高水平的单体花青素[10]。合理使用砧木可以调节葡萄植株生长、改善果实品质等，对促进葡萄生产具有重要意义。我国葡萄栽培区土壤和气候条件差异很大，根据特定环境条件和栽培品种选择合适的砧木，才能充分发挥嫁接苗的优良特性。

宁夏贺兰山东麓处于贺兰山冲积扇与黄河冲积平原之间，光照充足，干燥少雨，昼夜温差大，土壤透气性好、富含矿物质，灌溉条件充分，污染少，独特的非常适宜葡萄的生产和种植，是国内葡萄生长最佳生态区之一。截至2018年，宁夏酿酒葡萄栽培面积达3.8万hm2，占全国总面积的1/4左右，是我国酿酒葡萄集中连片最大的区域[11]。宁夏葡萄产业在迅速发展的同时，也存在一些不利的环境因素，影响葡萄植株的健康生长，从而使品质和产量下降。目前宁夏酿酒葡萄生产中嫁接苗的应用较少，且存在一定盲目性，本试验针对宁夏贺兰山东麓的气候、土壤特点，以宁夏酿酒葡萄白色品种霞多丽和红色品种美乐为接穗，分别与3种砧木组成嫁接组合，研究不同砧木对2种葡萄生长势、果实品质及产量的影响，为宁夏产区酿酒葡萄生产中筛选适宜的砧穗组合提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验园概况

地处宁夏银川市西夏区芦花台，海拔1 113 m，年平均气温8.8 ℃，≥10 ℃年活动积温3 300 ℃，平均年降水量198 mm，平均年蒸发量1 583 mm，年日照时数3 000 h 左右，无霜期较短，平均无霜期160 d。园地土壤类型主要为长期引黄灌溉淤积和耕作交替而形成的灌淤土，0～50 cm土层 pH值8.6，全盐0.90 g/kg，有机质8.06 g/kg，速效氮、速效磷、速效钾含量分别为30.4，14.0，289.0 mg/kg，地势平坦，排灌通畅。

1.2 试验材料

接穗品种：霞多丽(VitisviniferaChardonnay，C)和美乐(VitisviniferaMerlot，M)，砧木品种：5BB、1103P、110R、140R、SO4。砧穗组合分别为C/5BB、C/1103P、C/110R，M/140R、M/SO4、M/5BB，6个组合均为硬枝嫁接苗，以自根苗为对照。2014年5月栽植于露地，每处理10株，篱架栽培，南北行向，株行距为0.6 m×3.0 m，树形为倾斜龙干形，采取短梢修剪，常规管理。2016年开始结果，2017-2019年进行试验测定。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 枝条生长量调查 2018年5月15日开始调查，每组合标记10个枝条，每10 d左右对不同砧穗组合的新梢长度与粗度(新梢基部5 cm处)进行测量，新梢长度测量至夏剪前，新梢粗度测量至7月中旬新梢开始变色成熟；2018年10月16日测定主干基部粗度。

1.3.2 叶面积和叶绿素含量测定 2019年6月15日，叶幕充分形成时，从植株中部不同方位的营养枝和结果枝上随机选取成熟叶片，每个组合20片叶，采用照相机辅助计算机图像处理技术测定叶面积[12]。并随机抽取树体中部枝条上的第4～6片叶，采用日本柯尼卡美能达公司的SPAD-502叶绿素仪进行叶绿素含量测定，每叶测5个点取平均值，每组合10片叶。

1.3.3 果实产量和品质测定 霞多丽、美乐不同组合分别于2018年9月10日和9月23日采收，单株产量根据每株结果穗数和单穗质量计算，单位面积产量(kg/hm2)=平均单株产量×5 550株。

随机采集有代表性的果穗15穗，称量单穗质量，然后在每个果穗的不同部位取20个果粒，测定百粒质量、还原糖和可滴定酸含量，还原糖含量用斐林试剂法测定，可滴定酸含量用酸碱滴定法测定[13]。于-80 ℃超低温冰箱冷冻果粒，用福林酚法测定果实中总酚含量，福林-单宁斯法测定单宁含量，pH示差法测定花青素含量[14]。

1.3.4 数据处理 采用Excel 2007 和SPSS 20.0软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 砧木对霞多丽和美乐主干粗度的影响

砧木对嫁接苗主干生长有一定的促进或减缓作用。3种砧木不同程度促进了霞多丽主干增粗，以1103P为砧木主干粗度增加了17.0%，显著大于自根苗，以5BB、110R为砧木主干粗度与自根苗差异不显著(图1-A)；美乐3种嫁接苗主干粗度均小于自根苗，其中140R使主干粗度降低17.4%，与自根苗差异显著，5BB、SO4嫁接苗分别比自根苗主干粗度降低8.9%和8.6%，差异不显著(图1-B)。

2.2 砧木对霞多丽和美乐新梢生长的影响

从图2-A可以看出，从生长初期至5月底夏季修剪时，1103P嫁接的霞多丽新梢长度均大于自根苗，5BB、110R嫁接的霞多丽新梢长度前期大于自根苗，后期小于自根苗，整个时期4个处理新梢长度差异不显著。5月下旬至新梢成熟期，新梢粗度整体表现为：C/1103P>C/5BB>C>C/110R，新梢成熟期4个处理新稍粗度无显著差异(图2-B)。

生长初期美乐自根苗的新梢长度显著低于各嫁接苗，至夏季修剪时美乐自根苗新梢长度显著高于各嫁接苗，各嫁接苗之间差异不显著(图2-C)。5月下旬至新梢成熟期，新梢粗度整体表现为：M>M/SO4>M/5BB>M/140R；统计分析表明，新梢成熟期140R、5BB嫁接苗新梢粗度分别比自根苗降低了14.8%，12.3%，差异显著，SO4嫁接苗与自根苗新梢粗度差异不显著(图2-D)。

2.3 砧木对霞多丽和美乐叶面积SPAD值的影响

从表1可见，砧木对酿酒葡萄叶片的生长发育影响较大。霞多丽以1103P、5BB和110R为砧木叶面积分别比自根苗增大了24.8%，20.1%，13.9%，差异显著；3种嫁接苗叶片SPAD值均高于自根苗，其中1103P嫁接苗与自根苗之间差异达显著水平。美乐以140R、SO4和5BB为砧木叶面积分别比自根苗减少了19.6%，14.3%，11.0%，3种嫁接苗与自根苗之间差异显著；3个嫁接组合叶片SPAD值均低于自根苗，且差异达显著水平。

2.4 砧木对霞多丽和美乐产量的影响

从表2可以看出，霞多丽3种嫁接组合单穗质量均低于自根苗，但四者之间无显著差异，霞多丽以5BB、110R为砧木果实百粒质量显著大于自根苗，以1103P为砧木百粒质量与自根苗差异不显著。3种砧木嫁接的霞多丽单株产量与自根苗无显著差异，由单株产量折算成单位面积产量，1103P嫁接的霞多丽产量最高，比自根苗增产23.7%，110R和5BB嫁接的霞多丽分别比自根苗减产19.2%，18.3%。

美乐以5BB、SO4为砧木单穗质量大于自根苗，以140R为砧木果穗小于自根苗，其中5BB嫁接苗单穗质量与自根苗差异显著。从果粒大小来看，SO4嫁接的美乐百粒质量显著小于自根苗，其他2种组合百粒质量与自根苗差异不显著。砧木对美乐的产量存在不同程度的影响，5BB嫁接的美乐单株产量显著高于自根苗，140R和SO4嫁接苗的单株产量低于自根苗，但差异不显著。根据单株产量折算成单位面积产量，5BB嫁接的美乐产量最高，达17 538 kg/hm2，比自根苗增产20.5%，140R和SO4有较小幅度的减产。

2.5 砧木对霞多丽和美乐果实品质的影响

成熟期测定果实品质见表3，霞多丽以5BB为砧木果实还原糖含量显著高于自根苗，以1103P为砧木还原糖含量显著低于自根苗，以110R为砧木还原糖含量与自根苗无显著差异；5BB、1103P嫁接的霞多丽果实可滴定酸含量分别比自根苗高41.8%，20.6%，差异显著，110R嫁接苗可滴定酸含量与自根苗差异不显著。酚类物质是酿酒葡萄最重要的风味物质之一，影响葡萄酒的感官质量如颜色、口感等。砧木1103P和110R均显著降低了霞多丽果实总酚含量，降低幅度分别为19.9%,11.8%，砧木5BB对果实总酚含量影响不显著；3种砧木对霞多丽果实单宁含量无显著影响；5BB和1103P均显著提高了霞多丽果实花青素含量。

美乐以SO4为砧木果实还原糖含量显著低于自根苗，以140R和5BB为砧木还原糖含量与自根苗差异不显著；SO4和5BB嫁接的美乐果实可滴定酸含量分别比自根苗高20.5%，16.8%，差异显著，140R嫁接的美乐可滴定酸含量与自根苗差异不显著；砧木140R提高了美乐果实总酚含量，5BB 和SO4则降低总酚含量，3种砧木对美乐总酚含量影响均未达显著水平；3种砧木均提高了美乐果实单宁含量和花青素含量，其中140R嫁接苗单宁含量提高了15.3%，SO4嫁接苗和140R嫁接苗花青素含量分别提高了50.9%,26.4%，与自根苗差异均显著。

表1 不同砧木对霞多丽和美乐叶面积和SPAD值的影响Tab.1 Effects of rootstocks on leaf area and SPAD value of Chardonnay and Merlot

表2 不同砧木对霞多丽和美乐产量的影响Tab.2 Effects of rootstocks on the yield of Chardonnay and Merlot

表3 不同砧木对霞多丽和美乐果实品质的影响Tab.3 Effects of rootstocks on fruit quality of Chardonnay and Merlot

2.6 霞多丽和美乐不同砧穗组合生长和品质指标的主成分分析

2.6.1 霞多丽不同砧穗组合主成分分析 采用SPSS 20.0软件对不同砧穗组合的13个性状指标进行了主成分分析，霞多丽组合提取了2个主成分，图3-A表示霞多丽不同性状指标载荷图，第1主成分贡献率为50.40%，主干粗度、叶面积、SPAD值、单宁、单穗质量与主成分1相关性较大，主成分1解释了单宁及大部分的生长指标；第2主成分贡献率为33.09%，还原糖、可滴定酸、总酚、百粒质量和单株产量与主成分2 相关性较大，主成分2很好地解释了产量、糖酸等变量。将特征向量和标准化后的数据相乘并加权得到各主成分得分，图3-B表示霞多丽不同组合在主成分1和主成分2上的得分。霞多丽以1103P为砧木生长量最大、单宁含量最低、单穗质量最小，在主成分1上得分最高；霞多丽以5BB为砧木还原糖、可滴定酸和总酚含量最高，百粒质量较大，单株产量较低，在主成分2上得分最高。

2.6.2 美乐不同砧穗组合主成分分析 从表4可以看出，美乐组合提取了3个主成分，第1主成分贡献率为48.493%，第2主成分贡献率为30.836%，第3主成分贡献率为20.671%，3个主成分累计方差贡献率均达100%，说明3个主成分全面反映了原始信息。

表4 主成分方差解释(美乐组合)Tab.4 Analysis of variance of the principal components(Merlot combinations)

表5显示美乐不同性状指标与提取的3个主成分之间的相关性，叶面积、SPAD值、新梢长度、还原糖、单宁、花青素与主成分1相关性较大，其中单宁和花青素与主成分1呈负相关，主成分1解释了植株生长及果实品质的大部分指标；新梢粗度和总酚与主成分2 相关性较大，其中总酚与主成分2呈负相关；单穗质量和单株产量与主成分3相关性较大，主成分3解释了产量等变量。

表5 主成分载荷矩阵(美乐组合)Tab.5 Principal component load matrix(Merlot combinations)

表6反映了美乐不同组合在3个主成分上的得分，美乐自根苗新梢、叶片等生长量最大，还原糖含量最高，单宁和花青素含量最低，在主成分1上得分最高；美乐以SO4为砧木新梢粗度高于其他组合，总酚含量最低，在主成分2上得分最高；美乐以5BB为砧木单穗质量和单株产量较大，在主成分3上得分最高。

表6 美乐不同砧穗组合主成分得分Tab.6 Principal component values of Merlot combinations

3 讨论与结论

砧木对接穗营养生长的影响表现在枝条生长量、茎生物量、叶面积等多个方面[15-16]，本试验中，不同砧木对同一接穗的影响差异较大，霞多丽嫁接在5BB、1103P 和110R 3种砧木上对生长有不同程度的促进作用，美乐嫁接在140R、5BB和SO4 3种砧木上却显著减缓了生长。霞多丽以1103P为砧木显著提高主干粗度、叶面积及叶片SPAD值，增强生长势的效应最为明显，以5BB、110R为砧木显著增大叶面积，但对其他生长指标无显著影响，这与李双岑等[17]、韩晓等[18]报道的砧木1103P嫁接霞多丽叶绿素含量和枝条生长量明显高于其他砧穗组合、87-1以贝达和1103P做砧木叶片质量最佳的结果一致。张付春等[19]研究表明，砧木5BB明显提高赤霞珠单叶质量和比叶质量，SO4 降低了叶面积。本研究中美乐以140R为砧木显著降低主干粗度、新梢长度和粗度、叶面积及SPAD值，减弱生长势的效应最为明显，以SO4、5BB为砧木显著减弱新梢、叶片的生长，但对主干粗度无明显影响。从产量方面来看，美乐以5BB为砧木显著提高单株产量，以140R和SO4为砧木对单株产量无显著影响；霞多丽3个嫁接组合单株产量与自根苗无显著差异。这些研究结果的差异说明了接穗与砧木之间的特定亲和力超出了砧木本身的遗传，构成了每个砧穗组合的独特性[20]，砧木对接穗的影响不能单从砧木自身的生长特性进行判断。

糖、酸是评价葡萄果实品质的基本指标，对于酿酒葡萄来说，糖决定了葡萄酒的潜在酒度，酸决定葡萄酒的pH值，参与葡萄酒味感平衡。葡萄砧木不但调节接穗的营养生长，对果实糖酸的积累也有一定的影响。本研究中砧木5BB提高了霞多丽果实中还原糖含量，1103P则降低了果实中还原糖的积累；5BB、1103P提高了果实可滴定酸含量，110R对霞多丽糖酸含量均无显著影响。砧木SO4显著降低美乐果实还原糖含量，5BB嫁接苗还原糖含量与自根苗无显著差异；SO4和5BB显著提高了美乐果实可滴定酸含量，140R对美乐糖酸含量影响不显著。这与砧木SO4、1103P显著降低赤霞珠果实还原糖含量[21]，110R对还原糖含量无明显影响[22]的报道结果一致。也有研究表明，贵人香以SO4和5BB为砧木提高了还原糖含量，以1103P为砧木糖含量与对照差异不显著[23]；110R、5BB、SO4降低小味儿多果实总糖含量，而对果实总酸含量影响不显著[24]，这可能与不同环境条件下砧穗互作过程中营养元素钾的吸收程度和果实发育中糖代谢相关酶的活性有关。

对于酿酒葡萄，糖、酸决定葡萄酒的酒度和味感，酚类物质作为葡萄中重要的次生代谢产物，不仅影响葡萄酒的颜色、香气和口感，还决定葡萄酒的许多生理活性功能[25]。本试验中，砧木1103P和110R显著降低了霞多丽果实总酚含量，5BB和1103P均显著提高了霞多丽果实花青素含量。3种砧木均提高了美乐果实单宁含量和花青素含量，其中140R嫁接苗单宁含量与自根苗差异显著，SO4嫁接苗和140R嫁接苗花青素含量显著高于自根苗。砧木对果皮中花色苷的影响要比其他次生代谢产物更大，多数砧木促进着色，这与其他研究者红亚历山大以5BB、SO4为砧木果皮中花色素苷含量显著高于自根苗[26]以及Greco Nero、马瑟兰、藤稔嫁接在5BB上果皮花色苷含量增加[20，27-28]的结论是一致的，研究发现，砧木影响葡萄果实转色期花色素苷合成途径中酶活性，从而影响花色素苷合成和色泽表现。

葡萄砧木可以调节接穗的营养生长、产量和果实品质，但受砧木、接穗品种、栽培环境等因素的影响。本试验运用主成分分析法进行评价，认为在贺兰山东麓产区，5BB、1103P、110R与霞多丽的3种砧穗组合中，霞多丽以5BB为砧木果实还原糖和总酚上升，提高了品质，对生长有一定的促进作用，综合表现最好；美乐嫁接在140R、5BB和SO4 3种砧木上生长量、还原糖含量均低于自根苗，自根苗表现最好，5BB在稳定树势、保持品质、提高产量方面的综合表现优于其他2种砧木。