根域寬度對‘紅地球’葡萄產量和品質及貯藏營養的影響

史祥賓，劉鳳之，王孝娣，王寶亮，鄭曉翠，王志強，冀曉昊，王海波*

（中國農業科學院果樹研究所/農業部園藝作物種質資源利用重點實驗室/遼寧省落葉果樹礦質營養與肥料高效利用重點實驗室，遼寧興城 125100）

我國葡萄栽培的埋土防寒線是-15 ℃，溫度低于-15 ℃就可能產生凍害，北方大多地區葡萄冬季均需要埋土才能正常越冬[1]。近年來，埋土防寒區葡萄凍害仍時有發生，主要是根系凍害較為普遍。取土位置離主干較近，根系露出地表是發生凍害的主要原因。同時，常年施肥較淺或撒施等不合理施肥方式導致根系上浮，取土位置土壤疏松導致根系橫向生長也是葡萄根系發生凍害的原因之一[2]。限制根系側向生長，促進其向下生長可以減少根系凍害的發生，因此，研發抑制根系橫向延伸、促進其向下生長的栽培措施是解決埋土防寒區葡萄根系凍害行之有效的方法。‘紅地球’葡萄因其果肉硬、脆，味甜，樹勢較強，豐產性好，果實易著色，極耐貯運等優良特性，仍是我國埋土防寒區主栽品種之一[3]。

本研究通過定植溝兩側鋪設塑料薄膜的方法，限制根系橫向生長，設置不同的定植溝寬度，連續5年研究分析了不同定植溝寬度對‘紅地球’葡萄產量指標、果實品質及枝條貯藏營養等生長發育指標的影響，研發適合埋土防寒區抑制葡萄根系凍害的栽培方法，以期為我國埋土防寒區葡萄實現優質高效栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013—2017年在中國農業科學院果樹研究所鮮食葡萄核心技術試驗示范園進行。試材選用3年生盛果期‘紅地球’葡萄，砧木為‘貝達’，架形為斜干水平龍干樹形配合水平葉幕，雙株定植，行株距為4.0 m×2.5 m。試驗前取園區0～40 cm土壤測定各項指標作為本底值，其中有機質含量為2.24%，全氮2.18%，堿解氮91.50 mg/kg，速效磷78.19 mg/kg，速效鉀211.73 mg/kg。

1.2 試驗處理

試材于2011年定植，于定植行挖深80 cm，寬40 cm、60 cm、80 cm和100 cm四個根域寬度的定植溝，溝兩側鋪設塑料薄膜，以傳統栽植（溝深80 cm、寬100 cm，定植溝兩側不鋪設塑料薄膜）作為對照。行內鋪設滴灌管，覆蓋黑地膜，新梢用尼龍繩纏繞綁縛，新梢間距15 cm，保留主梢長度一致為140 cm，副梢留1葉絕后摘心，負載量均采用梢果比1∶1，其他采用常規管理。成熟期（10月上旬）對果實進行取樣，落葉休眠期（10月底）取各處理的一年生枝條，用于測定貯藏營養指標。2016年由于暴雨澇害導致成熟期紅地球葡萄果實發生嚴重病害，因此沒有該年份數據。

1.3 測定方法

每個處理隨機采果30穗，稱量計算單穗重。從果穗上中下3個部位均勻取樣，隨機選取50粒進行果粒質量和果粒橫縱徑的測定，重復3次。可溶性固形物含量用PAL-1型折光儀測定，可滴定酸（以酒石酸計）含量采用NaOH滴定法測定，維生素C含量依照GB/T 6195—1986[4]測定，花青素含量依照1%鹽酸-甲醇浸提比色法測定[5]。葡萄枝條中貯藏營養指標的測定：淀粉和可溶性糖含量采用蒽酮比色法，游離氨基酸含量采用茚三酮比色法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮蘭G-250法[6]。

試驗數據采用Excel 2007和DPS軟件進行統計和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 對‘紅地球’葡萄果實產量指標的影響

從圖1看出，果實單穗重，2013年根域寬度80 cm、100 cm和60 cm處理間無顯著差異，顯著高于40 cm處理，分別為40 cm處理的1.91倍、1.77倍和1.49倍，對照與各處理均無顯著差異。2014年對照與根域寬度80 cm處理無顯著差異，顯著高于其他處理，40 cm處理的單穗重最小。2015年和2017年表現相同的趨勢，根域寬度100 cm、80 cm和60 cm處理均與對照無顯著差異，顯著高于40 cm處理，表明適宜的根域寬度對果實單穗重影響不大，根域寬度太小則顯著降低果實單穗重。

果實單粒重，2013年根域寬度80 cm處理最高，其次為100 cm處理，40 cm處理最小。2014年根域寬度40 cm處理最高，其次為60 cm、100 cm、80 cm處理和對照，這可能與40 cm果穗較小有關。2015年和2017年表現相似的趨勢，根域寬度100 cm、80 cm、60 cm處理和對照間無顯著差異，均以40 cm處理的單粒重最小，果實單粒重與單穗重趨勢大體相同，根域寬度40 cm處理與對照相比顯著降低了單粒重，其他處理的單粒重無減小趨勢。

果粒橫縱徑，各處理間的差異趨勢與果實單粒重大體一致。果粒橫徑，2013年根域寬度80 cm處理最大，顯著大于40 cm、60 cm處理和對照，100 cm處理與各處理均無顯著差異。2014年各處理間均無顯著差異。2015年100 cm處理和對照顯著大于40 cm和60 cm處理。2017年80 cm和60 cm處理顯著大于40 cm處理，與100 cm處理和對照無顯著差異。果粒縱徑，2013年也表現為80 cm處理最大，其次為100 cm處理和對照，40 cm處理最小，差異均達顯著水平。2014年40 cm和100 cm處理顯著大于對照，與60 cm和80 cm處理均無顯著差異。2015年100 cm處理顯著大于40 cm和60 cm處理，與80 cm處理和對照均無顯著差異。2017年對照和60 cm處理顯著大于40 cm處理，與80 cm和100 cm處理均無顯著差異。

2.2 對‘紅地球’葡萄果實品質的影響

由圖2可知，可溶性固形物含量，2013年根域寬度處理間無顯著差異，顯著高于對照。2014年60 cm處理和對照顯著高于40 cm處理，與80 cm和100 cm處理均無顯著差異。2015年100 cm處理最高，80 cm處理次之，兩者無顯著差異，與其他3個處理差異均達顯著水平。2017年的試驗中80 cm、100 cm處理和對照間無顯著差異，但顯著高于其他兩個處理，60 cm和40 cm處理間無顯著差異。

可滴定酸含量，2013年根域寬度40 cm處理最高，其次為60 cm處理，顯著高于其他3個處理，80 cm、100 cm處理和對照無顯著差異。2014年40 cm處理最高，80 cm處理最低，60 cm處理和對照與100 cm和80 cm處理均無顯著差異。2015年40 cm處理最高，其次為對照，60 cm和80 cm處理無顯著差異，100 cm處理最低。2017年試驗中100 cm處理最低，其他各處理間均無顯著差異。

維生素C含量，2013年、2014年和2015年各處理間均無顯著差異。2017年根域寬度中60 cm處理最高，與80 cm和100 cm處理均無顯著差異，顯著高于對照和40 cm處理，40 cm處理最低。

花青素含量，2013年根域寬度100 cm最高，其次為60 cm和80 cm處理，兩者間無顯著差異，顯著高于對照和40 cm處理，40 cm處理最低。2014年40 cm處理最高，顯著高于對照和60 cm處理，與80 cm和100 cm處理均無顯著差異。2015年80 cm處理最高，顯著高于其他各處理，100 cm和60 cm處理次之，40 cm處理和對照最低。2017年80 cm處理最高，100 cm處理次之，顯著高于其他3個處理，40 cm、60 cm處理和對照間無顯著差異。

圖1 不同根域寬度處理‘紅地球’葡萄的果實穗質量、粒質量和橫縱徑Figure 1 Single cluster weight, berry weight, berry width and berry length for 'Red Globe' grapevine treated by different root zone width

2.3 對‘紅地球’葡萄枝條貯藏營養的影響

不同根域寬度處理對‘紅地球’葡萄枝條的貯藏營養影響較大（圖3）。可溶性糖含量，2013年根域寬度100 cm處理與80 cm處理和對照均無顯著差異，顯著高于60 cm和40 cm處理，40 cm處理最低。2014年和2015年表現相同的趨勢，均以100 cm、80 cm處理和對照顯著高于60 cm和40 cm處理。

淀粉含量，2013年表現為根域寬度100 cm、80 cm處理和對照顯著高于60 cm和40 cm處理，40 cm處理最低。2014年100 cm處理表現最高，其次為80 cm處理和對照，40 cm處理最低。2015年也以100 cm處理最高，與對照無顯著差異，其次為80 cm處理，60 cm和40 cm處理最低，且兩者間無顯著差異。

游離氨基酸含量，2013年根域寬度80 cm處理最高，顯著高于其他處理，其他各處理間均無顯著差異。2014年和2015年趨勢一致，均以80 cm和100 cm處理顯著高于其他處理，40 cm和60 cm處理間無顯著差異，含量最低。

可溶性蛋白含量，2013年根域寬度80 cm最高，其次為100 cm處理，其他三個處理含量最低，且無顯著差異。2014年80 cm與100 cm處理無顯著差異，顯著高于其他3個處理，40 cm、60 cm處理和對照間無顯著差異。2015年80 cm與100 cm處理最高，其次為對照，40 cm和60 cm處理最低，且兩者間無顯著差異。

圖2 不同根域寬度處理‘紅地球’葡萄的果實品質指標Figure 2 Fruit quality indexes of 'Red Globe' grapevine treated by different root zone width

3 討論與結論

連續5年的試驗過程中，冬季均進行下架埋土防寒工作，取土時根域寬度處理樹體均沒有根系裸露現象，無凍害發生。本研究結果表明，根域寬度100 cm、80 cm和60 cm處理‘紅地球’葡萄的果實穗質量和粒質量與對照均無顯著差異，40 cm處理顯著降低了果實穗質量和粒質量。由于本試驗試材采用梢果比1∶1的統一負載量管理方法，因此根域寬度100 cm、80 cm和60 cm處理的果實產量與對照無顯著差異，40 cm處理的果實產量顯著降低。根域寬度40 cm處理根系的生長空間較小，影響了‘紅地球’葡萄樹體正常的生長發育進程[7-9]。

果實品質方面，根域寬度100 cm和80 cm處理顯著提高了果實可溶性固形物含量、維生素C含量和花青素含量，降低了可滴定酸含量，60 cm和40 cm處理表現相反趨勢，降低了果實品質，這與朱麗娜等[10]在‘藤稔’葡萄、王振平等[11]在‘赤霞珠’葡萄上的研究結果一致。前人研究均認為適度的限制根域可以控制葡萄樹體的營養生長，促進生殖生長，從而提高果實品質[12-13]。

圖3 不同根域寬度處理‘紅地球’葡萄枝條的貯藏營養指標Figure 3 Storage nutrient indexes of shoots for 'Red Globe' grapevine treated by different root zone width

枝條貯藏營養指標與樹體越冬和翌年新生器官的正常生長發育密切相關[14]。本研究認為，根域寬度100 cm和80 cm處理顯著提高了枝條的游離氨基酸和可溶性蛋白含量，可溶性糖和淀粉含量與對照無顯著差異，60 cm和40 cm處理顯著降低了枝條的各項貯藏營養指標。

綜上所述，埋土防寒區采用100 cm和80 cm根域寬度進行‘紅地球’葡萄建園，不僅可以抑制根系凍害的發生，而且在保證產量的條件下，顯著改善了其果實品質，提高了枝條的貯藏營養。

[1] 李華, 孟軍. 陜西省釀酒葡萄氣候區劃指標及氣候分區研究[J].科技導報, 2009, 27(6): 78-83.

[2] 賀普超. 葡萄學[M]. 北京: 中國農業出版社, 1999: 205-211.

[3] 劉鳳之, 段長青. 葡萄生產配套技術手冊[M]. 北京: 中國農業出版社, 2013: 63.

[4] 江蘇省農科院綜合實驗室. 水果、蔬菜維生素C含量測定法(2,6-二氯靛酚滴定法): GB/T 6195—1986[S]. 國家標準局, 1986.

[5] 楊天儀, 王世平, 劉曉清, 等. 根域限制對葡萄營養生長與結果狀況的影響[J]. 中外葡萄與葡萄酒, 2007(5): 4-6.

[6] 趙世杰, 史國安, 董新純. 植物生理學實驗指導[M]. 北京: 中國農業科學技術出版社, 2002: 49-50, 84-87, 98-99.

[7] WANG S P, OKAMOTO G, HIRANO K, et al. Effects of restricted rooting volume on vine growth and berry development of 'Kyoho' grapevines[J]. American Journal of Enology &Viticulture, 2001, 52(3): 248-253.

[8] ZAINUDIN M. Effects of root restriction on growth, flowering and water uptake of starfruit[J]. Journal of Tropical Agriculture and Food Science, 2006, 34(1): 27-36

[9] YANG T Y, ZHU L, WANG S P, et al. Nitrate uptake kinetics of grapevine under root restriction[J]. Scientia Horticulturae, 2007,111(4): 358-364.

[10] 朱麗娜, 唐曉蘭, 陸春燕, 等. 根域限制對藤稔葡萄生長、果實品質及營養元素含量的影響[J]. 中國南方果樹, 2004,33(5): 80-82.

[11] 王振平, 王世平, 單守明, 等. 限根栽培對寧夏赤霞珠葡萄生長發育和果實品質的影響[J]. 中外葡萄與葡萄酒, 2010(1): 11-14.

[12] 王世平, 張才喜, 羅菊花, 等. 果樹根域限制栽培研究進展[J].果樹學報, 2002, 19(5): 298-301.

[13] 謝周, 孫興民, 張萌, 等. 根域限制對‘寶滿’葡萄光合特性及糖代謝的影響[J]. 中國農學通報, 2012, 28(22): 190-196.

[14] 孫文泰, 馬明, 董鐵, 等. 地表覆蓋對隴東旱塬蘋果根系生長與越冬前后樹體貯藏營養的影響[J]. 果樹學報, 2016, 33(11):1367-1378.