不同行内生草对葡萄果实品质的影响*

王波波，王小龙，史祥宾，冀晓昊，王海波，刘凤之

（中国农业科学院果树研究所，农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室，辽宁兴城 125100）

目前果园土壤普遍采用的管理方式有清耕、覆膜、生草、免耕等[1]。传统的土壤管理方式为清耕，随着除草剂的发明和大量使用，清耕制发展更为迅速[2]。果园生草栽培19 世纪末出现在美国，20 世纪40 年代随着割草机的发明，果园生草栽培得到大力推广[2]。我国1998 年将果园生草制列为推广项目，果园生草制得到了政府的支持和农艺专家的推广，如今，我国生草管理得到了一定规模的发展。果园生草具有减少土壤侵蚀、增加渗透和改善土壤状况的作用[3]，果园生草后能够稳定土壤的水分环境和温度[4]。行内生草在夏季可以降低地温，在秋冬季可以提高地温，为果树的生长提供良好的环境[5]。生草后草的残体经过长时间的腐烂分解，有助于增加土壤有机质的含量，提高土壤肥力，进而为果树的生长提供充足的养分[6]。Irvin 等[7]研究发现生草处理对葡萄生长有促进作用。王小龙等[8]研究发现，行内种植黑麦草、紫花苜蓿可显著增加葡萄根系长度、表面积和根系矿质元素含量，提高土壤有机质含量、减轻土壤酸化、提高土壤中大量和微量元素含量。也有研究发现，果园生草对果树生长有抑制作用，认为生草后草的生长会与果树生长争水争肥[9]，降低葡萄树体活力和产量[10]。对于生长旺盛的树体，生草处理可以减弱树体营养生长、控制产量[11]。长期以来，果园生草通常采用行间生草、行内清耕的方式。研究发现，在滴灌和机械作业条件下，葡萄根系一般被限制在行内[12]。而目前国内葡萄园生草研究主要关注行间生草，而与果树根系关系更为密切的行内生草对葡萄生长发育的影响鲜有报道[8]。本团队研究表明，行内生草可增加葡萄根系长度、表面积，提高土壤有机质含量、减轻土壤酸化、提高根系中矿质元素含量，对葡萄香气品质改善有一定的作用[8,13]。在上述基础上，本研究通过对葡萄园进行不同行内生草处理，明确行内生草对葡萄果实品质的影响，以筛选出北方埋土防寒地区行内生草的适宜草种。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与试验设计

试验于2019—2020 年连续2 年在中国农业科学院果树研究所葡萄核心技术试验示范园（辽宁省兴城市）进行。试验地土壤为棕壤。以2017 年栽植的‘贝达’砧‘巨峰’葡萄为试材。采用斜干水平龙干形配合水平叶幕，新梢间距15 cm，双株定植，行株距4 m×2 m。

试验为单因素随机区组设计。试验处理为葡萄园行内播种多年生豆科草本植物紫花苜蓿（Medicago sativaL.）、1 年生禾本科植物黑麦草（Lolium perenneL.）、黑麦草和紫花苜蓿1∶1 混播、多年生白花三叶草（Trifolium repensL.）和行内自然生草，以行内清耕并覆盖黑色地膜为对照，人工种植草种于每年葡萄上架后撒播，人工生草均在行内（树盘）播种，树盘宽度1.5 m，行间均进行自然生草，共6个处理，每个处理3个小区，每个小区15 株树。葡萄生长季刈割3 次草，草的残体就地覆盖在行内，其他管理同常规。

1.2 样品的采集与测定方法

连续2 年（2019—2020 年）在葡萄果实成熟期（9 月中下旬）采样测定果实品质，每个处理取9个果穗，每穗上、中、下部各取部分果粒用于果实品质的测定。测定方法如下：维生素C 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[14]；可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH 滴定法测定[15]；用电子天平称量单粒重（精确至0.01 g）；可溶性固形物含量采用日本产PAL-I 型折光仪测定；果实质地指标使用英国Stable Micro Systems 公司生产的TA-HD plus 双臂质构仪测定，使用SMS P/2 探头[16]；花青苷含量利用1%盐酸甲醇溶液提取，用分光光度计比色法测定[17]；香气物质采用GC-MS 测定，香气数据分析使用系统自带的色谱工作站[13]。

1.3 数据处理与分析

试验数据采用2019—2020 年2 年的平均值进行分析，采用SAS 9.4 和Excel 2016 进行数据统计分析和图表制作，采用DPS 软件进行Topsis 分析，采用单因素（One-way ANOVA）和多重比较（LSD）法进行差异显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同行内生草对葡萄果实品质的影响

2.1.1 不同行内生草对葡萄果实外观品质的影响

与对照相比，行内种植紫花苜蓿显著增加了葡萄单粒重，增加了11.39%；其余生草处理与对照差异不显著（图1）。

图1 行内生草对葡萄单粒重的影响

行内种植黑麦草和三叶草均能够显著提高葡萄果皮花青苷含量，分别提高了86.33%和54.01%；其余生草处理使果皮花青苷含量略有提高，但差异不显著（图2）。

图2 行内生草对葡萄果皮花青苷含量的影响

2.1.2 不同行内生草对葡萄果实内在品质的影响

从图3 可以看出，与对照相比，行内种植黑麦草显著提高了葡萄果实可溶性固形物含量，提高了6.69%；行内种植紫花苜蓿、黑麦草＋紫花苜蓿混播、自然生草使果实可溶性固形物含量略有提高，但差异不显著。

图3 行内生草对葡萄果实可溶性固形物含量的影响

由图4 可知，行内种植黑麦草葡萄果实可滴定酸含量比对照提高了9.94%，其余生草处理略微降低了果实可滴定酸含量，但与对照差异均不显著。

图4 行内生草对葡萄果实可滴定酸含量的影响

与对照相比，行内种植黑麦草和三叶草均能够显著提高果实维生素C 含量，分别提高了26.51%和11.27%；行内种植紫花苜蓿果实维生素C 含量略低于对照，但差异不显著（图5）。

图5 行内生草对葡萄果实维生素C 含量的影响

由图6 可知，与对照相比，黑麦草、黑麦草＋紫花苜蓿混播、三叶草处理的特征香气物质乙酸乙酯含量均显著提高，分别提高了102.74%、146.94%、56.77%；自然生草和紫花苜蓿处理均显著降低了乙酸乙酯含量，分别降低了55.49%、35.14%。

图6 行内生草对葡萄果实乙酸乙酯含量的影响

2.1.3 不同行内生草对葡萄果实贮运品质的影响

由图7 可知，与对照相比，行内种植黑麦草、黑麦草＋紫花苜蓿混播、自然生草、紫花苜蓿均显著提高了葡萄果皮强度，分别提高了14.33%、12.62%、11.90%、10.59%；三叶草处理略微降低了果皮强度，但差异不显著。

图7 行内生草对葡萄果皮强度的影响

由图8 可知，行内生草对葡萄果肉硬度影响较小，各处理与对照差异均不显著。

图8 行内生草对葡萄果肉硬度的影响

2.2 不同行内生草对葡萄果实品质影响的综合评价

通过DPS 软件利用Topsis 方法计算果实品质指数进行综合评价[17]，各品质因子的权重指标依据李思佳[18]市场调研赋予，其中权重具体赋值：单粒重、可溶性固形物含量、花青苷含量、可滴定酸含量、维生素C 含量、果肉硬度、果皮强度、特征香气含量分别为0.199 2、0.364 5、0.227 5、0.364 5、0.364 5、0.310 2、0.310 2 和0.453 9。果实品质指数越高，果实综合品质越优。由表1 可知，行内种植黑麦草果实品质指数显著高于对照；黑麦草＋紫花苜蓿混播、三叶草、自然生草处理果实品质指数均略高于对照，但与对照差异均不显著；而行内种植紫花苜蓿果实品质指数略低于对照，但与对照差异不显著。因此，行内种植黑麦草果实品质最佳。

表1 各处理葡萄果实品质指数及排名

3 讨论与结论

土壤为植物生长提供养分，生草处理增加了土壤速效养分含量，进而影响果树生长[11]。王锐等[19]研究发现，高温干旱会促使葡萄过早成熟，但此时花青苷和香气物质产生较少，进而对葡萄果实品质产生影响。本研究发现，行内种植黑麦草和三叶草均能够显著提高葡萄果皮花青苷含量，黑麦草、黑麦草＋紫花苜蓿混播和三叶草处理葡萄果实乙酸乙酯含量均显著增加。可能是因为生草处理可以通过地面上草的生长，减少地面对大气中的反向辐射，葡萄的冠层温度降低，使得葡萄园形成小气候，改善了果实品质[20-21]。段卫朋[22]研究发现，相对于清耕，葡萄园行内生草可以显著提高‘赤霞珠’葡萄的香气物质含量。庞群虎[23]研究发现，行内生草或覆膜处理可以不同程度地提高酿酒葡萄可溶性糖、可溶性固形物含量。冀晓昊等[13]研究发现，行内生草不仅不会降低鲜食葡萄果实品质，而且对葡萄的香气有改善作用。本研究发现，行内种植黑麦草、三叶草处理葡萄果实维生素C 含量均显著提高，黑麦草处理显著提高了果实可溶性固形物含量。生草处理对果实品质的改善可能是由于果园生草刈割腐烂后可增加土壤有机质和其他养分供给葡萄生长，草根腐烂增加土壤大小孔径，减少根系生长压力，促使果树根系下扎，增加根系活力[8]，给葡萄果实生长提供充足的养分。唐敏[24]研究发现，生草处理在高温季节可以调节表层土壤温度，使土壤温度相对恒定，而清耕处理土壤温度变幅较大。管雪强等[25]研究发现，行内自然生草减少了土壤昼夜温差，增加了果实可滴定酸含量，可能是土壤水分含量高，昼夜温差小，糖分积累较少，导致葡萄酸度增加。本研究发现，生草处理除黑麦草外其他处理略微降低了葡萄果实可滴定酸含量，这可能是草种选择和立地条件对土壤水分和昼夜温差的影响所致。

本研究结果表明，行内种植黑麦草果实品质最佳，显著优于对照。因此，建议在葡萄生产中采取行内种植黑麦草的技术措施，以改善果实品质。