無核白葡萄不同栽培架式葉幕微氣候及產量品質差異分析

賈楊，廖康，駱強偉，孫鋒，馬微，牛瑩瑩，江振斌

(1. 新疆農業大學特色果樹研究中心，烏魯木齊 830052，2. 新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200)

?

無核白葡萄不同栽培架式葉幕微氣候及產量品質差異分析

賈楊1，廖康1，駱強偉2，孫鋒2，馬微1，牛瑩瑩1，江振斌1

(1. 新疆農業大學特色果樹研究中心，烏魯木齊 830052，2. 新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200)

【目的】研究吐魯番地區無核白葡萄適宜的栽培架式，提高其產量及果實品質。【方法】測定水平棚架和兩種小棚架3個處理，無核白葡萄葉幕不同部位光合有效輻射、溫濕度、葉面積指數差異及果實品質及產量，分析不同架式無核白葡萄的葉幕微氣候及產量品質差異。【結果】水平棚架葉幕內部各部位微環境較均勻、PAR及溫度高，但是LAI低，產量較低，果實總糖含量高，VC含量高；小棚架Ⅱ葉幕內部PAR及溫度較低、濕度較高，尤其架中及架根部位較為明顯，果實總糖含量較低，硬度大；小棚架Ⅰ葉幕受光時間長且受光面積相對大，葉幕內部溫度及濕度相對較適宜無核白生長，且整體果實品質相對較好，產量較高，但架中部位果實品質略低。【結論】栽植密度大且存在微小仰角的小棚架Ⅰ，較適宜吐魯番地區無核白葡萄的栽培。

無核白葡萄；架式；葉幕微氣候；產量；品質

0 引 言

【研究意義】吐魯番地區屬溫帶大陸性氣候，夏季干燥少雨，高溫，太陽輻射強，無核白葡萄是吐魯番地區的主栽品種，長期以來該地區的無核白葡萄栽培以小棚架為主，小棚架具有防風效果好、用材較少等特點，但架面低矮，不便于管理和采收。如何適合機械管理、減輕勞動強度，同時又能保證產量和品質是生產上亟待解決的問題。架式決定了葡萄葉幕的結構與微氣候，對果實產量和品質也有很大影響，摸清這些差異對栽培架式的優化與改造有重要意義。【前人研究進展】葉幕緊密外緣表面及其內部的氣候條件，即葉幕微氣候[1]。在一定生態條件下，栽培方式(栽植方式、架式、整形和修剪的總和)決定葉幕光熱微氣候[2]。彭宜本等[3]在1995年對吐魯番無核白葡萄3種栽培方式的葉幕微氣候分析研究認為3種栽培方式(大棚架、小棚架、籬架)都沒有發揮出最佳生態效應；張大鵬等[2]分析研究認為，單籬架栽培方式整個葉幕葉片受光平均水平較高，葉片和果粒平均溫度，單葉蒸騰速率亦較高；然而葉面積指數較小，造成單位土地面積上葉幕光能總截留量和總蒸騰量的降低。棚架栽培方式葉面積指數居中，葉幕微氣候條件平均水平次于單、雙籬架。滿麗婷等[4]認為棚架栽培比籬架有更多的優勢，使葉片充分受光，供給果實充足的光合營養，保證產量和果實品質。張大鵬等[2]研究可知棚架栽培更有優勢，但不同棚架結構會影響架面內部微氣候。【本研究切入點】研究對吐魯番地區幾種棚架栽培無核白葡萄的葉幕內部，不同部位微氣候及果實品質產量的差異進行測定分析。【擬解決的關鍵問題】摸清吐魯番地區高溫干燥環境條件下，不同栽培架式的葉幕微氣候與果實品質、產量的關系，為無核白葡萄栽培架式的優化提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

2013～2014年以新疆葡萄瓜果研究所10年生無核白葡萄為供試材料，分為水平棚架、小棚架Ⅰ、小棚架Ⅱ，3種架式皆為東西行向栽植，枝蔓方向由北至南。表1

表1 三種架式構造特征

1.2 方 法

1.2.1 微氣候及冠層葉面積指數的測定

每種架式選取植株長勢良好、葉幕分布均勻的試驗區，在架面葉幕下方的架根、架中、架梢三個部位，采用HOBO were氣象站、EI USB 2型溫濕度記錄儀分布在預設位置，每個部位放置2個探頭分別在架面葉幕下方距架面約30 cm的位置和架面下部距地面約30 cm的位置，取平均值得出溫濕度、光合有效輻射(PAR)，各測點的標識為：水平棚架架根(G-SP)、水平棚架架中(Z-SP)、水平棚架架梢(S-SP)、小棚架Ⅰ架根(G-PJ1)、小棚架Ⅰ架中(Z-PJ1)、小棚架Ⅰ架梢(S-PJ1)、小棚架Ⅱ架根(G-PJ2)、小棚架Ⅱ架中(Z-PJ2)、小棚架Ⅱ架梢(S-PJ2)，同時將棚架上方，距架面約30 cm的位置設置為對照(CK)，5至8月每月中旬選擇晴天各測定棚架內部不同位置的PAR日變化以及溫度、濕度日變化動態；并同時在清晨07:00～08:00太陽未出時用冠層儀SUNSCAN在預設位置測定LAI，各指標3次重復。

1.2.2 葉面積、葉綠素及果實品質產量的測定

1.2.2.1 葉面積和葉綠素

葉面積測定采用CID203便攜式葉面積儀，在三種架式預設的三個部位各采集15片長勢均勻的健康葉片，測得葉面積大小；同時用SPAD502葉綠素儀測定葉綠素值。

1.2.2.2 果實品質

果實品質測定：每種架式分別在架根、架中、架梢三個部位各隨機采取5穗葡萄，單穗重：采用MP2001型電子天平(0.01 g)分別稱重每穗葡萄重量；單果重：選取有代表性的果實30個，10個一組，采用MP2001型電子天平(0.01 g)稱重，計算平均值；果實硬度：采用GY-1型果實硬度計，測量每個部位取3個果，每個果實測定未去果皮的硬度，取其平均值；可溶性固形物含量(TSS)(%)：使用PR-100型數字糖度計，取果方法同上，測每個果實汁液的可溶性固形物含量；VC(mg/100 g)采用2，6—二氯靛酚滴定法測定；可滴定酸含量(TA)(%)采用 0.05 mol/L NaOH 滴定法測量果實可滴定酸含量；總糖含量(%)采用直接滴定法測定。產量的測定：每種架式隨機選取三段架面并記錄架面長度(L，m)、葉幕寬度(H，m)、行與行之間的空地寬度為(H1，m)，數得每段架面內部葡萄總穗數(N)，平均單穗重為(G，kg)，(H+H1)為行距W，產量計算公式為：單產量(108/667m2)=[N/ (W×L)]×G×667

1.3 數據統計

利用Microsoft excel2007和SPSS17.0進行數據統計和分析。

2 結果與分析

2.1 葉幕不同部位月平均相對PAR季節變化

研究表明，3種架式葉幕內部不同部位相對PAR從5～8月總體呈下降趨勢。從5～6月水平棚架因架面無仰角，而且栽培密度較大，葉幕相對于其余兩種架式較薄，透光率高，使架面內部相對PAR下降較迅速且變化趨勢與外界接近，在此期間小棚架Ⅰ下降速度次之，而小棚架Ⅱ的下降趨勢相對平緩；3種架式在6月之后由于架面葉片數量增加、葉幕厚度增大的緣故使其變化較緩慢，且每個時期的相對PAR值都呈現出架根<架中<架梢，由于架根處葉幕較密集，架面內部受光較少，而架中及架梢在早晚時間易有光透進架面內部；3種架式在8月由于果實和葉片較密集在一定程度上阻礙光進入葉幕下方，使相對PAR處于較低狀態。圖1

圖1 葡萄不同架式葉幕不同部位相對PAR季節變化

2.2 葉幕不同部位平均溫度的季節變化

研究表明，從5～8月期間外界溫度呈上升-下降的趨勢；水平棚架的溫度變化趨勢與外界(CK)接近，其余2種架式的溫度呈下降-上升-下降的趨勢，這是由于在此期間外界光強增大、溫度持續上升，因此葉幕內部的溫度也持續上升。5月枝葉量較少且小棚架Ⅰ栽植密度大存在仰角使架面內部溫度最高，水平棚架次之，小棚架Ⅱ最低；6～8月水平棚架葉幕內部溫度最高，小棚架Ⅰ次之，且小棚架Ⅰ在6～7月都高于小棚架Ⅱ；7～8月葉幕穩定，葉幕對內部環境起到了一定的調節作用，因此葉幕內部溫度有所下降，尤其在8月外界(CK)溫度相對7月有所下降，3種架式架面內部溫度均有下降；3種架式不同部位溫度皆為架中>架根>架梢，造成此差異的可能原因是架梢處通風透光性較好，雖晝溫較高但夜溫較低，使日均溫較低；而架中一天內溫差比架梢和架根小，因此日均溫相對較大。圖2

2.3 葉幕不同部位平均相對濕度季節變化

研究表明，外界(CK)的相對濕度在5～7月處于上升狀態，7～8月呈下降狀態；水平棚架在5～8月隨著葉片數量及葉幕面積的增加使架面內部相對濕度呈上升狀態，進入7月后由于外界(CK)溫度升高且架面高度及栽植密度較大的原因使其在一定程度上存在下降趨勢，在8月外界(CK)溫度相對7月有所下降且葉幕的厚度增加，果實處于膨大成熟期使其呈上升趨勢；其余2種架式在此期間相對濕度呈上升-下降的趨勢，這是由于栽植密度、葉幕厚度及外界溫度的原因，使郁閉的架面內部相對濕度不斷增加，尤其是小棚架Ⅱ的相對濕度在4個月中都高于其余2種架式，3種架式相對濕度都呈架根>架中>架梢，此差異來源于架面內部不同部位通風透光不同，對于架根葉幕形成的環境比較郁閉，易形成濕度高溫度低的環境。圖3

圖2 不同架式葡萄葉幕不同部位溫度季節變化

圖3 不同架式葡萄葉幕不同部位相對濕度季節變化

2.4 葉幕不同部位平均LAI季節變化

研究表明，3種架式葉幕隨著時間的推移枝葉量的增加及葉面積的增大使葉幕漸漸形成，使LAI在5～8月呈上升趨勢，而3種架式之間因栽植密度及架面的仰角大小不同，導致LAI在此期間高低順序呈小棚架Ⅱ>小棚架Ⅰ>水平棚架；架面內部由于所處位置不同，葉幕的厚度及葉片數量不同使不同部位存在很大差異，三種架式中LAI值皆為架根>架中>架梢，在5月每種架式葉幕均未形成且較稀疏，因此三種架式架梢和架中的LAI相差不大，但架根處葉片數量相對較多，使此處LAI值明顯較高。圖4

圖4 不同架式葡萄葉幕不同部位葉面積指數(LAI)季節變化

2.5 葉幕不同部位葉面積及葉綠素差異

研究表明，3種架式中水平棚架栽植密度大，單位土地面積上單葉營養供給相對充足進而葉面積較大，其次是小棚架Ⅱ，但是栽植密度小且葉片面積相對大會導致葉幕過于密集，小棚架Ⅰ總體葉面積相對較小，且栽植密度大，對葉幕的厚度及密集度有一定的調節作用；葉面積的大小決定了葉片長寬及比例，小棚架Ⅰ架中的葉片長度顯著低于另外兩個架式各部位，但寬度顯著高于其余架式的各個部位，小棚架Ⅱ各部位葉片長度及寬度處于居中狀態，水平棚架各部位長寬都相對較大。不同架式間由于架式結構及葉幕厚度不同，導致葉片葉綠素含量存在差異，水平棚架單葉受光時間長使整體葉綠素含量較低；小棚架Ⅰ葉綠素含量次之，由于存在微小仰角使單葉受光時間相對較小；小棚架Ⅱ架面仰角大且栽植密度小，單葉受光時間短，使其葉綠素值極顯著高于其余兩種架式。表2

表2 不同架式葡萄葉幕不同部位葉面積及葉綠素差異

注：同列數據后標不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01)，下同

Note: The different small letters in each column represent statistical significance at 0.05 level,the different capital letters represent statistical significance at 0.01 level, the some as below

2.6 不同架式果實產量及品質差異

研究表明，3種架式產量最高的是小棚架Ⅰ，小棚架Ⅱ略低，最低的是水平棚架；這主要是因為水平棚架葉幕厚度相對較小，且栽植密度較大，同時水平棚架單穗重和單果重極顯著低于其余兩種架式，降低了產量。3種架式的栽植方式及葉幕內部果際微環境在一定程度上引起果實品質的差異，可溶性固形物的含量及總糖含量顯示水平棚架極顯著高于其余兩種架式，其次是小棚架Ⅰ，小棚架Ⅱ最低，且水平棚架各部位之間可溶性固形物相差不大，兩種小棚架不同部位都出現架根>架梢>架中的現象；VC含量中水平棚架極顯著高于其余兩種架式；3種架式葡萄可滴定酸含量相對較高的是小棚架Ⅱ，其次是水平棚架，小棚架Ⅰ最低；果際溫度及光照會影響果實的含糖量及成熟度，成熟度不同則果實硬度不同，不同架式間的果實硬度小棚架Ⅰ極顯著低于其余兩種架式，果實硬度較大的是小棚架Ⅱ。表3

表3 不同架式葡萄葉幕不同部位果實品質及產量差異

3 討 論

不同葡萄栽培方式可以造成整個生長季節果際和葉際光照和熱量微區氣候的強烈變化[5]，尤其對于吐魯番地區的特殊氣候條件，不同的栽培架式對外界氣候的過濾和調整尤為重要，研究中3種栽培架式對葉幕內部相對PAR、溫度、濕度的影響與前人研究一致[6-8]，果園整體透光率的大小反映果園的光照狀況優劣，適宜的樹冠覆蓋率和果園總體透光率，既可保證果園的通風透光，提高光合效率，又可保障較高的果品產量和質量水平[9]，不同架式的結構特征決定了整個葉幕的透光率和光能截留，水平棚架的單葉光能截留大但透光率過高，這是因為其葉面積指數過小，說明葉幕存在漏洞或者葉片覆蓋量相對較小，進而導致葉幕下部果際溫度過高；小棚架Ⅰ和小棚架Ⅱ架面仰角不同，且兩架面之間的空地大小不同，使架面內部的光照及溫濕度存在差異，雖然小棚架Ⅰ仰角較小，但是兩架面之間的空地較大，因此光可從空地處進入葉幕下方，通過地面輻射提高果際溫度降低濕度；小棚架Ⅱ雖仰角較大，但是兩架面之間的空地較小，整體較郁閉。此外，Duchene等[10]研究表明，從轉色到成熟期間，果際溫度增加的必然結果是潛在蒸散量需水的增加，這在很大程度上是有利于漿果成熟的條件，提高潛在的酒精水平，即漿果中的含糖量有所增加；水平棚架果際溫度高，但是單果重及單穗重卻遠不及小棚架Ⅰ和小棚架Ⅱ，這導致產量下降；劉建輝等[11]在研究中提到在吐魯番果溫增加，單寧也會異常增加，需通過葉幕調節溫度，使果實內部單寧降低，因此，在吐魯番增加葉幕的郁閉性以降低果際溫度，將有利于品質的形成。但是過于郁閉的葉幕結構如小棚架Ⅱ導致果際溫度較低，不利于糖分積累，且果實硬度大，整體品質低。

張大鵬等[6]研究指出，光熱水平較高的葉幕微氣候對糖分在果實中的積累有著明顯的促進作用，光熱微氣候有利于葡萄的光合作用。三種架式架面內部微環境均為架根處葉面積指數大，光能截留大，但是過厚的枝葉量導致葉幕相對郁閉，終使果際溫度低，濕度高；無核白葡萄葉幕對吐魯番地區充足光能的利用能力因適宜的密植，南北行直立或傾斜葉幕，高度與行間距離、葉幕開張度等因素，而使光能在葉幕中合理分配[1]。而且不同的栽植密度會在一定程度上影響枝葉的營養供給與分配，進而影響葉片的大小及葉綠素的高低，葉綠素是光合作用的場所，其光合產物主要以可溶性糖的形式在果實內積累，無核白葡萄屬于糖直接積累型作物[12]，因此光能的利用為果實品質的提高奠定了基礎；架中微環境適中，但是果穗數量較大；使單個果穗營養供給分配較少，使果實總糖含量低，而架梢及架根果穗數量相對少，單穗營養供給相對較多，因此果實可溶性固形物及總糖含量較高。

4 結 論

栽培架式對葉幕下不同部位的微環境及果實產量品質有較大影響。水平棚架葉幕內部各部位微環境較均勻、PAR及溫度高，但是LAI低，產量較低，果實總糖含量高，VC含量高；小棚架Ⅱ葉幕內部PAR及溫度較低、濕度較高，尤其架中及架根部位較為明顯，果實總糖含量較低，硬度大；小棚架Ⅰ葉幕平均受光水平高，葉幕內部溫度及濕度相對較適宜無核白生長，且整體果實品質相對較好，產量較高，但架中部位果實品質略低。栽植密度大且存在的微小仰角的小棚架Ⅰ較適宜吐魯番地區無核白葡萄的栽培。

References)

[1] 張大鵬.葉幕微氣候及其調控生物學研究中的基本概念和內涵[J].葡萄栽培與釀酒,1993,(2):1-4.

ZHANG Da-peng. (1993).The basic concept and connotation of leaf canopy microclimate and its regulation in Biology. viticultural and oenological research [J].Sino-OverseasGrapevine&Wine, (2):1-4.( in Chinese)

[2] 張大鵬.栽植方式、葉幕微區氣候與葡萄生產 [J].葡萄栽培與釀酒,1989,(3):42-55.

ZHANG Da-peng.(1989). Planting method, leaf canopy microclimate research and grape production [J].Sino-OverseasGrapevine&Wine, (3):42-55. ( in Chinese)

[3] 彭宜本,劉建輝,雷茵霞,等. 吐魯番地區無核白葡萄三種主栽方式的葉幕微氣候研究[J].西北農業學報,1995,4(1):70-73.

PENG Yi-ben, LIU Jian-hui, LEI Yin-xia, et al. (1995). Studies of Three Principal Cultivated Systems of Thompson seedless on Canopy Microclimate in Turpan Area [J].ActaAgriculturaeBoreali-OccidentalisSinica, 4(1):70-73. ( in Chinese)

[4] 滿麗婷，趙文東，郭修武，等. 不同架式和負載量對'晚紅'葡萄果實品質的研究[J].北方果樹,2011,(5):11-12.

MAN Li-ting, ZHAO Wen-dong, GUO Xiu-wu, et al. (2011).Research on Red Globe fruit quality of different type and amount of load [J].NorthernFriut, (5):11-12. ( in Chinese)

[5] 張大鵬.葉幕微區氣候調控在葡萄生產中的地位[J]. 葡萄栽培與釀酒,1989,(2):5-9.

ZHANG Da-peng. (1989). Status of microzone climate control in grape production in the leaf curtain [J].Sino-OverseasGrapevine&Wine, (2):5-9. ( in Chinese)

[6] 張大鵬,姜紅英.葉幕微氣候與葡萄生理、產量和品質形成之間的基本關系研究[J].園藝學報,1995,22 (2):110-116.

ZHANG Da-peng ,JIANG Hong-ying. (1995). Studies on the Essential Relationship between Canopy Microclimate, Vine Growth, Grape Yield and Berry Quality [J].ActaHorticulturaeSinica, 22(2):110-116. ( in Chinese)

[7] 張大鵬，姜紅英.葉幕PAR光能截留和分配對葡萄群體光合同化物庫原關系的調控植物[J].植物生態學報,1995,19(4):302-310.

ZHANG Da-peng, JIANG Hong-ying. (1995). Regulating Effects of Canopy Light (PAR) Interception and Distribution on Photosynthate 'Sink-Source' Relation in Grapevine Population with Different Canopy Structures.[J].ActaPhytoecologicaSinica, 19(4):302-310. ( in Chinese)

[8] 魏欽平,張繼祥.蘋果優質生產的最適氣象因子和氣候區劃分[J].應用生態學報，2003,14(5):713-716.

WEI Qin-ping, ZHANG Ji-xiang. (2003). Optimum meteorological factors and climatic region division of apple for good quality [J].ChineseJournalofAppliedEcology, 14(5):713-716. ( in Chinese)

[9] 李培環，吳軍帥，董曉穎，等．蘋果密閉園不同間伐方式對光照、光合和生長結果的影響[J].中國農業科學,2012,45(11):2 217-2 223．

LI Pei-huan, WU Jun-shuai, DONG Xiao-ying. (2012). Effects of Different Thinning Methods on Illumination, Photosynthetic,Growth and Fruiting in Airtight Apple Orchard [J].ScientiaAgriculturalSinica, 45(11):2,217-2,223. (in Chinese)

[10] Duchêne, E., & Schneider, C. (2005). Grapevine and climatic changes: a glance at the situation in alsace.AgronomyforSustainableDevelopment, 25(1):93-99.

[11] 劉建輝,張平,龔鵬,等. 新疆不同氣候條件對葡萄品質形成的效應[C]//. 中國科協第二屆青年學術年會,園藝學論文集, 北京農業大學出版,1995:66-68.

LIU Jian-hui, ZHANG Ping, GONG Peng, et al. (1995).EffectsofAreaDifferentClimateFactorsQualityofGrapevineinXinJiangArea[C]//. Chinese Association for the second session of the Youth Conference proceedings, horticulture bublished by Beijing Agricultural University Press:66-68. (in Chinese)

[12] 謝兆森,王世平,許文平.葡萄果實中的糖分積累和調控[J].植物生理學通訊,2008,44(4):785-790.

XIE Zhao-Sen, WANG Shi-ping, XU Wen-ping. (2008). Accumulation of Sugars and Their Regulation in Grape Berries [J].PlantPhysiologyCommunications, 44(4):785-790. (in Chinese)

Fund project:Supported by Science and technology plan projects in Xinjiang Uygur Autonomous Region "Research and demonstration on utilization technology of germplasm resources of fruit trees in Xinjiang" (201130102-1), Modern agricultural industry technology system special funding (CARS - 30) and Key discipline foundation of fruit trees of Xinjiang Uygur Autonomous Region

Analysis on the Canopy Microclimate and Yield and Quality of the Different Grape Cultivation Trellis in Turpan

JIA Yang1，LIAO Kang1，LUO Qiang-wei2，SUN Feng2，MA Wei1，NIU Ying-ying1， JIANG Zhen-bing1

(1. Research Center of Featured Fruit Trees, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China;2.DevelopmentResearchCenterforGrapesandMuskmelonsofXinjiangUygurAutonomousRegion,ShanshanXinjiang838200,China)

【Objective】 In order to explore the suitable cultivation of trellis system of Thompson seedless in Turpan area and improve the yield and the quality of the fruit.【Method】Horizontal trellis and two kinds small trellis were selected, PAR, temperature and humidity, LAI and fruit quality and yield were determined from May to August.【Result】The results showed: the frame surface internal microenvironment of horizontal trellis of each part was more uniform, the PAR and temperature were high, but LAI and yield were low. And the fruit total sugar content and VC content were high; The frame surface internal microenvironment of small trellis II was PAR and the temperature was low, but humidity was high, especially the middle of flame and root of flame were obvious, and fruit total sugar content was low, fruit firmness was big; Small trellis I canopy light time was long and the light receiving area was relatively large, so the canopy internal temperature and humidity were relatively suitable for the growth of Thompson seedless grapes. And what is more, the whole fruit quality was relatively good, the yield was higher, but the quality of the fruit was slightly lower in the middle of the frame.【Conclusion】In conclusion, the more suitable environment for cultivation of Thompson seedless in Turpan area is small trellis I, which has bigger planting density and existing small elevation.

Thompson seedless grape; trellis system; canopy microclimate; yield； quality

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.07.005

2016-04-17

新疆維吾爾自治區科技計劃項目“新疆特色果樹高效安全生產關鍵技術集成與示范”(201130102-1)；現代農業產業技術體系專項資金項目(CARS-30)；新疆維吾爾自治區果樹重點學科

賈楊(1988-)，女，新疆昌吉人，碩士研究生，研究方向為植物栽培生理學，(E-mail)423583570@qq.com

廖康(1962-)，男，四川梓橦人，教授，博士生導師，研究方向為果樹種質資源及栽培生理，(E-mail)13899825018@163.com

S663.1

A

1001-4330(2016)07-1210-07