山西夏县酿酒葡萄种植气候适宜性分析

张茜茹

（运城市气象局，山西运城044000）

目前，随着葡萄酒文化的渗透、消费者人均可支配收入逐渐增高，我国葡萄酒市场逐步扩大，葡萄酒销量逐渐增加，随之而来的葡萄种植产业需求迅速增长。葡萄酒的品质主要取决于酿造原料，即优质的酿酒葡萄（占70%），同时还受酿造工艺的影响（占30%）[1]。酿酒葡萄品质受多种因素影响，包括种植地气象条件、葡萄品种、栽培技术和种植园管理水平等，其中，气象条件的影响占比最大。品种优良的酿酒葡萄配合适宜的气候条件和先进、科学的栽种培育技术，能充分展示酿酒葡萄本身的优良特性，生产出具有独特风格、口感极佳、受消费者喜爱的葡萄酒[2]。

近年来，针对区域乃至全国范围的酿酒葡萄种植区划已有大量研究。夏县地区种植酿酒葡萄已有超过10 a的历史，其中，种植面积、时间最长的品种为赤霞珠，其属晚熟品种；此外还有一些其他的品种，如梅尔诺、蛇龙珠、霞多丽等。酿酒葡萄的区划研究中，学者们使用了不同的指标，所得结论存在差异。火兴三[3]将无霜期、生长季的干燥度作为指标，从宏观的角度分析认为，夏县适宜晚熟品种酿酒葡萄的栽培；张春同[4]通过建立指标体系，研究中国酿酒葡萄气候区划认为，夏县地区属于酿酒葡萄的次适宜区；张晓煜等[5]选择7—8月水热系数、7—9月≥10℃活动积温、≥10℃年活动积温、1月份平均气温作为适宜性气候区划指标，把夏县地区划分为葡萄种植较适宜区；张磊等[6]选取≥10℃积温、干燥度、无霜期3个指标研究赤霞珠的气候区划，认为夏县区域属于葡萄种植次适宜区。由于酿酒葡萄的种植具有很强的地域性，大面积区划研究在局部的小地域应用上缺乏精细的指导性。

本研究通过分析山西省夏县的热量、水分、光照、水热与光热系数等因素，结合近年来的酿酒葡萄物候期观测资料，进行酿酒葡萄种植的气候适宜性分析，旨在及时指导酿酒葡萄种植方案的调整，提高葡萄品质，合理开发，降低大面积酿酒葡萄生产基地潜在风险，为企业节能、农民增收作出贡献。

1 材料和方法

1.1 材料来源

资料来源于山西省夏县气象局，整理了近30 a（1990—2019年）的日值资料，直接或通过计算获得所需的气温、降水、日照时数、活动积温、无霜期、水热系数、光热系数等。

1.2 研究方法

1.2.1 可种植性分析 葡萄能否正常成熟，选取无霜期、活动积温2个指标；葡萄能否安全过冬，选择最冷月平均温度、冬季极端最低温度2个指标[7-9]。

1.2.2 气候适宜性分析 从温度、光照、水分等方面选取葡萄生长季不同阶段水热系数、光热系数等指标，分析葡萄生长气候适宜性。水热系数（K）[10]与光热系数（I（Rt））[11]反映了生长期作物的2个因子的配合程度。

式中，∑Ta表示活动积温，∑P表示同时期的降水量。

式中，X为日平均气温≥10℃期间的温度总和；H为同时期逐日日照时数之和。

1.3 数据分析

采用Excel软件进行数据统计与整理；采用SPSS 24.0软件进行显著性和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 气候可行性分析

对于酿酒葡萄在华北区域的种植需满足的条件为：无霜期大于160 d，气温≥10℃的活动积温在2 800（℃·d）以上，最冷月平均气温（1月）高于-15℃，极端最低气温高于-35℃（极端最低气温在低于-15℃，需埋土越冬）[3，12-13]。

2.1.1 无霜期 由图1可知，近30 a来夏县地区无霜期最长为254 d（2017年），最短为167 d（1991年），平均为203 d，且无霜期天数呈显著递增趋势，增速为8.9 d/10 a（P＜0.05）；其中，无霜期为160～180 d的4 a，180～200 d的10 a，200～220 d的11 a，大于220 d的5 a。

夏县地区的终霜日主要集中在3月下旬到4月中旬，最早出现在3月8日（2017年），最晚出现在5月2日（1991年）；初霜日主要集中在10月中旬到11月上旬，最早出现在10月2日（2004年），最晚出现在11月14日（2013年）（图2）。

2.1.2积温 从图3可以看出，近30 a间，≥10℃积温最多为4 805.4（℃·d）（2006年），最少为4 058.6（℃·d）（1992年），均值为4 459.8（℃·d）；4—9月的活动积温在3 691.6～4 230.5（℃·d）。无论是实际生长期的活动积温还是4—9月活动积温，二者均远大于华北地区酿酒葡萄种植所需积温2 800（℃·d）[3，12]的要求，可以满足晚熟品种对热量的需求，且都呈明显增加趋势，增速分别为123.9℃/10 a（P＜0.05）和68.3℃/10 a（P＜0.05）。从图4可以看出，1990—2019年夏县气温稳定通过10℃初日主要集中在3月下旬至4月上旬，其中，最早出现在3月11日（2008年），最晚出现在4月21日（2013年）；终日主要集中在10月下旬，最早出现在10月14日（2003年），最晚出现在11月7日（2019年）。

2.1.3 最冷月平均气温（1月） 近30 a来，夏县最冷月（1月）平均气温-2.1℃，最低-5.6℃（2011年），最高0.4℃（2002、2017年）（图5）。

2.1.4 极端最低气温 从图5可以看出，近30 a间，极端最低气温低于15℃的年份共有18 a，其中最低的年份为1990年（-19.8℃），远高于极端最低气温（-35℃）的限制，可以通过埋土使葡萄安全越冬。夏县地区符合葡萄正常生长所需的温度条件，可以栽种酿酒葡萄。

2.2 气候适宜性分析

2.2.1 温度条件 由表1可知，葡萄的全生育期内的气温平均为21.7℃，且旬平均气温均高于10℃。当日平均气温稳定通过10℃时，葡萄进入萌芽阶段；3月下旬、4月上旬的旬平均气温分别为10.9、13.5℃，其是葡萄萌芽的最适温度，但此时夏县冷暖空气交替、天气多变，应密切关注寒潮天气，防止春季晚霜冻带来的影响；4月中旬、下旬，夏县葡萄进入新梢生长期，旬平均气温分别为15.3、17.5℃，该温度条件有利于葡萄新梢生长[14-15]；夏县葡萄在5月上旬进入开花期，此时的平均气温为19.2℃，温度条件有利于葡萄开花、授粉、坐果[16]；夏县酿酒葡萄5月中旬到8月中旬处于浆果生长期，旬平均气温在20.3～27.7℃，此阶段的气温、积温均是最高的，对浆果的膨大较为有利；8月下旬到9月下旬是夏县酿酒葡萄的浆果成熟期，旬平均气温为18.4～23.9℃，平均气温日较差＞10℃，极端最高温度38.8℃，但近30 a来日最高气温超过38℃的天数仅有5 d，该阶段夏县地区的温度条件有利于葡萄的着色、成熟和糖分的积累[17-18]。

表1 夏县酿酒葡萄生育期历年平均气象资料要素

2.2.2 光照条件 从图6可以看出，夏县1990—2019年日照时数年均值为2 276 h，其中，日照时数最高值为2 717.3 h（1995年），最低值为1 763.1 h（2015年）；葡萄生长期（3月下旬至9月下旬）日照时数平均值为1 387.0 h，最多为1994年的1 617.8 h，最少为2013年1 124.8 h。温带大陆性气候区的优秀酿酒葡萄产区中，法国阿尔萨斯的斯特拉斯堡、勃艮第的里昂、陕西西安、河北怀来4地，年日照时数多数在2 000 h以下[18]，夏县地区的年日照时数高于这些产区，可以满足葡萄正常生长光照需求，且在热量充足的地区，日照时数通常不是限制葡萄发展的主要因素之一[19]。夏县各旬平均日照时数为72.6 h，其中，7月下旬最多（87.7 h），9月中旬最少（52.7 h），除9月中下旬外旬日照时数均大于60 h（表1），整个生长期日照时数有一个增高再降低的过程，这种变化特征有利于葡萄光合物质的转化，从而影响葡萄产量与品质。近年来，夏县地区的日照时数呈现减少的趋势，年日照时数减少速率为178.2 h/10 a（P＜0.05），未来光照时数的减少可能会对葡萄的种植产生一定的影响。

光热系数I（Rt）又称为日光能系数，对于不同成熟期的酿酒葡萄品种，正常成熟需要的光热系数不尽相同，其中，早熟酿酒葡萄品种要求光热系数在2.6～2.8，而晚熟品种正常成熟的光热系数要求大于4.5。由图7可知，夏县地区1990—2019年葡萄生长季平均光热系数为5.4，最低为3.7（2013年），最高为6.6（1997年），30 a中低于4.5的年份仅有2 a，可以满足晚熟葡萄生长成熟所需的光热条件。

2.2.3 水分条件 夏县1990—2019年降水量年际变化较大，年均值为514.4 mm，其中，最高值为746.5 mm（2003年），最低值为304.7 mm（1997年），葡萄生育期3月下旬至9月下旬的降水量，占年降水量的56.7%～93.9%，平均80.1%，对葡萄的生长较为有利（图8）。夏县降水的季节性分布不均匀，夏、秋2季的降水量占全年降水量的76.4%，其中，夏季占46.1%，且主要集中在7—8月。葡萄萌芽期及新梢生长期对水分的需求较多，这2个阶段夏县的平均降水量分别为17.5、24.6 mm，降水适中，为保证水量的充足，满足土壤含水量的需求，可以适当灌溉；进入开花期，葡萄对水分的需求降低，要求适当干燥，若此时降水过多会影响受精授粉，导致落花落果，开花期夏县的平均降水量为17.4 mm，利于葡萄的开花；浆果生长期对水分的要求较高，5月中旬至8月中旬的平均降雨量为23.8 mm，充足的水分条件可以促进浆果颗粒的增长，其中7—8月降水较为集中，若水分过多会造成果实腐烂、葡萄品质下降，易引发病害；成熟期要求相对干燥，世界上著名干红酒葡萄基地的果实成熟期月降水量不超过100 mm或旬降水量不超过30 mm[20]，这个时期若降水量过多，会降低浆果含糖量和含酸量，影响果品品质，易发病害，引起裂果、腐烂，此阶段夏县地区的月降水量不超过100 mm，总体利于酿酒葡萄优质品质的形成。

有研究表明[11]，7—9月的水热系数K值可以在一定程度上反映某地葡萄成熟期的水热状况。结合我国酿酒气候条件及酿酒葡萄种植状况，并参考达维塔雅的观点，认为可生产出优质葡萄酒的酿酒葡萄采收前30～60 d的K值应小于1.5[21]。从表2可以看出，夏县地区近30 a来，7—9月间的水热系数在1.1～1.4，均不超过1.5，表明该地区具有较好的水热条件，利于葡萄糖分的积累与优良品质的形成。

表2 7—9月间水热系数（K值）比较

3 结论与讨论

本研究表明，基于酿酒葡萄的整个生长周期，当葡萄处于萌芽或新梢生长期时，由于夏县地区终霜日集中在3月下旬至4月中旬，晚霜冻频发，需引起注意，且此阶段对水分需求较高，适当灌溉对葡萄的生长较为有利；5月上旬夏县葡萄进入开花期，极端最低气温较高，不易发生花期冻害，且平均气温与降水量有利于葡萄开花、授粉、坐果；当葡萄处于浆果生长期时，夏县的旬平均气温＞20℃、昼夜温差大、降水充足，对葡萄的生长发育较为有利，但此阶段容易出现气温超过38℃高温天气，且在浆果生长后期的7—8月降水较为集中，可能对浆果的发育、成熟产生不利影响；8月下旬至9月上旬夏县酿酒葡萄处于成熟期，气温日较差＞10℃，超过38℃的高温天气较少，月降水量≤100 mm，温度、水分条件较为有利，但是此阶段要求相对干燥，如遇降水需及时疏通。夏县地区年日照时数均值为2 276 h，呈逐年递减的趋势，但该地区热量资源较为丰富，可以满足葡萄正常生长所需。当地的小气候条件，适宜种植晚熟品种的酿酒葡萄，研究结果与张磊等[22]研究认为，山西夏县较适宜种植晚熟品种的酿酒葡萄，董志刚等[23]研究认为，夏县适宜发展中晚熟品种酿酒葡萄的结论相吻合。

调查数据表明，夏县地区无霜期长，冬季气温较高，热量资源丰富且积温呈逐年上升趋势，满足酿酒葡萄种植所需的条件；葡萄采收前30～60 d的水热系数小于1.5，近30 a来光热系数大于4.5的年份超过90%，具有较好的光热、水热条件，总体有利于晚熟品种的酿酒葡萄的生长发育及优良品质的形成，可以发展为晚熟酿酒葡萄的最佳产区之一。