遮阴处理对酿酒葡萄‘西拉’果实皱缩的影响

朱燕芳， 白耀栋， 王元元， 李玉斌， 马麒龙， 郝燕*， 赵明新

（1.甘肃省农业科学院林果花卉研究所，兰州 730070；2.白龙江林业管理局河西综合开发局，甘肃 张掖 734300）

‘西拉’（Syrah，Vitis viniferaL.Cv）是世界著名的红色酿酒葡萄品种，因其浓郁的黑色浆果及黑巧克力、烤肉和黑胡椒香气特征而广受欢迎［1-2］。自2000年在河西走廊张掖高台县引进种植以来，‘西拉’在河西走廊中部表现出良好的栽培特性，果实上色快、产量稳定，其酿造的葡萄酒颜色较深、酒体厚重、酸度中等、单宁丰富，具有较强的陈酿潜力，发展前景较好。

河西走廊属干旱荒漠区，在果实成熟期温度高，且变化剧烈。河西走廊‘西拉’自然成熟采收期在10月初，果实过分成熟，导致浆果皱缩加剧，严重影响葡萄的品质和产量。Rogiers等［3］和Chou等［4］研究表明，浆果皱缩可导致高达25%的葡萄产量损失。环境因素、营养物质缺乏或失衡、栽培管理方法等都有可能造成浆果皱缩［5-6］。在河西走廊，由于‘西拉’属晚熟葡萄品种，干旱气候和浆果晚季脱水的双重作用导致果实内水分流失，进而使得产量损失和果实皱缩［7］。

栽培技术和栽培环境在葡萄果实品质的调控中起着关键作用，通过配套技术的应用和环境条件的控制，可改善葡萄的穗形、着色，并调节果实中糖、酚类等物质的积累［8-9］。在果实成熟期，树体可接收热量减少，进而减轻树体失水及果实内水分的流失［6］。遮阴可改善近地面热环境，遮阳网处理影响果实成熟期的光合作用，进而影响果实中糖类、酚类等代谢，并影响果实的大小、糖酸及单宁和总酚含量等［10-12］。果实皱缩使得果实含糖量升高、酸度降低，影响葡萄酒品质，同时果实的花色苷含量降低、浆果蔫软，导致经济效益损失［13］。由于河西走廊酿酒葡萄产区沙漠云量少、太阳辐射强、热资源较为丰富，使得酿酒葡萄果实皱缩现象普遍，针对河西走廊特定气候条件下，通过遮阴处理研究影响‘西拉’果实的皱缩问题具有重要意义。因此，本文在‘西拉’果实转色期，通过在葡萄架面搭设不同透光率的遮阳网进行遮阴处理，研究遮阴对‘西拉’葡萄果实成熟期皱缩的影响，并对其与果实色泽参数、果实品质、果穗微环境指标的相关性进行分析，以期为‘西拉’果实熟期皱缩调控技术提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料与处理

试验于2019年在河西走廊张掖高台县祁连葡萄酒业基地进行。供试品种为酿酒葡萄‘西拉’，种植行距为3 m，株距为0.5 m。

选择葡萄园内树势一致、生长健壮的植株，果实转色期在葡萄架面中部搭遮阳网进行不同程度的遮阴处理，遮光率分别为40%（T1）、60%（T2）、80%（T3），以不遮阴为对照（CK）。试验处理以1档（每档5株）为1个重复，1行（每行4档）为1个处理，随机排列。果实成熟期采集样品，不同果穗上、中、下3个部位共采集30粒果实，每个处理重复5次。

从果实转色期开始，用自动温湿度记录仪记录（智选GM1365）各处理的温度、相对湿度，并用MR-5辐射热计（青岛骏源MR-5）每隔3 d记录9：30和14：30的辐射热。

1.2 指标测定

用电子天平测定单穗重和单粒重，游标卡尺测定果实纵横径，手持测糖仪测定可溶性固形物；用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，NaOH中和滴定法测定可滴定酸含量［14］；福林−肖卡法测定葡萄果实中总酚含量，福林−丹宁斯（Folin-Denis）法测定果实单宁含量［15］，并进行产量分析。

每个重复随机选取15粒果实，用NC-9801手持色差计（诺苏电子技术有限公司）测定每个果实赤道部位的色泽指标L*、a*、b*。L*表示光泽明亮度，取值范围为［1，100］，L*越大，表示果面亮度越高，反之越低；a*、b*表示颜色组分，取值范围［−60，+60］，+a*为红色，−a*为绿色；+b*为黄色，−b*为蓝色，其绝对值越大，颜色越深。

基于a*和b*值计算色泽饱和度C*（chroma）和色度角h°（hue angle）［16］。通过红色葡萄果实颜色指数（color index of grape，CIRG）来评价果实的外观色泽：CIRG＜2 为黄绿，2≤CIRG＜4为粉红，4≤CIRG＜5为红色，5≤CIRG＜6为深红，CIRG≥6为蓝黑［17］。

1.3 统计分析

试验数据采用SPSS 22.0软件分析，采用Excel绘图。

2 结果与分析

2.1 不同遮阴处理对‘西拉’果穗周际微环境的影响

2.1.1 不同遮阴处理对太阳光辐射能、温度及相对湿度的影响 果实成熟后期，太阳光辐射能影响果实后期的果实糖分积累和着色。从图1可以看出，各遮阴处理与CK的太阳光辐射能下午的变化均比上午的变化剧烈。太阳光辐射能与天气的阴晴显著相关，晴天CK和T1处理的太阳光辐射能变化较T2和T3处理组剧烈。无论阴天还是晴天，T2和T3处理的太阳光辐射能的变化趋势都比CK稳定。不同遮阴处理和CK组9：30和14：30的温度变化趋于一致，无明显变化。T2和T3处理14：30的相对湿度高于CK和T1处理。以上结果表明，遮阴处理对果穗周际微环境有改善作用。

图1 不同遮阴处理对‘西拉’果穗周际太阳光辐射能、温度及相对湿度的影响Fig.1 Effect of different shading treatment on the solar radiation energy around the ear of‘Syrah ’grape

2.1.2 不同遮阴处理对气候因子的影响 从图2可以看出，9月 5—15日，T2和T3处理的日最高温度均低于CK和T1处理；9月15—25日，T3处理的均低于CK、T1和T2处理，且CK、T1和T2的变化趋于一致；9月25日—10月10日，各处理的日最高温度变化趋势一致。CK、T1、T2和T3处理的日最低温度和日平均温度均无显著性差异。9月5—15日，T2处理的气温日较差均低于CK和T1处理；9月5—25日，T3处理的气温日较差均低于CK和其他处理；9月25日—10月10日，各处理的气温日较差变化一致。

图2 不同遮阴处理对果穗周际气候因子的影响Fig.2 Effect of different shading treatment on the climatic variable change around‘Syrah’grape cluster

以上结果表明，遮光率为60%（T2）和80%（T3）的处理降低了日最高温度和气温日较差，升高了相对湿度，且太阳光辐射能变化较对照组和遮光率为40%处理（T1）的缓慢。

2.2 不同遮阴处理对‘西拉’果实生长指标的影响

如表1所示，T1、T2和T3处理的单粒重、单穗重、果实纵径和横径均显著高于CK，且随着遮光率的增加，呈增加趋势，其中T3处理的单粒重和单穗重分别比CK增加了31.34%、8.76%，T2处理分别比CK增加了29.10%、6.61%，T1处理分别比CK增加了16.41%、2.42%。各遮阴处理的果形指数（纵径/横径）均无显著性差异，且显著高于CK。T1、T2和T3处理的可溶性固形物均显著低于CK，其值均在20%以上，其中T3处理的最低，T1和T2处理无显著性差异。表明于‘西拉’果实转色期在树体两侧搭建遮阳网，显著增加了果实的单粒重、单穗重、果实纵横径，改善了果实的皱缩。

表1 不同遮阴处理对西拉果实生长指标的影响Table 1 Effect of different shading treatment on the fruit growth indice of‘Syrah’grape

2.3 不同遮阴处理对‘西拉’果实品质的影响

如图3所示，不同程度的遮阴处理均显著影响果实品质。T1、T2、T3处理的可滴定酸含量显著低于CK，其中T2处理的最低，相比CK降低了45.45%。各遮阴处理的可溶性糖含量均无显著性差异，均在 149.0 mg·g−1左右。T1、T2、T3 处理的总酚含量均显著低于CK，其中T3处理最低，为2.41 mg·g−1。CK、T1、T2 处理的单宁含量无显著性差异，且均显著高于T3处理的。表明遮阴处理使得‘西拉’葡萄果实的总酚含量降低，对于果实可溶性固形物和可溶性糖含量无明显影响。

图3 遮阴处理对‘西拉’果实品质的影响Fig.3 Effect of different shading treatment on the fruit quality of‘Syrah’grape

2.4 遮阴处理对‘西拉’果面色泽参数的影响

如表3所示，不同遮阴处理均显著影响果实色泽参数。T1、T2、T3处理的L*值均显著低于CK处理，各处理间无显著性差异。T1和T2处理的a*值与CK无显著性差异，T3处理的a*值显著低于CK。T1、T2、T3处理的b*值较CK均有所提高。T1、T2、T3处理的C*值显著低于CK处理。果实成熟采收时，CK、T1、T2、T3处理的CIRG值分别为6.02、6.28、6.49、6.30，其值均大于6，各遮阴处理的CIRG值均高于CK。以上结果表明，40%、60%和80%遮光率处理后，光泽明亮度L*、果实红色度a*和果面色泽指数CIRG均降低，且低于对照，果面蓝色度b*显著高于对照的，表明遮阴处理使得果实色泽提亮。果实颜色指数CIRG均大于6，表明果实颜色均趋于蓝黑色，达到一定的成熟度。

表3 不同遮阴处理对‘西拉’果面色泽参数的影响Table 3 Effect of different shading treatment on the berry surface color parameters of‘Syrah’grape

2.5 遮阴处理对‘西拉’葡萄产量的影响

如图4所示，随着遮阴率的增加，‘西拉’果实皱缩现象明显改善，T3处理的产量显著高于其他处理组和对照组，为12 155.62 kg·hm−2，是对照的1.25倍；T2处理的次之，为11 755.62 kg·hm−2，是对照的1.21倍；T1处理的产量为10 244.49 kg·hm−2，是对照的1.06倍。

图4 不同遮阴处理对‘西拉’果实产量的影响Fig.4 Effects of different shading treatment on theyield of‘Syrah’grape

2.6 遮阴处理对果际微环境及果实品质指标的相关性分析

遮阴处理与单粒重、单穗重、果实横径、产量之间呈显著正相关，相关系数分别为0.984、0.969、0.954、0.946（表4）。遮阴处理与果实色泽参数之间无相关性关系（表5）。遮阴处理与日最低温度、日相对湿度之间呈显著正相关，相关系数分别为0.951、0.955，与日最高温度、气温日较差、太阳光辐射能之间呈显著负相关，相关系数分别为−0.949、−0.952、−0.986（表6）。

表4 不同遮阴处理与‘西拉’果实生长指标和内在品质之间的相关性Table 4 Correlation between the shading treatment and fruit quality of‘Syrah’grape

表5 不同遮阴处理与‘西拉’果实色泽参数之间的相关性关系Table 5 Correlation between the shading treatment and berry surface color parameters of‘Syrah’grape

表6 不同遮阴处理与‘西拉’果实周际气候因子之间的相关性Table 6 Correlation between the shading treatment and climatic variables changes around‘Syrah’grape cluster

3 讨论

甘肃河西走廊地处北纬36°—40°，具有生产酿酒葡萄的最佳水、土、光、热资源组合，是酿酒葡萄原料的最佳产区之一［18］。因河西走廊地处干旱荒漠区，在‘西拉’果实转色成熟期，极端高温天气频发，导致葡萄成熟过快，糖高酸低，果实皱缩，进而影响葡萄产量以及葡萄酒的品质。本研究结果显示，遮阳网遮阴处理明显改善‘西拉’果实皱缩现象，对提高河西走廊产区的葡萄酒品质具有重要意义。

首先，不同密度遮阳网具有调节微气候的功能，本研究遮光率为40%、60%和80%处理和对照的最低温度、平均温度均无显著性变化，这可能是由于在树体两侧搭建遮阳网起到一定程度的遮阴作用，降低了日最高温度，由于树体顶部未搭盖遮阳网，对最低温度、平均温度等因子影响较小。遮阳网减少了植物和土壤水分的蒸发，增加了相对湿度，这与刘敏等［19］研究结果一致。

其次，遮阳网对于葡萄果实生长指标和果实品质有影响。相关性分析结果表明，遮光处理与单粒重、单穗重、果实纵径呈显著正相关关系，这与Shahak等［20］研究结果一致，遮阳网处理的‘红地球’果实直径和重量增加，在苹果［20］、梨［20］、桃［21］等果树中研究结果类似。单粒重较对照的增加幅度高，遮阴处理降低了树体近地面辐射和反射的热量，通过改善果实的受光、受热条件，一定程度上减少了‘西拉’穗轴皮孔和果实表面水分的蒸发，使得单粒质量增加。然而，穗重增加幅度较单粒重少，可能是由于酿酒葡萄中果皮和果肉溶质质量占比较大，遮阴增加了近地面的相对湿度，使得果实中自由水蒸发减少，但在果实中其自由水含量只是很小的一部分，因而使得穗重增加幅度较小。遮光率40%、60%和80%处理的可溶性固形物均显著低于对照的，其中遮光率80%处理的果实可溶性固形物最低，主要归因于遮阳网具有降低温度、减小蒸发量的作用，所以使得果实生长指标增大，果实含水量增多，进而降低了果实中的可溶性固形物，改善了果实的皱缩现象。遮光率为40%、60%和80%处理可滴定酸含量不同程度降低，可能是由于遮阳网遮阴后，葡萄果实转色后期，糖类积累使得果实中有机酸转化加速。本研究中，遮阳网处理组的总酚含量均低于对照组，其中遮光率80%处理组的果实总酚含量最低，可能遮阳网处理降低了光强，抑制了酚类物质的积累。使用遮阳网显著提高了酿酒葡萄Cabernet Franc果实中总酚含量［22］，还可以提高番茄果实中总酚含量［23］，却降低了猕猴桃果实中总酚含量［24］。综上，遮阳网处理对于总酚的影响不尽相同，可能是由于气候、物种、品种及使用遮阳网方式等的不同，其影响机理和变化特异性有待进一步研究。本研究中，遮光率40%、60%和80%处理后，产量显著增加，遮阴处理与产量呈显著正相关关系，由此表明，不同遮阳网处理使得‘西拉’果实皱缩现象明显改善。

另外，色泽是葡萄浆果品质的重要指标之一，果实色泽除受本身种性制约外，还受外界环境影响，而光是影响果实色泽最重要的环境因子［25］。本研究中遮阴处理使得果际辐射热变化趋于稳定，不同处理下温度和湿度的变化与对照的变化一致，由此表明，遮阴处理改变了果际的热量变化，这可能是改变果实着色的原因。

综上，‘西拉’转色期，遮阳网降低了日最高温度和气温日较差，增加了相对湿度，使得太阳光辐射能变化稳定，改善了葡萄生长的微气候。遮阴处理后，‘西拉’果实的纵横径、单粒重均有所增加，有效改善了‘西拉’转色期果实的皱缩现象，显著提高了产量。将遮阳网应用在河西走廊酿酒葡萄栽培中，不仅可以改善果实周际微环境，还可以改善果实品质，增加收益，具有很大的应用潜力。但本研究仅对‘西拉’果实的皱缩进行了研究，下一步可以在葡萄的整个生理期从生理、分子水平开展更多的机理研究，为河西走廊酿酒葡萄产区遮阳网的应用提供理论基础。