不同灌水定額對赤霞珠葡萄土壤水勢和果實品質的影響

沈甜+許澤華+陳衛平+牛銳敏

摘要： 以15年生赤霞珠葡萄為試材，研究6 750、6 000、5 250、4 500 m3/hm2這4種灌水定額對赤霞珠花前、果實膨大期、果實轉色期土壤水勢變化和果實品質的影響。結果表明，不同葡萄生育期，不同灌水定額對土壤水勢的變化明顯，降低灌水定額，能有效提升土壤吸水力，并提高土壤水分利用率；適度減少灌水定額，可有效提高枝條莖流量，顯著提高果實可溶性固形物、花色素、單寧含量，極顯著提高總酚含量，顯著降低可滴定酸含量；4種灌水定額處理中以 5 250 m3/hm2 處理的為最好，葡萄萌芽期、抽枝期、花前、果實膨大期、果實轉色期、冬灌的灌水量分別為900、450、600、1 200、600、1 500 m3/hm2，其中葡萄果實膨大期、果實轉色期分2次灌溉，灌水時間間隔為15～18 d，期間如遇降水，應適度延長灌水時間間隔。

關鍵詞： 灌水定額；葡萄；土壤水勢；果實品質；赤霞珠；水分利用率

中圖分類號： S663.107 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0136-04

水分是影響葡萄和葡萄酒品質及經濟效益的重要因素，果實大小和含糖量是衡量果實品質的2個重要指標，而果實大小和含糖量的多寡是由很多因素決定的，其中水分是影響果實大小和含糖量諸多因素中最重要的因素[1]。葡萄關鍵物候期水分狀況的變化，會影響植株營養生長、產量、葉幕層、微氣候及果實代謝，進而影響葡萄成分和品質[2-6]。適度調節葡萄生長的水分狀況可達到調節葡萄果實代謝、改善果實品質的目的[7-8]。

釀酒葡萄是寧夏回族自治區的優勢特色產業，寧夏賀蘭山東麓已成為國內最大的釀酒葡萄產區。但是，由于賀蘭山東麓土壤肥力差異較大，農戶葡萄園的水肥管理主要憑經驗進行，“大水大肥”現象較為普遍，葡萄產量雖然較高，但原料質量相對較差，提升空間很大。調虧灌溉是近些年果園水分管理的一種科學方法，能有效提高水分利用率，且通過適度的水分脅迫可提高果實品質。本研究通過控制灌溉用水，分析不同灌溉用水量對釀酒葡萄土壤水勢、莖流及果實品質等的影響，為優質原料生產提供技術依據，對提高賀蘭山東麓葡萄園的水分利用效率和葡萄果實品質有著切實的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在寧夏回族自治區銀川市西夏區寧夏農林科學院枸杞研究所蘆花臺葡萄基地進行，該試驗地土壤類型為灌淤潮土，pH值為8.1～8.3，全鹽、有機質、全氮、全磷、全鉀含量分別為 0.7～1.6、4.92～8.26、0.32～0.58、0.48～0.51、18.6～19.5 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為85～175、45～58、145～240 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試材料為15年生赤霞珠葡萄，采用直立獨龍干整形，冬剪以短梢修剪為主。

1.3 試驗方法

試驗于2015年4月14日至2016年11月18日進行，在釀酒葡萄2個生長季實施。試驗設4個處理，全部生育期灌水定額分別為6 750、6 000、5 250、4 500 m3/hm2，處理編號分別為CK（對照）、T1、T2、T3。在葡萄抽枝期、花前、果實轉色期，每一處理灌水量分別比對照梯度減少150 m3/hm2；在葡萄果實膨大期，每一處理灌水量比對照梯度減少 300 m3/hm2；在葡萄萌芽期和冬灌時，所有處理灌水量相同，分別為900、1 500 m3/hm2。采用滴灌，在葡萄果實膨大期和果實轉色期分2次灌水，其他栽培管理措施一致，葡萄產量控制在12 000 kg/hm2左右。

1.4 測定內容

1.4.1 枝條莖流量和土壤水勢 枝條莖流量在果實成熟期利用FLOW32包裹式植物莖流計測定，將傳感器包裹于距離地面1.5 m、直徑10 mm的枝條中間部位，連續測定10 d；在抽枝期直至果實成熟采收，利用EM50數據采集器長期監測土壤水勢，將土壤水勢傳感器MPS-6埋于距離葡萄主干 20 cm、距離地表深30 cm（葡萄根系集中分布區域）處，每隔 1 h 記錄1次。

1.4.2 果實品質 果實成熟期，隨機采集6穗葡萄果穗（600粒以上），測定單穗質量、果實百粒質量及可溶性固形物、還原糖、可滴定酸、花色素、總酚、單寧含量[9-11]。

1.5 數據分析

采用Excel軟件對數據進行統計作圖，采用DPS 7.5軟件對數據進行方差分析，差異顯著分析采用新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對枝條莖流量日變化的影響

由圖1可知，在葡萄果實成熟期，減少灌水定額能有效提高葡萄枝條的莖流量；枝條莖流量日變化呈明顯的單峰曲線，T1、T2、T3處理的枝條莖流量明顯高于對照；枝條莖流量在08：00—10：00時上升較快，13：00—14：00時達到峰值，18：00后迅速下降；CK的枝條莖流量全天處于最低；T2處理的枝條莖流量在10：00—14：00之間明顯高于其他處理，14：00后迅速下降。

2.2 不同處理對葡萄不同生育期土壤水勢的影響

2.2.1 花前 由圖2可見，灌水后1周，T2處理的土壤水勢回落最快，其他處理回落較為平緩；灌水后8～9 d，由于降雨（降水量為2.79 mm），致使土壤水勢回升；灌水后9 d，CK、T1、T3處理的土壤水勢較為接近，隨時間的進一步推移，T2處理的土壤水勢回落迅速，其他處理回落較為平緩；灌水后15 d，T3處理的土壤水勢回落差高于CK、T1處理。

2.2.2 果實膨大期 由圖3可知，在葡萄果實膨大前期，灌水后1～3 d， T2處理的土壤水勢回升速度快于其他處理， T3

處理的土壤水勢回升至最大值-227.44 kPa后又迅速回落；灌水后8～11 d由于降雨（降水量28.17 mm），致使所有處理的土壤水勢回升；灌水后15～20 d，各處理土壤水勢以不同基數相似速率回落；T1處理的土壤水勢遠高于其他處理，T3處理的土壤水勢低至-627.91 kPa。由圖4可知，在葡萄果實膨大后期，灌水后1～2 d，T3處理的土壤水勢迅速回升，CK、T1、T3處理的土壤水勢值相近；灌水后3 d，各處理土壤水勢回升至最高，后又緩慢下降；灌水后8～15 d，各處理土壤水勢差值逐漸拉大，T3處理的土壤水勢相對最低，T1處理土壤的水勢相對最高。

2.2.3 葡萄果實轉色期 由圖5可見，在葡萄果實轉色前期，灌水后1～3 d，各處理的土壤水勢回升至最高值，T2處理的土壤水勢回升相對較為迅速；灌水后4 d，各處理的土壤水勢相近，后緩慢下降；灌水后8～15 d，各處理的土壤水勢差值逐漸拉大，T3處理的土壤水勢相對最低，CK和T2處理的土壤水勢差相對較小，T1處理的土壤水勢相對最高。由圖6可見，在葡萄果實轉色后期，灌水后1～3 d，各處理的土壤水勢回升至最高值，后又逐漸回落；T1處理的土壤水勢相對最高，

CK、T2、T3處理的土壤水勢差相對較小。

2.3 不同處理對葡萄果穗質量和百粒質量的影響

由圖7可知，與對照相比，減少灌水定額不同程度降低了單穗質量、百粒質量，T3處理的單穗質量和百粒質量相對最小。

2.4 不同處理對葡萄果實品質的影響

由表1可知， 與對照相比，減少灌水定額，葡萄果實的可

溶性固形物、單寧含量有顯著提高（P<0.05），總酚含量有極顯著提高（P<0.01），可滴定酸含量有顯著降低（P<0.05）；與對照相比，T3處理的可溶性固形物含量達到極顯著水平（P<0.01），T2、T3處理的還原糖含量有極顯著提高、可滴定酸含量有極顯著降低（P<0.01），T2處理的花色素含量有極顯著提高（P<0.01）。

3 結論與討論

3.1 水分調控對土壤水勢的影響

土壤水勢過高或過低均會影響果樹生理指標的變化，土壤水勢過低，果樹葉片光合速率、氣孔導度和蒸騰強度降低[12-14]。適度降低土壤水勢，會增加果實中的果糖、葡萄糖和總糖含量[1，15-16]。不同生育期果實生長對水分脅迫的敏感性不同[15]，有研究表明，在葡萄漿果成熟期，土壤水勢達到一定值時， 果粒直徑開始減小，果實中以果糖、葡萄糖為主的可溶性糖開始快速積累[1]。通過研究土壤水勢與葡萄園氣象因素及葡萄產量、品質的關系，得出“土壤-植物-大氣連續體”（SPAC系統）的一定規律[12，17]，由土壤到葡萄植株再到大氣，各要素水勢逐步下降，隨灌溉定額的增加，相鄰界面水勢差增大[12]。

本試驗通過比較葡萄花前、果實膨大期、轉色期灌水后15～20 d的土壤水勢得出，降低灌水定額，隨灌水后天數的延長，土壤水勢下降速率加快，再次灌水，土壤水勢回升速率會加快， 即灌水定額降低， 提升了土壤的吸水力和水分利用效率，有效節約了水資源。試驗結果顯示，灌水定額為 6 000 m3/hm2 時土壤水勢明顯高于其他處理，可能與樣地土質的不均質性有關。

3.2 水分調控對果實品質的影響

研究結果表明，適度降低灌水定額，葡萄單穗質量和百粒質量降低，果實中可溶性固形物、還原糖含量增加，總酚、單寧、花色素含量提高，果實中可滴定酸含量隨灌水定額的減少而降低。通過對不同處理原酒的品嘗，單寧的細致程度也隨水量的減少得到改善。調虧灌溉對葡萄果粒大小及產量有一定影響，大量研究認為，調虧灌溉會使葡萄產量降低[2]。有研究表明，葡萄漿果快速膨大的早期是決定果實細胞數量的細胞分裂期，此時干旱脅迫對果粒體積生長的影響最大，而水分脅迫使果實最終體積發生不可逆的縮小[18]。在葡萄果實成熟期，灌溉過多雖然能提高產量，但果實質量卻大大降低，尤其是釀酒葡萄，相反，水分虧缺對葡萄漿果成分有顯著影響，果實色澤、風味和香氣的增加可提高葡萄酒質量[19]。適度水分調虧可有效減少光合產物向莖、葉等營養器官的分配比例，降低無效水分的損耗，促使生殖器官良好生長，在不減產的基礎上改善果實的品質[20]。有研究發現，調虧灌溉促進酚類化合物、可溶性固形物及花青素的合成[2]，并通過調節糖代謝和花色素代謝相關基因的表達來影響果實中糖分和花色素含量，土壤的水分含量也影響果實中的可滴定酸含量[21-27]。房玉林等研究水分虧缺對非灌溉葡萄的有利影響發現，適度的水分虧缺對葡萄酒的色澤、風味、酒香等品質因子有直接的促進作用[2]。

通過測定比較分析葡萄花前、果實膨大期、果實轉色期距葡萄主干20 cm、距地表深30 cm處的土壤水勢得出，在葡萄不同生育期，不同灌水定額處理的土壤水勢變化明顯，降低灌水定額，能有效提升土壤的吸水力，提高土壤水分利用率；適度減少灌水定額有效提高了葡萄枝條莖流量，果實可溶性固形物、花色素、單寧含量有顯著提高（P<0.05），總酚含量有極顯著提高（P<0.01），可滴定酸含量有顯著降低（P<0.05）。葡萄全年生育期以灌水定額5 250 m3/hm2處理為最好，葡萄萌芽期、抽枝期、花前、果實膨大期、果實轉色期、冬灌的灌水量分別為900、450、600、1 200、600、1 500 m3/hm2，其中葡萄果實膨大期、果實轉色期分2次灌溉，以土壤水勢-600 kPa 為灌水臨界值，灌水時間間隔為15～18 d，期間如遇降水，應適度延長灌水時間間隔。

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